本教程是国家重点职业示范学校建设“十二五”规划教材和精品课程配套教材，是海南省三亚高级技工学校所承担的国家职业教育改革发展示范学校建设计划项目（项目编号：HN201002）任务书中的重点建设任务之一。PLC是一种新型的具有极高可靠性的通用工业自动化控制装置。它以微处理器为核心，有机地将计算机技术、微电子技术、自动化控制技术及通信技术融为一体。它可以取代传统的“继电器-接触器”控制系统实现逻辑控制、顺序控制、定时、计数等各种功能，大型高档PLC还能像微型计算机（PC）那样进行数字运算、数据处理、模拟量调节以及联网通信等。它具有高可靠性、灵活通用、编程简单、使用方便、控制能力强、易于扩展等优点，是当今工业控制的主要手段和重要的自动化控制设备，已广泛应用于机械制造、机床、冶金、采矿、建材、石油、化工、汽车、电力、造纸、纺织、装卸、环境保护等各行各业，已在全球形成了强大的产业市场；已经分别超过了DCS、智能控制仪表、IPC等工控设备的市场份额。可以说，到目前为止，无论从可靠性上，还是从应用领域的广度和深度上，还没有任何一种控制设备能够与PLC相媲美。在工业控制领域，PLC技术与数控技术、CAD/CAM以及机器人技术是现代工业生产自动化的四大支柱并跃居榜首；尤其在机电一体化产品中的应用更越来越广泛，已成为改造和研发机电一体化产品最理想的首选控制器；其应用的深度和广度也代表了一个国家工业现代化的先进程度。随着中国日趋成为世界的加工中心，各类加工基地的建设，生产线、加工设备和加工中心的启用，PLC工程控制系统的应用还将进一步扩大。因此，学习PLC系统的意义十分重大，用好PLC的意义更为深远；学用PLC技术来实现对现代工程设备的稳定可靠控制、提升产品的竞争力，已成为目前推动这一技术发展的主要驱动力量。也是当今职业教育机电类学生必须要掌握的一项岗位技能。本教程的编写充分体现了职业教育的特点和理实一体化课程的内涵。它以实践操作的素质能力培养为主线，贯彻理论知识 “以实用为主、服务于实践”的教学原则。从培养PLC技工和技师的角度出发，按照“综合的技术应用能力”的要求，以就业岗位为引导，将教学目标设计为11个相对独立又完整的项目（学习单元），即用PLC实现对电动机的“启-保-停”控制；用PLC实现对电动机的正反可逆运行控制；用PLC实现对电动机/△减压启动控制；自动轧钢机的PLC控制；小车自动往返运行的PLC控制；城市路口交通指挥灯的PLC控制；抢答器PLC的控制；搬运机械手PLC控制系统设计；典型机床成套设备的PLC控制改造设计；PLC实现通信功能应用；PLC在恒温控制过程中的应用。遵从成长规律，任务从简单到复杂，知识由基础到实用，技能从基本到综合，实现理论知识与实践知识的综合，让技能和知识“骨肉相连”。每一个任务又科学构建了“任务引入、任务分析、知识链接、任务实施、知识扩展、技能拓展（做一做）、思维拓展、思考与练习”等多个环节，使学生完成资讯、计划、决策、实施、检查、评价等一个完整的工作过程；搭建了“指导优先和构建优先融合”的架构；任务典型真实，每一个任务有着不同技能与知识要求，在工作任务的首段清晰地表达，明确任务，明确要求，带着任务学习，由相应实践设备完成任务，学习成就感强，整个任务的完成，形成较全面与系统的编程控制系统设计能力。同时也方便因材施教，根据学生的不同层次，灵活选用不同的工作任务（学习单元），设计构建不同的教学过程。本教程的编写是三亚高级技工学校创建国家级重点技术学校、国家中等职业教育改革发展示范建设学校、国家高技能人才培养示范基地的标志性成果之一；也是三亚高级技工学校“十二五”新一轮发展规划所确定的“倾力打造职业航母，着手申办三亚技师学院和三亚职业技术学院，大力开展理实一体化教学，创建精品课程和样板教材”之急需。该教程的编写既是编者多年来从事教学研究和科研开发实践经验的概括和总结，又博采了目前各教材和著作之精华，参加该教程编写工作的有高安邦教授（策划、选题、立项、制定编写大纲、前言、任务10、附录和参考文献等）、刘曼华高级讲师/高级技师（任务9、11）、高家宏高级实习指导教师（任务7、8）、高鸿升讲师/工程师（任务5、6）、杜开星助讲（任务1、2）、王海丽助讲（任务3、4）。全书由海南省三亚高级技工学校特聘教授、哈尔滨理工大学教授、硕士生导师高安邦主持编写和负责统稿；聘请了曾荣获全国职教突出贡献奖及中国技工院校杰出校长称号的海南省三亚高级技工学校校长石磊、荣获了2012年第十一届国家技能人才培育突出贡献奖的副校长张晓辉、人事处长董泽斯进行审稿和作序，他们对本书的编写提供了大力支持并提出了宝贵的编写意见；淮安信息职业技术学院的硕士/青年讲师杨帅、薛岚、陈银燕、关士岩、陈玉华、毕洁廷、赵冉冉、刘晓艳、王玲、姚薇和学生邱少华、王宇航、马鑫、邱一启、张纺、武婷婷、司雪美、朱颖、陆智华、余彬等也为本书做了大量的辅助性工作；在此表示最衷心的感谢！该书的编写得到了海南省三亚高级技工学校、哈尔滨理工大学、淮安信息职业技术学院的大力支持，在此也表示最真诚的感激之意！任何一本新书的出版都是在认真总结和引用前人知识和智慧的基础上创新发展起来的，本书的编写无疑也参考和引用了许多前人优秀教材与研究成果的结晶和精华。在此向本书所参考和引用的资料、文献、教材和专著的编著者表示最诚挚的敬意和感谢！鉴于编者的水平和经验有限，书中错误、疏漏、不足之处肯定不少，恳请读者和专家们不吝批评指正，以便今后更好地完善、充实和提高。 2100433B

序

前言

任务1用PLC实现对电动机的“启-保-停”控制

【知识点】

【能力目标】

11任务引入

12任务分析

13知识链接

131继电器控制基础

132初识可编程序控制器（PLC）

133S7-200 PLC快速入门

134STEP7.Micro/WIN编程软件简介

135PLC最常用的几条顺控指令

14任务实施

141I/O分配

142绘制PLC硬件接线图及硬件连接

143设计梯形图程序

144电路工作过程分析

145程序的编写、下载及运行调试

15知识扩展

151PLC硬件结构

152PLC的工作原理

153PLC的主要性能指标

154PLC的安装与配线

16技能拓展

做一做：试进行一台电动机同时具有点动和长动控制的PLC改造设计

161控制要求

162操作过程

163评价标准

17思考与练习

任务2用PLC实现对电动机的正反转可逆运行控制

【知识点】

【能力目标】

21任务引入

22任务分析

23知识链接

231S7-200PLC的13大编程元（器）件

232S7-200PLC其他几条最常用的顺控指令

233PLC梯形图的编程规则与技巧

24任务实施

241I/O分配

242绘制PLC硬件接线图及硬件连接

243设计PLC控制的流程图

244使用编程软件编写用户控制程序

25知识扩展

251升级版STEP7.Micro/WIN 4.0编程软件的概述

252升级版STEP7.Micro/WIN 4.0编程软件的使用

26技能拓展

做一做：试进行机床工作台自动循环控制的PLC改造设计、安装与调试

261控制要求

262操作过程

263评价标准

27思考与练习

任务3用PLC实现对电动机Y/△减压启动控制

【知识点】

【能力目标】

31任务引入

32任务分析

33知识链接

331S7200系列PLC的定时器指令

332S7200系列PLC的计数器指令

333S7200系列PLC的逻辑堆栈操作指令

34任务实施

341I/O分配

342绘制PLC硬件接线图及硬件连接

343设计梯形图程序

344电路工作过程分析

35知识扩展

351电动机串电阻减压启动和反接制动电路的PLC综合控制

352三级带运输机PLC控制

36技能拓展

做一做：试进行电动机单管能耗制动控制电路的PLC控制

361控制要求

362操作过程

363评价标准

37思维拓展与实例:3台电动机Y/△减压正序启动逆序停止的PLC综合控制

38思考与练习

任务4自动轧钢机的PLC控制

【知识点】

【能力目标】

41任务引入

42任务分析

43知识链接

431RS触发器指令

432边沿脉冲指令

433NOT和NOP指令

434结束及暂停指令

44任务实施

441I/O分配

442绘制PLC硬件接线图及硬件连接

443设计梯形图程序

444程序调试与运行

45知识扩展

451数据比较指令

452数据移位指令

46技能拓展

做一做：天塔之光的PLC控制

461控制要求

462操作过程

463评价标准

47思维拓展与实例

471水塔水位的PLC自动控制

472汽车清洗机的PLC自动控制

473采用比较指令实现对三级带运输机控制的PLC程序

474艺术彩灯的PLC控制

48思考与练习

任务5小车自动往返运行的PLC控制

【知识点】

【能力目标】

51任务引入

52任务分析

53知识链接

531顺序控制与顺序控制设计法

532状态转移图

533S7-200 PLC的顺序控制指令

54任务实施

541进行PLC的输入/输出点分配

542画出PLC的硬件接线图

543画出小车往返控制的状态图

544画出小车往返控制的顺序功能图，设计PLC顺序控制梯形图程序

545程序调试与运行

55知识扩展

551顺序功能图中转换实现的基本规则

552绘制顺序功能图时的注意事项

553顺序控制设计法的本质

554仅有两步小闭环的处理

56技能拓展

做一做：两种液体混合的PLC控制

561控制要求

562操作过程

563评价标准

57思维拓展与实例

571小车的复杂往返控制

572大小球分拣传送设备的PLC控制

573三种液体混合的PLC控制

58思考与练习

任务6城市路口交通指挥灯的PLC控制

【知识点】

【能力目标】

61任务引入

62任务分析

63知识链接

631S7-200 PLC系统中常用的基本控制电路环节

632识读PLC梯形图和指令语句表的方法和步骤

64任务实施

641采用一般方法实现

642采用顺序控制法实现

65知识扩展：PLC控制系统的设计

651PLC控制系统设计概要

652PLC的接口电路设计

653PLC的电源电路设计

66技能拓展

做一做：造粒机摇振的PLC控制设计

661控制要求

662设计过程

663评价标准

67思维拓展与实例

671城市交通灯的另一种PLC有序控制

672混凝土搅拌设备的PLC控制系统设计

68思考与练习

任务7四组抢答器的PLC控制

【知识点】

【能力目标】

71任务引入

72任务分析

73知识链接

731译码和编码指令

732七段显示译码指令

733跳转指令

734循环指令

735调用子程序指令

736数据传送指令

74任务实施

741I/O分配

742绘制PLC硬件接线图及硬件连接

743编辑符号表

744设计梯形图程序

745程序调试与运行

75知识扩展：PLC在工业应用中的若干注意问题

751PLC型号选择与硬件配置的确定

752降低PLC控制系统硬件费用的方法

753提高PLC控制系统可靠性的措施

76技能拓展

做一做：简易四层电梯PLC控制实践

761简要说明

762实验板简介

763简易电梯的控制功能

764I/O分配表

765编写PLC控制程序

766评价标准

77思维拓展与实例：较复杂四层电梯实验模型的PLC控制实验

771本实验的宗旨

772电梯实验模型结构简介

773电梯控制要求

774输入/输出电缆信号与I/O分配

775电梯PLC控制可进行的实验内容

776电梯PLC控制实验的参考程序

78思考与练习

任务8搬运机械手PLC控制系统设计

【知识点】

【能力目标】

81任务引入

82任务分析

83知识链接

831时钟指令

832表功能指令

833开关量控制系统的控制方式

834复杂控制系统的设计方法

84任务实施

841PLC机型选择与I/O分配

842建立内存变量分配表

843PLC控制程序设计

85知识扩展

851增/减指令

852乘/除指令

853数据类型转换指令

854PID回路指令

855模拟量输入/输出模块(EM235)

86技能拓展

做一做:双恒压无塔供水PLC控制系统设计

861双恒压无塔供水的工艺过程

862系统的控制要求

863控制系统的I/O点及地址分配

864PLC系统选型

865系统的电气控制原理图

866系统控制程序设计

867评价标准

87思维拓展与实例：具有多工况选择功能的搬运机械手PLC控制系统设计

88思考与练习

任务9典型机床成套设备的PLC控制改造设计

【知识点】

【能力目标】

91任务引入

92任务分析

93知识链接

931C650型普通卧式车床的电气控制系统

932利用PLC对机床控制进行技术改造的基本思路

933利用PLC对机床控制进行技术改造的常用方法

934将机床电路图转换成为功能相同的PLC的外部接线图和梯形图的主要步骤

935识读和分析机床PLC控制梯形图和语句表程序的常用方法和主要步骤

94任务实施

941PLC的I/O配置及接线

942C650卧式机床PLC控制的梯形图程序

943电路工作过程分析

95知识扩展：C5225型立式车床的PLC控制改造设计

951C5225型立式车床的机械结构和主要运动

952电控特点及拖动要求

953C5225型立式车床的电气控制电路图

954C5225型立式车床PLC控制系统设计

96技能拓展

做一做：Z3040摇臂钻床的PLC控制改造设计

961控制要求

962操作过程

963评价标准

97思维拓展与实例

971B2012A型龙门刨床的电气与PLC控制

972组合机床的电气与PLC控制系统设计

98思考与练习

任务10PLC实现通信功能应用

【知识点】

【能力目标】

101任务引入

102任务分析

103知识链接

1031通信技术简介

1032通信参数设置

1033网络读/写命令

1034网络读/写命令向导

104任务实施

1041利用NETR/NETW指令编程实现

1042使用指令向导实现

105知识拓展

1051西门子的工业自动化通信网络

1052S7200的串行通信网络

1053S7200的通信指令

106技能拓展

做一做：PLC与打印机的通信

1061S7200与打印机的连接图

1062PLC与打印机的通信程序

1063评价标准

107思维拓展与实例

1071多台S7200PLC实现PPI通信

1072利用S7200的自由通信口从条形码接收数据

1073利用S7200的自由通信口控制调制解调器

1074利用S7200的自由通信口向上位机发送实时信息

108思考与练习

任务11PLC在温度控制过程中的应用

【知识点】

【能力目标】

111任务引入

112任务分析

113知识链接

1131高速计数器

1132子程序

1133中断服务程序

114任务实施

1141确定外围I/O设备

1142选定PLC型号，编制编程元件地址分配表

1143画出PLC接线图

1144设计PLC控制程序

115知识扩展：TD 200文本显示和操作界面简介

1151TD 200概述

1152TD 200的组态

1153TD 200的操作

1154TD 200应用举例

116技能拓展

做一做：养护窑中温度的乒乓控制系统设计

1161控制要求

1162硬件设计

1163程序设计

1164评价标准

117思维拓展与实例

1171养护窑的PWM控制系统设计

1172养护窑的PID控制系统设计

118思考与练习

附录

附录AS7-200 PLC参考信息

附录BS7-200系列PLC的系统配置

附录CS7-200系列PLC的常用指令

附录DS7-200特殊存储器(SM)标志位

附录ES7-200的错误代码

附录FS7-200的SIMATIC指令集速查简表

参考文献

本书以德国西门子S7-200 PLC为样机、基于“任务引领型课程”开发方法而编写。它凸显工学结合、学用一致、理实并重、“教、学、做”一体化的现代教学特色，从注重对职教学生进行高素质和高技能培养与提高的实用角度出发，将课程教学目标分解为11个学习任务：用PLC实现对电动机的“启-保-停”控制；用PLC实现对电动机的正反可逆运行控制；用PLC实现对电动机/△减压启动控制；自动轧钢机的PLC控制；小车自动往返运行的PLC控制；城市路口交通指挥灯的PLC控制；抢答器PLC的控制；搬运机械手PLC控制系统设计；典型机床成套设备的PLC控制改造设计；PLC实现通信功能应用；PLC在温度控制过程中的应用。每一个任务又科学构建了“任务引入、任务分析、知识链接、任务实施、知识扩展、技能拓展（做一做）、思维拓展、思考与练习”等多个环节，使学生完成资讯、计划、决策、实施、检查、评价等一个完整的工作过程；经过教师启发式理论教学和学生们的强化实践训练，理实一体、师生互动，最终完成本课程的教学目标。本教程可作为职业教育院校相关专业教材及参考书；也适宜教学、科研和工矿企事业单位的工程技术人员学习参考，更是一部实用的自学专业教材。

高安邦、佟星主编的《楼宇自动化技术与应用理实一体化教程》理论知识以应用为目的，以必需、实用为度，以掌握概念、强化应用为重点；实践技能强调针对性和实用性，使理论知识真正为职业技能服务，强化学生创新能力的培养，提高学生就业上岗和职业变化的适应能力，使教材成为培养职业人才的工具。

在结构和内容上强化了“做中学”的指导思想，针对课程的性质和定位，以情景、任务为载体，设计相关的“实践项目”与“实践活动”，体现以技能操作训练实践为主线，相关知识为支撑的编写思路，较好地处理了理实一体化的关系，有利于帮助学生掌握知识，形成技能，提高素质。

PLC应用综合实训教程基于江苏大学机电实验室 多年的PLC电工实训的教学经验，在既有《PLC电工实 训指导书》基础上编写，既有开展实训的必要基础知 识及安全知识介绍，又由浅入深、循序渐进、以学生 个体差异为导向编写各层次的实训项目，旨在培养学 生电工技术水平、PLC控制应用能力及实践动手能力 等，以期达到满意的教学效果。

肖凤、丁艳华编写的《PLC应用综合实训教程(国 家级实验教学示范中心机械大类专业系列实验教材) 》内容包括两大部分，**部分由四个章节组成。第 二部分为实训课题，由两个章节组成。

《PLC基础实训教程》本书在编写过程中遵循“以能力培养为核心，以技能训练为主线，以理论知识为支撑”的编写思想；按照“管用、适用、够用”的原则精选教材内容；充分体现教材的科学性、先进性、实用性和可操作性。 本书将38个项目的训练贯穿始终，共分5章叙述。第1章介绍PLC的特点、组成、工作原理及FX系列PLC的软元件，第2章介绍FX系列PLC的编程工具，第3章详细介绍FX系列基本指令及其应用，第4章详细介绍FX系列步进顺控指令及其应用，第5章介绍常用功能指令、模块及其应用。

本书集技术应用能力、工程设计能力和创新能力的培养于一体，可作为高职高专院校电子类、机电类等专业的理论与实训教材，也可以作为技能鉴定的培训教材，还可供相关工程技术人员参考。