本書以教學(xué)和工程應(yīng)用為出發(fā),在介紹常用低壓電器、電氣控制典型電路應(yīng)用特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合由簡入深的應(yīng)用實(shí)例,系統(tǒng)闡述了S7-200PLC的性能特點(diǎn)、硬件結(jié)構(gòu)、工作原理、編程資源、指令系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信、程序設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用,對(duì)PLC控制系統(tǒng)的編程環(huán)境、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想、步驟、方法和調(diào)試進(jìn)行了詳盡的講述。
可編程序控制器( PLC)是以微處理器為基礎(chǔ),綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制裝置,在電氣控制等各種自動(dòng)化控制領(lǐng)域中有著越來越廣泛的應(yīng)用。
本書融人了編者多年參與高校"可編程序控制器"課程的實(shí)踐育人教學(xué)改革的成功案例,并根據(jù)不斷發(fā)展的PLC控制技術(shù),在參閱同類教材和相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上編寫而成。全書主要特點(diǎn)如下。
(1)工程導(dǎo)向以工程實(shí)例為引導(dǎo),既注重通過PLC應(yīng)用實(shí)例映射PLC的一般工作原理及其應(yīng)用特點(diǎn),又注重PLC教學(xué)的可閱讀性和實(shí)踐性,更注重PLC工程應(yīng)用的可操作性和實(shí)用性。
(2)實(shí)例豐富本書以豐富的應(yīng)用實(shí)例,將每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)貫穿其中,引導(dǎo)讀者逐步認(rèn)識(shí)、熟悉、掌握和應(yīng)用PLC。
(3)項(xiàng)目實(shí)踐各章均以問題一項(xiàng)目一系統(tǒng)設(shè)計(jì)(案例)作為技能項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)過程,由淺入深,內(nèi)容翔實(shí),便于操作和引用。
(4)便于自學(xué)本書為主要知識(shí)點(diǎn)提供了內(nèi)容翔實(shí)的描述和實(shí)際操作過程,循序漸進(jìn)、通俗易懂、條理清楚,便于自學(xué)。對(duì)從事PLC應(yīng)用的工程技術(shù)人員和高職高專院校相關(guān)專業(yè)的師生均能提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持。
(5)實(shí)踐育人本書在取材和編排上,便于教師實(shí)踐教學(xué),便于學(xué)生在實(shí)踐育人教學(xué)模式下學(xué)習(xí)和掌握PLC應(yīng)用技術(shù)。
全書共9章,第1章簡要介紹常用低壓電器及電氣控制電路的基礎(chǔ)知識(shí);第2章闡述了現(xiàn)代工業(yè)從電氣控制發(fā)展到PLC控制的過程及特點(diǎn),詳細(xì)介紹了S7 - 200 PLC的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、技術(shù)指標(biāo)、硬件配置、外部接線、編程軟元件、數(shù)據(jù)類型及其尋址方式等;第3~5章詳細(xì)介紹了S7 - 200 PLC的指令系統(tǒng)及應(yīng)用,以實(shí)例為主介紹了梯形圖程序設(shè)計(jì)及順序控制設(shè)計(jì)的方法;第6章介紹了S7 - 200 PLC模擬量采集及閉環(huán)PID回路應(yīng)用技術(shù);第7章主要介紹了S7 - 200 PLC的網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)及通信指令的應(yīng)用實(shí)例;第8章以幾個(gè)典型工程控制系統(tǒng)為例,重點(diǎn)介紹了PLC控制系統(tǒng)的總體規(guī)劃和系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì),詳細(xì)介紹了PLC在工業(yè)控制系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)過程和操作步驟;第9章介紹了STEP 7 - Micro/WIN編程軟件的使用方法。
本書各章節(jié)中所列舉的PLC設(shè)計(jì)實(shí)例,都經(jīng)STEP 7- Micro/WIN編程工具編譯通過,一般情況可直接使用或稍作修改用于相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
本書由趙全利主編,王霞、周偉、劉英杰、袁紅斌等編著,其中趙全利編寫第1、2、6V章,王霞編寫第3章,袁紅斌編寫第4章,劉英杰編寫第5章,劉寶林編寫第7章,趙軍鋒編寫第8章,周偉編寫第9章,各章技能項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)及程序上機(jī)調(diào)試由陳景召、武志敏、袁浩、李毅飛編寫和完成,附錄A、附錄B、電子課件、圖表制作及文字錄入由張靜、陳瑞霞、劉大學(xué)、劉克純、田金雨、駱秋容、王如雪、曹媚珠、陳文煥、劉有榮、李剛、孫明建、李索、沙世雁、繆麗麗、田金鳳、陳文娟、李繼臣、王如新、趙艷波、王茹霞、田同福編寫和完成。全書由趙全利統(tǒng)稿,劉瑞新教授主審定稿。本書編寫過程中,得到沈陽老師的悉心指導(dǎo),在此表示感謝。
為了方便讀者使用,本書配以教學(xué)課件、應(yīng)用實(shí)例以及課后習(xí)題的源代碼。
本書在編寫過程中參考和引用了大量文獻(xiàn),在此對(duì)文獻(xiàn)的作者表示真誠感謝。由于編者水平有限,書中難免存在不妥之處,敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
編 者
出版說明
前言
第1章低壓電器及電氣控制電路
基礎(chǔ)
1.1低壓電器
1.1.1低壓電器概述
1.1.2常用低壓電器及選用原則
1.2繼電接觸式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
組成
1.2.1繼電接觸式控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
1.2.2繼電接觸式控制系統(tǒng)的典型
實(shí)例
1.3 電氣控制系統(tǒng)圖
1.3.1 電氣控制系統(tǒng)圖及繪制原則
1.3.2常用電氣控制電路設(shè)計(jì)步驟
1.4電氣控制系統(tǒng)基本電路
1.4.1點(diǎn)動(dòng)、長動(dòng)控制電路
1.4.2正、反轉(zhuǎn)控制電路
1.4.3順序控制電路
1.4.4轉(zhuǎn)子繞組串電阻起動(dòng)控制
電路
1.5技能項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)
1.5.1交流接觸器(繼電器)電路
實(shí)訓(xùn)
1.5.2電動(dòng)機(jī)自鎖起動(dòng)控制電路
1.6思考與習(xí)題
第2章S7 -200 PLC及系統(tǒng)配置
2.1 PLC概述
2.1.1 PLC的產(chǎn)生及工作特點(diǎn)
2.1.2 PLC的分類
2.1.3 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域
2.1.4 PLC控制和繼電器控制的
區(qū)別
2.1.5 PLC控制和一般計(jì)算機(jī)控制的
區(qū)別
2.1.6 PLC的發(fā)展趨勢(shì)
2.2 S7 - 200 PLC基本結(jié)構(gòu)及工作
原理
2.2.1 S7 - 200 PLC硬件基本結(jié)構(gòu)
2.2.2 PLC軟件組成
2.2.3 PLC的工作原理
2.3 S7 - 200 PLC硬件系統(tǒng)配置
2.3.1 S7 - 200 CPU模塊
2.3.2 S7 - 200 CPU性能特點(diǎn)及技術(shù)
指標(biāo)
2.3.3 S7 - 200數(shù)字量輸入輸出(I/O)
擴(kuò)展模塊
2.3.4 S7 - 200模擬量輸入輸出擴(kuò)展
模塊
2.3.5 S7 - 200熱電偶、熱電阻輸入擴(kuò)展
模塊
2.3.6網(wǎng)絡(luò)通信及其他控制模塊
2.4 S7 - 200 PLC I/O編址及外部端口
接線
2.4.1 110端口編址
2.4.2 S7 - 200 PLC模塊外部接線及注意
事項(xiàng)
2.5 S7 - 200 PLC編程資源
2.5.1 S7 - 200 PLC編程軟元件
2.5.2軟元件類型和功能
2.5.3 PLC的編程語言
2.5.4 PLC的程序結(jié)構(gòu)
2.5.5 S7 - 200 PLC編程軟件簡介
2.6一個(gè)PLC簡單應(yīng)用實(shí)例
2.7技能項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)
2.7.1 PLC簡單實(shí)例項(xiàng)目訓(xùn)練
2.7.2 PLC三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制
系統(tǒng)
第3章S7 -200系列PLC基本指令及
編程
3.1 S7 - 200 PLC數(shù)據(jù)類型及尋址
方式
3.1.1數(shù)據(jù)類型
3.1.2直接尋址與間接尋址
3.2 S7 - 200 PLC指令基本格式及
編程規(guī)約
3.2.1 S7 - 200 PLC指令基本格式
3.2.2 S7 - 200 PLC梯形圖編程規(guī)約
3.3基本邏輯指令
3.3.1觸點(diǎn)輸入/線圈驅(qū)動(dòng)輸出指令
3.3.2邏輯"與"指令
3.3.3邏輯"或"指令
3.3.4邏輯塊"與"指令
3.3.5邏輯塊"或"指令
3.3.6置位/復(fù)位指令
3.3.7立即指令
3.3.8邊沿觸發(fā)指令
3.3.9堆棧操作指令
3.3.10取反指令/空操作指令
3.4定時(shí)器
3.4.1基本概念及定時(shí)器編號(hào)
3.4.2通電延時(shí)定時(shí)器TON
3.4.3斷電延時(shí)定時(shí)器TOF
3.4.4保持型通電延時(shí)
定時(shí)器TONR
3.4.5定時(shí)器當(dāng)前值刷新方式
3.5計(jì)數(shù)器指令
3.5.1基本概念及計(jì)數(shù)器編號(hào)
3.5.2遞增計(jì)數(shù)器CTU
3.5.3遞減計(jì)數(shù)器CTD
3.5.4增減計(jì)數(shù)器CTUD
3.6比較指令
3.6.1 比較指令運(yùn)算符及格式
3.6.2比較數(shù)據(jù)類型及范圍
3.6.3比較指令應(yīng)用示例
3.7程序控制指令
3.7.1跳轉(zhuǎn)指令
3.7.2循環(huán)指令
3.7.3停止、結(jié)束及看門狗復(fù)位
指令
3.7.4子程序
3.7.5"與"ENO指令
3.8技能項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)
3.8.1基本邏輯指令編程練習(xí)
3.8.2簡單三人搶答器項(xiàng)目編程
3.8.3交通燈控制系統(tǒng)
3.9思考與習(xí)題
第4章PLC邏輯量梯形圖程序設(shè)計(jì)
方法
4.1 PLC程序設(shè)計(jì)方法
4.1.1 基于繼電器電路結(jié)構(gòu)的梯形圖
程序設(shè)計(jì)方法
4.1.2梯形圖經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法
4.1.3梯形圖邏輯設(shè)計(jì)法
4.1.4 PLC順序控制設(shè)計(jì)方法
4.2 PLC功能圖概述
4.2.1功能圖基本概念
4.2.2功能圖結(jié)構(gòu)
4.2.3功能圖轉(zhuǎn)換成梯形圖
4.3順序控制指令及應(yīng)用
4.3.1順序控制指令
4.3.2順序控制指令示例
4.3.3順序指令使用說明
4.4技能項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)
4.4.1順序控制指令編程練習(xí)
4.4.2電動(dòng)機(jī)順序延時(shí)起動(dòng)控制
系統(tǒng)
4.5思考與習(xí)題
第5章S7 -200系列PLC功能指令及
應(yīng)用
5.1功能指令及數(shù)據(jù)類型
5.1.1 功能指令格式及使能輸入、
輸出
5.1.2功能指令數(shù)據(jù)類型及尋址
范圍
5.2數(shù)據(jù)傳送指令
5.2.1單個(gè)數(shù)據(jù)傳送指令
5.2.2塊傳送指令
5.2.3字節(jié)交換與填充指令
5.3算術(shù)和邏輯運(yùn)算指令
5.3.1算術(shù)運(yùn)算指令
5.3.2增減指令
5.3.3數(shù)學(xué)函數(shù)指令
5.3.4邏輯運(yùn)算指令
5.4移位指令
5.4.1左移和右移指令
5.4.2循環(huán)左移和循環(huán)右移指令
5.4.3移位寄存器指令
5.5表功能指令
5.6轉(zhuǎn)換指令
5.6.1數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換指令
5.6.2編碼和譯碼指令
5.6.3七段顯示碼指令
5.6.4字符串轉(zhuǎn)換指令
5.7中斷指令 J
5.7.1 中斷源、中斷事件號(hào)及中斷
優(yōu)先級(jí)
5.7.2中斷指令類型及功能
5.7.3中斷設(shè)計(jì)步驟
5.8高速處理指令
5.8.1高速計(jì)數(shù)指令
5.8.2高速脈沖輸出
5.9時(shí)鐘指令
5.9.1讀實(shí)時(shí)時(shí)鐘指令TODR
5.9.2寫實(shí)時(shí)時(shí)鐘指令TODW
5. 10技能項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)
5. 10.1中斷等功能指令編程練習(xí)
5. 10.2具有時(shí)間設(shè)置及顯示功能的
PLC延時(shí)繼電器
5. 10.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)控制
5. 11思考與習(xí)題
第6章PLC模擬量采集及PID控制
回路..
6.1模擬量及PID控制算法
6.1.1模擬信號(hào)獲取及變換
6.1.2閉環(huán)控制及PID控制算法
6.2 S7 - 200 PLC對(duì)模擬信號(hào)的
處理
6.2.1模擬量輸入輸出模塊
6.2.2模擬量/數(shù)字量與物理量的標(biāo)度
變換
6.3 PID控制指令及應(yīng)用
6.3.1 PID回路輸入轉(zhuǎn)換及標(biāo)準(zhǔn)化
數(shù)據(jù)
6.3.2 回路輸出值轉(zhuǎn)換成標(biāo)定數(shù)據(jù)
6.3.3正作用和反作用回路
6.3.4回路輸出變量范圍、控制方式
及特殊操作
6.3.5 PID回路表
6.3.6 PID回路指令
6.3.7 PID編程步驟及應(yīng)用
6.4技能項(xiàng)目訓(xùn)練
6.4.1 PLC模擬信號(hào)采樣系統(tǒng)
6.4.2 PID閉環(huán)控制系統(tǒng)
6.5思考與習(xí)題
第7章S7 -200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信
及應(yīng)用
7.1 PLC常用通信接口
7.2 S7 - 200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)
7.2.1 S7 - 200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信概述
7.2.2 S7 - 200 PLC網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議
7.2.3網(wǎng)絡(luò)通信配置實(shí)例
7.3 S7 - 200 PLC通信指令和
應(yīng)用
7.3.1 網(wǎng)絡(luò)讀與寫指令
7.3.2發(fā)送與接收指令
7.3.3獲。O(shè)定通信口地址指令
7.4技能項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)
7.4.1 S7 - 200 PLC之間的PPI
通信
7.4.2 S7 - 200 PLC之間的自由口
通信
7.5思考與習(xí)題
第8章PLC控制系統(tǒng)及工程實(shí)例
8.1PLC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型
8.1.1單機(jī)控制系統(tǒng)
8.1.2集中控制系統(tǒng)
8.1.3遠(yuǎn)程I/O控制系統(tǒng)
8.1.4分布式控制系統(tǒng)
8.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟
8.3 PLC硬件配置選擇與外圍
電路
8.3.1 PLC硬件配置
8.3.2 PLC外圍電路
8.4 PLC軟件設(shè)計(jì)
8.4.1 PLC軟件設(shè)計(jì)的基本原則
8.4.2 PLC軟件設(shè)計(jì)的內(nèi)容和步驟
8.5 PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行方式及
可靠性
8.5.1 PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行方式
8.5.2 PLC控制系統(tǒng)的可靠性
8.6 PLC控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試
8.6.1 PLC控制系統(tǒng)的安裝
8.6.2 PLC控制系統(tǒng)的調(diào)試
8.7 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例
8.7.1 三相異步電動(dòng)機(jī)帶延時(shí)的正
反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)
8.7.2水塔水位實(shí)時(shí)檢測控制系統(tǒng)
8.7.3帶有數(shù)顯及倒計(jì)時(shí)功能的
4人搶答器系統(tǒng)
8.7.4自動(dòng)搬運(yùn)車控制系統(tǒng)
8.7.5三層電梯控制系統(tǒng)
8.8項(xiàng)目技能實(shí)訓(xùn)
8.8.1交流異步電動(dòng)機(jī)星一三角(Y-△)
, 減壓起動(dòng)控制系統(tǒng)
8.8.2全自動(dòng)洗衣機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2冊(cè)
8.9思考與習(xí)題
第9章STEP 7 - Micro/WIN編程軟件及
應(yīng)用
9.1 STEP 7 - Micro/WIN V4.0
安裝 2甜
9.1.1 PC配置要求
9.1.2硬件連接
9.1.3軟件安裝
9.1.4在線連接
9.2 STEP 7- Micro/WIN V4.0功能
簡介
9.2.1編程軟件基本功能
9.2.2窗口組件及功能
9.3程序編輯
9.3.1建立項(xiàng)目
9.3.2編輯程序
9.3.3創(chuàng)建邏輯網(wǎng)絡(luò)的規(guī)則
9.4編譯下載
9.4.1程序編譯
9.4.2程序下載
9.5調(diào)試監(jiān)控
9.5.1 PLC工作模式
9.5.2選擇掃描次數(shù)
9.5.3狀態(tài)監(jiān)控
9.6技能項(xiàng)目實(shí)訓(xùn):STEP 7 - Micro/WIN
編程軟件練習(xí)
9.7思考與習(xí)題
附錄
附錄A 電氣控制線路基本圖形和
文字符號(hào)
附錄B S7 - 200 PLC基本
指令集
參考文獻(xiàn)