第1 章 PLC 基础知识 ............................................................................................................... 1

1.1 PLC 的定义与发展 ....................................................................................................... 1

1.1.1 PLC 的定义 ........................................................................................................ 1

1.1.2 PLC 的发展概况 ................................................................................................ 2

1.2 PLC 的特点、应用与分类 ........................................................................................... 4

1.2.1 PLC 的特点 ........................................................................................................ 4

1.2.2 PLC 的应用 ........................................................................................................ 5

1.2.3 PLC 的分类 ........................................................................................................ 6

1.3 PLC 的组成、原理及性能指标 ................................................................................... 7

1.3.1 PLC 的基本组成 ................................................................................................ 7

1.3.2 PLC 的工作原理 .............................................................................................. 12

1.3.3 PLC 主要性能指标 .......................................................................................... 14

1.4 PLC 与其他控制系统的比较 ..................................................................................... 15

1.4.1 PLC 与继电器控制系统的比较 ...................................................................... 15

1.4.2 PLC 与微型计算机的比较 .............................................................................. 16

1.4.3 PLC 与单片机控制系统的比较 ...................................................................... 17

本章小结 .............................................................................................................................. 18

习题一 ................................................................................................................................. 19

第2 章 认识S7-200 PLC ....................................................................................................... 20

2.1 S7-200 系列PLC 概述 ............................................................................................... 20

2.1.1 初识S7-200 CPU ............................................................................................. 20

2.1.2 扩展功能模块 .................................................................................................. 24

2.2 STEP7-Micro/WIN 编程软件简介 ............................................................................. 24

2.2.1 STEP7-Micro/WIN 编程软件的安装 .............................................................. 25

2.2.2 PLC 与计算机通信的建立和设置 .................................................................. 26

2.2.3 编程软件的基本使用方法 .............................................................................. 28

2.3 仿真软件的使用 ......................................................................................................... 32

2.3.1 导出S7-200 的程序代码 ................................................................................. 32

2.3.2 仿真软件的进入 .............................................................................................. 33

2.3.3 PLC 配置 .......................................................................................................... 34

2.3.4 载入程序 .......................................................................................................... 34

VI

2.3.5 仿真调试程序 .................................................................................................. 34

2.3.6 监视变量 .......................................................................................................... 34

本章小结 .............................................................................................................................. 35

习题二 ................................................................................................................................. 36

第3 章 PLC 程序设计基础 ..................................................................................................... 37

3.1 S7-200 PLC 编程语言和程序结构 ............................................................................ 37

3.1.1 S7-200PLC 编程语言简介 .............................................................................. 37

3.1.2 S7-200 PLC 程序结构 ..................................................................................... 38

3.2 S7-200 系列PLC 内部元件及寻址方式 ................................................................... 39

3.2.1 数值的表示方式 .............................................................................................. 39

3.2.2 S7-200 PLC 编址方式 ..................................................................................... 39

3.2.3 S7-200 PLC 内部元件 ..................................................................................... 40

3.2.4 寻址方式 .......................................................................................................... 43

3.3 基本逻辑指令及应用 ................................................................................................. 45

3.3.1 梯形图绘制规则 .............................................................................................. 45

3.3.2 基本逻辑指令 .................................................................................................. 46

3.4 定时器指令及应用 ..................................................................................................... 54

3.4.1 定时器指令基本概念 ...................................................................................... 54

3.4.2 定时器的工作情况 .......................................................................................... 55

3.4.3 定时器应用举例 .............................................................................................. 56

3.5 计数器指令及应用 ..................................................................................................... 60

3.5.1 计数器指令基本概念 ...................................................................................... 60

3.5.2 各计数器的工作情况 ...................................................................................... 60

3.5.3 计数器应用举例 .............................................................................................. 62

3.6 基本指令综合应用举例 ............................................................................................. 64

3.6.1 电动机间歇运动控制 ...................................................................................... 64

3.6.2 增氧泵定时控制 .............................................................................................. 65

3.6.3 货物计数显示控制 .......................................................................................... 66

3.6.4 仓库门自动开关控制 ...................................................................................... 66

3.6.5 搅拌器控制 ...................................................................................................... 68

3.6.6 抢答器控制 ...................................................................................................... 69

3.6.7 料盘电动机星-三角启动控制 ......................................................................... 70

3.6.8 设备过载报警控制 .......................................................................................... 73

本章小结 .............................................................................................................................. 74

习题三 ................................................................................................................................. 75

第4 章 PLC 功能指令及应用 ................................................................................................. 77

4.1 数据传送指令及应用 ................................................................................................. 77

目 录

VII

4.1.1 单一数据传送指令 .......................................................................................... 77

4.1.2 字节立即传送指令 .......................................................................................... 78

4.1.3 数据块传送指令 .............................................................................................. 78

4.1.4 字节交换指令 .................................................................................................. 79

4.2 程序控制指令及应用 ................................................................................................. 79

4.2.1 结束指令 .......................................................................................................... 79

4.2.2 暂停指令 .......................................................................................................... 80

4.2.3 跳转指令 .......................................................................................................... 80

4.2.4 与ENO 指令 .................................................................................................... 82

4.3 循环移位指令及应用 ................................................................................................. 82

4.3.1 左、右移位指令 .............................................................................................. 82

4.3.2 循环移位指令 .................................................................................................. 83

4.3.3 寄存器移位指令 .............................................................................................. 84

4.4 子程序的编写及调用 ................................................................................................. 85

4.4.1 建立子程序 ...................................................................................................... 85

4.4.2 子程序的调用和子程序的返回 ...................................................................... 86

4.4.3 带参数的子程序调用 ...................................................................................... 87

4.5 算术运算、逻辑运算指令 ......................................................................................... 89

4.5.1 算术运算指令 .................................................................................................. 89

4.5.2 逻辑运算指令 .................................................................................................. 92

4.6 功能指令综合应用 ..................................................................................................... 94

4.6.1 多台电动机启停控制 ...................................................................................... 94

4.6.2 设备运行时间记录 .......................................................................................... 94

4.6.3 加热炉加热时间选择 ...................................................................................... 95

4.6.4 多台电动机依次循环工作 .............................................................................. 96

4.6.5 三角函数运算 .................................................................................................. 97

本章小结 .............................................................................................................................. 98

习题四 ................................................................................................................................. 99

第5 章 顺序控制的程序设计 ................................................................................................ 100

5.1 顺序控制设计基础 ................................................................................................... 100

5.1.1 顺序控制设计概述 ........................................................................................ 100

5.1.2 顺序功能图的基本概念 ................................................................................ 100

5.1.3 顺序功能图的基本结构 ................................................................................ 102

5.1.4 绘制功能图应注意的问题 ............................................................................ 103

5.2 顺序功能图的实现方法 ........................................................................................... 104

5.2.1 利用顺序控制指令实现顺序功能图 ............................................................ 104

5.2.2 利用启保停程序实现顺序功能图 ................................................................ 105

5.2.3 利用置位复位指令实现顺序功能图 ............................................................ 106

VIII

5.3 顺序功能图的应用 ................................................................................................... 108

5.3.1 运料小车运动控制 ........................................................................................ 108

5.3.2 某剪板机的控制 .............................................................................................110

5.3.3 钢球分拣装置的控制 .....................................................................................113

本章小结 .............................................................................................................................118

习题五 ................................................................................................................................119

第6 章 PLC 应用系统设计与实例 ....................................................................................... 121

6.1 PLC 应用系统设计概述 ........................................................................................... 121

6.1.1 PLC 应用系统设计的基本原则和主要内容 ................................................ 121

6.1.2 PLC 应用系统设计与调试的主要步骤 ........................................................ 122

6.2 PLC 应用系统常用低压电器 ................................................................................... 124

6.2.1 开关电器 ........................................................................................................ 124

6.2.2 熔断器 ............................................................................................................ 125

6.2.3 主令电器 ........................................................................................................ 125

6.2.4 接触器 ............................................................................................................ 128

6.2.5 继电器 ............................................................................................................ 129

6.3 PLC 应用中若干问题 ............................................................................................... 131

6.3.1 PLC 选型问题 ................................................................................................ 131

6.3.2 干扰及抗干扰措施 ........................................................................................ 132

6.3.3 节省I/O 点数的方法 ..................................................................................... 133

6.4 PLC 的安装与维护 ................................................................................................... 134

6.4.1 PLC 的工作环境 ............................................................................................ 135

6.4.2 PLC 的安装 .................................................................................................... 135

6.4.3 控制系统的接线 ............................................................................................ 136

6.4.4 PLC 的检修与维护 ........................................................................................ 137

6.4.5 PLC 的故障诊断 ............................................................................................ 138

6.5 PLC 应用举例 ........................................................................................................... 138

6.5.1 弯管机的控制 ................................................................................................ 138

6.5.2 液体混合装置的控制 .................................................................................... 141

6.5.3 十字路口交通灯的控制 ................................................................................ 144

6.5.4 自动装箱生产线的控制 ................................................................................ 147

6.5.5 生产线气动搬运机械手的控制 .................................................................... 149

本章小结 ............................................................................................................................ 154

习题六 ............................................................................................................................... 154

习题参考答案 ............................................................................................................................ 156

参考文献 ................................................................................................................................... 1762100433B