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第1章 认识可编程序控制器1

1.1可编程序控制器简介1

1.2可编程序控制器的应用领域与电梯应用实例3

1.2.1可编程序控制器的应用领域3

1.2.2电梯应用实例介绍4

1.3可编程序控制器的结构与工作原理8

1.3.1可编程序控制器的结构8

1.3.2可编程序控制器工作原理10

1.4可编程序控制器的主要性能指标11

1.5可编程序控制器的分类12

1.5.1根据控制规模分类12

1.5.2根据结构形式分类13

1.6可编程序控制器的编程语言13

1.7可编程序控制器的发展历程与现状15

习题16

第2章 可编程序控制器编程初步18

2.1问题的提出18

2.2 PLC控制系统硬件设计19

2.3基本位逻辑指令与编程21

2.3.1触点指令21

2.3.2输出指令22

2.3.3用触点及输出指令实现电动机正反转控制23

2.3.4小车自动往复运动控制实例24

2.4计数器指令与编程26

2.4.1增计数器CTU26

2.4.2减计数器CTD26

2.4.3增减计数器CTUD28

2.4.4采用计数器指令解决问题228

2.4.5计数器的串级组合29

2.5定时器指令与编程29

2.5.1定时器指令基本要素29

2.5.2接通延时定时器指令TON31

2.5.3断开延时定时器（TOF）31

2.5.4有记忆接通延时定时器指令TONR32

2.5.5采用定时器指令解决问题332

2.5.6双定时器的应用33

2.5.7采用定时器和计数器实现长延时控制33

2.6程序的编制与调试34

2.6.1 STEP7-Micro/Win32编程软件的使用35

2.6.2仿真软件的使用38

习题41

第3章 深入认识可编程序控制器42

3.1 S7-200系列PLC模块42

3.1.1 S7-200 CPU主模块42

3.1.2数字量扩展模块44

3.1.3模拟量扩展模块44

3.1.4其他扩展模块45

3.1.5显示与编程设备46

3.2 S7-200PLC的存储区47

3.2.1数据类型47

3.2.2存储器48

3.2.3寻址方式52

3.3 S7-300系列PLC模块53

3.3.1 S7-300的CPU模块53

3.3.2 S7-300的输入／输出模块55

3.3.3其他模块57

3.3.4 S7-300系列PLC的存储区58

习题60

第4章PLC应用指令61

4.1比较指令61

4.2传送指令62

4.2.1单个传送指令62

4.2.2块传送指令63

4.3移位指令63

4.3.1左移和右移指令64

4.3.2循环左移和循环右移指令64

4.4数学运算指令65

4.4.1四则运算指令65

4.4.2逻辑运算指令67

4.4.3数学功能指令68

4.5转换指令69

4.5.1数据类型转换指令69

4.5.2七段数码管显示指令SEG（Segment）69

4.6程序控制指令70

4.6.1结束指令70

4.6.2暂停指令70

4.6.3看门狗指令70

4.6.4跳转指令71

4.6.5循环指令71

4.6.6子程序指令71

4.7中断指令73

4.8高速计数器指令75

4.8.1高速计数器的编号和输入点75

4.8.2高速计数器的工作模式76

4.8.3高速计数器指令77

4.8.4高速计数器的控制字节77

4.8.5高速计数器的数值寻址78

4.9高速脉冲指令78

4.9.1高速脉冲输出指令78

4.9.2 PTO/PWM控制寄存器79

4.9.3 PTO操作80

4.9.4包络表参数的计算81

4.9.5 PWM操作83

4.10 PID回路指令83

4.10.1 PID算法84

4.10.2 PID回路指令84

4.10.3控制方式84

4.10.4回路输入变量的转换和标准化85

4.10.5回路输出变量的数据转换85

4.10.6选择PID回路类型86

4.10.7 PID指令应用实例86

习题87

第5章 可编程序控制器程序设计89

5.1梯形图的经验设计法89

5.2顺序控制设计法与顺序功能图92

5.2.1顺序控制设计法92

5.2.2顺序功能图的基本概念93

5.2.3顺序功能图的基本结构94

5.2.4顺序功能图中转换实现的基本规则96

5.3顺序功能图转换成梯形图的方法97

5.3.1使用起保停电路的梯形图转换方法98

5.3.2使用顺序控制指令的梯形图转换方法99

5.3.3以转换为中心的梯形图转换方法100

5.4采用以转换为中心的梯形图编程举例102

5.4.1剪板机控制102

5.4.2液体混合控制103

5.4.3机械手控制104

5.4.4输出控制108

习题109

第6章PLC控制系统设计111

6.1 PLC控制系统设计的内容和步骤111

6.1.1评估控制任务111

6.1.2 PLC控制系统设计的原则111

6.1.3 PLC控制系统设计的内容111

6.1.4 PLC控制系统设计步骤112

6.2 PLC的选择与硬件配置113

6.2.1 PLC机型选择113

6.2.2 I/O模块选择114

6.3 I/O地址分配115

6.3.1 I/O地址分配的基本步骤116

6.3.2 I/O地址分配的原则116

6.4 PLC控制系统的输入／输出设备117

6.4.1输入／输出过程与设备种类117

6.4.2开关118

6.4.3接触器120

6.4.4继电器121

6.4.5电磁阀124

6.4.6传感器126

6.4.7电动调节阀127

6.5 PLC控制系统硬件设计128

6.5.1 PLC控制系统原理图128

6.5.2 PLC控制柜设计129

6.6 PLC控制程序编制129

6.6.1 PLC程序设计129

6.6.2程序调试130

6.7 PLC应用系统的可靠性设计130

6.8 S7-200安装接线132

6.8.1 PLC模块安装132

6.8.2布线、接线133

6.8.3控制单元输入／输出端子接线133

习题135

第7章PLC应用控制系统设计实例136

7.1 PLC在继电器控制改造中的应用136

7.1.1改造原则与步骤136

7.1.2 PLC改造双面单工位液压传动组合机床控制系统实例136

7.1.3双面单工位液压传动组合机床PLC控制方案138

7.2 PLC在高压焊接试验舱操舱控制系统中的应用140

7.2.1高压焊接试验舱控制要求140

7.2.2 PLC控制系统硬件选型142

7.2.3 PLC控制系统程序设计144

7.3 PLC在位置控制中的应用153

7.3.1控制类型153

7.3.2控制目的154

7.3.3步进电动机位置反馈控制实例156

第8章PLC网络通信166

8.1 PLC通信基础166

8.1.1串行通信的基本概念166

8.1.2串行通信的接口标准167

8.2 S7-200通信168

8.2.1 S7-200系列PLC的通信方式168

8.2.2 S7-200系列PLC支持的通信协议169

8.2.3用户在设计网络时应当考虑的因素172

8.2.4设置计算机与PLC的通信173

8.2.5通信指令175

8.3 S7-300通信177

8.3.1 MPI网177

8.3.2 S7-300通信模块178

8.3.3 Profiibus现场总线网络179

8.3.4网络建立181

习题181

第9章 组态软件与PLC控制182

9.1组态软件概述182

9.1.1组态的概念182

9.1.2组态软件及特点182

9.1.3国内外主要组态软件183

9.1.4组态软件的发展方向184

9.2 MCGS组态软件介绍186

9.3 MCGS组态软件与PLC综合设计实例189

9.3.1十字路口交通信号灯控制监控189

9.3.2液体混合控制仿真193

9.3.3机械手控制系统仿真196

习题207

附录208

附录A实验指导书208

附录B实验参考程序218

附录C S7-200的特殊存储器（SM）标志位223

附录D部分习题答案226

参考文献230