目 录

项目一　S7-200系列PLC认知 1

一、项目目标 1

二、项目提出 1

三、相关知识 2

（一）PLC的产生与发展 2

（二）PLC的组成和基本工作原理 5

（三）PLC的性能、特点及分类 13

（四）PLC的应用领域 16

（五）PLC控制系统的设计 18

四、项目分析 20

（一）S7-200系列PLC的外部结构 20

（二）S7-200系列PLC的I/O结构 22

（三）S7-200系列PLC的内存结构及寻址方式 23

（四）STEP7-Micro/Win编程软件的使用 28

五、项目实施 34

（一）控制要求 34

（二）PLC输入/输出端子分配表及接线图 34

六、项目拓展 35

（一）使用置位复位指令编写电动机启动、停止程序 35

（二）正负跃变指令的应用 36

（三）电动机一键启停止程序 37

思考与练习一 38

项目二　MCGS工控组态软件认知 40

一、项目目标 40

（一）知识目标 40

（二）能力目标 40

二、项目提出 40

三、相关知识 41

（一）MCGS工控组态软件的系统构成 41

（二）MCGS工控组态软件的功能特点 42

（三）MCGS工控组态软件组建工程的一般过程 42

（四）MCGS嵌入式一体化触摸屏TPC7062 43

四、项目分析 47

（一）按钮指示灯控制系统组成及控制原理 47

（二）MCGS组态控制界面设计思路 47

（三）I/O分配 48

（四）系统接线 48

五、项目实施 48

（一）硬件接线 48

（二）编写PLC控制程序 49

（三）按钮指示灯控制系统的组态 49

六、项目拓展 56

（一）无PLC程序的按钮指示灯控制系统的组态 56

（二）采用MCGS组态软件脚本程序编写的按钮指示灯控制系统 61

（三）无PLC程序的一键启停指示灯控制系统的组态 66

思考与练习二 72

项目三　电动机正反转控制 73

一、项目目标 73

二、项目提出 73

三、相关知识 74

（一）触点指令 74

（二）置位复位指令 75

（三）正负跃变指令 75

四、项目分析 75

（一）I/O分配 75

（二）工作原理及设计思路 76

五、项目实施 77

（一）硬件接线 77

（二）编写PLC程序 78

（三）工程组态设计 78

六、项目拓展 85

思考与练习三 86

项目四　电动机星-三角降压启动控制 88

一、项目目标 88

二、目标提出 88

三、相关知识 89

（一）S7-200定时器指令 89

（二）S7-200计数器指令 90

四、项目分析 92

（一）I/O分配 92

（二）设计思路 92

五、项目实施 93

（一）硬件接线 93

（二）编写PLC程序 94

（三）工程组态设计 94

六、项目拓展 100

思考与练习四 100

项目五　灯光喷泉控制电路设计 101

一、项目目标 101

二、项目提出 101

三、相关知识 101

（一）位移位寄存器指令 101

（二）数据移位指令 102

（三）PLC的中断处理功能及应用 104

四、项目分析 107

（一）工作原理 107

（二）设计思路 108

（三）产品选型 108

（四）I/O分配 108

（五）PLC接线 108

（六）组态系统软件设计流程 109

五、项目实施 109

（一）编写PLC程序 109

（二）编写触摸屏程序 110

（三）系统调试 113

六、项目拓展 114

（一）MCGS中的定时构件 114

（二）使用定时构件制作0.5s脉冲发生器 116

（三）PLC程序 117

（四）系统调试 118

思考与练习五 118

项目六　多台电动机分时启动 119

一、项目目标 119

二、项目提出 119

三、相关知识 119

（一）S7-200顺序控制继电器指令 119

（二）数据比较指令 123

（三）MCGS组态软件旋转动画的制作 124

四、项目分析 127

（一）工作原理 127

（二）设计思路 127

（三）产品选型 127

（四）I/O分配 127

（五）系统接线 128

（六）组态软件设计流程 128

五、项目实施 128

（一）编写PLC程序 128

（二）编写触摸屏程序 129

（三）系统调试 131

六、项目拓展 132

思考与练习六 133

项目七　触摸屏、PLC与变频器的模拟量开环调速 135

一、项目目标 135

二、项目提出 135

三、相关知识 135

（一）S7-200 PLC传送指令 135

（二）S7-200 PLC数据类型转换指令 137

（三）数据运算指令 138

（四）逻辑运算指令 142

（五）S7-200 PLC模拟量模块简介 144

四、项目分析 150

（一）工作原理 150

（二）设计思路 150

（三）产品选型 150

五、项目实施 150

（一）参数设置 150

（二）触摸屏人机界面的设计 151

（三）控制程序的设计方法 151

五、项目拓展 152

（一）项目目的 152

（二）项目分析 153

（三）项目实施 153

思考与练习七 156

项目八　自来水水塔液位控制 157

一、项目目标 157

二、项目提出 157

三、相关知识 158

（一）液位传感器的工作原理与使用方法 158

（二）PID控制功能与PID 指令向导 158

（三）MCGS实时曲线制作 166

四、项目分析 168

（一）工作原理 168

（二）设计思路 169

（三）产品选型表8-1 169

（四）参数设置 169

（五）系统接线 170

五、项目实施 172

（一）编写PLC程序 172

（二）系统触摸屏控制画面的制作与触摸屏程序的编写 172

（三）系统调试 177

六、项目拓展 177

（一）恒温加热炉控制 177

（二）编制控制程序 178

思考与练习八 179

项目九　机械手抓取运动控制 180

一、项目目标 180

二、项目提出 180

三、相关知识 180

（一）高速计数器指令及应用 180

（二）MAP库的应用 185

（三）MCGS安全机制应用制作 194

四、项目分析 202

（一）工作原理 202

五、项目实施 203

（一）I/O分配 203

（二）控制系统程序 203

（三）触摸屏组态画面制作步骤 204

（四）运行策略 206

六、项目拓展 206

思考与练习九 209

项目十　S7-200系列PLC通信功能及应用 212

一、项目目标 212

二、项目提出 212

三、相关知识 213

（一）S7-200系列PLC的点对点通信（PPI） 213

（二）S7-200系列PLC USS协议指令的应用 219

（三）自由端口通信模式 225

四、项目分析 228

（一）工作原理 228

（二）设计思路 228

（三）产品选型 228

（四）参数设置 229

（五）系统接线 229

五、项目实施 229

（一）编写PLC程序 229

（二）触摸屏控制画面制作与触摸屏程序编写 231

六、项目拓展 233

（一）编写PLC程序 233

（二）变频器参数设置 234

（三）编写触摸屏程序 235

思考与练习十 238

参考文献 239

本书以西门子公司的S7-200系列小型PLC联合目前较为流行的MCGS嵌入式组态软件为例，选取企业典型案例设计项目，强调工程技术应用，由浅入深地介绍嵌入式组态软件MCGS与PLC的联合应用，真正达到了理论与实际的有机结合。本书以能力培养为目标，力求突出知识的实用性，体现知识与技能有机结合。从企业典型案例出发组织教材内容，项目由简单到复杂，符合认识规律，每一个项目均通过""项目目标”，""相关知识”、""任务分析”、""任务实施”、""知识拓展”等环节详解项目知识点和操作步骤。

《PLC控制与组态技术应用》共分为9章，主要内容包括三菱PLC的基本原理、指令系统、编程实例、特殊功能模块应用、变频器原理及应用、组态软件、触摸屏及编程软件的使用等。《PLC控制与组态技术应用》旨在把自动控制中的主要控制设备（包括PLC、变频器、监控系统）综合在一起，通过大量实例讲述PLC的编程方法和技巧，以及如何利用PLC控制变频器实现电机调速和基本监控组态画面的设计方法。通过《PLC控制与组态技术应用》的学习使读者能够对简单的控制系统进行设计。

《PLC电气控制与组态设计》将电气控制技术与PLC技术相结合，以松下公司的FP1型PLC为主线，结合FP0和FP∑两款新机型，通过大量的实例介绍PLC的指令使用方法、编程规则，以及工程应用中的相关技术，同时对与PLC密切相关的组态王监控软件进行了详细的介绍。《PLC电气控制与组态设计》的主要内容包括电气控制系统的基本控制线路、PLC基础知识、PLC基本编程实例分析、PLC在工程中的应用、松下电工PLC编程工具及组态王监控软件简介、组态王监控软件与PLC应用实例设计。

该教材配备了MCGS嵌入式组态安装软件、TPC产品样例工程、书中项目教学及课后练习工程案例的源文件及PLC源程序、PPT课件和教案等教学资源。另外，该教材还配有微课视频。