描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 精装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787122300348
第1篇基础入门
第1章可编程序控制器（PLC）基础2
1.1概述2
1.1.1PLC的发展历史2
1.1.2PLC的主要特点3
1.1.3PLC的应用范围3
1.1.4PLC的分类与性能指标4
1.1.5PLC与继电器系统的比较5
1.1.6PLC与微机的比较5
1.1.7PLC的发展趋势5
1.1.8PLC在我国6
1.2可编程序控制器的结构和工作原理6
1.2.1可编程序控制器的硬件组成6
1.2.2可编程序控制器的工作模式10
1.2.3可编程序控制器的工作原理10
1.2.4可编程序控制器的立即输入、输出功能12
1.3PLC前导知识12
1.3.1低压电器简介12
1.3.2传感器和变送器13
1.3.3隔离器19
1.3.4浪涌保护器19
1.3.5安全栅19
第2篇西门子S7-200PLC硬件和指令系统介绍
第2章S7-200PLC的硬件22
2.1S7-200系列PLC22
2.1.1西门子S7系列模块简介22
2.1.2S7-200的性能特点23
2.2S7-200CPU模块及其接线23
2.2.1S7-200CPU模块23
2.2.2S7-200CPU的接线24
2.3S7-200扩展模块27
2.3.1数字量I/O扩展模块27
2.3.2模拟量I/O扩展模块28
2.3.3其他扩展模块30
2.4电源需求计算32
2.4.1I/O配置32
2.4.2电源需求计算32
第3章S7-200PLC编程软件STEP7-Micro/WIN34
3.1STEP7-Micro/WIN编程软件的安装34
3.1.1STEP7-Micro/WIN编程软件概述34
3.1.2STEP7-Micro/WIN编程软件的安装步骤35
3.1.3安装和使用STEP7-Micro/WINV4.0注意事项36
3.2STEP7-Micro/WIN的使用37
3.2.1STEP7-Micro/WIN软件的打开37
3.2.2STEP7-Micro/WIN软件的界面介绍37
3.2.3创建新工程41
3.2.4保存工程41
3.2.5打开工程42
3.2.6系统块的设置43
3.2.7数据块45
3.2.8程序调试46
3.2.9交叉引用48
3.2.10符号表48
3.2.11变量表49
3.2.12工具浏览条50
3.2.13帮助菜单50
3.3用户自定义指令库51
3.4S7-200扩展模块的地址分配52
3.4.1模块的地址分配52
3.4.2模块的地址查询53
3.5用STEP7-Micro/WIN建立一个完整的项目55
3.6仿真软件的使用61
3.6.1仿真软件简介61
3.6.2仿真软件S7-200SIM2.0的使用61
第4章S7-200PLC的指令及其应用63
4.1S7-200的编程基础知识63
4.1.1数据的存储类型63
4.1.2元件的功能与地址分配65
4.1.3STEP7中的编程语言69
4.2位逻辑指令69
4.2.1基本位操作指令69
4.2.2置位/复位指令71
4.2.3RS触发器指令72
4.2.4边沿触发指令73
4.3定时器与计数器指令75
4.3.1定时器指令75
4.3.2计数器指令80
4.3.3基本指令的应用实例83
4.4功能指令91
4.4.1比较指令91
4.4.2数据处理指令93
4.4.3移位与循环指令96
4.4.4算术运算指令102
4.4.5功能指令的应用110
4.5S7-200PLC的程序控制指令及其应用111
4.5.1子程序调用112
4.5.2中断调用112
4.5.3跳转指令115
4.5.4循环指令116
4.5.5暂停指令117
4.5.6结束指令117
4.5.7指针118
4.5.8顺控继电器指令（SCR）118
4.5.9程序控制指令的应用120
4.6S7-200的高速输入及其应用120
4.6.1高速计数器的简介120
4.6.2高速计数器在转速测量中的应用124
第3篇西门子S7-300/400PLC硬件和指令系统介绍
第5章S7-300/400PLC的硬件128
5.1S7-300PLC概述128
5.1.1西门子PLC简介128
5.1.2S7-300的基本结构128
5.2S7-300的CPU模块及其接线129
5.2.1CPU模块的技术规范130
5.2.2紧凑型CPU的接线133
5.3数字量模块及其接线135
5.3.1数字量输入模块SM321135
5.3.2数字量输出模块SM322137
5.4模拟量模块及接线140
5.4.1模拟量输入模块SM331连接140
5.4.2模拟量输出模块SM332连接142
5.4.3模拟量输入/输出模块SM334连接143
5.5S7-300的其他模块简介145
5.5.1S7-300系列PLC的通信处理模块145
5.5.2S7-300系列PLC的功能模块145
5.5.3ET-200的模块146
5.5.4电源模块146
5.5.5接口模块147
5.5.6导轨（RACK）147
5.6S7-400PLC概述148
5.6.1S7-400的结构148
5.6.2S7-400的特点148
5.7S7-400CPU模块149
5.7.1S7-400CPU模块的基本结构149
5.7.2S7-400CPU模块的分类和技术规范149
5.8S7-400PLC的机架151
5.8.1S7-400PLC的机架简介151
5.8.2UR1机架（通用机架）151
5.8.3CR2和CR3机架152
5.8.4UR2-H机架152
5.9数字量模块及其连接152
5.9.1数字量输入模块SM421及其连接152
5.9.2数字量输出模块SM422及其连接154
5.10模拟量模块及其连接156
5.10.1模拟量输入模块SM431及其连接156
5.10.2模拟量输出模块SM432及其连接157
5.11S7-400的其他模块158
5.11.1电源模块158
5.11.2通信处理模块159
5.11.3功能模块159
5.11.4接口模块159
第6章S7-300/400PLC编程软件STEP7160
6.1STEP7简介160
6.1.1初识STEP7160
6.1.2安装STEP7的软硬件条件161
6.1.3安装STEP7注意事项161
6.1.4安装STEP7的过程161
6.1.5卸载STEP7的过程165
6.2编程界面的SIMATIC管理器165
6.2.1创建项目165
6.2.2编辑项目167
6.3硬件组态与参数设置168
6.3.1硬件组态168
6.3.2参数设定170
6.3.3硬件的更新和GSD文件安装175
6.4下载和上传177
6.4.1下载177
6.4.2上传181
6.5软件编程182
6.6打印和归档183
6.6.1打印183
6.6.2归档184
6.7用STEP7建立一个完整的项目185
6.8使用帮助187
6.8.1查找关键字或者功能187
6.8.2了解某个逻辑块FB/SFB/FC/SFC的功能及引脚的定义187
6.9PLCSIM软件的使用188
6.9.1S7-PLCSIM简介188
6.9.2S7-PLCSIM应用188
6.9.3S7-PLCSIM与真实PLC的差别189
第7章S7-300/400PLC的指令及其应用192
7.1S7-300/400PLC的编程基础知识192
7.1.1编程元件192
7.1.2数制和数据类型193
7.1.3寻址方式195
7.1.4编程语言199
7.2CPU中的寄存器200
7.2.1累加器（ACCUx）200
7.2.2地址寄存器200
7.2.3数据块寄存器200
7.2.4状态字200
7.3位逻辑指令203
7.3.1触点与线圈203
7.3.2对RLO的直接操作指令204
7.3.3电路块的串联和并联204
7.3.4RS/SR双稳态触发器206
7.3.5边沿检测指令207
7.3.6能流取反触点209
7.3.7中间输出209
7.3.8SAVE指令209
7.3.9SET和CLR指令210
7.4定时器与计数器指令210
7.4.1定时器210
7.4.2IEC定时器218
7.4.3计数器219
7.4.4IEC计数器222
7.5数据处理与运算指令222
7.5.1装载与传送指令222
7.5.2比较指令227
7.5.3转换指令230
7.5.4移位与循环指令234
7.5.5算术运算指令240
7.5.6逻辑控制指令244
7.5.7字逻辑运算指令247
7.5.8其他指令247
7.6实例249
7.6.1电动机的控制249
7.6.2定时器和计数器应用251
第8章S7-300/400PLC的程序结构254
8.1STEP7编程方法简介254
8.1.1线性化编程254
8.1.2模块化编程254
8.1.3结构化编程254
8.2功能、数据块和功能块255
8.2.1块的概述255
8.2.2功能（FC）及其应用256
8.2.3共享数据块（DB）及其应用259
8.2.4自定义数据类型（UDT）及其应用261
8.2.5功能块（FB）及其应用262
8.2.6系统功能（SFC）及其应用266
8.3多重背景267
8.3.1多重背景的简介267
8.3.2多重背景的应用267
8.4库的应用270
8.4.1库的介绍270
8.4.2库的应用介绍270
8.5组织块（OB）及其应用272
8.5.1中断的概述272
8.5.2主程序（OB1）274
8.5.3日期时钟中断组织块及其应用274
8.5.4循环中断组织块及其应用276
8.5.5硬件中断组织块及其应用277
8.5.6错误处理组织块及其应用279
8.5.7背景组织块294
8.5.8启动组织块及其应用294
8.6实例295
第4篇三菱FXPLC硬件和指令系统介绍
第9章FXPLC的硬件300
9.1三菱可编程序控制器简介300
9.1.1三菱可编程序控制器系列300
9.1.2三菱FX可编程序控制器的特点301
9.2三菱FX系列PLC及其接线301
9.2.1FX2N系列PLC模块介绍301
9.2.2FX2N系列PLC模块的接线303
9.2.3FX3U系列PLC模块介绍306
9.2.4FX3U系列PLC模块的接线307
9.3FXPLC的扩展单元和扩展模块及其接线310
9.3.1FXPLC扩展单元及其接线311
9.3.2FXPLC扩展模块及其接线313
9.4FXPLC的特殊模块及其接线315
9.4.1FX模拟量输入模块（A/D）315
9.4.2FX模拟量输出模块（D/A）318
第10章FXPLC编程软件GXDeveloper/GXWorks2321
10.1GXDeveloper编程软件的安装321
10.1.1GXDeveloper编程软件的概述321
10.1.2GXDeveloper编程软件的安装323
10.2GXDeveloper编程软件的使用325
10.2.1GXDeveloper编程软件工作界面的打开325
10.2.2创建新工程326
10.2.3保存工程327
10.2.4打开工程328
10.2.5改变程序类型328
10.2.6程序的输入方法328
10.2.7连线的输入和删除331
10.2.8注释332
10.2.9程序的复制、修改与清除334
10.2.10软元件查找与替换337
10.2.11常开常闭触点互换339
10.2.12程序变换340
10.2.13程序检查340
10.2.14程序的下载和上传340
10.2.15远程操作（RUN/STOP）343
10.2.16在线监视344
10.2.17软元件测试344
10.2.18设置密码345
10.2.19仿真347
10.2.20PLC诊断348
10.3用GXDeveloper建立一个完整的项目348
10.4GXWorks使用入门356
10.4.1GXWorks2的功能357
10.4.2GXWorks2的特点357
10.4.3GXWorks2的使用简介357
第11章FXPLC的指令及其应用365
11.1编程基础365
11.1.1数制365
11.1.2编程语言简介365
11.1.3三菱FX系列PLC内部软组件367
11.1.4存储区的寻址方式374
11.2FX系列PLC的基本指令374
11.2.1输入指令与输出指令（LD、LDI、OUT）374
11.2.2触点的串联指令（AND、ANI）375
11.2.3触点并联指令（OR、ORI）376
11.2.4串联回路的并联块操作指令（ORB）376
11.2.5并联回路的串联块操作指令（ANB）377
11.2.6脉冲式触点指令（LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF）377
11.2.7脉冲输出指令（PLS、PLF）378
11.2.8置位与复位指令（SET、RST）379
11.2.9主控指令（MC、MCR）380
11.2.10逻辑反、空操作与结束指令（INV、NOP、END）381
11.3基本指令应用381
11.3.1单键启停控制（乒乓控制）381
11.3.2定时器和计数器应用382
11.3.3取代特殊继电器的梯形图385
11.3.4电动机的控制386
11.4FX系列PLC的功能指令389
11.4.1功能指令的格式389
11.4.2传送和比较指令390
11.4.3程序流指令394
11.4.4四则运算398
11.4.5移位和循环指令401
11.4.6数据处理指令402
11.4.7高速处理指令405
11.4.8方便指令408
11.4.9外部I/O设备指令409
11.4.10外部串口设备指令409
11.4.11浮点数运算指令412
11.4.12触点比较指令414
11.5功能指令应用实例415
11.6步进梯形图指令423
11.7模拟量模块相关指令应用实例424
11.7.1FX2N-2AD模块424
11.7.2FX2N-4AD模块426
11.7.3FX2N-2DA模块427
11.7.4FX2N-4DA模块429
第5篇欧姆龙CP1PLC硬件和指令系统介绍
第12章CP1PLC的硬件432
12.1CP1系列PLC432
12.1.1欧姆龙CP1系列模块简介432
12.1.2CP1的性能特点432
12.2CP1系列的CPU模块及其接线433
12.2.1CP1的CPU模块433
12.2.2CP1LCPU的接线436
12.3CP1的扩展模块440
12.3.1数字量I/O扩展模块440
12.3.2模拟量I/O扩展模块441
12.3.3其他扩展模块444
12.4电源需求计算446
12.4.1I/O配置446
12.4.2电源需求计算447
第13章CP1PLC编程软件CX-One448
13.1CX-One软件包的介绍448
13.2CX-Programmer编程软件的安装449
13.2.1CX-Programmer编程软件概述449
13.2.2CX-Programmer编程软件的安装步骤449
13.3CX-Programmer的使用454
13.3.1CX-Programmer软件的打开454
13.3.2CX-Programmer软件的界面介绍454
13.3.3创建新工程464
13.3.4保存工程465
13.3.5打开工程465
13.3.6程序调试466
13.3.7交叉引用表470
13.3.8地址引用470
13.3.9帮助菜单471
13.4用CX-Programmer创建一个完整的工程471
13.5CX-Simulator仿真软件的使用477
13.5.1仿真软件简介477
13.5.2仿真软件CX-Simulator的使用477
第14章CP1PLC的指令及其应用479
14.1CP1系列PLC的编程基础知识479
14.1.1数据的存储类型479
14.1.2I/O存储器区域地址的指定方法479
14.1.3欧姆龙PLC的编程语言482
14.2基本逻辑指令483
14.2.1时序输入指令483
14.2.2时序输出指令488
14.3定时器与计数器指令491
14.3.1定时器指令491
14.3.2计数器指令498
14.3.3基本指令的应用实例502
14.4功能指令508
14.4.1比较指令508
14.4.2数据传送指令512
14.4.3移位与循环指令517
14.4.4算术运算指令522
14.4.5时钟及相关指令533
14.5CP系列PLC的时序控制指令及其应用539
14.5.1NOP和END指令539
14.5.2IL和ILC指令540
14.5.3JMP和JME指令541
14.5.4循环指令541
14.5.5工序步进控制指令542
14.6CP1PLC的子程序及其应用544
14.6.1子程序指令544
14.6.2功能块及其应用547
14.6.3CP1系列PLC的中断功能551
14.6.4CP1系列PLC的中断指令553
14.6.5CP1系列PLC的定时模式中断555
14.6.6CP1系列PLC的直接输入模式中断557
14.7CP1系列PLC的高速计数器559
14.7.1高速计数器简介559
14.7.2高速计数器指令564
14.7.3高速计数器的应用568
第6篇常用PLC高级应用
第15章PLC的编程方法与调试574
15.1功能图574
15.1.1功能图的画法574
15.1.2梯形图编程的原则580
15.2逻辑控制的梯形图编程方法582
15.2.1经验设计法582
15.2.2功能图设计法582
15.2.3利用基本指令编写梯形图程序584
15.2.4利用功能指令编写逻辑控制程序593
15.2.5利用复位和置位指令编写逻辑控制程序599
15.3实例607
第16章PLC在通信中的应用621
16.1通信基础知识621
16.1.1通信的基本概念621
16.1.2PLC网络的术语解释622
16.1.3OSI参考模型624
16.2现场总线概述625
16.2.1现场总线的概念625
16.2.2主流现场总线的简介625
16.2.3现场总线的特点626
16.2.4现场总线的现状626
16.2.5现场总线的发展626
16.3PPI通信及其应用627
16.3.1PPI通信基础627
16.3.2PPI通信的应用627
16.4自由口通信及其应用631
16.4.1自由口通信概述631
16.4.2S7-200系列PLC自由口通信应用634
16.5MODBUS通信及其应用638
16.5.1MODBUS通信概述638
16.5.2S7-200的MODBUS通信应用639
16.6MPI通信及其应用642
16.6.1MPI通信简介642
16.6.2S7-200与S7-300间的MPI通信643
16.6.3S7-300与S7-300间的MPI通信650
16.6.4S7-300/400与S7-400间的MPI通信657
16.7PROFIBUS通信及其应用661
16.7.1PROFIBUS通信概述661
16.7.2PROFIBUS总线拓扑结构662
16.7.3S7-300与ET200M的PROFIBUS-DP通信665
16.7.4S7-300与S7-200间的PROFIBUS-DP通信669
16.7.5S7-300与S7-300间的PROFIBUS-DP通信675
16.7.6CP342-5作主站的PROFIBUS-DP通信682
16.7.7CP342-5作从站的PROFIBUS-DP通信687
16.8以太网通信及其应用692
16.8.1以太网通信基础692
16.8.2S7-300间的以太网通信694
16.8.3S7-400与远程I/O模块ET200间的PROFINET通信702
16.8.4S7-400与S7-200SMART间的以太网通信707
16.9网络路由功能712
16.9.1网络路由功能概述712
16.9.2网络路由功能应用712
16.10FX系列PLC的N∶N网络通信716
16.10.1相关的标志和数据寄存器的说明716
16.10.2参数设置716
16.10.3实例讲解717
16.11并行链接通信718
16.11.1并行链接通信基础718
16.11.2并行链接通信的应用719
16.12无协议通信720
16.12.1无协议通信基础720
16.12.2S7-200PLC与三菱FX系列PLC的无协议通信721
16.13CC-Link通信724
16.13.1CC-Link家族724
16.13.2CC-Link通信的应用725
第17章PLC在运动控制中的应用732
17.1运动控制简介732
17.2S7-200PLC的高速输出及其应用732
17.2.1S7-200的高速输出简介732
17.2.2S7-200系列PLC的高速输出点控制步进电动机734
17.2.3使用定位模块控制步进电动机735
17.2.4步进电动机的调速控制745
17.2.5步进电动机的正反转控制745
17.2.6S7-200PLC控制伺服系统749
17.3FXPLC的高速输出及其应用753
17.3.1FXPLC控制步进驱动系统753
17.3.2FXPLC控制伺服系统755
17.4CP1PLC的高速输出及其应用756
17.4.1CP1PLC控制步进驱动系统756
17.4.2CP1PLC在伺服驱动系统中的应用766
第18章PLC在过程控制中的应用769
18.1PID控制简介769
18.1.1PID控制原理简介769
18.1.2PID控制的算法和图解770
18.2用PLC对电炉进行温度控制773
18.2.1用S7-200PLC对电炉进行温度控制773
18.2.2用S7-300PLC对电炉进行温度控制782
18.2.3用FXPLC对电炉进行温度控制791
18.3PID控制器的参数整定793
第19章PLC工程应用案例796
19.1高峰和非高峰时段的交通灯PLC控制系统796
19.2行车呼叫PLC控制系统805
19.3送料小车自动往复运动的PLC控制系统819
19.4小型搅拌机系统的PLC控制830
19.5跳动度测试仪控制842
19.6刨床PLC控制系统851
参考文献865
随着计算机技术的发展，以可编程序控制器、变频器、伺服系统和计算机通信等技术为主体的新型电气控制系统已经逐渐取代传统的继电器电气控制系统，并广泛应用于各行业。由于西门子S7-200/300/400系列PLC、三菱FX系列PLC和欧姆龙的CP1系列PLC是中国市场主流机型，在工控市场占有非常大的份额，应用十分广泛。本手册把PLC共性部分合并讲解，各种PLC机型特色部分分别讲解，将市场上常用的5种机型内容合并成一个手册，便于读者学习各种机型的PLC。特别在通信部分、运动控制部分、过程控制部分和工程应用部分，往往同一个例子，用多种机型PLC解题，非常适合读者掌握不同机型PLC的应用特色。
本书详略得当，用较多的小例子引领读者入门，让读者读完入门部分后，能完成简单的工程。应用部分精选工程的实际案例，供读者模仿学习，提高读者解决实际问题的能力。为了使读者能更好地掌握相关知识，我们在总结长期的教学经验和工程实践的基础上，联合相关企业人员，共同编写了本书，使读者通过“看书”就能学会常见PLC。
我们在编写过程中，除了全面系统地介绍了PLC技术的基础知识外，还结合实际应用，将一些生动的操作实例融入书中，以提高读者的学习效率。本书具有以下特点。
（1）内容由浅入深、由基础到应用，理论联系实际，既适合初学者学习使用，也可以供有一定基础的人结合书中大量的实例，深入学习PLC工程应用。
（2）用实例引导读者学习。本书的内容全部用精选的例子来讲解，例如，用例子说明现场总线通信的实现全过程。同时所有的例子都包含软硬件的配置方案图、接线图和程序，而且为确保程序的正确性，程序已经在PLC上运行通过。
（3）对于比较复杂的例子，均配有学习资源，包含视频和程序源代码。如工业以太网通信的硬件组态较复杂，就配有视频和程序源代码，读者可以在出版社的网站http://download.cip.com.cn/“配书资源”一栏中下载学习。
本手册共分为6篇19章，包括：
第1篇基础入门，包括PLC的历史沿革、PLC的工作原理和学习PLC的一些前导知识。
第2篇西门子S7-200PLC硬件和指令系统介绍，包括S7-200系列PLC硬件、S7-200系列PLC接线、S7-200系列PLC编译软件和S7-200系列PLC指令系统，章节中还有典型的工程应用实例讲解。
第3篇西门子S7-300/400PLC硬件和指令系统介绍，包括300/400系列PLC硬件、300/400系列PLC接线、S7-300/400系列PLC编译软件、S7-300/400系列PLC指令系统、程序结构和组织块等，章节中还有典型的工程应用实例讲解。
第4篇三菱FXPLC硬件和指令系统介绍，包括FX系列PLC硬件、FX系列PLC接线、FX系列PLC编译软件和FX系列PLC指令系统等，章节中还有典型的工程应用实例讲解。
第5篇欧姆龙CP1PLC硬件和指令系统介绍，包括CP1系列PLC硬件、CP1系列PLC接线、CP1系列PLC编译软件和CP1系列PLC指令系统等，章节中还有典型的工程应用实例讲解。
第6篇常用PLC高级应用，包括PLC的编程方法与调试、PLC在通信中的应用（详细讲解了PPI通信、自由口通信、MPI通信、MODBUS通信、PROFIBUS通信、并行通信、N∶N通信、CC-Link通信和工业以太网通信）、PLC在运动控制中的应用、PLC在过程控制中的应用和PLC工程应用案例。这部分包括PLC在工程应用中常见的重点和难点内容，是本书特色的部分。
编写这部手册，内容多，工作量大，编写组邀请了具有实践经验且教学经验丰富的高校教师和具有丰富实践经验的企业专家参与讨论、提供案例和编写工作，具体如下。
本手册由向晓汉和黎雪芬主编，其中第1、3～6章由无锡职业技术学院的向晓汉编写；第2、12～14章由无锡职业技术学院的黎雪芬编写；第7～9章由无锡雷华科技有限公司的陆彬编写；第10章由无锡雪浪环保有限公司的刘摇摇编写；第11章由无锡雷华科技有限公司的阳思惠编写，第15、16章由无锡雪浪环保有限公司的王飞飞编写，第17和18章由向定汉编写，第19章由曹英强编写。参加编写的还有付东升和唐克彬。本手册由无锡职业技术学院的黄麟教授主审。
由于编者水平有限，不足之处在所难免，敬请读者批评指正，编者将万分感激！
编者
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