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《可編程控制器應用教程》結合工程實際應用，從一般的工業控制電路出發，介紹了西門子公司可編程控制器S7-200控制系統的工作原理、基本指令和實際應用。全書共分9章，內容包括一般工業控制回路、可編程控制器概述、PLC硬件結構、數制與編碼、PLC指令系統及應用、PLC通信與網絡、PLC編程軟件、PLC工程應用和PLC實驗。
每章后附有思考題和習題，書后附有一些實用資料。
《可編程控制器應用教程》內容由淺入深，指令講解除功能說明外，還帶有大量的應用實例。編程軟件部分圖文並茂，講解透徹，工程應用部分實用性強。《可編程控制器應用教程》可作為大專院校、高職高專和電視大學等院校計算機、電氣工程、工業自動化、機電一體化、數控等相關專業的教材，也可供廣大工程技術人員參考。
每章后附有思考題和習題，書后附有一些實用資料。
《可編程控制器應用教程》內容由淺入深，指令講解除功能說明外，還帶有大量的應用實例。編程軟件部分圖文並茂，講解透徹，工程應用部分實用性強。《可編程控制器應用教程》可作為大專院校、高職高專和電視大學等院校計算機、電氣工程、工業自動化、機電一體化、數控等相關專業的教材，也可供廣大工程技術人員參考。
目次
第1章 一般工業控制回路 1
1.1 概述 1
1.1.1 低壓電器的作用 1
1.1.2 低壓電器的分類 2
1.2 常用低壓電器 3
1.2.1 接觸器 3
1.2.2 控制繼電器 4
1.2.3 主令電器 5
1.3 常用控制回路 6
1.3.1 電氣控製圖的繪制及讀圖 6
1.3.2 基本控制線路 7
小結 9
習題 9
第2章 可編程控制器概述 10
2.1 PLC的產生與發展 10
2.1.1 PLC的產生 10
2.1.2 PLC的發展 11
2.2 PLC的特點與功能 11
2.2.1 PLC的特點 11
2.2.2 PLC的基本功能 13
2.3 PLC的基本結構與分類 14
2.3.1 PLC的基本結構 14
2.3.2 PLC的分類 15
2.4 PLC的工作原理 16
2.4.1 PLC的基本工作原理 16
2.4.2 PLC與繼電器控制系統的異同 17
2.4.3 PLC與計算機控制系統的異同 18
2.4.4 PLC的主要技術指標 18
2.5 西門子PLC的編程語言 19
2.5.1 梯形圖 19
2.5.2 語句表 20
2.5.3 功能塊圖 20
2.5.4 順序功能圖 20
2.5.5 結構化文本 21
2.6 PLC的應用及發展趨勢 21
2.6.1 PLC的應用領域 21
2.6.2 PLC的國內外現狀 22
2.6.3 PLC的發展趨勢 22
2.7 西門子公司PLC產品簡介 23
小結 23
習題 24
第3章 PLC硬件結構 25
3.1 S7-200概述 25
3.2 S7-200 PLC的基本單元 26
3.3 S7-200 PLC的擴展模塊 28
3.4 S7-200 PLC的I/O配置及地址分配 30
3.4.1 S7-200 PLC的最大I/O配置 30
3.4.2 S7-200 PLC的地址分配與編址方法 31
3.5 S7-200系列PLC的編程軟元件及尋址方式 34
3.5.1 S7-200系列PLC的編程軟元件 34
3.5.2 S7-200系列PLC的尋址方式 39
小結 39
習題 40
第4章 數制與編碼 41
4.1 計數制 41
4.1.1 十進制 41
4.1.2 二進制 41
4.1.3 八進制和十六進制 42
4.2 不同進制數據的相互轉換 42
4.2.1 十進制與其他進制的相互轉換 42
4.2.2 二進制與八進制的互相轉換 45
4.2.3 二進制與十六進制的互相轉換 45
4.3 S7-200中的數據表示 46
4.3.1 邏輯數據和開關量的表示 46
4.3.2 字符數據的表示 46
4.3.3 常數的表示 46
小結 48
習題 48
第5章 PLC指令系統及應用 49
5.1 邏輯指令及其應用 49
5.1.1 邏輯取及線圈驅動指令 49
5.1.2 邏輯堆棧操作指令 53
5.2 計數器指令及其應用 55
5.2.1 計數器指令及格式 55
5.2.2 計數器指令的簡單應用 56
5.3 定時器指令及其應用 58
5.3.1 定時器的分類 58
5.3.2 定時器指令及工作原理 59
5.3.3 定時器的刷新方式 61
5.4 高速計數器指令及其應用 62
5.4.1 高速計數器簡介 62
5.4.2 高速計數器工作模式 62
5.4.3 高速計數器的外部輸入信號 63
5.4.4 定義高速計數器指令 63
5.4.5 高速計數器的編程指令 64
5.4.6 高速計數器的狀態字 64
5.4.7 高速計數器的控制字 65
5.4.8 高速計數器的當前值及預設值 66
5.5 時鐘指令及其應用 66
5.6 運算指令及其應用 67
5.6.1 數學運算指令 67
5.6.2 函數運算指令 70
5.6.3 遞增/遞減指令 72
5.6.4 邏輯運算指令 73
5.6.5 表功能指令 74
5.7 傳送和比較指令及其應用 78
5.7.1 傳送指令 78
5.7.2 比較指令 80
5.7.3 移位和循環指令 81
5.8 字符串指令及其應用 85
5.9 轉換指令 87
5.9.1 數據類型轉換指令 87
5.9.2 段譯碼指令 89
5.9.3 編碼和譯碼 91
5.9.4 字符串轉換 91
5.9.5 ASCII轉換指令 94
5.10 程序控制指令及其應用 95
5.10.1 結束與暫停指令 95
5.10.2 看門狗復位指令 95
5.10.3 跳轉及標號指令 96
5.10.4 循環指令 97
5.10.5 子程序指令 97
5.10.6 順序控制指令 99
5.11 中斷指令 99
5.11.1 中斷概述 99
5.11.2 中斷指令格式及功能 101
小結 103
習題 103
第6章 PLC通信與網絡 105
6.1 數據通信的基礎知識 105
6.1.1 數據通信的基本概念及主要指標 105
6.1.2 數據信號的編碼技術 106
6.1.3 數據通信方式 107
6.1.4 多路復用技術 108
6.1.5 差錯控制方法 109
6.1.6 串行通信接口標準 110
6.2 局域網技術 110
6.2.1 計算機網絡基本知識 110
6.2.2 網絡體系結構 112
6.2.3 現場總線 114
6.3 S7-200 PLC的通信部件 116
6.3.1 通信口 116
6.3.2 網絡連接器 117
6.3.3 PPI多主站電纜 118
6.3.4 CP通信卡 118
6.3.5 網絡中繼器 118
6.3.6 通信模塊 118
6.4 S7-200 PLC的通信功能 119
6.4.1 S7-200 PLC的通信協議 119
6.4.2 S7-200 PLC的通信功能 120
小結 121
習題 122
第7章 PLC編程軟件——STEP 7-Micro/WIN 123
7.1 編程軟件概述 123
7.2 編程軟件的安裝 124
7.3 編程軟件的界面及各部分功能 126
7.4 創建工程及程序編寫 129
7.4.1 項目的組成 129
7.4.2 程序的編寫 129
7.4.3 數據塊 135
7.4.4 系統塊 136
7.5 程序調試及運行監控 143
7.5.1 通信網絡的配置 143
7.5.2 程序的下載及上載 146
7.5.3 程序的運行調試 147
7.6 幫助功能的使用及程序的出錯處理 151
7.6.1 幫助功能的使用 151
7.6.2 程序的出錯處理 151
7.7 STEP 7-Micro/WIN仿真軟件指南 152
7.7.1 仿真軟件簡介 152
7.7.2 仿真軟件的使用 152
小結 154
習題 155
第8章 PLC工程應用 156
8.1 PLC控制系統設計的原則和內容 156
8.1.1 設計原則 156
8.1.2 設計內容 156
8.1.3 設計步驟 157
8.2 PLC控制系統的硬件設計 160
8.2.1 PLC的選型 160
8.2.2 CPU的選擇 160
8.2.3 內存容量的估算 161
8.2.4 I/O模塊的選擇 162
8.2.5 通信方式的選擇 164
8.2.6 通道分配 166
8.2.7 PLC接線設計方式 166
8.3 PLC控制系統軟件設計 172
8.3.1 程序設計方法 172
8.3.2 程序設計前的準備工作 172
8.3.3 編寫程序 173
8.3.4 程序調試 177
8.4 PLC控制系統的抗干擾設計 177
8.4.1 PLC抗干擾的硬件措施 177
8.4.2 PLC抗干擾的軟件措施 178
8.5 常用電動機的基本控制環節及控制實現 179
8.5.1 電動機的起停保控制 179
8.5.2 電動機正、反轉 180
8.5.3 兩臺電動機輪序控制 181
8.5.4 電動機往復運行 183
8.6 數字量的控制 185
8.7 模擬量控制 192
8.7.1 控制系統的設計 192
8.7.2 控制系統梯形圖程序及程序注釋 196
8.8 PLC與儀表用Modbus協議通信 201
8.9 PLC與變頻器通信 203
小結 207
習題 207
第9章 PLC實驗 209
9.1 SIMATIC指令的使用方法和PLC的應用練習 209
9.2 定時器實驗 210
9.3 計數器實驗 212
9.4 PLC循環控制實驗 214
9.5 PLC綜合控制實驗——自動沖壓控制實驗 215
9.6 PLC綜合控制實驗——自動送料小車控制實驗 216
附錄 218
附錄A 字符的ASCII編碼 218
附錄B 錯誤代碼 220
附錄C 系統常見故障 222
附錄D 中斷事件的優先級順序 225
附錄E 特殊存儲器(SM)各標志位的功能 226
附錄F S7-200系統電源數據簡表 237
附錄G 最大I/O擴展能力(純I/O模塊時) 239
附錄H LAD指令集 240
參考文獻 242
1.1 概述 1
1.1.1 低壓電器的作用 1
1.1.2 低壓電器的分類 2
1.2 常用低壓電器 3
1.2.1 接觸器 3
1.2.2 控制繼電器 4
1.2.3 主令電器 5
1.3 常用控制回路 6
1.3.1 電氣控製圖的繪制及讀圖 6
1.3.2 基本控制線路 7
小結 9
習題 9
第2章 可編程控制器概述 10
2.1 PLC的產生與發展 10
2.1.1 PLC的產生 10
2.1.2 PLC的發展 11
2.2 PLC的特點與功能 11
2.2.1 PLC的特點 11
2.2.2 PLC的基本功能 13
2.3 PLC的基本結構與分類 14
2.3.1 PLC的基本結構 14
2.3.2 PLC的分類 15
2.4 PLC的工作原理 16
2.4.1 PLC的基本工作原理 16
2.4.2 PLC與繼電器控制系統的異同 17
2.4.3 PLC與計算機控制系統的異同 18
2.4.4 PLC的主要技術指標 18
2.5 西門子PLC的編程語言 19
2.5.1 梯形圖 19
2.5.2 語句表 20
2.5.3 功能塊圖 20
2.5.4 順序功能圖 20
2.5.5 結構化文本 21
2.6 PLC的應用及發展趨勢 21
2.6.1 PLC的應用領域 21
2.6.2 PLC的國內外現狀 22
2.6.3 PLC的發展趨勢 22
2.7 西門子公司PLC產品簡介 23
小結 23
習題 24
第3章 PLC硬件結構 25
3.1 S7-200概述 25
3.2 S7-200 PLC的基本單元 26
3.3 S7-200 PLC的擴展模塊 28
3.4 S7-200 PLC的I/O配置及地址分配 30
3.4.1 S7-200 PLC的最大I/O配置 30
3.4.2 S7-200 PLC的地址分配與編址方法 31
3.5 S7-200系列PLC的編程軟元件及尋址方式 34
3.5.1 S7-200系列PLC的編程軟元件 34
3.5.2 S7-200系列PLC的尋址方式 39
小結 39
習題 40
第4章 數制與編碼 41
4.1 計數制 41
4.1.1 十進制 41
4.1.2 二進制 41
4.1.3 八進制和十六進制 42
4.2 不同進制數據的相互轉換 42
4.2.1 十進制與其他進制的相互轉換 42
4.2.2 二進制與八進制的互相轉換 45
4.2.3 二進制與十六進制的互相轉換 45
4.3 S7-200中的數據表示 46
4.3.1 邏輯數據和開關量的表示 46
4.3.2 字符數據的表示 46
4.3.3 常數的表示 46
小結 48
習題 48
第5章 PLC指令系統及應用 49
5.1 邏輯指令及其應用 49
5.1.1 邏輯取及線圈驅動指令 49
5.1.2 邏輯堆棧操作指令 53
5.2 計數器指令及其應用 55
5.2.1 計數器指令及格式 55
5.2.2 計數器指令的簡單應用 56
5.3 定時器指令及其應用 58
5.3.1 定時器的分類 58
5.3.2 定時器指令及工作原理 59
5.3.3 定時器的刷新方式 61
5.4 高速計數器指令及其應用 62
5.4.1 高速計數器簡介 62
5.4.2 高速計數器工作模式 62
5.4.3 高速計數器的外部輸入信號 63
5.4.4 定義高速計數器指令 63
5.4.5 高速計數器的編程指令 64
5.4.6 高速計數器的狀態字 64
5.4.7 高速計數器的控制字 65
5.4.8 高速計數器的當前值及預設值 66
5.5 時鐘指令及其應用 66
5.6 運算指令及其應用 67
5.6.1 數學運算指令 67
5.6.2 函數運算指令 70
5.6.3 遞增/遞減指令 72
5.6.4 邏輯運算指令 73
5.6.5 表功能指令 74
5.7 傳送和比較指令及其應用 78
5.7.1 傳送指令 78
5.7.2 比較指令 80
5.7.3 移位和循環指令 81
5.8 字符串指令及其應用 85
5.9 轉換指令 87
5.9.1 數據類型轉換指令 87
5.9.2 段譯碼指令 89
5.9.3 編碼和譯碼 91
5.9.4 字符串轉換 91
5.9.5 ASCII轉換指令 94
5.10 程序控制指令及其應用 95
5.10.1 結束與暫停指令 95
5.10.2 看門狗復位指令 95
5.10.3 跳轉及標號指令 96
5.10.4 循環指令 97
5.10.5 子程序指令 97
5.10.6 順序控制指令 99
5.11 中斷指令 99
5.11.1 中斷概述 99
5.11.2 中斷指令格式及功能 101
小結 103
習題 103
第6章 PLC通信與網絡 105
6.1 數據通信的基礎知識 105
6.1.1 數據通信的基本概念及主要指標 105
6.1.2 數據信號的編碼技術 106
6.1.3 數據通信方式 107
6.1.4 多路復用技術 108
6.1.5 差錯控制方法 109
6.1.6 串行通信接口標準 110
6.2 局域網技術 110
6.2.1 計算機網絡基本知識 110
6.2.2 網絡體系結構 112
6.2.3 現場總線 114
6.3 S7-200 PLC的通信部件 116
6.3.1 通信口 116
6.3.2 網絡連接器 117
6.3.3 PPI多主站電纜 118
6.3.4 CP通信卡 118
6.3.5 網絡中繼器 118
6.3.6 通信模塊 118
6.4 S7-200 PLC的通信功能 119
6.4.1 S7-200 PLC的通信協議 119
6.4.2 S7-200 PLC的通信功能 120
小結 121
習題 122
第7章 PLC編程軟件——STEP 7-Micro/WIN 123
7.1 編程軟件概述 123
7.2 編程軟件的安裝 124
7.3 編程軟件的界面及各部分功能 126
7.4 創建工程及程序編寫 129
7.4.1 項目的組成 129
7.4.2 程序的編寫 129
7.4.3 數據塊 135
7.4.4 系統塊 136
7.5 程序調試及運行監控 143
7.5.1 通信網絡的配置 143
7.5.2 程序的下載及上載 146
7.5.3 程序的運行調試 147
7.6 幫助功能的使用及程序的出錯處理 151
7.6.1 幫助功能的使用 151
7.6.2 程序的出錯處理 151
7.7 STEP 7-Micro/WIN仿真軟件指南 152
7.7.1 仿真軟件簡介 152
7.7.2 仿真軟件的使用 152
小結 154
習題 155
第8章 PLC工程應用 156
8.1 PLC控制系統設計的原則和內容 156
8.1.1 設計原則 156
8.1.2 設計內容 156
8.1.3 設計步驟 157
8.2 PLC控制系統的硬件設計 160
8.2.1 PLC的選型 160
8.2.2 CPU的選擇 160
8.2.3 內存容量的估算 161
8.2.4 I/O模塊的選擇 162
8.2.5 通信方式的選擇 164
8.2.6 通道分配 166
8.2.7 PLC接線設計方式 166
8.3 PLC控制系統軟件設計 172
8.3.1 程序設計方法 172
8.3.2 程序設計前的準備工作 172
8.3.3 編寫程序 173
8.3.4 程序調試 177
8.4 PLC控制系統的抗干擾設計 177
8.4.1 PLC抗干擾的硬件措施 177
8.4.2 PLC抗干擾的軟件措施 178
8.5 常用電動機的基本控制環節及控制實現 179
8.5.1 電動機的起停保控制 179
8.5.2 電動機正、反轉 180
8.5.3 兩臺電動機輪序控制 181
8.5.4 電動機往復運行 183
8.6 數字量的控制 185
8.7 模擬量控制 192
8.7.1 控制系統的設計 192
8.7.2 控制系統梯形圖程序及程序注釋 196
8.8 PLC與儀表用Modbus協議通信 201
8.9 PLC與變頻器通信 203
小結 207
習題 207
第9章 PLC實驗 209
9.1 SIMATIC指令的使用方法和PLC的應用練習 209
9.2 定時器實驗 210
9.3 計數器實驗 212
9.4 PLC循環控制實驗 214
9.5 PLC綜合控制實驗——自動沖壓控制實驗 215
9.6 PLC綜合控制實驗——自動送料小車控制實驗 216
附錄 218
附錄A 字符的ASCII編碼 218
附錄B 錯誤代碼 220
附錄C 系統常見故障 222
附錄D 中斷事件的優先級順序 225
附錄E 特殊存儲器(SM)各標志位的功能 226
附錄F S7-200系統電源數據簡表 237
附錄G 最大I/O擴展能力(純I/O模塊時) 239
附錄H LAD指令集 240
參考文獻 242
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