西門子PLC從入門到精通（簡體書）

本書全面介紹了西門子PLC的編程和應用，主要內容包括S7-200PLC指令及應用、基礎應用案例及解析、S7-200PLC開關量程序設計、S7-200PLC模擬量控制程序設計、常見應用案例及解析、PLC控制系統的設計、綜合應用案例及解析。本書不僅為讀者提供了一套有效的編程方法和可借鑒的豐富的編程案例,還為工程技術人員提供了大量的實踐經驗,可作為廣大電氣工程技術人員學習PLC技術的參考用書,也可作為高等院校、職業院校自動化、電氣、機電一體化、電子信息等相關專業的PLC教學或參考用書。

本書的特色是打造一個立體的、全方位的資源系統，提供一個明確的、可操作的學習PLC編程技術的途徑。

第1篇 入門篇

第1章 緒論 2

1.1 S7-200PLC硬件系統 2

1.1.1 CPU模塊 2

1.1.2 數字量擴展模塊4

1.1.3 模擬量擴展模塊4

1.1.4 特殊功能模塊 4

1.1.5 相關設備和工業軟件4

1.2 S7-200PLC外部結構與接線 5

1.2.1 S7-200PLC的外部結構 5

1.2.2 外部接線圖 7

1.3 西門子PLC編程軟件安裝及使用說明 9

1.3.1 STEP 7-Micro/WIN簡介、安裝方法 9

1.3.2 STEP 7-Micro/WIN使用 13

1.3.3 S7-200仿真功能舉例 18

第2章 S7-200PLC指令及應用 20

2.1 基礎知識 20

2.1.1 數據類型 20

2.1.2 存儲器數據區劃分20

2.1.3 數據區存儲器的地址格式25

2.1.4 S7-200PLC的尋址方式 26

2.1.5 PLC編程語言 28

2.2 位邏輯指令 34

2.2.1 觸點的取用指令與線圈輸出指令35

2.2.2 觸點串聯指令36

2.2.3 觸點並聯指令36

2.2.4 電路塊串聯指令37

2.2.5 電路塊並聯指令38

2.2.6 置位與復位指令38

2.2.7 脈沖生成指令39

2.2.8 觸發器指令 40

2.2.9 取反指令與空操作指令41

2.2.10 邏輯堆棧指令41

2.3 定時器指令 43

2.3.1 定時器指令介紹43

2.3.2 定時器指令的工作原理44

2.3.3 定時器指令應用舉例 46

2.4 計數器指令49

2.4.1 加計數器 49

2.4.2 減計數器 50

2.4.3 加減計數器51

2.4.4 計數器指令的應用舉例52

2.5 比較指令與數據傳送指令54

2.5.1 比較指令54

2.5.2 數據傳送指令55

2.6 移位與循環指令 61

2.6.1 移位指令 62

2.6.2 循環移位指令64

2.6.3 移位寄存器指令66

2.7 數學運算類指令69

2.7.1 四則運算指令 69

2.7.2 數學功能指令72

2.7.3 遞增、遞減指令73

2.7.4 綜合應用舉例74

2.8 邏輯操作指令 75

2.8.1 邏輯與指令75

2.8.2 邏輯或指令 76

2.8.3 邏輯異或指令 77

2.8.4 取反指令 78

2.8.5 綜合應用舉例79

2.9 數據轉換指令 81

2.9.1 數據類型轉換指令81

2.9.2 譯碼與編碼指令83

2.10 程序控制類指令85

2.10.1 跳轉/標號指令 85

2.10.2 子程序指令86

2.10.3 循環指令89

2.10.4 綜合舉例——三臺電動機順序控制90

2.11 中斷指令 93

2.11.1 中斷事件 93

2.11.2 中斷指令及中斷程序95

2.11.3 中斷指令應用舉例96

2.12 高速計數器指令97

2.12.1 高速計數器輸入端子及工作模式97

2.12.2 高速計數器控制字節與狀態字節100

2.12.3 高速計數器指令101

2.12.4 高速計數器指令編程的一般步驟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 表取數功能指令104

第3章 基礎應用案例及解析 106

3.1 啟動優先程序106

3.1.1 啟動優先程序實現方案1106

3.1.2 啟動優先程序實現方案2107

3.2 停止優先程序 108

3.2.1 停止優先程序實現方案1108

3.2.2 停止優先程序實現方案2109

3.3 互鎖聯鎖控制 110

3.4 自保持與解除程序111

3.4.1 自保持與解除回路實現方案1112

3.4.2 自保持與解除回路實現方案2112

3.5 單一開關控制啟停113

3.6 按鈕控制圓盤旋轉一圈115

3.7 三地控制一盞燈116

3.8 停止操作保護和接觸器故障處理程序 118

3.9 停電系統保護程序 119

3.10 卷簾門控制 120

3.11 倉庫大門控制程序122

3.12 水塔水位監測與報警124

3.13 一個按鈕控制三組燈126

3.14 三相異步電動機的點動控制127

3.15 三相異步電動機的連續控制128

3.16 三相異步電動機點動、連續混合控制 129

3.16.1 一般編程 130

3.16.2 改進方案1131

3.16.3 改進方案2132

3.17 兩地控制的三相異步電動機連續控制133

3.18 兩地控制的三相異步電動機點動連續混合控制 134

3.19 三相異步電動機正反轉控制135

3.20 三相異步電動機順序啟動同時停止控制136

3.21 三相異步電動機順序啟動逆序停止控制138

3.22 三相異步電動機星-三角降壓啟動控制 139

3.23 三相異步電動機時間原則控制的單向能耗制動 141

3.24 三相異步電動機時間原則控制的可逆運行能耗制動 142

3.25 三相異步電動機反接制動控制144

3.26 三相雙速異步電動機的控制145

3.27 並勵電動機電樞串電阻啟動調速控制147

3.28 倍數計時 149

3.29 多個定時器實現長計時150

3.30 轉盤旋轉90°間歇運動控制 151

3.31 打卡計數 153

3.32 交替輸出程序154

3.32.1 計數器實現交替輸出功能154

3.32.2 用上升沿（正跳變）觸發指令實現交替輸出功能 155

3.33 一個數據的保持控制155

3.34 讀卡器 （付費計時）157

3.35 權限不同混合競賽搶答器158

3.36 單燈周期交替亮滅160

3.37 定時與區域置位指令實現多燈交替閃爍 161

3.38 用循環移位指令實現多燈控制162

3.39 樓宇聲控燈系統164

3.40 高樓自動消防泵控制系統165

3.41 機床工作臺自動往返控制167

3.42 車床滑臺往復運動、主軸雙向控制168

3.43 磨床PLC控制 170

3.44 工具銑床PLC控制 172

3.45 滾齒機PLC控制 173

3.46 雙頭鉆床PLC控制 175

3.47 傳送帶產品檢測與次品分離177

3.48 車間換氣系統控制178

3.49 風機與燃燒機連動控制180

3.50 混凝土攪拌機的PLC控制 181

3.51 旋轉圓盤180°正反轉控制 182

3.52 選擇開關控制三個閥門順序開啟、逆序關閉 183

3.53 物流檢測控制185

3.54 公交簡易報站程序186

3.55 自動售水機 188

3.56 模具成型189



第2篇 提高篇

第4章 S7-200PLC開關量程序設計 192

4.1 經驗設計法 192

4.1.1 經驗設計法簡述192

4.1.2 設計步驟193

4.1.3 應用舉例193

4.2 翻譯設計法 196

4.2.1 翻譯設計法簡述196

4.2.2 設計步驟196

4.2.3 使用翻譯法的幾點注意197

4.2.4 應用舉例 198

4.3 順序控制設計法與順序功能圖203

4.3.1 順序控制設計法203

4.3.2 順序功能圖簡介204

4.4 啟保停電路編程法207

4.4.1 單序列編程207

4.4.2 選擇序列編程211

4.4.3 並列序列編程214

4.5 置位復位指令編程法217

4.5.1 單序列編程217

4.5.2 選擇序列編程219

4.5.3 並行序列編程221

4.6 順序控制繼電器指令編程法224

4.6.1 單序列編程224

4.6.2 選擇序列編程226

4.6.3 並行序列編程229

4.7 移位寄存器指令編程法231

4.8 交通信號燈程序設計232

4.8.1 控制要求 232

4.8.2 程序設計 233

第5章 S7-200PLC模擬量控制程序設計 245

5.1 模擬量控制概述245

5.1.1 模擬量控制簡介245

5.1.2 模塊擴展連接 246

5.2 模擬量輸入/輸出模塊 247

5.2.1 模擬量輸入模塊247

5.2.2 模擬量輸出模塊253

5.2.3 模擬量輸入/輸出混合模塊 255

5.2.4 內碼與實際物理量的轉換255

5.3 空氣壓縮機改造項目257

5.3.1 控制要求 257

5.3.2 設計過程 258

5.4 PID控制 262

5.4.1 PID控制簡介 262

5.4.2 PID指令 263

5.4.3 PID控制編程思路 264

5.4.4 PID控制工程實例——恒壓控制 264

5.5 PID控制在空氣壓縮機改造項目中的應用 269

5.5.1 控制要求 269

5.5.2 程序設計270

第6章 常見應用案例及解析 273

6.1 信號分頻簡易程序273

6.1.1 控制信號的二分頻273

6.1.2 控制信號的三分頻274

6.2 電動機正反轉自動循環程序275

6.3 雙儲液罐單水位控制277

6.4 產品批量包裝與產量統計 279

6.5 圓盤間歇旋轉四圈控制281

6.6 污水處理系統283

6.7 按鈕人行道交通燈控制285

6.8 液體混合計數 287

6.9 用定時器編寫的電動機正反轉自動循環控制程序 289

6.10 權限相同普通三組搶答器291

6.11 權限相同普通三組帶數碼管顯示的搶答器 294

6.12 定時器實現跑馬燈控制296

6.13 廣告燈控制298

6.14 火災報警控制299

6.15 多故障報警控制301

6.16 高層建筑排風系統控制303

6.17 萬年歷指令控制系統的啟停306

6.18 送料小車的PLC控制 308

6.19 小車五站點呼叫控制309

6.20 小車五站點自動循環往返控制311

6.21 三條傳送帶控制313

6.22 切割機控制315

6.23 硫化機PLC控制 317

6.24 原料摻混機 319

6.25 自動加料控制 320

6.26 空氣壓縮機輪換控制323

6.27 剪板機的控制325

6.28 循環程序的應用328

6.29 冰激凌機 330

6.30 智能灌溉 332

6.31 密碼鎖 334

6.32 交通燈 336

6.33 花樣噴泉的PLC控制 338

6.34 手/自動控制 341

6.35 定時鬧鐘 344

6.36 啤酒灌裝生產線的PLC控制 346

6.37 拔河比賽 348

6.38 飲料自動售貨機的PLC控制 349

6.39 天塔之光的PLC控制 352

6.40 PLC在中央空調控制系統中的應用 356



第3篇 精通篇

第7章 PLC控制系統的設計 362

7.1 PLC控制系統設計基本原則與步驟 362

7.1.1 PLC控制系統設計的應用環境 362

7.1.2 PLC控制系統設計的基本原則 363

7.1.3 PLC控制系統設計的一般步驟 363

7.2 組合機床PLC控制系統設計 367

7.2.1 雙面單工位液壓組合機床的繼電器控制 367

7.2.2 雙面單工位液壓組合機床的PLC控制 369

7.3 機械手PLC控制系統的設計 379

7.3.1 機械手的控制要求及功能簡介380

7.3.2 PLC及相關元件選型 381

7.3.3 硬件設計 383

7.3.4 程序設計 388

7.3.5 機械手自動控制調試394

7.3.6 編制控制系統使用說明395

7.4 兩種液體混合控制系統的設計395

7.4.1 兩種液體控制系統的控制要求395

7.4.2 PLC及相關元件選型 396

7.4.3 硬件設計 396

7.4.4 程序設計 401

7.4.5 兩種液體混合自動控制調試407

7.4.6 編制控制系統使用說明407

第8章 綜合應用案例及解析 408

8.1 家用普通洗衣機408

8.2 全自動洗衣機 410

8.3 恒壓供水的PLC控制 414

8.4 住房防盜系統控制417

8.5 風機的PLC控制 421

8.6 彎管機的PLC控制 423

8.7 加熱反應爐 426

8.8 氣囊硫化機 430

8.9 大小球分揀系統433

8.10 電動葫蘆升降機437

8.11 兩個滑臺順序控制441

8.12 四層電梯控制 445



附 錄 453

附錄1 CPU規范一覽表 453

附錄2 CPU電源規范一覽表 454

附錄3 西門子PLC基本指令一覽表 455

附錄4 CPU221/CPU222/CPU224XP/CPU226外部接線圖 462

附錄5 S7-200的特殊存儲器 464



參考文獻 468