全書主要介紹S7-200 SMART PLC機械電氣控制結構原理、控制系統設計、應用實例等,以幫助從事機械設計的技術人員利用PLC進行機械電氣控制系統設計。內容主要包括:繼電器-接觸器控制的基本電路及PLC常用的外圍器件,PLC硬件結構及工作原理,西門子S7-200 SMART PLC的基本指令和功能指令系統,PLC控制系統程序設計方法,PLC在機械電氣控制中的設計與應用,PLC應用與數字化虛擬工廠等。
本書適合從事機械設計和電氣自動控制的工程技術人員閱讀,也可作為機械工程及自動化、機械電子工程以及相近專業師生的參考書。
第1章 可編程控制器機械控制基礎 1
1.1 電氣控制系統的組成 1
1.2 常用低壓電器 2
1.2.1 常用低壓電器的分類與應用 2
1.2.2 接觸器原理及應用 3
1.2.3 繼電器的分類及應用 4
1.3 機械電氣控制的基本電路 4
1.3.1 電路的繪制原則和保護措施 4
1.3.2 三相異步電動機控制的基本電路 9
1.4 電氣控制電路的設計方法 13
1.4.1 經驗設計法 13
1.4.2 邏輯設計方法 17
第2 章 S7-200 SMART PLC 硬件系統與編程基礎 20
2.1 S7-200 SMART PLC 概述與控制系統硬件組成 20
2.1.1 S7-200 SMART PLC 的特點及應用 20
2.1.2 S7-200 SMART PLC 的技術規格與分類 20
2.1.3 S7-200 SMART PLC 的硬件結構 22
2.1.4 S7-200 SMART PLC 擴展模塊 23
2.2 適用于S7-200 SMART 的HMI 設備 28
2.3 S7-200 SMART PLC 的安裝及尋址方式 28
2.3.1 PLC 的安裝 28
2.3.2 PLC 的尋址方式 30
第3 章 STEP 7-Micro/WIN SMART 軟件的使用 32
3.1 STEP 7-Micro/WIN SMART 編程軟件的界面 32
3.1.1 桌面菜單的結構 33
3.1.2 新建、打開、保存項目文件 34
3.1.3 關閉和顯示窗口 34
3.1.4 隱藏或動態隱藏窗口 35
3.1.5 設置CPU 時鐘 35
3.1.6 向導和工具介紹 37
3.1.7 如何使用在線幫助 38
3.2 硬件組態 39
3.3 程序的新建、編輯、下載和調試 45
3.4 變量符號表 49
3.5 數據塊介紹 54
3.6 交叉引用 57
3.7 狀態圖表 59
第4 章 PLC 的指令系統及編程方法 61
4.1 PLC 的指令系統概述 61
4.2 S7-200 SMART 的基本指令 61
4.2.1 觸點指令與邏輯堆棧指令 61
4.2.2 輸出類指令與其他指令 66
4.3 定時器指令與計數器指令 68
4.3.1 定時器指令 68
4.3.2 計數器指令 72
4.4 編程規則與技巧 74
4.5 S7-200 SMART 的功能指令概述 77
4.6 程序控制指令 79
4.6.1 跳轉指令 79
4.6.2 循環指令 80
4.6.3 其他指令 82
4.7 局部變量與子程序 84
4.7.1 局部變量 84
4.7.2 子程序的編寫與調用 85
4.8 數據處理指令 89
4.8.1 比較指令與數據傳送指令 89
4.8.2 移位與循環移位指令 91
4.8.3 數據轉換指令 92
4.8.4 表格指令 94
4.8.5 數據運算指令 96
4.8.6 邏輯運算指令 98
4.8.7 中斷程序與中斷指令 100
4.8.8 高速計數器與高速脈沖輸出指令 104
4.8.9 數據塊應用與字符串指令 106
第5 章 順序控制梯形圖程序設計方法 113
5.1 順序控制設計法與順序功能圖 113
5.1.1 步與動作 113
5.1.2 有向連線與轉換條件 115
5.1.3 順序功能圖的基本結構 116
5.1.4 順序功能圖中轉換實現的規則 118
5.2 使用置位、復位指令的順序控制梯形圖設計方法 119
5.2.1 單序列的編程方法 120
5.2.2 選擇序列與并行序列的編程方法 121
5.2.3 應用舉例 123
5.3 使用SCR 指令的順序控制梯形圖設計方法 125
5.3.1 順序控制繼電器指令 125
5.3.2 選擇序列與并行序列的編程方法 127
5.3.3 應用舉例 128
5.4 具有多種工作方式的系統的順序控制梯形圖設計方法 130
5.4.1 系統的硬件結構與工作方式 130
5.4.2 公用程序與手動程序 132
5.4.3 自動程序 134
第6章 PLC 控制系統的設計與應用 137
6.1 PLC 控制系統的設計方法及步驟 137
6.1.1 PLC 控制系統設計的基本步驟 137
6.1.2 PLC 硬件系統設計 139
6.1.3 PLC 軟件系統設計一般步驟 141
6.2 PLC 系統控制程序設計方法 142
6.2.1 經驗設計法 142
6.2.2 邏輯設計法 144
6.2.3 移植設計法 151
6.2.4 順序功能圖設計法 154
6.3 PLC 在控制系統中的典型應用實例 155
6.4 變頻器及其PLC 控制 162
6.4.1 變壓變頻調速原理 162
6.4.2 變頻器的基本結構和分類 162
6.4.3 變頻器的選用、運行和維護 163
6.4.4 變頻器的操作方式及使用 164
第7 章 S7-200 SMART PLC 的通信功能 166
7.1 通信基礎知識 166
7.1.1 通信方式 166
7.1.2 通信傳輸介質 167
7.1.3 串行通信接口標準 168
7.2 S7-200 SMART PLC 自由口通信 169
7.2.1 自由口模式的參數設置 169
7.2.2 發送與接收指令 170
7.2.3 自由口通信的應用實例 172
7.3 Modbus RTU 通信 174
7.3.1 Modbus 尋找 174
7.3.2 主站指令與從站指令 175
7.3.3 應用案例 175
7.4 S7-200 SMART PLC 以太網通信 180
7.4.1 S7-200 SMART CPU 模塊以太網連接的設備類型 180
7.4.2 IP 地址的設備 180
7.4.3 以太網通信指令 185
第8章 PID 控制應用及案例設計 188
8.1 PID 控制設計 188
8.1.1 PID 控制簡介 188
8.1.2 PID 指令 193
8.1.3 PID 控制編程思路 194
8.2 溫度PID 控制程序的設計 194
8.2.1 觸摸屏設計簡介 194
8.2.2 溫度PID 控制程序實例 197
8.3 PID 向導及應用實例 199
8.3.1 PID 向導編程步驟 200
8.3.2 PID 向導應用案例——恒壓控制 207
8.4 PID 控制器的參數整定方法 208
8.4.1 PID 參數的物理意義 208
8.4.2 PID 參數的整定方法 211
第9 章 PLC 應用與數字化虛擬工廠 212
9.1 數字化虛擬工廠概述 212
9.2 數字化虛擬工廠的優勢與差異性 213
9.3 數字化虛擬工廠的關鍵技術 214
9.4 FACTORY I/O 的應用 215
9.4.1 FACTORY I/O 簡述 215
9.4.2 FACTORY I/O 的應用特點 215
9.4.3 PLC 與FACTORY I/O 的應用實例 218
參考文獻 232
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