零基础PLC编程从入门到精通

当今社会，电气控制已经成为各个行业不可或缺的技术，随着计算机技术的发展，以可编程控制器（PLC）、变频器和触摸屏等为主体的新型电气控制系统得到广泛应用。西门子PLC具有卓越的性能，在工控市场占有非常大的份额。西门子S7-200 SMART PLC是一款高性价比小型PLC产品，具有高性能、高集成、更简约的特点。
本书以西门子S7-200 SMART PLC为讲授对象，系统介绍了西门子S7-200 SMART PLC的编程方法、控制系统设计以及典型工程应用案例，包括西门子S7-200 SMART PLC简介、S7-200 SMART PLC 指令、西门子S7-200 SMART PLC编程典型案例、西门子PLC控制系统设计方法、变频器和步进电机与伺服电机的PLC控制、西门子S7-200 SMART PLC通信以及西门子PLC和组态软件及触摸屏的综合应用。
本书具有以下特色：
1. 在丰富案例的基础上侧重操作与模拟，使读者学习PLC编程能够有抓手。
从实际应用和操作角度出发，以软件具体操作为基础，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，使读者学得会、看得懂、会模拟，掌握从录入指令到看到仿真结果的完整的学习与模拟过程。
2. 通过丰富案例图说PLC编程指令是本书的重要特色。
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讲解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典型程序的设计与仿真。
3. 内容由浅入深、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，通过PLC对变频器和步进电机及伺服电机的控制举例，使读者夯实基础、学练结合，真正做到灵活运用。
4. 视频讲解侧重操作、贴近实际、丰富实用。
本书配有西门子S7-200 SMART PLC编程软件及仿真功能实现的讲解视频，使读者无需硬件，仅借助于计算机就可以实现电气控制线路设计和仿真、PLC编程仿真和动画演示。
本书不仅为读者提供了一套快速掌握西门子S7-200 SMART PLC技术的有效的编程方法、可借鉴的丰富的编程案例以及针对性的编程仿真操作指导，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，也可作为职业院校、高等院校自动化类、电气类、机电类、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、王汉芝编。由于编者水平有限，书中难免有不足之处，敬请读者批评指正。

编者 

刘振全，1992-1996在济南大学工业自动化专业攻读学士学位，2001年至今在天津科技大学自动化学院任教，获校级优秀教师称号，主要从事自动控制理论、系统仿真等方面的教学及科研工作，主编《自动控制理论综合实验指导书》《系统仿真实验指导书》等图书。

本书系统介绍了西门子S7-200 SMART PLC的编程方法、控制系统设计以及典型工程应用案例，包括西门子S7-200 SMART PLC的硬件组成、指令系统、控制系统设计方法、变频器和步进电机与伺服电机的PLC控制、PLC通信、触摸屏与组态软件的应用等内容。同时，书中还配有二维码，读者扫描即可观看西门子S7-200 SMART PLC 编程与仿真讲解视频，无需PLC硬件，借助计算机就可以实现PLC编程仿真和动画演示等功能，方便学习。
本书内容丰富全面、注重实用，既有PLC的硬件和指令等基础知识，也有大量工程应用案例与针对性的编程仿真操作指导，帮助读者快速掌握控制设计思路，上手实际项目。本书可作为零基础读者学习PLC编程的指导用书，也可作为广大电气工程技术人员的参考用书。

第1章　西门子PLC S7-200 SMART基础知识 / 001
1.1　PLC的硬件与工作原理 / 001
1.1.1　PLC的基本结构 / 001
1.1.2　S7-200 SMART的CPU模块 / 002
1.1.3　S7-200 SMART扩展模块与信号板 / 004
1.1.4　S7-200 SMART的I/O地址分配 / 006
1.1.5　PLC的工作原理 / 007
1.2　S7-200 SMART外部结构与接线 / 008
1.2.1　S7-200 SMART的外部结构 / 008
1.2.2　S7-200 SMART外部接线图 / 009
1.3　S7-200 SMART编程软件的使用 / 012
1.3.1　STEP7-Micro/WIN SMART简介 / 012
1.3.2　STEP7-Micro/WIN SMART使用 / 015
1.4　S7-200 SMART PLC编程操作 / 023
1.4.1　通信操作 / 023
1.4.2　S7-200 SMART PLC程序的注释 / 025
1.4.3　S7-200 SMART PLC程序的监控 / 027
1.4.4　S7-200 SMART PLC程序的仿真 / 030

第2章　西门子S7-200 SMART PLC指令及应用实例 / 035
2.1　基础知识 / 035
2.1.1　数据类型 / 035
2.1.2　数据存储区的地址表示格式 / 036
2.1.3　数据存储区域 / 037
2.1.4　S7-200 SMART PLC的寻址方式 / 039
2.1.5　PLC编程语言 / 039
2.2　位逻辑指令 / 041
2.2.1　标准输入输出指令 / 041
2.2.2　触点串、并联指令 / 042
2.2.3　电路块串、并联指令 / 044
2.2.4　置位与复位指令 / 047
2.2.5　置位和复位优先触发器 / 049
2.2.6　脉冲生成指令 / 051
2.2.7　取反指令与空操作指令 / 053
2.2.8　逻辑堆栈指令 / 054
2.3　定时器指令 / 055
2.3.1　定时器指令解析 / 055
2.3.2　定时器指令编程案例 / 056
2.3.3　综合实例 / 060
2.4　计数器指令 / 062
2.4.1　计数器 / 062
2.4.2　计数器指令编程案例 / 063
2.4.3　综合实例 / 066
2.5　数据传送指令 / 069
2.5.1　单一传送指令 / 069
2.5.2　数据块传送指令 / 071
2.5.3　字节交换指令 / 072
2.5.4　字节立即传送指令 / 073
2.5.5　综合实例 / 074
2.6　移位和循环移位类指令 / 075
2.6.1　移位指令 / 075
2.6.2　循环移位指令 / 077
2.6.3　移位寄存器指令 / 078
2.6.4　综合实例 / 079
2.7　数学运算类指令 / 080
2.8　逻辑运算指令 / 080
2.9　比较指令 / 080
2.10　数据转换指令 / 080
2.11　表功能指令 / 080
2.12　时钟指令 / 080
2.13　程序控制类指令 / 080
2.14　子程序指令 / 080
2.15　中断指令 / 080
2.16　高速计数器 / 080
2.17　高速脉冲指令 / 080

第3章　西门子S7-200 SMART PLC编程典型案例 / 081
3.1　互锁联锁控制 / 081
3.2　按钮控制圆盘旋转一圈 / 082
3.3　转盘旋转90°间歇运动控制 / 083
3.4　单灯周期交替亮灭 / 084
3.5　一个按钮控制三组灯 / 085
3.6　定时与区域置位指令实现多灯交替闪烁 / 087
3.7　楼宇声控灯系统 / 087
3.8　高楼自动消防泵控制系统 / 087
3.9　两地控制的三相异步电动机点动连续混合控制 / 087
3.10　三相异步电动机正反转控制 / 087
3.11　三相异步电动机顺序启动同时停止控制 / 087
3.12　三相异步电动机顺序启动逆序停止控制 / 087
3.13　三相异步电动机星-三角形降压启动控制 / 087
3.14　三相异步电动机反接制动控制 / 087
3.15　三相双速异步电动机的控制 / 087
3.16　机床工作台自动往返控制 / 087
3.17　车床滑台往返运动、主轴双向控制 / 087
3.18　磨床PLC控制 / 087
3.19　万能工具铣床PLC控制 / 087
3.20　滚轮机PLC控制 / 087
3.21　双头钻床PLC的控制 / 087
3.22　传送带产品检测与次品分离 / 087
3.23　车间换气系统控制 / 088
3.24　风机与燃烧机联动控制 / 088
3.25　混凝土搅拌机的PLC控制 / 088
3.26　天塔之光的PLC控制 / 088

第4章　西门子PLC控制系统设计方法 / 089
4.1　PLC应用系统设计的一般步骤 / 089
4.1.1　控制系统的设计内容 / 089
4.1.2　控制系统的设计步骤 / 089
4.2　PLC系统控制程序设计的一般方法 / 090
4.2.1　经验设计法 / 090
4.2.2　移植设计法 / 092
4.2.3　逻辑设计法 / 095
4.3　梯形图顺序控制设计法 / 097
4.3.1　顺序控制设计法简介 / 097
4.3.2　顺序控制设计法的设计步骤 / 098
4.3.3　例说顺序功能图的绘制 / 099
4.3.4　顺序功能图的结构 / 101
4.3.5　顺序功能图转梯形图的方法 / 103
4.4　模拟量控制 / 111
4.4.1　模拟量模块接线 / 111
4.4.2　组态模拟量 / 114
4.4.3　模拟量比例换算 / 119
4.4.4　模拟量常见问题 / 122

第5章　西门子S7-200 SMART PLC控制变频器、步进电机和伺服电机 / 125
5.1　变频器及其PLC控制 / 125
5.1.1　变频器简介 / 125
5.1.2　变频器的PLC控制 / 129
5.1.3　综合实例 / 131
5.2　运动指令向导 / 134
5.2.1　运动指令向导配置 / 134
5.2.2　指令向导生成的子例程 / 149
5.3　步进电机及其PLC控制 / 150
5.3.1　步进电机简介 / 150
5.3.2　步进电机的驱动器 / 151
5.3.3　步进电机的PLC控制 / 154
5.4　伺服电机及其PLC控制 / 156
5.4.1　伺服电机简介 / 156
5.4.2　伺服电机的PLC控制 / 158

第6章　西门子S7-200 SMART PLC的通信 / 161
6.1　通信端口以及连接方式 / 161
6.1.1　CPU通信端口引脚分配 / 161
6.1.2　EMDP01通信端口引脚分配 / 162
6.1.3　以太网端口连接 / 163
6.1.4　RS485网络连接 / 164
6.1.5　RS232网络连接 / 166
6.2　S7-200 SMART之间的以太网通信 / 166
6.2.1　例说S7-200 SMART CPU Get/Put向导编程 / 166
6.2.2　通过指令编程实现通信 / 170
6.3　S7-200 SMART之间PROFINET IO通信 / 175
6.3.1　PROFINET IO通信 / 175
6.3.2　PROFINET IO通信实例 / 175
6.4　S7-200 SMART之间的TCP通信 / 180
6.4.1　TCP协议通信 / 180
6.4.2　TCP协议通信实例 / 182

第7章　西门子PLC和组态软件及触摸屏的综合应用 / 186
7.1　组态王软件 / 186
7.1.1　工程管理器 / 186
7.1.2　工程浏览器 / 187
7.1.3　画面开发系统 / 187
7.1.4　运行系统和信息窗口 / 188
7.2　PLC和组态王综合应用实例 / 188
7.2.1　新建工程 / 188
7.2.2　PLC与组态王的通信 / 190
7.2.3　构造数据库 / 193
7.2.4　设计画面 / 195
7.2.5　运行和调试 / 199
7.3　WinCC flexible SMART软件 / 199
7.4　PLC和触摸屏综合应用实例 / 201
7.4.1　新建工程 / 201
7.4.2　设置IP地址 / 203
7.4.3　编写PLC程序 / 205
7.4.4　交通灯控制系统的触摸屏设计 / 207
7.4.5　运行程序 / 214

附录 / 216
附录1　三菱FX3UPLC编程基础、指令与控制系统设计 / 216
附录2　西门子PLC、三菱PLC动画操作仿真软件 / 216