零起步学PLC编程——西门子和三菱

本书以西门子S7-200 SMART PLC和三菱FX3U PLC为讲授对象，详细介绍了PLC的编程方法和技巧，全书共分3篇13章，第1篇是零起步学西门子S7-200 SMART PLC，包括西门子S7-200 SMART PLC概述、西门子S7-200 SMART PLC指令、西门子PLC控制系统设计、西门子PLC控制变频器和电机、西门子S7-200 SMART PLC通信；第2篇是零起步学三菱FX3U PLC，包括三菱FX3U PLC概述、三菱FX3U PLC指令、三菱FX3U PLC控制系统设计、三菱FX3U PLC控制变频器和电机、三菱FX3U PLC通信；第3篇是PLC和触摸屏及组态软件的综合应用。书中二维码给出了低压电器、电气线路设计、西门子PLC编程仿真、三菱PLC编程与仿真、触摸屏与组态软件、TIA（博图）编程仿真等拓展视频。
本书具有以下特色：
1. 案例丰富，侧重操作与模拟
以软件的使用方法为基础 , 从构建编写一个完整的工程项目出发 , 介绍编程软件的常用操作以及在没有PLC硬件的情况下如何进行程序的模拟仿真功能，使读者学得会、看得懂、会模拟，达到掌握从录入指令到看到仿真结果的完整学习与模拟过程。
2. 例说、图说PLC编程指令
指令是编程的基础和核心 , 深入理解和灵活掌握指令的应用对于PLC编程乃至控制系统设计具有重要的意义。本书通过丰富的举例来剖析指令及其在案例中的应用，使读者学习PLC编程能够抓住重点，结合模拟仿真可以快速掌握PLC典型程序的设计。
3. 侧重工程应用
在掌握理解指令和举一反三模拟仿真的基础上，结合典型案例和控制系统设计方法，以及丰富的PLC应用案例和工程实例，使读者边学边练，学练结合，提高水平，最终可以灵活运用。
本书为读者提供了一套快速掌握西门子S7-200 SMART PLC和三菱FX3U PLC的有效的编程方法和可借鉴的丰富的编程案例，还为初学者和工程技术人员提供了大量的实践经验，可作为零基础读者以及广大电气工程技术人员学习PLC技术的参考用书，也可作为高等院校、职业院校自动化类、电气类、机电一体化、电子信息类等相关专业的PLC教学或参考用书。
本书由刘振全、王汉芝、史艳霞编著。闫婉莹、周中杰、陈欣、陈泽平、刘花廷、张耀洲为本书编写提供了帮助，白瑞祥教授审阅了全部书稿，并提出了宝贵建议，在此一并表示衷心的感谢。
欢迎读者加入QQ群（878322208）进行交流学习。
由于编著者水平有限，书中难免有不足之处，敬请广大专家和读者批评指正。

编著者

本书以西门子S7-200 SMART PLC和三菱FX3U PLC为讲授对象，详细介绍了PLC的编程方法和技巧。全书共分3篇13章，第1篇是零起步学西门子S7-200 SMART PLC，包括西门子S7-200 SMART PLC概述、西门子S7-200 SMART PLC基本指令、西门子S7-200 SMART PLC应用指令、西门子PLC控制系统设计、西门子PLC控制变频器和电机、西门子S7-200 SMART PLC通信；第2篇是零起步学三菱FX3U PLC，包括三菱FX3U系列PLC概述、三菱FX3U PLC指令、三菱FX3U PLC控制系统设计、三菱FX3U PLC控制变频器和电机、三菱FX3U PLC通信；第3篇是PLC和触摸屏及组态软件的综合应用。书中二维码视频涵盖低压电器PLC编程与仿真等内容。
本书为读者提供了一套快速掌握西门子S7-200 SMART PLC和三菱FX3U PLC有效的编程方法和丰富的编程案例，可作为零基础读者以及广大电气工程技术人员学习PLC技术的参考用书，也可作为高等院校、职业院校自动化类、电气类、机电一体化、电子信息类等相关专业的PLC教学或参考用书。

第1篇　零起步学西门子S7-200 SMART PLC
第1章 西门子S7-200 SMART PLC概述
1.1　PLC的硬件与工作原理 2
1.1.1　S7-200 SMART PLC的CPU模块 2
1.1.2　常见的CPU模块型号和参数 3
1.1.3　S7-200 SMART扩展模块与信号板 5
1.1.4　PLC的工作原理 6
1.2　S7-200 SMART的外部结构与接线 7
1.2.1　S7-200 SMART的外部结构 7
1.2.2　S7-200 SMART的外部接线图 8
1.3　S7-200 SMART编程软件 11
1.3.1　STEP7-Micro/WIN SMART的安装 11
1.3.2　STEP7-Micro/WIN SMART的使用 13
1.4　S7-200 SMART的编程 19
1.4.1　通信的建立 19
1.4.2　S7-200 SMART PLC程序的监控 21
1.4.3　S7-200 SMART PLC程序的注释 24
1.4.4　S7-200 SMART PLC程序的仿真 26

第2章　西门子S7-200 SMART PLC基本指令
2.1　PLC编程基础知识 31
2.1.1　数据的基本类型 31
2.1.2　数据存储区的地址表示格式 32
2.1.3　数据存储区域 33
2.1.4　S7-200 SMART PLC的寻址方式 35
2.1.5　PLC编程语言 35
2.2　位逻辑指令 37
2.2.1　标准输入输出指令 37
2.2.2　触点串、并联指令 38
2.2.3　电路块串、并联指令 40
2.2.4　置位与复位指令 41
2.2.5　置位和复位优先触发器指令 43
2.2.6　正负跳变检测指令 45
2.2.7　取反指令与空操作指令 46
2.2.8　逻辑堆栈指令 47
2.3　定时器指令 48
2.3.1　定时器指令 48
2.3.2　例说定时器指令 49
2.3.3　综合实例 52
2.4　计数器指令 54
2.4.1　计数器指令 54
2.4.2　例说计数器指令 55
2.4.3　综合实例 57
2.5　数据传送指令 58
2.5.1　单一传送指令 58
2.5.2　数据块传送指令 60
2.5.3　字节交换指令 61
2.5.4　字节立即传送指令 62
2.5.5　综合实例 63
2.6　移位和循环移位类指令 64
2.6.1　移位指令 64
2.6.2　循环移位指令 66
2.6.3　移位寄存器指令 67
2.6.4　综合实例 69
2.7　数学运算类指令 73
2.7.1　整数四则运算指令 73
2.7.2　双整数四则运算指令 75
2.7.3　实数四则运算指令 76
2.7.4　完全整数乘法、除法指令 78
2.7.5　数学函数指令 79
2.7.6　递增、递减指令 80
2.7.7　综合实例 81
2.8　逻辑运算指令 82
2.8.1　字节逻辑运算指令 82
2.8.2　字逻辑运算指令 83
2.8.3　双字逻辑运算指令 85
2.9　比较指令 85
2.9.1　指令格式及功能 85
2.9.2　例说比较指令 86
2.9.3　综合实例 87
2.10　数据转换指令 89
2.10.1　数据类型转换指令 89
2.10.2　BCD码与整数的转换指令 91
2.10.3　编码与译码指令 92
2.10.4　段码指令 95
2.10.5　综合实例 96

第3章 西门子S7-200 SMART PLC应用指令
3.1　时钟指令 99
3.1.1　指令格式及功能 99
3.1.2　例说读取实时时钟指令 100
3.1.3　例说设置实时时钟指令 100
3.2　程序控制类指令 101
3.2.1　循环控制指令 101
3.2.2　跳转/标号指令 102
3.2.3　顺控继电器指令 103
3.2.4　看门狗定时复位指令 105
3.3　子程序指令 105
3.3.1　指令格式及功能 106
3.3.2　子程序的建立 107
3.3.3　子程序的编写与调用 108
3.3.4　综合实例 110
3.4　中断指令 116
3.4.1　中断基础知识 116
3.4.2　指令格式及功能 117
3.4.3　例说中断程序 118
3.4.4　综合实例 120
3.5　高速计数器 121
3.5.1　高速计数器基础知识 121
3.5.2　高速计数器的特殊标志存储器 125
3.5.3　高速计数器指令 126
3.5.4　综合实例 126

第4章 西门子PLC控制系统设计
4.1　PLC控制系统程序设计的一般方法 136
4.1.1　经验设计法 136
4.1.2　移植设计法 137
4.1.3　逻辑设计法 139
4.2　梯形图顺序控制设计法 142
4.2.1　顺序控制设计法 142
4.2.2　顺序功能图举例 142
4.2.3　顺序功能图的结构 144
4.2.4　采用启保停电路由顺序功能图转梯形图 146
4.2.5　采用置位复位指令由顺序功能图转梯形图 149
4.2.6　采用步进（顺控）指令由顺序功能图转梯形图 151
4.3　模拟量控制 153
4.3.1　模拟量模块接线 153
4.3.2　组态模拟量 155
4.3.3　模拟量比例换算 159
4.3.4　量程转化指令库 161

第5章 西门子PLC控制变频器和电机
5.1　变频器及PLC控制 163
5.1.1　变频器简介 163
5.1.2　PLC和变频器控制电机正反转 166
5.1.3　综合实例 168
5.2　高速脉冲输出 172
5.2.1　脉宽调制（PWM） 172
5.2.2　高速脉冲串输出（PTO） 175
5.3　步进电机及PLC控制 180
5.3.1　步进电机简介 180
5.3.2　步进电机驱动器 181
5.3.3　步进电机的PLC控制 184
5.4　伺服电机及PLC控制 186
5.4.1　伺服电机简介 186
5.4.2　伺服电机的PLC控制 187

第6章 西门子S7-200 SMART PLC通信
6.1　通信端口以及连接方式 189
6.1.1　CPU通信端口引脚分配 189
6.1.2　以太网端口连接 190
6.1.3　RS485网络连接 191
6.2　S7-200 SMART之间的以太网通信 193
6.2.1　S7-200 SMART CPU Get/Put向导编程 193
6.2.2　通过指令编程实现通信 197
6.3　S7-200 SMART之间PROFINET IO通信 202
6.3.1　PROFINET IO通信 202
6.3.2　例说PROFINET IO通信 202
6.4　S7-200 SMART之间TCP通信 206
6.4.1　TCP协议通信 206
6.4.2　TCP协议通信举例 208

第2篇　零起步学三菱FX3U PLC
第7章 三菱FX3U系列PLC概述
7.1 三菱PLC的型号和基本结构 212
7.1.1　三菱PLC常见的CPU模块型号、参数 212
7.1.2　三菱PLC的硬件结构 213
7.1.3　CPU模块的数字量输入接线 216
7.1.4　CPU模块的数字量输出接线 219
7.2 三菱PLC编程软件的使用 220
7.2.1　GX Works2编程软件安装 220
7.2.2　GX Works2编程软件的使用 222
7.2.3　工程项目的相关操作 224
7.2.4　三菱PLC程序输入 226
7.2.5　三菱PLC程序注释 229
7.2.6　PLC程序的写入 232
7.2.7　PLC程序的仿真 234
7.2.8　PLC编程软件的监视功能 236

第8章 三菱FX3U PLC指令
8.1　三菱FX3U PLC编程 239
8.1.1　编程语言 239
8.1.2　应用指令和操作数 241
8.2　位逻辑指令 242
8.2.1　输入指令与输出指令 242
8.2.2　触点串、并联指令 243
8.2.3　电路块串联指令与并联指令 244
8.2.4　置位与复位指令 245
8.2.5　脉冲触点指令 246
8.2.6　脉冲输出指令 247
8.2.7　取反、空操作与结束指令 249
8.2.8　逻辑堆栈指令 250
8.2.9　主控指令  250
8.2.10　MEP、MEF指令 252
8.3　定时器指令 253
8.3.1　定时器指令 253
8.3.2　特殊定时器指令 256
8.4　计数器指令 257
8.4.1　指令格式及功能 257
8.4.2　例说计数器指令 258
8.4.3　综合实例 260
8.5　数据传送指令 261
8.5.1　传送指令 261
8.5.2　移位传送指令 264
8.5.3　取反传送指令 265
8.5.4　成批传送指令 265
8.5.5　多点传送指令 266
8.5.6　综合实例 267
8.6　数据处理和移位类指令 268
8.6.1　数据交换指令 268
8.6.2　数据处理指令 269
8.6.3　移位指令 271
8.6.4　循环移位指令 273
8.6.5　带进位循环移位指令 274
8.6.6　位移位指令 275
8.6.7　字移位指令 276
8.6.8　移位写入读出指令 277
8.6.9　综合实例 279
8.7　数学运算类指令 281
8.7.1　整数四则混合运算指令 281
8.7.2　浮点数四则混合运算指令 283
8.7.3　数学函数指令 284
8.7.4　三角函数指令 286
8.7.5　递增、递减指令 287
8.7.6　综合实例 288
8.8　逻辑运算指令 289
8.8.1　指令格式及功能 289
8.8.2　例说逻辑运算指令 289
8.9　比较指令 290
8.9.1　比较指令 290
8.9.2　区间比较指令 292
8.9.3　触点比较指令 293
8.10　数据转换指令 295
8.10.1　数据类型转换指令 295
8.10.2　译码与编码指令 297
8.10.3　段码指令 298
8.10.4　综合实例 299
8.11　时钟指令 300
8.11.1　时钟指令 300
8.11.2　综合实例一 303
8.11.3　综合实例二 304
8.11.4　综合实例三 305
8.11.5　综合实例四 308
8.12　程序控制类指令 310
8.12.1　循环控制指令 310
8.12.2　条件跳转指令 311
8.12.3　顺控继电器指令 312
8.12.4　看门狗定时复位指令 313
8.13　子程序指令 314
8.13.1　指令格式及功能 314
8.13.2　例说子程序指令 315
8.14　中断指令 316
8.14.1　指令格式及功能 316
8.14.2　例说中断指令 316
8.15　高速计数器 319
8.15.1　高速计数器基础知识 319
8.15.2　高速计数器的相关指令 325
8.16　高速脉冲输出指令 326
8.16.1　高速脉冲输出指令和特殊存储器 326
8.16.2　带加减速脉冲输出指令 328
8.16.3　脉宽调制指令 329

第9章 三菱FX3U PLC控制系统设计
9.1　PLC控制系统设计的步骤 331
9.2　PLC系统控制程序设计的一般方法 332
9.2.1　经验设计法 332
9.2.2　移植设计法 333
9.2.3　逻辑设计法 335
9.3　顺序功能图设计法 337
9.3.1　顺序功能图的绘制 337
9.3.2　顺序功能图的特殊结构 338
9.3.3　顺序功能图转梯形图的方法 339
9.4　三菱PLC模拟量的控制 348
9.4.1　FX3U-4AD模拟量输入模块 348
9.4.2　FX3U-4DA模拟量输出模块 353
9.4.3　综合实例 357

第10章 三菱FX3U PLC控制变频器和电机
10.1　变频器的PLC控制 359
10.1.1　电动机的正转和反转控制 359
10.1.2　用变频器控制电动机实现五段速调速 361
10.2　定位控制指令 364
10.2.1　原点回归指令 364
10.2.2　定位指令 370
10.3　步进电机的PLC控制 373
10.4　伺服电机的PLC控制 374

第11章 三菱FX3U PLC通信
11.1　PLC通信简介 378
11.1.1　PLC通信的分类 378
11.1.2　串行通信接口标准 379
11.2　FX3U PLC并联链接通信 380
11.2.1　并联链接通信的软元件 380
11.2.2　通信的方式 381
11.2.3　接线方法 382
11.2.4　例说并联链接通信 382
11.3　FX3U PLC N∶N网络通信 384
11.3.1　N∶N网络通信的软元件 384
11.3.2　接线方法 386
11.3.3　N∶N网络通信举例 386

第3篇　PLC和触摸屏及组态软件的综合应用
第12章 PLC与触摸屏的综合应用
12.1　WinCC flexible SMART触摸屏编程软件 390
12.1.1　WinCC flexible SMART工程系统 390
12.1.2　WinCC flexible SMART中的画面和对象 392
12.2　综合实例——交通灯控制系统 399
12.2.1　新建工程 399
12.2.2　设置IP地址 401
12.2.3　编写PLC程序 403
12.2.4　交通灯控制系统的触摸屏设计 406
12.2.5　运行调试 413

第13章　PLC与组态软件的综合应用
13.1　组态王软件 415
13.1.1　工程管理器 415
13.1.2　工程浏览器 417
13.1.3　画面开发系统 417
13.1.4　运行系统和信息窗口 421
13.2　组态王和PLC综合实例一—启保停控制 421
13.2.1　新建工程 421
13.2.2　PLC与组态王的通信 423
13.2.3　构造数据库 425
13.2.4　设计画面 427
13.2.5　运行和调试 430
13.3　组态王实例——液位控制 431
13.3.1　新建工程并构造数据库 431
13.3.2　设计画面 432
13.3.3　编写程序 437
13.3.4　运行和调试 438 

参考文献