西门子S7-200PLC从入门到精通双色版 [陈忠平,侯玉宝,李燕 编著] 2015年版.pdf

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西门子S7-200PLC从入门到精通双色版 [陈忠平,侯玉宝,李燕 编著] 2015年版清晰
西子 S7-200 PLC 从入门到精通 XIMENZI S7-200 PLC CONG RUMEN DAO JINGTONG 陈忠平侯玉宝李燕编著 中阅电力归照社 CHINA ELECTRIC POWER PRESS 内容提要 本书从实际工程应用出发,以国内广泛使用的德国西门子公司 SIMATIC S7 200系列PLC为对象,讲解整体式PLC的基础与实际应用等方面的内容。全书共 有11章,主要介绍了PLC的基本概况、S7-200PLC的硬件系统、S7-200PLC 编程软件的使用、S7-200的基本指令、S7-200的常用功能指令、数字量控制系 统梯形图的设计方法、S7-200模拟量功能与PⅠD控制、PLC的通信与网络、文本 显示器与变频器、PLC控制系统设计及实例、PLC的安装与维护等内容 本书语言通俗易懂,实例的实用性和针对性较强,特别适合初学者使用,对有 定PLC基础知识的读者也会有很大帮助。本书既可作为电气控制领域技术人员 的自学教材,也可作为高职高专院校、本科院校的电气工程、自动化、机电一体 化、计算机控制等专业的参考书。 图书在版编目(CIP)数据 西门子S7-200PLC从入门到精通/陈忠平,侯玉宝,李燕 编著.一北京:中国电力出版社,2015.1 ISBN978-7-5123-6286-4 I.①西…Ⅱ.①陈…②侯…③李…Ⅲ.①plc技术 Ⅳ.①TM571.6 中国版本图书馆CIP数据核字(2014)第17336号 中国电力出版社出版、发行 (北京市东城区北京站西街19号100005http://www.cepp.sgcccomcn) 航远印刷有限公司印刷 各地新华书店经售 2015年1月第一版2015年1月北京第一次印刷 787毫米×1092毫米16开本30印张698千字 印数0001-4000册定价5980元 敬告读者 本书封底贴有防伪标签,刮开涂层可查询真伪 本书如有印装质量问题,我社发行部负责退换 版权专有翻印必究 随着科学技术的飞速发展,PLC(可编程控制器)已经广泛应用于日常生 活和生产领域的各个方面。PIC是以微处理器为基础,综合了现代计算机技术、 自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型通用工业自动控制装置。因此, 前 PLC技术是广大电气技术人员、电工人员必须掌握的一门专业技术。 SIMATIC S7-200是德国西门子公司推出和一种小型整体式PLC,其结构 紧凑,具有性价比高、功能强大等特点,在我国的小型PLC市场中占有较大的 份额。为便于学习和理解 SIMATIC S7-200杀别PC控制系统的相关技术,特口 编写此书。 本书特点 1.由浅入深,循序渐进 本书在内容编排上采用由浅入深、由易到难的原则,在介绍PLC的组成及 工作原理、硬件系统构成、软件的使用等基础上,在后续章节中结合具体的实 例,逐步讲解相应指令的应用等相关知识。 2.技术全面,内容充实 全书重点突出、层次分明,注重知识的系统性、针对性和先进性。对于指 令的讲解,不是泛泛而谈,而是辅以简单的实例,使读者更易于掌握。注重理 论与实践相结合,培养工程应用能力。本书的大部分实例取材于实际工程项目 或其中的某个环节,对读者从事PLC应用和工程设计具有较大的实践指导意义 3.分析原理,步骤清晰 对于毎个实例,都分析其设计原理,总结实现的思路和步骤。读者可以根 据具体步骤实现书中的例子,将理论与实践相结合。 本书内容 第1章PLC的基本概况本章除了对PLC的定义、基本功能与特点、应 用和分类进行简单介绍外,还介绍了PIC的组成及工作原理,并将PLC控制与 其他顺序逻辑控制系统进行了比较。 第2章S7-200PIC的硬件系统本章介绍了S7-200PLC的主机单元、 扩展模块以及存储器的数据类型与地址指定。 第3章S7-200PC编程软件的使用本章介绍了PLC编程语言的种类, 并重点讲述了STEP7—Mcro/WIN编程软件及S7_200仿真软件的使用。 第4章S7-200的基本指令基本指令是PLC编程时最常用的指令。本 章介绍了基本逻辑指令、定时器指令、计数器指令和程序控制类指令,并通过 实例讲解这些基本指令的使用方法。 第5章S7-200的常用功能指令功能指令使PLC具有强大的数据处理 和特殊功能。本章主要讲解了数据处理指令、算术运算和逻辑运算指令、转换 指令、中断指令、实时时钟指令等内容。 第6章数字量控制系统梯形图的设计方法本章介绍了梯形图的设计方 法、顺序控制设计法与顺序功能图、常见的顺序控制编写梯形图的方法、S7 200顺序控制,并通过多个实例重点讲解了单序列的S7-200顺序控制、选择序 列的S7-200顺序控制、并行序列的S7-200顺序控制的应用。 第7章S7-200模拟量功能与PI控制本章介绍了模拟量的基本概念 S7-200系列的模拟量扩展模块、PI控制及PID应用控制等内容。 第8章PLC的通信与网络本章介绍了数据通信的基础知识、工业局域 网基础、S7-200系列PLC的通信与网络、S7-200系列PLC的 Modbus通信 S7-200系列PLC的自由端口通信、S7-200系列PLC的PPI通信等内容。 第9章文本显示器与变频器本章介绍了文本显示器的使用方法,以及 变频器的接线方法、调试方法等内容,然后通过实例讲解PLC在变频器控制系 统中的应用。 第10章PLC控制系统设计及实例本章讲解了PLC控制系统的设计方 法,通过实例讲解了PLC在电动机控制系统以及PLC在机床电气控制系统中的 应用。 第11章PLC的安装与维护本章讲解了PLC的安装方法、主机单元和 扩展I/O单元的接线、PLC的维护和维修等内容 参加本书编写工作的有湖南工程职业技术学院陈忠平,湖南涉外经济学院 侯玉宝和高金定,长沙航天工业学校李燕,衡阳技师学院胡彦伦,湖南航天诚 远精密机械有限公司刘琼,湖南科技职业技术学院高见芳,湖南工程职业技术 学院李锐敏、周少华、龙晓庆和龚亮,湖南三一重工集团王汉其等。全书由湖 南工程职业技术学院陈建忠教授主审。 由于编者知识水平和经验的局限性,书中难免有疏漏之处,敬请广大读者 批评指正。 作者 2014年7月 前言 第1章PLC的基本概况… 1.1PLC简介…………… 1.1.1PLC的定义…… 1.1.2PLC的基本功能与特点 1.1.3PLC的应用和分类 111237 1.1.4西门子PIC简介 录 1.2PLC的组成及工作原理 1.2.1PLC的组成………………………………………… 1.2.2PLC的工作原理……… 13 1.3PIC与其他顺序逻辑控制系统的比较………………………14 1.3.1PIC与继电器控制系统的比较 ………14 1.3.2PLC与微型计算机控制系统的比较…… 16 1.3.3PIC与单片机控制系统的比较 16 1.3.4PLC与DCS的比较…… 17 第2章S7-200PIC的硬件系统……… …………………19 2.1主机单元 …19 2.1.1主机单元的类别及性能 19 2.1.2主机单元的外形结构 2.1.3主机单元的IO…………………22 2.2扩展模块 25 2.2.1数字量扩展模块………………25 2.2.2模拟量扩展模块 ……26 2.2.3通信扩展模块…………………27 2.2.4特殊功能扩展模块 ……………………27 2.3数据存储器…………………………………28 2.3.1数据长度 2.3.2数制 .······:..·.······。...,..。.....。......a..a.. …28 2.3.3数据类型及数据范围 2.3.4数据存储器的编址方式 ……31 24S7-200的存储系统与寻址方式… 31 2.41S7-200的存储系统……… …31 2.4.2S7-200存储器范围及特性… 35 24.3寻址方式……… 35 第3章S7-200PLC编程软件的使用………………………38 3.1PLC编程语言………… 38 3.1.1PLC编程语言的国际标准 38 3.1.2梯形图 Q 3.1.3语句表 …………………………42 3.1.4顺序功能图 …42 3.1.5功能块图… 0···。,··。.··.·。,.。。··。·非··,·。·,·非 2 3.2S7-200编程软件的使用 3.2.1编程软件的安装 ……43 3.2.2STEP7- Micro/WIN简介……………………………………45 3.2.3编程计算机与CPU通信………………………50 3.2.4系统块设置… 54 3.2.5程序的编写与编辑 · 64 3.2.6程序的编译与下载 67 3.2.7程序的调试与监控 69 3.3S7-200仿真软件的使用… 74 第4章S7-200的基本指令……… 77 4.1基本逻辑指令 77 4.1.1基本位操作指令 77 4.1.2块操作指令…………………………………………80 4.1.3逻辑堆栈指令 83 4.1.4置位与复位指令……………………………85 4.1.5取反与空操作指令 86 4.1.6立即IO指令 86 4.1.7边沿触发指令 88 4.2定时器指令… 89 4.2.1定时器的基本知识 ……89 4.2.2定时器指令……………………………………90 4.2.3定时器指令的应用 93 3计数器指令……………………………………………………95 4.3.1加计数器指令 96 4.3.2减计数器指令……………………………………………96 4.33加/减计数器指令… 97 4.3.4计数器指令的应用 97 4.4程序控制类指令… …102 4.4.1结束及暂停指令 102 4.4.2看门狗复位指令 102 4.4.3跳转及标号指令……………………103 4.4.4循环指令 105 4.4.5子程序调用与返回指令 ……105 第5章S7-200的常用功能指令· …………109 5.1S7-200系列PLC的数据处理指令…………………………109 5.1.1S7-200系列PLC的传送指令 109 5.1.2S7-200系列PLC的字节交换与读写指令…112 5.1.3S7-200系列PLC的移位指令 113 5.1.4S7-200系列PIC的比较指令…………118 5.2S7-200系列PLC的算术运算和逻辑运算指令 ……120 5.2.1S7-200系列PLC的算术运算指令…120 5.2.2S7-200系列PLC的逻辑运算指令……131 5.3S7-200系列PLC的表功能指令……………136 5.3.1S7-200系列PLC的填表指令… ……136 5.3.2S7-200系列PLC的查表指令………137 5.3.3S7-200系列PLC的表取数指令………138 5.3.4S7-200系列PLC的存储器填充指令…………140 5.4S7-200系列PLC的转换指令 …140 5.4.1S7-200系列PLC的数据转换指令……140 5.4.2S7-200系列PLC的编码和译码指令………144 5.4.3S7-200系列PLC七段显示译码指令 145 5.4.4S7-200系列PLC的ASCⅡ码转换指令………………146 5.5S7-200系列PLC的中断指令 看d 150 5.5.1中断源 …………………………………………150 5.5.2中断控制指令 152 5.53中断程序… …153 5.6S7-200系列PLC的高速处理指令………………………156 5.6.1S7-200系列PLC的高速计数指令 ……………156 5.6.2S7-200系列PIC的高速脉冲指令…………… 164 5.7S7-200系列PLC的实时时钟指令……… 5.7.1设定实时时钟指令………………………………176 5.7.2读实时时钟指令… …………………176 第6章数字量控制系统梯形图的设计方法……………178 6.1梯形图的设计方法…………178 6.1.1根据继电器一接触器电路图设计梯形图……………178 6.1.2用经验法设计梯形图…………………………………181 6.2顺序控制设计法与顺序功能图…………………185 6.2.1步与动作……………………………………186 6.2.2有向连接与转换…… ……186 6.23顺序功能图的基本结构…………………187 6.3常见的顺序控制编写梯形图的方法… 188 6.3.1启保停方式的顺序控制…………………188 6.3.2转换中心方式的顺序控制 189 6.4S7-200顺序控制…… 191 6.4.1S7-200顺序控制指令 191 6.4.2顺序控制指令方式的顺序功能图 191 6.5单序列的S7-200顺序控制应用实例……………………195 6.5.1液压动力滑台的PLC控制…… 195 6.5.2PLC在注塑成型生产线控制系统中的应用 198 6.5.3PLC在简易机械手中的应用 208 6.6选择序列的S7-200顺序控制应用实例…………………215 6.6.1闪烁灯控制…… ··············· 215 6.6.2多台电动机的PLC启停控制 220 6.6.3大小球分捡机的PLC控制……229 6.7并行序列的S7-200顺序控制应用实例 ………240 6.7.1人行道交通信号灯控制………………240 6.7.2双面钻孔组合机床的PLC控制 246 第7章S7-200模拟量功能与PI控制… …………………261 7.1模拟量的基本概念………………………………261 7.1.1模拟量处理流程∵ 7.1.2模拟量的表示及精度……………………………………262 7.1.3模拟量输入方法 …265 7.1.4模拟量输出方法…………………………265 7.2S7-200系列的模拟量扩展模块 266 7.2.1EM231模拟量扩展输入模块………………266 7.2.2EM235模拟量扩展输人/输出模块 268 7.2.3EM232模拟量扩展输出模块…………………271l 7.3模拟量控制的使用…… 271 7.3.1模拟量扩展模块的地址编排∴…………271 7.3.2模拟量扩展模块的数据字格式 272 7.3.3模拟量信号的转换………………………………273 7.3.4模拟量扩展模块的使用与仿真…………………274 7.4PID闭环控制……………………… 279 7.4.1模拟量闭环控制系统的组成… …279 7.4.2PID控制原理 280 7.4.3PID回路控制参数表及指令 283

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