第1章西门子S7-1200 PLC入门知识

11西门子S7-1200 PLC的硬件组成

111西门子S7-1200 PLC的硬件概述

112西门子S7-1200 PLC模块的基本构成

113西门子S7-1200 PLC的常见扩展模块

12TIA Portal软件

121TIA Portal软件的概述

122TIA Portal软件的安装

13西门子S7-1200 PLC的初次使用

131【实例1】三相电动机直接启动控制

132以太网通信的连接方式

14数据类型与程序结构

141西门子S7-1200 PLC的物理存储器

142西门子S7-1200 PLC的基本数据类型

143位、字节、字与双字的寻址

144用户程序的执行

145西门子S7-1200 PLC实现控制的过程

第2章西门子S7-1200 PLC控制指示灯

21位逻辑

211位逻辑指令概述

212逻辑“与”“或”“非”操作

213取反逻辑与取反线圈

214置位和复位

215边沿识别指令

216【实例2】用三个开关控制一个照明灯

217【实例3】用四个开关控制一个照明灯

218【实例4】抢答器

22定时器

221定时器的种类

222TON指令

223TOF和TP定时器

224【实例5】延时开延时关的指示灯

225【实例6】按一定频率闪烁指示灯

23计数器

231计数器的种类

232CTU计数器

233CTD计数器

234CTUD计数器

235【实例7】生产线产量计数指示灯

236【实例8】展厅人数指示

24比较、运算和移动指令

241比较指令

242数学运算指令

243移动指令

244【实例9】单按钮控制灯

245【实例10】用一个按钮控制四个灯（先亮后灭）

246【实例11】用一个按钮控制四个灯（先亮先灭）

第3章西门子S7-1200 PLC控制电动机

31电动机的基本控制

311【实例12】电动机的正/反转控制

312【实例13】三相电动机的星—三角启动

32电动机的顺序控制

321【实例14】四台电动机顺序定时启动，同时停止

322【实例15】四台电动机顺序定时启动，顺序定时停止

33电动机的报警控制

331【实例16】预警启动

332【实例17】单按钮定时预警启/停控制

333【实例18】皮带跑偏报警控制

34电动机的软启动控制

341PWM控制的基本概念

342西门子S7-1200 PLC的PWM应用

343【实例19】电动机软启动、软停止的控制

344【实例20】两台电动机软启动、软停止的顺序控制

第4章西门子S7-1200 PLC的组态软件控制

41组态软件概念的引入

411开放式人机界面和组态软件

412组态软件的定义和特点

413组态软件的系统构成

414常用的组态软件

42组态王与西门子S7-1200 PLC的连接

421组态王软件的结构

422组态王与西门子S7-1200 PLC的连接

423【实例21】交通指示灯

43移位控制及其组态应用

431SHR右移指令和SHL左移指令

432ROR循环右移指令和ROL循环左移指令

433【实例22】6位单点移位

434【实例23】点数可调的单点移位

第5章西门子S7-1200 PLC的运动控制

51运动控制的基本概念

511运动控制的基本架构

512西门子S7-1200 PLC实现运动控制的基础

513西门子S7-1200 PLC PTO脉冲输出

514驱动器HB-4020M的特点及其与西门子S7-1200 PLC的接线

515步进电动机的基本工作原理及选型

52工艺对象“轴”的应用

521工艺对象“轴”的概念

522通过控制面板调试工艺“轴”

523诊断工艺“轴”

524运动控制相关的指令

525【实例24】单轴步进控制电动机

第6章西门子S7-1200 SCL编程

61SCL语言指令入门

611SCL语言指令的概述

612【实例25】每月天数计算

613【实例26】SIN(x)的计算

614【实例27】素数判断

62间接寻址SCL编程

621PEEK和POKE指令概述

622PEEK指令

623POKE指令

624【实例28】POKE指令输出到Q点

63数组SCL编程

631数组的概述

632【实例29】对数组进行排序

633【实例30】对8位数组进行读取并取反操作

64时钟和报警SCL编程

641时间指令

642【实例31】报警信号时间记录表

643【实例32】电动机故障停机时间记录

第7章西门子S7-1200 PLC的流程控制

71模拟量输入/输出与组态

711PLC处理模拟量的过程

712模拟量扩展模块

713模拟量输入/输出模块的选型

714【实例33】工业搅拌系统

715【实例34】输送带传动的模拟量控制

72PID指令及其应用

721PID的基本概念

722PID控制器

723【实例35】液压站压力PID的控制

第8章西门子S7-1200 PLC的以太网通信

81西门子S7-1200 PLC以太网的通信基础

811通信系统的标准化框架

812以太网常见的拓扑结构

813以太网常见的传输介质

814以太网的传输机制

815多个西门子S7-1200 PLC IP地址的设置

816配置多个西门子S7-1200 PLC之间的逻辑网络连接

817西门子S7-1200 PLC的以太网传输层通信协议

82两台西门子S7-1200 PLC的以太网通信实例

821【实例36】一个西门子S7-1200 PLC传送100个字节给

另外一个西门子S7-1200 PLC

822【实例37】一个西门子S7-1200 PLC传送4个开关量给

另外一个西门子S7-1200 PLC

83组态软件在西门子S7-1200 PLC以太网通信中的应用

831【实例38】用组态王监控两台西门子S7-1200 PLC

832西门子S7-1200 PLC、组态王及EXCEL之间的动态数据交换

参考文献

西门子S7-1200作为中小型PLC的佼佼者，无论在硬件配置上还是在软件编程上都具有强大的优势，尤其是基于以太网的编程和通讯特点，给S7-1200 PLC 的应用带来了无限的想象力。本书按照S7-1200项目的创建、硬件的配置、控制指示灯、控制电动机、组态软件控制、运动控制、SCL编程、流程控制及以太网通讯的顺序讲述，不仅给出了编程技巧，而且列举了从简单到复杂、从入门到精通的38个实例项目。

本书全面介绍了西门子PLC的编程和应用，主要内容包括S7-200PLC指令及应用、基础应用案例及解析、S7-200PLC开关量程序设计、S7-200PLC模拟量控制程序设计、常见应用案例及解析、PLC控制系统的设计、综合应用案例及解析。

本书不仅为读者提供了一套有效的编程方法和可借鉴的丰富的编程案例,还为工程技术人员提供了大量的实践经验,可作为广大电气工程技术人员学习PLC技术的参考用书,也可作为高等院校、职业院校自动化、电气、机电一体化、电子信息等相关专业的PLC教学或参考用书。

第1篇　入门篇

第1章　绪论 2

1.1　S7-200PLC硬件系统 2

1.1.1　CPU模块 2

1.1.2　数字量扩展模块 4

1.1.3　模拟量扩展模块 4

1.1.4　特殊功能模块 4

1.1.5　相关设备和工业软件 4

1.2　S7-200PLC外部结构与接线 5

1.2.1　S7-200PLC的外部结构 5

1.2.2　外部接线图 7

1.3　西门子PLC编程软件安装及使用说明 9

1.3.1　STEP 7-Micro/WIN简介、安装方法 9

1.3.2　STEP 7-Micro/WIN使用 13

1.3.3　S7-200仿真功能举例 18

第2章　S7-200PLC指令及应用 20

2.1　基础知识 20

2.1.1　数据类型 20

2.1.2　存储器数据区划分 20

2.1.3　数据区存储器的地址格式 25

2.1.4　S7-200PLC的寻址方式 26

2.1.5　PLC编程语言 28

2.2　位逻辑指令 34

2.2.1　触点的取用指令与线圈输出指令 35

2.2.2　触点串联指令 36

2.2.3　触点并联指令 36

2.2.4　电路块串联指令 37

2.2.5　电路块并联指令 38

2.2.6　置位与复位指令 38

2.2.7　脉冲生成指令 39

2.2.8　触发器指令 40

2.2.9　取反指令与空操作指令 41

2.2.10　逻辑堆栈指令 41

2.3　定时器指令 43

2.3.1　定时器指令介绍 43

2.3.2　定时器指令的工作原理 44

2.3.3　定时器指令应用举例 46

2.4　计数器指令 49

2.4.1　加计数器 49

2.4.2　减计数器 50

2.4.3　加减计数器 51

2.4.4　计数器指令的应用举例 52

2.5　比较指令与数据传送指令 54

2.5.1　比较指令 54

2.5.2　数据传送指令 55

2.6　移位与循环指令 61

2.6.1　移位指令 62

2.6.2　循环移位指令 64

2.6.3　移位寄存器指令 66

2.7　数学运算类指令 69

2.7.1　四则运算指令 69

2.7.2　数学功能指令 72

2.7.3　递增、递减指令 73

2.7.4　综合应用举例 74

2.8　逻辑操作指令 75

2.8.1　逻辑与指令 75

2.8.2　逻辑或指令 76

2.8.3　逻辑异或指令 77

2.8.4　取反指令 78

2.8.5　综合应用举例 79

2.9　数据转换指令 81

2.9.1　数据类型转换指令 81

2.9.2　译码与编码指令 83

2.10　程序控制类指令 85

2.10.1　跳转/标号指令 85

2.10.2　子程序指令 86

2.10.3　循环指令 89

2.10.4　综合举例——三台电动机顺序控制 90

2.11　中断指令 93

2.11.1　中断事件 93

2.11.2　中断指令及中断程序 95

2.11.3　中断指令应用举例 96

2.12　高速计数器指令 97

2.12.1　高速计数器输入端子及工作模式 97

2.12.2　高速计数器控制字节与状态字节 100

2.12.3　高速计数器指令 101

2.12.4　高速计数器指令编程的一般步骤 101

2.13　表功能指令 102

2.13.1　填表指令 102

2.13.2　查表指令 103

2.13.3　表取数功能指令 104

第3章　基础应用案例及解析 106

3.1　启动优先程序 106

3.1.1　启动优先程序实现方案1 106

3.1.2　启动优先程序实现方案2 107

3.2　停止优先程序 108

3.2.1　停止优先程序实现方案1 108

3.2.2　停止优先程序实现方案2 109

3.3　互锁联锁控制 110

3.4　自保持与解除程序 111

3.4.1　自保持与解除回路实现方案1 112

3.4.2　自保持与解除回路实现方案2 112

3.5　单一开关控制启停 113

3.6　按钮控制圆盘旋转一圈 115

3.7　三地控制一盏灯 116

3.8　停止操作保护和接触器故障处理程序 118

3.9　停电系统保护程序 119

3.10　卷帘门控制 120

3.11　仓库大门控制程序 122

3.12　水塔水位监测与报警 124

3.13　一个按钮控制三组灯 126

3.14　三相异步电动机的点动控制 127

3.15　三相异步电动机的连续控制 128

3.16　三相异步电动机点动、连续混合控制 129

3.16.1　一般编程 130

3.16.2　改进方案1 131

3.16.3　改进方案2 132

3.17　两地控制的三相异步电动机连续控制 133

3.18　两地控制的三相异步电动机点动连续混合控制 134

3.19　三相异步电动机正反转控制 135

3.20　三相异步电动机顺序启动同时停止控制 136

3.21　三相异步电动机顺序启动逆序停止控制 138

3.22　三相异步电动机星-三角降压启动控制 139

3.23　三相异步电动机时间原则控制的单向能耗制动 141

3.24　三相异步电动机时间原则控制的可逆运行能耗制动 142

3.25　三相异步电动机反接制动控制 144

3.26　三相双速异步电动机的控制 145

3.27　并励电动机电枢串电阻启动调速控制 147

3.28　倍数计时 149

3.29　多个定时器实现长计时 150

3.30　转盘旋转90°间歇运动控制 151

3.31　打卡计数 153

3.32　交替输出程序 154

3.32.1　计数器实现交替输出功能 154

3.32.2　用上升沿（正跳变）触发指令实现交替输出功能 155

3.33　一个数据的保持控制 155

3.34　读卡器 （付费计时） 157

3.35　权限不同混合竞赛抢答器 158

3.36　单灯周期交替亮灭 160

3.37　定时与区域置位指令实现多灯交替闪烁 161

3.38　用循环移位指令实现多灯控制 162

3.39　楼宇声控灯系统 164

3.40　高楼自动消防泵控制系统 165

3.41　机床工作台自动往返控制 167

3.42　车床滑台往复运动、主轴双向控制 168

3.43　磨床PLC控制 170

3.44　万能工具铣床PLC控制 172

3.45　滚齿机PLC控制 173

3.46　双头钻床PLC控制 175

3.47　传送带产品检测与次品分离 177

3.48　车间换气系统控制 178

3.49　风机与燃烧机连动控制 180

3.50　混凝土搅拌机的PLC控制 181

3.51　旋转圆盘180°正反转控制 182

3.52　选择开关控制三个阀门顺序开启、逆序关闭 183

3.53　物流检测控制 185

3.54　公交简易报站程序 186

3.55　自动售水机 188

3.56　模具成型 189

第2篇　提高篇

第4章　S7-200PLC开关量程序设计 192

4.1　经验设计法 192

4.1.1　经验设计法简述 192

4.1.2　设计步骤 193

4.1.3　应用举例 193

4.2　翻译设计法 196

4.2.1　翻译设计法简述 196

4.2.2　设计步骤 196

4.2.3　使用翻译法的几点注意 197

4.2.4　应用举例 198

4.3　顺序控制设计法与顺序功能图 203

4.3.1　顺序控制设计法 203

4.3.2　顺序功能图简介 204

4.4　启保停电路编程法 207

4.4.1　单序列编程 207

4.4.2　选择序列编程 211

4.4.3　并列序列编程 214

4.5　置位复位指令编程法 217

4.5.1　单序列编程 217

4.5.2　选择序列编程 219

4.5.3　并行序列编程 221

4.6　顺序控制继电器指令编程法 224

4.6.1　单序列编程 224

4.6.2　选择序列编程 226

4.6.3　并行序列编程 229

4.7　移位寄存器指令编程法 231

4.8　交通信号灯程序设计 232

4.8.1　控制要求 232

4.8.2　程序设计 233

第5章　S7-200PLC模拟量控制程序设计 245

5.1　模拟量控制概述 245

5.1.1　模拟量控制简介 245

5.1.2　模块扩展连接 246

5.2　模拟量输入/输出模块 247

5.2.1　模拟量输入模块 247

5.2.2　模拟量输出模块 253

5.2.3　模拟量输入/输出混合模块 255

5.2.4　内码与实际物理量的转换 255

5.3　空气压缩机改造项目 257

5.3.1　控制要求 257

5.3.2　设计过程 258

5.4　PID控制 262

5.4.1　PID控制简介 262

5.4.2　PID指令 263

5.4.3　PID控制编程思路 264

5.4.4　PID控制工程实例——恒压控制 264

5.5　PID控制在空气压缩机改造项目中的应用 269

5.5.1　控制要求 269

5.5.2　程序设计 270

第6章　常见应用案例及解析 273

6.1　信号分频简易程序 273

6.1.1　控制信号的二分频 273

6.1.2　控制信号的三分频 274

6.2　电动机正反转自动循环程序 275

6.3　双储液罐单水位控制 277

6.4　产品批量包装与产量统计 279

6.5　圆盘间歇旋转四圈控制 281

6.6　污水处理系统 283

6.7　按钮人行道交通灯控制 285

6.8　液体混合计数 287

6.9　用定时器编写的电动机正反转自动循环控制程序 289

6.10　权限相同普通三组抢答器 291

6.11　权限相同普通三组带数码管显示的抢答器 294

6.12　定时器实现跑马灯控制 296

6.13　广告灯控制 298

6.14　火灾报警控制 299

6.15　多故障报警控制 301

6.16　高层建筑排风系统控制 303

6.17　万年历指令控制系统的启停 306

6.18　送料小车的PLC控制 308

6.19　小车五站点呼叫控制 309

6.20　小车五站点自动循环往返控制 311

6.21　三条传送带控制 313

6.22　切割机控制 315

6.23　硫化机PLC控制 317

6.24　原料掺混机 319

6.25　自动加料控制 320

6.26　空气压缩机轮换控制 323

6.27　剪板机的控制 325

6.28　循环程序的应用 328

6.29　冰激凌机 330

6.30　智能灌溉 332

6.31　密码锁 334

6.32　交通灯 336

6.33　花样喷泉的PLC控制 338

6.34　手/自动控制 341

6.35　定时闹钟 344

6.36　啤酒灌装生产线的PLC控制 346

6.37　拔河比赛 348

6.38　饮料自动售货机的PLC控制 349

6.39　天塔之光的PLC控制 352

6.40　PLC在中央空调控制系统中的应用 356

第3篇　精通篇

第7章　PLC控制系统的设计 362

7.1　PLC控制系统设计基本原则与步骤 362

7.1.1　PLC控制系统设计的应用环境 362

7.1.2　PLC控制系统设计的基本原则 363

7.1.3　PLC控制系统设计的一般步骤 363

7.2　组合机床PLC控制系统设计 367

7.2.1　双面单工位液压组合机床的继电器控制 367

7.2.2　双面单工位液压组合机床的PLC控制 369

7.3　机械手PLC控制系统的设计 379

7.3.1　机械手的控制要求及功能简介 380

7.3.2　PLC及相关元件选型 381

7.3.3　硬件设计 383

7.3.4　程序设计 388

7.3.5　机械手自动控制调试 394

7.3.6　编制控制系统使用说明 395

7.4　两种液体混合控制系统的设计 395

7.4.1　两种液体控制系统的控制要求 395

7.4.2　PLC及相关元件选型 396

7.4.3　硬件设计 396

7.4.4　程序设计 401

7.4.5　两种液体混合自动控制调试 407

7.4.6　编制控制系统使用说明 407

第8章　综合应用案例及解析 408

8.1　家用普通洗衣机 408

8.2　全自动洗衣机 410

8.3　恒压供水的PLC控制 414

8.4　住房防盗系统控制 417

8.5　风机的PLC控制 421

8.6　弯管机的PLC控制 423

8.7　加热反应炉 426

8.8　气囊硫化机 430

8.9　大小球分拣系统 433

8.10　电动葫芦升降机 437

8.11　两个滑台顺序控制 441

8.12　四层电梯控制 445

附　录 453

附录1　CPU规范一览表 453

附录2　CPU电源规范一览表 454

附录3　西门子PLC基本指令一览表 455

附录4　CPU221/CPU222/CPU224XP/CPU226外部接线图 462

附录5　S7-200的特殊存储器 464

参考文献 468 2100433B

《三菱Q系列PLC从入门到精通》从实际工程应用出发,以国内广泛使用的日本三菱公司Q系列PLC为对象,讲解了模块式、大中型PLC的基础与实际应用等方面的内容。本书共分12章,主要介绍了PLC的基本概况、Q系列PLC的硬件系统及内部资源、Q系列PLC编程软件和仿真软件的使用方法、Q系列PLC的顺控指令、Q系列PLC的基本指令、Q系列PLC的应用指令、Q系列PLC特殊扩展功能模块、PLC的通信与网络、触摸屏与变频器、PLC控制系统设计及实例、PLC的安装与维护等内容。