可编程控制器教程（基础篇）（第2版）
第1章 可编程控制器概述 1
1．1 PLC的产生、定义、分类及应用 1
1．1．1 PLC的产生 1
1．1．2 PLC的定义 2
1．1．3 PLC的分类 3
1．1．4 可编程控制器的应用现状 6
1．2 可编程控制器的特点及主要功能 7
1．2．1 可编程控制器的一般特点 7
1．2．2 可编程控制器与继电器逻辑控制系统的比较 9
1．2．3 可编程控制器与其他工业控制器的比较 9
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1．1 PLC的产生、定义、分类及应用 1
1．1．1 PLC的产生 1
1．1．2 PLC的定义 2
1．1．3 PLC的分类 3
1．1．4 可编程控制器的应用现状 6
1．2 可编程控制器的特点及主要功能 7
1．2．1 可编程控制器的一般特点 7
1．2．2 可编程控制器与继电器逻辑控制系统的比较 9
1．2．3 可编程控制器与其他工业控制器的比较 9
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本书从工程应用的角度出发，以我国目前广泛应用的德国西门子（SIEMENS）公司的SIMATIC系列的S7-200系列PLC为样机，突出应用性和实践性，重点讲述了小型PLC的结构、工作原理和编程规则，详细介绍了系统的指令系统、组态配置、网络通信及性能指标，并通过大量的、有针对性的工程实例，对工程上常用的PLC控制系统的设计思想、设计步骤、设计方法，进行了详尽的介绍。每章后附有习题。
第1章 可编程控制器概述 1
1．1 PLC的产生、定义、分类及应用 1
1．1．1 PLC的产生 1
1．1．2 PLC的定义 2
1．1．3 PLC的分类 3
1．1．4 可编程控制器的应用现状 6
1．2 可编程控制器的特点及主要功能 7
1．2．1 可编程控制器的一般特点 7
1．2．2 可编程控制器与继电器逻辑控制系统的比较 9
1．2．3 可编程控制器与其他工业控制器的比较 9
1．2．4 可编程控制器的主要功能 11
1．2．5 可编程控制器的软件及编程语言 12
1．3 PLC的编程语言 13
1．3．1 梯形图 13
1．3．2 语句表 14
1．3．3 逻辑功能图 14
1．3．4 顺序功能图（SFC） 15
1．3．5 高级语言 15
1．4 可编程控制器的性能指标 15
1．5 可编程控制器的发展趋势 17
小结 18
习题1 19
第2章 可编程控制器的结构和工作原理 20
2．1 可编程控制器的硬件组成 20
2．1．1 PLC的基本结构 20
2．1．2 可编程控制器的各个组成部分的功能 21
2．2 PLC的基本工作原理 33
2．2．1 PLC控制系统的等效工作电路 34
2．2．2 可编程控制器的工作过程 35
2．2．3 PLC对输入／输出的处理规则 37
2．2．4 PLC的扫描周期及滞后响应 38
小结 40
习题2 41
第3章 可编程控制器S7-200概述 42
3．1 S7-200的系统组成 42
3．1．1 S7-200系统基本构成 42
3．1．2 主机单元 42
3．1．3 数字量扩展模板 44
3．1．4 模拟量扩展单元模板 44
3．1．5 智能模板 45
3．1．6 其他设备 45
3．1．7 S7-200的主要技术性能指标 46
3．2 S7-200的基本功能及特点 47
3．2．1 S7-200的输入／输出系统 47
3．2．2 存储系统及功能 50
3．2．3 S7-200的工作方式及扫描周期 51
3．3 S7-200的编程元件的寻址及CPU组态 52
3．3．1 S7-200的基本数据类型 52
3．3．2 编程元件 53
3．3．3 CPU组态 58
3．3．3 编程元件的直接寻址 59
3．3．5 编程元件的间接寻址 60
3．3．6 编程元件及操作数的寻址范围 62
3．4 S7-200编程语言 63
3．4．1 编程语言 63
3．4．2 S7-200的程序结构 64
小结 64
习题3 65
第4章 S7-200的基本指令系统及编程 67
4．1 位操作指令 67
4．1．1 位逻辑指令 67
4．1．2 定时器指令 72
4．1．3 计数器指令 75
4．1．4 定时器及计数器的应用和扩展 77
4．1．5 比较指令 79
4．2 运算指令 81
4．2．1 加法指令 81
4．2．2 减法指令 84
4．2．3 乘法指令 84
4．2．4 除法指令 87
4．2．5 数学函数指令 88
4．2．6 增减指令 92
4．2．7 逻辑运算指令 93
4．3 数据处理指令 96
4．3．1 传送类指令 97
4．3．2 移位指令 100
4．3．3 字节交换指令SWAP 103
4．3．4 填充指令FILL 103
4．4 表功能指令 104
4．4．1 填表指令ATT（Add To Table） 105
4．4．2 表中取数指令 105
4．4．3 查表指令FND 106
4．5 转换指令 107
4．5．1 数据类型转换指令 108
4．5．2 编码和译码指令 110
4．5．3 七段显示码指令SEG（Segment） 110
4．5．4 字符串转换指令 111
小结 113
习题4 114
第5章 S7-200的应用指令 117
5．1 程序控制类指令 117
5．1．1 空操作指令NOP 117
5．1．1 结束及暂停指令 117
5．1．3 警戒时钟刷新指令WDR 118
5．1．4 跳转指令 119
5．1．5 子程序指令 119
5．1．6 循环指令 121
5．1．7 顺序控制继电器SCR指令 123
5．1．8 与ENO指令AENO 127
5．2 特殊指令 128
5．2．1 实时时钟指令 128
5．2．2 中断指令 129
5．2．3 通信指令 133
5．2．4 高速计数器指令 134
5．2．5 高速脉冲输出指令PLS（Pulse） 144
5．2．6 PID回路控制指令 151
小结 157
习题5 158
第6章 可编程控制器控制系统应用设计 161
6．1 PLC控制系统的总体设计 161
6．1．1 PLC控制系统的类型 161
6．1．2 PLC控制系统设计的基本原则 163
6．1．3 控制系统的设计步骤 163
6．2 PLC控制系统的可靠性设计 167
6．2．1 供电系统设计 167
6．2．2 接地设计 172
6．2．3 冗余设计 174
6．2．4 安装及布线 175
6．3 程序设计举例 176
6．3．1 机械手控制 176
6．2．2 3工位旋转工作台控制 182
6．3．3 高速输出功能及模拟电位器的应用 187
小结 189
习题6 189
第7章 可编程控制器的网络及通信基础 192
7．1 PLC的通信及网络基本知识 192
7．1．1 数据通信基础 192
7．1．2 串行通信接口标准 195
7．1．3 工业局域网基础 196
7．2 S7-200的通信实现 197
7．2．1 S7-200的通信概述 197
7．2．2 通信实现 202
7．3 S7-200的网络读写通信 203
7．3．1 PPI主站模式设定 203
7．3．2 网络通信指令 203
7．3．3 主站与从站传送数据表的格式 204
7．3．4 应用举例 204
7．4 S7-200的自由口通信模式 207
7．4．1 设置自由口通信协议 207
7．4．2 自由口通信时的中断事件 208
7．4．3 自由口通信指令 208
7．4．4 自由口通信的简单应用 210
7．5 S7-200的PPI通信模式 212
7．5．1 PPI通信协议 212
7．5．2 PPI网络组态形式 213
7．5．3 两台S7-200 CPU的PPI主从通信 214
7．6 S7-200的PROFINET通信模式 220
7．6．1 工业以太网产生背景 221
7．6．2 工业以太网协议 221
7．6．3 PROFINET实时通信 221
7．6．4 CP243-1以太网通信处理器 221
7．6．5 两台S7-200 CPU的PROFINET通信 223
7．7 S7-200的MODBUS通信模式 233
7．7．1 MODBUS协议简介 233
7．7．2 S7-200 PLC的MODBUS协议库 234
7．7．3 为MODBUS分配库存储区 234
7．7．4 S7-200PLC之间的MODBUS通信 235
小结 240
习题7 240
附录A S7-200的特殊继电器SM 242
附录B S7-200的编程软件STEP 7 - Micro/WIN32 250
附录C S7-200的错误代码 266
参考文献 268
^ 收 起
1．1 PLC的产生、定义、分类及应用 1
1．1．1 PLC的产生 1
1．1．2 PLC的定义 2
1．1．3 PLC的分类 3
1．1．4 可编程控制器的应用现状 6
1．2 可编程控制器的特点及主要功能 7
1．2．1 可编程控制器的一般特点 7
1．2．2 可编程控制器与继电器逻辑控制系统的比较 9
1．2．3 可编程控制器与其他工业控制器的比较 9
1．2．4 可编程控制器的主要功能 11
1．2．5 可编程控制器的软件及编程语言 12
1．3 PLC的编程语言 13
1．3．1 梯形图 13
1．3．2 语句表 14
1．3．3 逻辑功能图 14
1．3．4 顺序功能图（SFC） 15
1．3．5 高级语言 15
1．4 可编程控制器的性能指标 15
1．5 可编程控制器的发展趋势 17
小结 18
习题1 19
第2章 可编程控制器的结构和工作原理 20
2．1 可编程控制器的硬件组成 20
2．1．1 PLC的基本结构 20
2．1．2 可编程控制器的各个组成部分的功能 21
2．2 PLC的基本工作原理 33
2．2．1 PLC控制系统的等效工作电路 34
2．2．2 可编程控制器的工作过程 35
2．2．3 PLC对输入／输出的处理规则 37
2．2．4 PLC的扫描周期及滞后响应 38
小结 40
习题2 41
第3章 可编程控制器S7-200概述 42
3．1 S7-200的系统组成 42
3．1．1 S7-200系统基本构成 42
3．1．2 主机单元 42
3．1．3 数字量扩展模板 44
3．1．4 模拟量扩展单元模板 44
3．1．5 智能模板 45
3．1．6 其他设备 45
3．1．7 S7-200的主要技术性能指标 46
3．2 S7-200的基本功能及特点 47
3．2．1 S7-200的输入／输出系统 47
3．2．2 存储系统及功能 50
3．2．3 S7-200的工作方式及扫描周期 51
3．3 S7-200的编程元件的寻址及CPU组态 52
3．3．1 S7-200的基本数据类型 52
3．3．2 编程元件 53
3．3．3 CPU组态 58
3．3．3 编程元件的直接寻址 59
3．3．5 编程元件的间接寻址 60
3．3．6 编程元件及操作数的寻址范围 62
3．4 S7-200编程语言 63
3．4．1 编程语言 63
3．4．2 S7-200的程序结构 64
小结 64
习题3 65
第4章 S7-200的基本指令系统及编程 67
4．1 位操作指令 67
4．1．1 位逻辑指令 67
4．1．2 定时器指令 72
4．1．3 计数器指令 75
4．1．4 定时器及计数器的应用和扩展 77
4．1．5 比较指令 79
4．2 运算指令 81
4．2．1 加法指令 81
4．2．2 减法指令 84
4．2．3 乘法指令 84
4．2．4 除法指令 87
4．2．5 数学函数指令 88
4．2．6 增减指令 92
4．2．7 逻辑运算指令 93
4．3 数据处理指令 96
4．3．1 传送类指令 97
4．3．2 移位指令 100
4．3．3 字节交换指令SWAP 103
4．3．4 填充指令FILL 103
4．4 表功能指令 104
4．4．1 填表指令ATT（Add To Table） 105
4．4．2 表中取数指令 105
4．4．3 查表指令FND 106
4．5 转换指令 107
4．5．1 数据类型转换指令 108
4．5．2 编码和译码指令 110
4．5．3 七段显示码指令SEG（Segment） 110
4．5．4 字符串转换指令 111
小结 113
习题4 114
第5章 S7-200的应用指令 117
5．1 程序控制类指令 117
5．1．1 空操作指令NOP 117
5．1．1 结束及暂停指令 117
5．1．3 警戒时钟刷新指令WDR 118
5．1．4 跳转指令 119
5．1．5 子程序指令 119
5．1．6 循环指令 121
5．1．7 顺序控制继电器SCR指令 123
5．1．8 与ENO指令AENO 127
5．2 特殊指令 128
5．2．1 实时时钟指令 128
5．2．2 中断指令 129
5．2．3 通信指令 133
5．2．4 高速计数器指令 134
5．2．5 高速脉冲输出指令PLS（Pulse） 144
5．2．6 PID回路控制指令 151
小结 157
习题5 158
第6章 可编程控制器控制系统应用设计 161
6．1 PLC控制系统的总体设计 161
6．1．1 PLC控制系统的类型 161
6．1．2 PLC控制系统设计的基本原则 163
6．1．3 控制系统的设计步骤 163
6．2 PLC控制系统的可靠性设计 167
6．2．1 供电系统设计 167
6．2．2 接地设计 172
6．2．3 冗余设计 174
6．2．4 安装及布线 175
6．3 程序设计举例 176
6．3．1 机械手控制 176
6．2．2 3工位旋转工作台控制 182
6．3．3 高速输出功能及模拟电位器的应用 187
小结 189
习题6 189
第7章 可编程控制器的网络及通信基础 192
7．1 PLC的通信及网络基本知识 192
7．1．1 数据通信基础 192
7．1．2 串行通信接口标准 195
7．1．3 工业局域网基础 196
7．2 S7-200的通信实现 197
7．2．1 S7-200的通信概述 197
7．2．2 通信实现 202
7．3 S7-200的网络读写通信 203
7．3．1 PPI主站模式设定 203
7．3．2 网络通信指令 203
7．3．3 主站与从站传送数据表的格式 204
7．3．4 应用举例 204
7．4 S7-200的自由口通信模式 207
7．4．1 设置自由口通信协议 207
7．4．2 自由口通信时的中断事件 208
7．4．3 自由口通信指令 208
7．4．4 自由口通信的简单应用 210
7．5 S7-200的PPI通信模式 212
7．5．1 PPI通信协议 212
7．5．2 PPI网络组态形式 213
7．5．3 两台S7-200 CPU的PPI主从通信 214
7．6 S7-200的PROFINET通信模式 220
7．6．1 工业以太网产生背景 221
7．6．2 工业以太网协议 221
7．6．3 PROFINET实时通信 221
7．6．4 CP243-1以太网通信处理器 221
7．6．5 两台S7-200 CPU的PROFINET通信 223
7．7 S7-200的MODBUS通信模式 233
7．7．1 MODBUS协议简介 233
7．7．2 S7-200 PLC的MODBUS协议库 234
7．7．3 为MODBUS分配库存储区 234
7．7．4 S7-200PLC之间的MODBUS通信 235
小结 240
习题7 240
附录A S7-200的特殊继电器SM 242
附录B S7-200的编程软件STEP 7 - Micro/WIN32 250
附录C S7-200的错误代码 266
参考文献 268
^ 收 起
本书从工程应用的角度出发，以我国目前广泛应用的德国西门子（SIEMENS）公司的SIMATIC系列的S7-200系列PLC为样机，突出应用性和实践性，重点讲述了小型PLC的结构、工作原理和编程规则，详细介绍了系统的指令系统、组态配置、网络通信及性能指标，并通过大量的、有针对性的工程实例，对工程上常用的PLC控制系统的设计思想、设计步骤、设计方法，进行了详尽的介绍。每章后附有习题。
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