零起步學PLC編程：西門子和三菱（簡體書）

本書以西門子S7-200 SMART PLC和三菱FX3U PLC為講授物件，詳細介紹了PLC的編程方法和技巧。全書共分3篇13章，第1篇是零起步學西門子S7-200 SMART PLC，包括西門子S7-200 SMART PLC概述、西門子S7-200 SMART PLC基本指令、西門子S7-200 SMART PLC應用指令、西門子PLC控制系統設計、西門子PLC控制變頻器和電機、西門子S7-200 SMART PLC通信；第2篇是零起步學三菱FX3U PLC，包括三菱FX3U系列PLC概述、三菱FX3U PLC指令、三菱FX3U PLC控制系統設計、三菱FX3U PLC控制變頻器和電機、三菱FX3U PLC通信；第3篇是PLC和觸摸屏及組態軟件的綜合應用。書中二維碼視頻涵蓋低壓電器PLC編程與仿真等內容。

本書為讀者提供了一套快速掌握西門子S7-200 SMART PLC和三菱FX3U PLC有效的編程方法和豐富的編程案例，可作為零基礎讀者以及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、職業院校自動化類、電氣類、機電一體化、電子信息類等相關專業的PLC教學或參考用書。

1.案例豐富、側重操作與模擬，使讀者學習PLC編程能夠有抓手。

2.例說、圖說、微視頻解說PLC編程指令

3.由淺入深、側重工程應用

本書以西門子S7-200 SMART PLC和三菱FX3U PLC為講授物件，詳細介紹了PLC的編程方法和技巧，全書共分3篇13章，第1篇是零起步學西門子S7-200 SMART PLC，包括西門子S7-200 SMART PLC概述、西門子S7-200 SMART PLC指令、西門子PLC控制系統設計、西門子PLC控制變頻器和電機、西門子S7-200 SMART PLC通信；第2篇是零起步學三菱FX3U PLC，包括三菱FX3U PLC概述、三菱FX3U PLC指令、三菱FX3U PLC控制系統設計、三菱FX3U PLC控制變頻器和電機、三菱FX3U PLC通信；第3篇是PLC和觸摸屏及組態軟件的綜合應用。書中二維碼給出了低壓電器、電氣線路設計、西門子PLC編程仿真、三菱PLC編程與仿真、觸摸屏與組態軟件、TIA（博圖）編程仿真等拓展視頻。

本書具有以下特色：

1. 案例豐富，側重操作與模擬

以軟件的使用方法為基礎 , 從構建編寫一個完整的工程項目出發 , 介紹編程軟件的常用操作以及在沒有PLC硬件的情況下如何進行程序的模擬仿真功能，使讀者學得會、看得懂、會模擬，達到掌握從錄入指令到看到仿真結果的完整學習與模擬過程。

2. 例說、圖說PLC編程指令

指令是編程的基礎和核心 , 深入理解和靈活掌握指令的應用對於PLC編程乃至控制系統設計具有重要的意義。本書通過豐富的舉例來剖析指令及其在案例中的應用，使讀者學習PLC編程能夠抓住重點，結合模擬仿真可以快速掌握PLC典型程序的設計。

3. 側重工程應用

在掌握理解指令和舉一反三模擬仿真的基礎上，結合典型案例和控制系統設計方法，以及豐富的PLC應用案例和工程實例，使讀者邊學邊練，學練結合，提高水平，終可以靈活運用。

本書為讀者提供了一套快速掌握西門子S7-200 SMART PLC和三菱FX3U PLC的有效的編程方法和可借鑒的豐富的編程案例，還為初學者和工程技術人員提供了大量的實踐經驗，可作為零基礎讀者以及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、職業院校自動化類、電氣類、機電一體化、電子信息類等相關專業的PLC教學或參考用書。

本書由劉振全、王漢芝、史艷霞編著。閆婉瑩、周中杰、陳欣、陳澤平、劉花廷、張耀洲為本書編寫提供了幫助，白瑞祥教授審閱了全部書稿，並提出了寶貴建議，在此一並表示衷心的感謝。

歡迎讀者加入QQ群（878322208）進行交流學習。

由於編著者水平有限，書中難免有不足之處，敬請廣大專家和讀者批評指正。



編著者

第1篇　零起步學西門子S7-200 SMART PLC

第1章 西門子S7-200 SMART PLC概述

1.1　PLC的硬件與工作原理 2

1.1.1　S7-200 SMART PLC的CPU模塊 2

1.1.2　常見的CPU模塊型號和參數 3

1.1.3　S7-200 SMART擴展模塊與信號板 5

1.1.4　PLC的工作原理 6

1.2　S7-200 SMART的外部結構與接線 7

1.2.1　S7-200 SMART的外部結構 7

1.2.2　S7-200 SMART的外部接線圖 8

1.3　S7-200 SMART編程軟件 11

1.3.1　STEP7-Micro/WIN SMART的安裝 11

1.3.2　STEP7-Micro/WIN SMART的使用 13

1.4　S7-200 SMART的編程 19

1.4.1　通信的建立 19

1.4.2　S7-200 SMART PLC程序的監控 21

1.4.3　S7-200 SMART PLC程序的注釋 24

1.4.4　S7-200 SMART PLC程序的仿真 26



第2章　西門子S7-200 SMART PLC基本指令

2.1　PLC編程基礎知識 31

2.1.1　數據的基本類型 31

2.1.2　數據存儲區的地址表示格式 32

2.1.3　數據存儲區域 33

2.1.4　S7-200 SMART PLC的尋址方式 35

2.1.5　PLC編程語言 35

2.2　位邏輯指令 37

2.2.1　標準輸入輸出指令 37

2.2.2　觸點串、並聯指令 38

2.2.3　電路塊串、並聯指令 40

2.2.4　置位與復位指令 41

2.2.5　置位和復位優先觸發器指令 43

2.2.6　正負跳變檢測指令 45

2.2.7　取反指令與空操作指令 46

2.2.8　邏輯堆棧指令 47

2.3　定時器指令 48

2.3.1　定時器指令 48

2.3.2　例說定時器指令 49

2.3.3　綜合實例 52

2.4　計數器指令 54

2.4.1　計數器指令 54

2.4.2　例說計數器指令 55

2.4.3　綜合實例 57

2.5　數據傳送指令 58

2.5.1　單一傳送指令 58

2.5.2　數據塊傳送指令 60

2.5.3　字節交換指令 61

2.5.4　字節立即傳送指令 62

2.5.5　綜合實例 63

2.6　移位和循環移位類指令 64

2.6.1　移位指令 64

2.6.2　循環移位指令 66

2.6.3　移位寄存器指令 67

2.6.4　綜合實例 69

2.7　數學運算類指令 73

2.7.1　整數四則運算指令 73

2.7.2　雙整數四則運算指令 75

2.7.3　實數四則運算指令 76

2.7.4　完全整數乘法、除法指令 78

2.7.5　數學函數指令 79

2.7.6　遞增、遞減指令 80

2.7.7　綜合實例 81

2.8　邏輯運算指令 82

2.8.1　字節邏輯運算指令 82

2.8.2　字邏輯運算指令 83

2.8.3　雙字邏輯運算指令 85

2.9　比較指令 85

2.9.1　指令格式及功能 85

2.9.2　例說比較指令 86

2.9.3　綜合實例 87

2.10　數據轉換指令 89

2.10.1　數據類型轉換指令 89

2.10.2　BCD碼與整數的轉換指令 91

2.10.3　編碼與譯碼指令 92

2.10.4　段碼指令 95

2.10.5　綜合實例 96



第3章 西門子S7-200 SMART PLC應用指令

3.1　時鐘指令 99

3.1.1　指令格式及功能 99

3.1.2　例說讀取實時時鐘指令 100

3.1.3　例說設置實時時鐘指令 100

3.2　程序控制類指令 101

3.2.1　循環控制指令 101

3.2.2　跳轉/標號指令 102

3.2.3　順控繼電器指令 103

3.2.4　看門狗定時復位指令 105

3.3　子程序指令 105

3.3.1　指令格式及功能 106

3.3.2　子程序的建立 107

3.3.3　子程序的編寫與調用 108

3.3.4　綜合實例 110

3.4　中斷指令 116

3.4.1　中斷基礎知識 116

3.4.2　指令格式及功能 117

3.4.3　例說中斷程序 118

3.4.4　綜合實例 120

3.5　高速計數器 121

3.5.1　高速計數器基礎知識 121

3.5.2　高速計數器的特殊標志存儲器 125

3.5.3　高速計數器指令 126

3.5.4　綜合實例 126



第4章 西門子PLC控制系統設計

4.1　PLC控制系統程序設計的一般方法 136

4.1.1　經驗設計法 136

4.1.2　移植設計法 137

4.1.3　邏輯設計法 139

4.2　梯形圖順序控制設計法 142

4.2.1　順序控制設計法 142

4.2.2　順序功能圖舉例 142

4.2.3　順序功能圖的結構 144

4.2.4　採用啟保停電路由順序功能圖轉梯形圖 146

4.2.5　採用置位復位指令由順序功能圖轉梯形圖 149

4.2.6　採用步進（順控）指令由順序功能圖轉梯形圖 151

4.3　模擬量控制 153

4.3.1　模擬量模塊接線 153

4.3.2　組態模擬量 155

4.3.3　模擬量比例換算 159

4.3.4　量程轉化指令庫 161



第5章 西門子PLC控制變頻器和電機

5.1　變頻器及PLC控制 163

5.1.1　變頻器簡介 163

5.1.2　PLC和變頻器控制電機正反轉 166

5.1.3　綜合實例 168

5.2　高速脈衝輸出 172

5.2.1　脈寬調制（PWM） 172

5.2.2　高速脈衝串輸出（PTO） 175

5.3　步進電機及PLC控制 180

5.3.1　步進電機簡介 180

5.3.2　步進電機驅動器 181

5.3.3　步進電機的PLC控制 184

5.4　伺服電機及PLC控制 186

5.4.1　伺服電機簡介 186

5.4.2　伺服電機的PLC控制 187



第6章 西門子S7-200 SMART PLC通信

6.1　通信端口以及連接方式 189

6.1.1　CPU通信端口引腳分配 189

6.1.2　以太網端口連接 190

6.1.3　RS485網絡連接 191

6.2　S7-200 SMART之間的以太網通信 193

6.2.1　S7-200 SMART CPU Get/Put向導編程 193

6.2.2　通過指令編程實現通信 197

6.3　S7-200 SMART之間PROFINET IO通信 202

6.3.1　PROFINET IO通信 202

6.3.2　例說PROFINET IO通信 202

6.4　S7-200 SMART之間TCP通信 206

6.4.1　TCP協議通信 206

6.4.2　TCP協議通信舉例 208



第2篇　零起步學三菱FX3U PLC

第7章 三菱FX3U系列PLC概述

7.1 三菱PLC的型號和基本結構 212

7.1.1　三菱PLC常見的CPU模塊型號、參數 212

7.1.2　三菱PLC的硬件結構 213

7.1.3　CPU模塊的數字量輸入接線 216

7.1.4　CPU模塊的數字量輸出接線 219

7.2 三菱PLC編程軟件的使用 220

7.2.1　GX Works2編程軟件安裝 220

7.2.2　GX Works2編程軟件的使用 222

7.2.3　工程項目的相關操作 224

7.2.4　三菱PLC程序輸入 226

7.2.5　三菱PLC程序注釋 229

7.2.6　PLC程序的寫入 232

7.2.7　PLC程序的仿真 234

7.2.8　PLC編程軟件的監視功能 236



第8章 三菱FX3U PLC指令

8.1　三菱FX3U PLC編程 239

8.1.1　編程語言 239

8.1.2　應用指令和操作數 241

8.2　位邏輯指令 242

8.2.1　輸入指令與輸出指令 242

8.2.2　觸點串、並聯指令 243

8.2.3　電路塊串聯指令與並聯指令 244

8.2.4　置位與復位指令 245

8.2.5　脈衝觸點指令 246

8.2.6　脈衝輸出指令 247

8.2.7　取反、空操作與結束指令 249

8.2.8　邏輯堆棧指令 250

8.2.9　主控指令 250

8.2.10　MEP、MEF指令 252

8.3　定時器指令 253

8.3.1　定時器指令 253

8.3.2　特殊定時器指令 256

8.4　計數器指令 257

8.4.1　指令格式及功能 257

8.4.2　例說計數器指令 258

8.4.3　綜合實例 260

8.5　數據傳送指令 261

8.5.1　傳送指令 261

8.5.2　移位傳送指令 264

8.5.3　取反傳送指令 265

8.5.4　成批傳送指令 265

8.5.5　多點傳送指令 266

8.5.6　綜合實例 267

8.6　數據處理和移位類指令 268

8.6.1　數據交換指令 268

8.6.2　數據處理指令 269

8.6.3　移位指令 271

8.6.4　循環移位指令 273

8.6.5　帶進位循環移位指令 274

8.6.6　位移位指令 275

8.6.7　字移位指令 276

8.6.8　移位寫入讀出指令 277

8.6.9　綜合實例 279

8.7　數學運算類指令 281

8.7.1　整數四則混合運算指令 281

8.7.2　浮點數四則混合運算指令 283

8.7.3　數學函數指令 284

8.7.4　三角函數指令 286

8.7.5　遞增、遞減指令 287

8.7.6　綜合實例 288

8.8　邏輯運算指令 289

8.8.1　指令格式及功能 289

8.8.2　例說邏輯運算指令 289

8.9　比較指令 290

8.9.1　比較指令 290

8.9.2　區間比較指令 292

8.9.3　觸點比較指令 293

8.10　數據轉換指令 295

8.10.1　數據類型轉換指令 295

8.10.2　譯碼與編碼指令 297

8.10.3　段碼指令 298

8.10.4　綜合實例 299

8.11　時鐘指令 300

8.11.1　時鐘指令 300

8.11.2　綜合實例一 303

8.11.3　綜合實例二 304

8.11.4　綜合實例三 305

8.11.5　綜合實例四 308

8.12　程序控制類指令 310

8.12.1　循環控制指令 310

8.12.2　條件跳轉指令 311

8.12.3　順控繼電器指令 312

8.12.4　看門狗定時復位指令 313

8.13　子程序指令 314

8.13.1　指令格式及功能 314

8.13.2　例說子程序指令 315

8.14　中斷指令 316

8.14.1　指令格式及功能 316

8.14.2　例說中斷指令 316

8.15　高速計數器 319

8.15.1　高速計數器基礎知識 319

8.15.2　高速計數器的相關指令 325

8.16　高速脈衝輸出指令 326

8.16.1　高速脈衝輸出指令和特殊存儲器 326

8.16.2　帶加減速脈衝輸出指令 328

8.16.3　脈寬調制指令 329



第9章 三菱FX3U PLC控制系統設計

9.1　PLC控制系統設計的步驟 331

9.2　PLC系統控制程序設計的一般方法 332

9.2.1　經驗設計法 332

9.2.2　移植設計法 333

9.2.3　邏輯設計法 335

9.3　順序功能圖設計法 337

9.3.1　順序功能圖的繪製 337

9.3.2　順序功能圖的特殊結構 338

9.3.3　順序功能圖轉梯形圖的方法 339

9.4　三菱PLC模擬量的控制 348

9.4.1　FX3U-4AD模擬量輸入模塊 348

9.4.2　FX3U-4DA模擬量輸出模塊 353

9.4.3　綜合實例 357



第10章 三菱FX3U PLC控制變頻器和電機

10.1　變頻器的PLC控制 359

10.1.1　電動機的正轉和反轉控制 359

10.1.2　用變頻器控制電動機實現五段速調速 361

10.2　定位控制指令 364

10.2.1　原點回歸指令 364

10.2.2　定位指令 370

10.3　步進電機的PLC控制 373

10.4　伺服電機的PLC控制 374



第11章 三菱FX3U PLC通信

11.1　PLC通信簡介 378

11.1.1　PLC通信的分類 378

11.1.2　串行通信接口標準 379

11.2　FX3U PLC並聯鏈接通信 380

11.2.1　並聯鏈接通信的軟元件 380

11.2.2　通信的方式 381

11.2.3　接線方法 382

11.2.4　例說並聯鏈接通信 382

11.3　FX3U PLC N∶N網絡通信 384

11.3.1　N∶N網絡通信的軟元件 384

11.3.2　接線方法 386

11.3.3　N∶N網絡通信舉例 386



第3篇　PLC和觸摸屏及組態軟件的綜合應用

第12章 PLC與觸摸屏的綜合應用

12.1　WinCC flexible SMART觸摸屏編程軟件 390

12.1.1　WinCC flexible SMART工程系統 390

12.1.2　WinCC flexible SMART中的畫面和物件 392

12.2　綜合實例——交通燈控制系統 399

12.2.1　新建工程 399

12.2.2　設置IP地址 401

12.2.3　編寫PLC程序 403

12.2.4　交通燈控制系統的觸摸屏設計 406

12.2.5　運行調試 413



第13章　PLC與組態軟件的綜合應用

13.1　組態王軟件 415

13.1.1　工程管理器 415

13.1.2　工程瀏覽器 417

13.1.3　畫面開發系統 417

13.1.4　運行系統和信息窗口 421

13.2　組態王和PLC綜合實例一—啟保停控制 421

13.2.1　新建工程 421

13.2.2　PLC與組態王的通信 423

13.2.3　構造數據庫 425

13.2.4　設計畫面 427

13.2.5　運行和調試 430

13.3　組態王實例——液位控制 431

13.3.1　新建工程並構造數據庫 431

13.3.2　設計畫面 432

13.3.3　編寫程序 437

13.3.4　運行和調試 438



參考文獻