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1 绪论1

1.1 可编程序控制器定义1

1.2 可编程序控制器的发展过程及现状2

1.3 可编程序控制器的基本特征3

1.3.1 可编程序控制器的功能3

1.3.2 可编程序控制器的特点4

1.4 可编程序控制器的应用5

1.5 可编程序控制器应用系统设计的基本内容和步骤6

1.5.1 可编程序控制器应用系统设计的基本原则6

1.5.3 可编程序控制器应用系统设计的一般步骤7

1.5.2 可编程序控制器应用系统设计的基本内容7

2 可编程序控制器结构及工作原理9

2.1 可编程序控制器组成及工作过程9

2.1.1 可编程序控制器的基本组成9

2.1.2 可编程序控制器的工作过程11

2.2 可编程序控制器的性能指标与分类12

2.2.1 PLC的性能指标12

2.2.2 PLC的分类13

2.3 可编程序控制器的输入／输出接口模块13

2.3.1 开关量输入接口模块14

2.3.2 开关量输出接口模块15

2.3.3 模拟量输入接口模块17

2.3.4 模拟量输出接口模块18

2.4 可编程序控制器的智能接口19

2.4.1 通信模块19

2.4.2 闭环控制模块20

2.4.3 高速计数模块21

2.5 编程器及外部设备22

2.5.1 编程器22

2.5.2 外部设备23

2.6 典型可编程序控制器特性24

2.6.1 F系列可编程序控制器的型号、单元及其技术特性24

2.6.2 德国西门子公司PLC简介及部分产品的主要技术性能26

3.1.1 PLC控制系统类型30

3.1 应用系统总体方案设计30

3 可编程序控制器应用系统硬件设计方法30

3.1.2 系统的运行方式31

3.2 系统硬件设计32

3.2.1 系统硬件设计依据32

3.2.2 可编程序控制器的机型选择34

3.2.3 I/O模块的选择37

3.2.4 系统硬件设计文件41

3.3 系统硬件供电设计43

3.3.1 系统供电设计43

3.3.2 I/O模块供电电源设计46

3.3.3 系统接地设计47

3.3.4 可编程序控制器供电设计实例49

3.4.1 电缆的选择51

3.4 电缆设计和敷设51

3.4.2 电缆的敷设施工52

4 可编程序控制器的指令系统及编程方法53

4.1 PLC软件系统及常用编程语言53

4.1.1 梯形图语言53

4.1.2 助记符语言54

4.1.3 逻辑功能图54

4.1.4 高级语言54

4.2 F系列PLC编程元件的编号及功能54

4.2.2 辅助继电器与特殊辅助继电器的编号及功能55

4.2.1 输入与输出继电器的编号及功能55

4.2.3 定时器T与计数器C57

4.3 F系列可编程序控制器指令系统及编程方法58

4.4 编程技巧与应用举例68

4.4.1 编程技巧68

4.4.2 编程举例70

4.5 F1系列可编程序控制器的结构功能与元件编号76

4.5.1 F1系列PLC的组成与性能简介76

4.5.2 基本单元和扩展单元77

4.5.3 器件功能及编号77

4.6.1 计数指令及编程方法80

4.6 F1系列可编程序控制器指令系统及编程方法80

4.6.2 步进指令STL/RET及编程方法81

4.7 F1系列PLC的功能指令及编程方法86

4.7.1 功能指令基本概念与表达方式86

4.7.2 输入／输出数据处理指令87

4.7.3 复位指令87

4.7.4 数据比较功能指令88

4.7.5 数据传送功能指令90

4.7.6 算术运算功能指令92

4.7.7 其他功能指令96

4.8.1 模拟控制单元F2-6A-E的技术特性97

4.8 F1系列PLC的模拟量控制97

4.8.2 A/D、D/A功能指令98

4.9 FX2系列PLC简介100

4.9.1 概述100

4.9.2 FX2系列PLC的性能指标100

4.9.3 FX2系列PLC的指令系统简介102

5 S7-200系列可编程序控制器的指令系统及编程方法106

5.1 S7系列可编程序控制器编程基础106

5.1.1 STEP7编程语言及指令组成形式106

5.1.2 存储区107

5.1.3 编址108

5.1.4 数据类型及标记109

5.2.1 CPU存储器区域的直接寻址112

5.2 S7-200CPU存储器的数据类型及寻址方式112

5.2.2 CPU存储器区域的SIMATIC间接寻址117

5.2.3 S7-200CPU的存储器保存数据118

5.2.4 由用户程序来永久保存数据121

5.2.5 使用存储卡来保存用户程序121

5.3 S7-200可编程序控制器指令系统123

5.3.1 位逻辑指令123

5.3.2 比较指令127

5.3.3 定时器指令129

5.3.4 计数器指令132

5.3.5 传送指令140

5.3.6 数学运算指令143

5.3.7 表功能指令149

5.3.8 移位和循环指令151

5.3.9 转换指令154

5.3.10 中断指令156

5.3.11 控制指令158

5.4 S7-200的STEP7-Micro/WIN 32编程和调试163

5.4.1 概述163

5.4.2 建立程序的基本元素164

5.4.3 选择CPU的工作方式165

5.4.4 建立CPU的密码166

5.4.5 调试和监视程序167

5.4.6 在RUN模式下编辑171

5.4.7 S7-200CPU的出错处理172

5.5 编程方法173

5.5.1 线性编程173

5.5.2 分部编程176

5.5.3 结构化编程181

6 可编程序控制器应用系统软件设计方法189

6.1 可编程序控制器应用系统软件设计流程189

6.1.1 应用系统软件设计基本要求和基本原则189

6.1.2 应用系统软件设计的内容190

6.1.3 程序设计的一般步骤191

6.2.1 离散信号的采样滤波193

6.2 可编程序控制器中的信号采样和滤波处理193

6.2.2 模拟量的输入方法194

6.2.3 模拟量输入信号的数值整定199

6.2.4 模拟量信号滤波的方法200

6.2.5 中断信息处理203

6.3 逻辑控制程序设计的方法与技巧205

6.3.1 输入设备状态在程序中的表示法205

6.3.2 按钮信号程序设计206

6.3.3 时间控制逻辑的程序设计209

6.3.4 边沿信号的检测与应用程序设计212

6.3.5 故障的跟踪与检测程序设计214

6.3.6 故障信息处理的程序设计215

6.3.7 操作选择管理逻辑218

6.3.8 直流电机的控制逻辑219

6.3.9 交流电机的控制逻辑220

6.4 控制量的输出方法与技巧220

6.4.1 控制量输出的一般方法221

6.4.2 模拟量输出信号的量值整定223

7 可编程序控制器应用系统设计实例225

7.1 交通信号灯控制系统设计225

7.1.1 控制要求分析225

7.1.2 PLC选型及I/O接线图225

7.1.4 应用控制程序设计226

7.1.3 I/O地址定义表226

7.2 起重机质量检测控制系统设计228

7.2.1 检测系统的控制要求228

7.2.2 PLC选型及I/O接线图228

7.2.3 I/O地址定义表228

7.2.4 应用控制程序设计228

7.3 电机基本控制电路中PLC应用及程序设计230

7.3.1 防止相间短路的电动机正反转控制230

7.3.2 自动循环控制232

7.3.3 笼型电动机定子串电阻启动自动控制233

7.3.4 定子串自耦变压器减压启动自动控制234

7.3.5 笼型电动机Y-△降压启动自动控制235

7.3.6 延边三角形降压启动自动控制236

7.3.7 绕线式异步电动机转子串频敏变阻器启动自动控制237

7.3.8 绕线式异步电动机转子串电阻启动自动控制238

7.3.9 单管整流能耗制动自动控制240

7.3.10 带变压器桥式整流能耗制动自动控制241

7.3.11 串电阻降压启动和反接制动自动控制242

7.3.12 双速电动机的变速控制243

7.3.13 按时间原则控制直流电动机的启动244

7.4 双参量随动控制系统上PLC的应用245

7.4.1 工艺过程及控制要求245

7.4.3 程序设计246

7.4.2 机型选择246

7.5 自动生产线行驶小车的控制系统设计248

7.5.1 控制要求248

7.5.2 PLC选型及I/O接线图248

7.5.3 I/O地址定义表249

7.5.4 控制程序设计249

7.6 绕线式异步电机拖动系统中主要控制环节设计250

7.6.1 控制要求分析250

7.6.2 系统硬件组成及PLC选型250

7.6.3 应用软件设计252

参考文献256