PLC编程及案例手册

第1篇 学习PLC必备的电气知识
第1章　低压电气元件与电气控制线路的识读 / 002
1．1　低压电气元件识别与使用 / 002
1．1．1　刀开关 / 002
1．1．2　按钮 / 003
1．1．3　熔断器 / 004
1．1．4　低压断路器 / 005
1．1．5　热继电器 / 006
1．1．6　接触器 / 007
1．1．7　电磁式继电器 / 008
1．1．8　时间继电器 / 010
1．1．9　速度继电器 / 011
1．1．10　行程开关 / 012
1．2　电气控制线路常用的图形符号和文字符号 / 013
第2章　电气控制线路的设计方法及仿真软件 / 018
2．1　电气控制线路的设计方法 / 018
2．1．1　电气控制线路的一般设计法 / 018
2．1．2　电气控制线路的逻辑设计法 / 022
拓展视频　电气设计仿真软件操作与举例
2．2　V-ELEO电气设计仿真软件 / 024
2．2．1　软件使用方法 / 024
2．2．2　设计与仿真举例（电机连续控制） / 024
2．2．3　设计与仿真举例（电机正反转控制） / 024
2．3　电气设计仿真软件CADe-SIMU v3．0 / 024
2．3．1　软件使用方法 / 024
2．3．2　设计与仿真举例（电机连续控制） / 024
2．3．3　设计与仿真举例（电机正反转控制） / 024
第2篇 西门子S7-200 SMART PLC编程 / 025
第3章　西门子PLC S7-200 SMART简介 / 026
3．1　PLC的硬件与工作原理 / 026
3．1．1　PLC的基本结构 / 026
3．1．2　S7-200 SMART的CPU模块 / 027
3．1．3　S7-200 SMART扩展模块与信号板 / 030
3．1．4　S7-200 SMART的I/O地址分配 / 031
3．1．5　PLC的工作原理 / 032
3．2　S7-200 SMART外部结构与接线 / 034
3．2．1　S7-200 SMART的外部结构 / 034
3．2．2　S7-200 SMART外部接线图 / 035
3．3　S7-200 SMART编程软件的使用 / 038
3．3．1　STEP7-Micro/WIN SMART简介 / 038
3．3．2　STEP7-Micro/WIN SMART使用 / 040
3．4　S7-200 SMART PLC编程操作 / 049
3．4．1　通信操作 / 049
3．4．2　S7-200 SMART PLC程序的注释 / 050
3．4．3　S7-200 SMART PLC程序的监控 / 053
3．4．4　S7-200 SMART PLC程序的仿真 / 057
拓展视频　西门子PLC动画操作仿真软件
3．5　西门子S7-200 SMART编程软件使用与仿真 / 061
3．6　基于SIMATIC Manager的西门子S7-200编程与仿真 / 061
3．7　西门子S7-300编程软件及仿真 / 061
3．7．1　西门子S7-300编程软件的硬件组态操作过程 / 061
3．7．2　西门子S7-300编程与仿真 / 061
3．8　西门子S7-400编程与仿真 / 061
3．9　触摸屏软件使用说明 / 061
3．9．1　触摸屏实现的交通灯控制系统 / 061
3．9．2　工程管理器（组态王） / 061
3．9．3　起保停电路的组态王演示 / 061
3．9．4　液位控制（组态王模拟） / 061
第4章　西门子S7-200 SMART PLC指令及应用实例 / 062
4．1　基础知识 / 062
4．1．1　数据类型 / 062
4．1．2　数据存储区的地址表示格式 / 063
4．1．3　数据存储区域 / 064
4．1．4　S7-200 SMART PLC的寻址方式 / 066
4．1．5　PLC编程语言 / 067
4．2　位逻辑指令 / 069
4．2．1　标准输入输出指令 / 069
4．2．2　触点串、并联指令 / 070
4．2．3　电路块串、并联指令 / 071
4．2．4　置位与复位指令 / 075
4．2．5　置位和复位优先触发器 / 077
4．2．6　脉冲生成指令 / 079
4．2．7　取反指令与空操作指令 / 081
4．2．8　逻辑堆栈指令 / 082
4．3　定时器指令 / 083
4．3．1　定时器指令解析 / 083
4．3．2　定时器指令编程案例 / 084
4．3．3　综合实例 / 088
4．4　计数器指令 / 091
4．4．1　计数器 / 091
4．4．2　计数器指令编程案例 / 092
4．4．3　综合实例 / 095
4．5　数据传送指令 / 099
4．5．1　单一传送指令 / 099
4．5．2　数据块传送指令 / 101
4．5．3　字节交换指令 / 102
4．5．4　字节立即传送指令 / 103
4．5．5　综合实例 / 104
4．6　移位和循环移位类指令 / 106
4．6．1　移位指令 / 106
4．6．2　循环移位指令 / 107
4．6．3　移位寄存器指令 / 109
4．6．4　综合实例 / 111
4．7　数学运算类指令 / 120
4．7．1　四则运算指令 / 120
4．7．2　双整数四则运算指令 / 121
4．7．3　实数四则运算指令 / 123
4．7．4　完全整数乘法、除法指令 / 124
4．7．5　数学函数指令 / 126
4．7．6　递增、递减指令 / 126
4．7．7　综合实例 / 128
4．8　逻辑运算指令 / 134
4．8．1　字节的逻辑运算指令 / 134
4．8．2　字的逻辑运算指令 / 134
4．8．3　双字的逻辑运算指令 / 136
4．9　比较指令 / 137
4．9．1　字节的比较指令 / 137
4．9．2　整数的比较指令 / 137
4．9．3　双整数的比较指令 / 138
4．9．4　实数的比较指令 / 139
4．9．5　字符串的比较指令 / 140
4．9．6　综合实例 / 140
4．10　数据转换指令 / 145
4．10．1　数据类型转换指令 / 145
4．10．2　BCD码与整数的转换指令 / 148
4．10．3　译码与编码指令 / 149
4．10．4　段码指令 / 151
4．10．5　综合实例 / 152
4．11　表功能指令 / 156
4．11．1　填表指令 / 156
4．11．2　取表指令 / 157
4．11．3　查表指令 / 159
4．11．4　存储器填充指令 / 160
4．12　时钟指令 / 162
4．12．1　时钟指令说明 / 162
4．12．2　综合实例 / 164
4．13　程序控制类指令 / 166
4．13．1　循环控制指令 / 166
4．13．2　跳转/标号指令 / 166
4．13．3　顺控继电器指令 / 168
4．13．4　看门狗定时复位指令 / 170
4．13．5　综合实例 / 170
4．14　子程序指令 / 177
4．14．1　子程序指令格式和功能 / 178
4．14．2　子程序的建立 / 179
4．14．3　子程序的编写与调用 / 180
4．14．4　综合实例 / 183
4．15　中断指令 / 189
4．15．1　中断基础知识 / 189
4．15．2　中断指令的格式和功能 / 191
4．15．3　中断程序编程实例 / 191
4．15．4　综合实例 / 193
4．16　高速计数器 / 195
4．16．1　高速计数器基础知识 / 195
4．16．2　高速计数器的特殊标志存储器 / 199
4．16．3　高速计数器指令 / 200
4．16．4　综合实例 / 201
4．17　高速脉冲输出 / 211
4．17．1　高速脉冲输出指令和特殊存储器 / 211
4．17．2　脉宽调制（PWM） / 212
4．17．3　高速脉冲串输出（PTO） / 216
4．17．4　综合实例 / 224
第5章　西门子S7-200 SMART PLC编程典型案例 / 226
5．1　互锁联锁控制 / 226
5．2　按钮控制圆盘旋转一圈 / 228
5．3　转盘旋转90°间歇运动控制 / 229
5．4　单灯周期交替亮灭 / 231
5．5　一个按钮控制三组灯 / 232
5．6　定时与区域置位指令实现多灯交替闪烁 / 234
5．7　楼宇声控灯系统 / 236
5．8　高楼自动消防泵控制系统 / 238
5．9　两地控制的三相异步电动机点动连续混合控制 / 240
5．10　三相异步电动机正反转控制 / 241
5．11　三相异步电动机顺序启动同时停止控制 / 243
5．12　三相异步电动机顺序启动逆序停止控制 / 245
5．13　三相异步电动机星-三角形降压启动控制 / 246
5．14　三相异步电动机反接制动控制 / 248
5．15　三相双速异步电动机的控制 / 250
5．16　机床工作台自动往返控制 / 252
5．17　车床滑台往返运动、主轴双向控制 / 254
5．18　磨床PLC控制 / 256
5．19　万能工具铣床PLC控制 / 258
5．20　滚齿机PLC控制 / 261
5．21　双头钻床PLC的控制 / 262
5．22　传送带产品检测与次品分离 / 265
5．23　车间换气系统控制 / 266
5．24　风机与燃烧机联动控制 / 268
5．25　混凝土搅拌机的PLC控制 / 269
5．26　天塔之光的PLC控制 / 271
第6章　西门子PLC控制系统设计方法 / 275
6．1　PLC应用系统设计的一般步骤 / 275
6．1．1　控制系统的设计内容 / 275
6．1．2　控制系统的设计步骤 / 275
6．2　PLC系统控制程序设计的一般方法 / 277
6．2．1　经验设计法 / 277
6．2．2　移植设计法 / 278
6．2．3　逻辑设计法 / 282
6．3　梯形图顺序控制设计法 / 284
6．3．1　顺序控制设计法简介 / 284
6．3．2　顺序控制设计法的设计步骤 / 285
6．3．3　例说顺序功能图的绘制 / 286
6．3．4　顺序功能图的结构 / 288
6．3．5　顺序功能图转梯形图的方法 / 290
6．4　模拟量控制 / 299
6．4．1　模拟量模块接线 / 299
6．4．2　组态模拟量 / 302
6．4．3　模拟量比例换算 / 307
6．4．4　模拟量常见问题 / 310
第7章　西门子S7-200 SMART PLC控制变频器、步进电机、伺服电机 / 313
7．1　变频器及其PLC控制 / 313
7．1．1　变频器简介 / 313
7．1．2　变频器的PLC控制 / 317
7．1．3　综合实例 / 319
7．2　运动指令向导 / 322
7．2．1　运动指令向导配置 / 322
7．2．2　指令向导生成的子例程 / 337
7．3　步进电机及其PLC控制 / 338
7．3．1　步进电机简介 / 338
7．3．2　步进电机的驱动器 / 339
7．3．3　步进电机的PLC控制 / 342
7．4　伺服电机及其PLC控制 / 344
7．4．1　伺服电机简介 / 344
7．4．2　伺服电机的PLC控制 / 346
第8章　西门子PLC和组态软件及触摸屏的综合应用 / 349
8．1　组态王软件 / 349
8．1．1　工程管理器 / 349
8．1．2　工程浏览器 / 349
8．1．3　画面开发系统 / 350
8．1．4　运行系统和信息窗口 / 351
8．2　PLC和组态王综合应用实例 / 352
8．2．1　新建工程 / 352
8．2．2　PLC与组态王的通信 / 353
8．2．3　构造数据库 / 355
8．2．4　设计画面 / 358
8．2．5　运行和调试 / 361
8．3　WinCC flexible SMART软件 / 362
8．4　PLC和触摸屏综合应用实例 / 365
8．4．1　新建工程 / 365
8．4．2　设置IP地址 / 366
8．4．3　编写PLC程序 / 369
8．4．4　交通灯控制系统的触摸屏设计 / 371
8．4．5　运行程序 / 379
第9章　西门子S7-200 SMART PLC的通信 / 381
9．1　通信端口以及连接方式 / 381
9．1．1　CPU通信端口引脚分配 / 381
9．1．2　EMDP01通信端口引脚分配 / 382
9．1．3　以太网端口连接 / 383
9．1．4　RS485网络连接 / 384
9．1．5　RS232网络连接 / 386
9．2　S7-200 SMART之间的以太网通信 / 386
9．2．1　例说S7-200 SMART CPU Get/Put向导编程 / 386
9．2．2　通过指令编程实现通信 / 391
9．3　S7-200 SMART之间PROFINET IO通信 / 395
9．3．1　PROFINET IO通信 / 395
9．3．2　PROFINET IO通信实例 / 396
9．4　S7-200 SMART之间的TCP通信 / 401
9．4．1　TCP协议通信 / 401
9．4．2　TCP协议通信实例 / 403
第3篇 三菱FX3U PLC编程
第10章　三菱FX3U系列PLC简介 / 408
10．1　三菱PLC的基本结构 / 408
10．1．1　三菱PLC的硬件结构 / 408
10．1．2　常见的CPU模块型号、参数 / 411
10．1．3　三菱PLC基本单元的端子 / 412
10．1．4　数字量输入接线 / 413
10．1．5　数字量输出接线 / 415
10．2　三菱PLC编程软件的使用 / 417
10．2．1　GX Works2编程软件安装 / 418
10．2．2　GX Works2编程软件的使用 / 419
10．2．3　工程项目的相关操作 / 422
10．2．4　三菱PLC程序输入 / 424
10．2．5　三菱PLC程序注释 / 427
10．2．6　PLC程序的写入 / 430
10．2．7　PLC程序的仿真 / 433
10．2．8　PLC编程软件的监视功能 / 435
三菱PLC动画操作仿真软件
10．3　三菱FX-TRN-BEG-C动画操作仿真软件的操作与应用案例 / 438
10．3．1　仿真软件介绍 / 438
10．3．2　动画仿真编程举例（定时计数） / 438
10．4　三菱FX3U PLC编程仿真软件GX Works2使用与仿真 / 438
10．4．1　软件使用与仿真举例 / 438
10．4．2　仿真举例（定时计数） / 438
第11章　三菱FX3U PLC 指令及应用实例 / 439
11．1　三菱FX3U PLC编程 / 439
11．1．1　编程语言 / 439
11．1．2　应用指令和操作数 / 442
11．2　位逻辑指令 / 443
11．2．1　输入指令与输出指令 / 443
11．2．2　触点串、并联指令 / 444
11．2．3　电路块串联指令与并联指令 / 445
11．2．4　置位与复位指令 / 446
11．2．5　脉冲触点指令 / 448
11．2．6　脉冲输出指令 / 449
11．2．7　取反、空操作与结束指令 / 451
11．2．8　逻辑堆栈指令 / 451
11．2．9　主控指令 / 453
11．2．10　MEP、MEF指令 / 454
11．3　定时器指令 / 455
11．3．1　定时器指令 / 455
11．3．2　特殊定时器指令 / 460
11．4　计数器指令 / 461
11．4．1　计数器 / 461
11．4．2　例说计数器指令 / 462
11．4．3　综合实例 / 464
11．5　数据传送指令 / 466
11．5．1　传送指令 / 466
11．5．2　移位传送指令 / 470
11．5．3　取反传送指令 / 471
11．5．4　成批传送指令 / 472
11．5．5　多点传送指令 / 473
11．5．6　综合实例 / 473
11．6　数据处理和移位类指令 / 475
11．6．1　数据交换指令 / 475
11．6．2　数据处理指令 / 476
11．6．3　移位指令 / 478
11．6．4　循环移位指令 / 480
11．6．5　带进位循环移位指令 / 481
11．6．6　位移位指令 / 482
11．6．7　字移位指令 / 483
11．6．8　移位写入读出指令 / 485
11．6．9　选择开关控制三个阀门顺序开启、逆序关闭 / 487
11．6．10　啤酒灌装生产线的PLC控制 / 488
11．7　数学运算类指令 / 490
11．7．1　整数四则混合运算指令 / 490
11．7．2　浮点数四则运算指令 / 493
11．7．3　数学函数指令 / 494
11．7．4　三角函数指令 / 497
11．7．5　递增、递减指令 / 498
11．7．6　转盘旋转90°间歇运动控制 / 499
11．7．7　停车场车辆统计系统 / 500
11．8　逻辑运算指令 / 502
11．9　PLC比较指令 / 503
11．9．1　比较指令 / 503
11．9．2　区间比较指令 / 505
11．9．3　触点式比较指令 / 507
11．10　数据转换指令 / 509
11．10．1　数据类型转换指令 / 509
11．10．2　译码与编码指令 / 511
11．10．3　段码指令 / 512
11．10．4　拔河比赛 / 513
11．11　时钟指令 / 514
11．11．1　时钟指令解析 / 514
11．11．2　定时闹钟 / 517
11．12　程序控制类指令 / 519
11．12．1　循环控制指令 / 519
11．12．2　条件跳转指令 / 520
11．12．3　顺控继电器指令 / 521
11．12．4　看门狗定时复位指令 / 522
11．13　子程序指令 / 523
11．14　中断指令 / 525
11．14．1　指令格式和功能 / 525
11．14．2　中断编程案例 / 525
11．15　高速计数器 / 528
11．15．1　高速计数器基础知识 / 528
11．15．2　高速计数器的相关指令 / 535
11．16　高速脉冲输出 / 536
11．16．1　高速脉冲输出指令和特殊存储器 / 536
11．16．2　带加减速脉冲输出指令 / 538
11．16．3　脉宽调制指令和特殊存储器 / 539
第12章　三菱PLC的控制系统设计 / 541
12．1　PLC控制系统的设计概述 / 541
12．1．1　PLC控制系统设计的基本原则 / 541
12．1．2　PLC控制系统设计的步骤 / 542
12．2　PLC系统控制程序设计的一般方法 / 543
12．2．1　经验设计法 / 543
12．2．2　移植设计法 / 545
12．2．3　逻辑设计法 / 547
12．3　顺序功能图设计法 / 550
12．3．1　顺序功能图设计法简介 / 550
12．3．2　启保停电路编程方法 / 551
12．3．3　置位复位指令编程方法 / 555
12．3．4　步进指令编程法 / 558
12．4　三菱PLC模拟量的控制 / 563
12．4．1　FX3U-4AD模拟量输入模块 / 563
12．4．2　FX3U-4DA模拟量输出模块 / 569
12．4．3　综合实例——中央空调 / 574
第13章　三菱FX3U控制变频器、步进电机、伺服电机 / 576
13．1　变频器及其PLC控制 / 576
13．1．1　用变频器和PLC控制电动机的正转和反转 / 576
13．1．2　用变频器控制电动机实现五段速调速 / 578
13．2　定位控制指令 / 582
13．2．1　原点回归指令 / 582
13．2．2　定位指令 / 588
13．3　步进电机的PLC控制 / 592
13．4　伺服电机的PLC控制 / 594
第14章　三菱FX3U PLC的通信与网络功能 / 598
14．1　PLC通信简介 / 598
14．1．1　PLC通信的分类 / 598
14．1．2　通信传输介质 / 599
14．1．3　串行通信接口标准 / 600
14．1．4　通信的连接形式与协议 / 600
14．2　通信扩展板的性能与连接 / 601
14．2．1　通信扩展板功能 / 601
14．2．2　常用的通信扩展板 / 602
14．3　FX3U PLC并联链接通信 / 603
14．3．1　并联链接通信的软元件 / 603
14．3．2　通信的方式 / 604
14．3．3　接线方法 / 605
14．3．4　并联链接通信应用案例 / 605
14．4　FX3U PLC N∶N网络通信 / 608
14．4．1　N∶N网络通信的软元件 / 608
14．4．2　接线方法 / 609
14．4．3　例说N∶N网络通信 / 610
参考文献 / 613