碼上學(xué)會(huì) S7-200 /300/400 PLC編程及應(yīng)用全能一本通（雙色版）

第 1章　可編程控制器概述　1
1．1　可編程控制器的定義　1
1．2　可編程控制器的發(fā)展過(guò)程及基本功能　1
1．3　可編程控制器的特點(diǎn)、性能指標(biāo)及分類(lèi)　2
1．4　可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理　5
1．4．1　可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)　5
1．4．2　可編程控制器的工作原理　6
原理動(dòng)畫(huà)——S7-200　系列PLC　的工作原理　6
1．5　可編程控制器的編程語(yǔ)言　7
1．6　可編程控制器與其他工業(yè)控制裝置的比較　9
1．7　可編程控制器的發(fā)展趨勢(shì)　10
1．8　思考與練習(xí)　11
第 2章　S7　PLC　的系統(tǒng)特性　12
2．1　S7-200　PLC　的系統(tǒng)組成及特性　12
2．1．1　S7-200　PLC　概述　12
原理動(dòng)畫(huà)——S7-200　系列PLC　12
2．1．2　S7-200　PLC　的系統(tǒng)特性　14
2．1．3　S7-200　PLC　的擴(kuò)展模塊　15
2．1．4　S7-200　PLC　的I/O　地址分配　15
2．2　S7-200　系列PLC　的性能與工作方式　16
2．2．1　S7-200　系列PLC　的輸入/　輸出系統(tǒng)性能　16
2．2．2　S7-200　系列PLC　的存儲(chǔ)系統(tǒng)性能　17
2．2．3　S7-200　系列PLC　的工作方式　19
2．2．4　S7-200　系列PLC　的電源計(jì)算　19
2．2．5　S7-200　系列PLC　的最大I/O原則　20
2．2．6　S7-200　系列PLC　的外部接線　21
2．3　S7-200　系列PLC　的編程　23
2．3．1　PLC　的編程語(yǔ)言　23
2．3．2　S7-200　系列PLC　的程序結(jié)構(gòu)　24
2．3．3　實(shí)例：異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制　25
2．4　S7-300　PLC　的系統(tǒng)組成及特性　25
2．4．1　S7-300　PLC　概述　26
2．4．2　S7-300　PLC　的系統(tǒng)特性　27
2．4．3　S7-300　PLC　的I/O　地址分配　30
2．5　S7-400　PLC　的系統(tǒng)組成及特性　31
2．5．1　S7-400　PLC　概述　31
2．5．2　S7-400　PLC　的系統(tǒng)特性　32
2．5．3　S7-400　PLC　的I/O　地址分配　33
2．6　S7-300　PLC　的模塊特性　33
2．7　S7-400　PLC　的模塊特性　39
2．8　思考與練習(xí)　43
第3章　S7-200　的指令系統(tǒng)　44
3．1　編程元件及尋址方式　44
3．1．1　S7-200　的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型　44
3．1．2　編程元件　44
原理動(dòng)畫(huà)——S7-200　系列PLC　的內(nèi)部元器件　44
3．1．3　編程元件的尋址　48
3．2　基本指令　50
原理動(dòng)畫(huà)——S7-200系列PLC基本指令的使用　50
3．2．1　基本位操作指令　50
3．2．2　邏輯堆棧指令　57
3．2．3　定時(shí)器指令　59
3．2．4　計(jì)數(shù)器指令　66
3．2．5　比較指令　70
3．3　運(yùn)算指令　72
原理動(dòng)畫(huà)——S7-200系列PLC的功能指令　72
3．3．1　四則運(yùn)算及增減指令　72
3．3．2　數(shù)學(xué)函數(shù)指令　76
3．3．3　邏輯運(yùn)算指令　78
3．4　數(shù)據(jù)處理指令　81
3．4．1　數(shù)據(jù)傳送指令　81
3．4．2　移位指令　84
3．4．3　字節(jié)交換指令　87
3．5　表功能指令　87
3．5．1　填表指令　87
3．5．2　表取數(shù)指令　88
3．5．3　填充指令　90
3．5．4　表查找指令　90
3．6　轉(zhuǎn)換指令　91
3．6．1　數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換指令　91
3．6．2　編碼和譯碼指令　93
3．6．3　字符串轉(zhuǎn)換指令　94
3．7　程序控制類(lèi)指令　98
3．7．1　結(jié)束、暫停指令和看門(mén)狗指令　98
3．7．2　跳轉(zhuǎn)指令　99
3．7．3　循環(huán)指令　100
3．7．4　子程序指令　102
3．7．5　與ENO　指令　104
3．8　特殊指令　104
3．8．1　實(shí)時(shí)時(shí)鐘指令　104
3．8．2　中斷指令　105
3．8．3　高速計(jì)數(shù)器指令　109
3．8．4　高速脈沖輸出指令　119
3．8．5　PID指令　126
原理動(dòng)畫(huà)——PID控制的水箱水位控制　129
3．9　實(shí)例：廣告牌循環(huán)彩燈的PLC控制　130
原理動(dòng)畫(huà)——廣告牌循環(huán)彩燈的PLC控制　130
3．10　思考與練習(xí)　132
第4章　PLC梯形圖程序設(shè)計(jì)　133
4．1　PLC的程序設(shè)計(jì)方法　133
4．1．1　經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法　133
4．1．2　繼電器控制電路移植法　134
4．1．3　順序控制設(shè)計(jì)法　136
4．2　梯形圖設(shè)計(jì)規(guī)則　136
4．3　順序功能圖　137
4．3．1　順序功能圖簡(jiǎn)介　137
4．3．2　順序功能圖繪制的注意事項(xiàng)　138
4．3．3　順序控制指令　139
4．3．4　順序功能圖的編程　140
原理動(dòng)畫(huà)——單流程控制　140
原理動(dòng)畫(huà)——并行流程和選擇流程控制　141
4．4　PLC　程序及調(diào)試說(shuō)明　142
4．4．1　復(fù)雜程序的設(shè)計(jì)方法　142
4．4．2　程序的內(nèi)容和質(zhì)量　143
4．4．3　程序的調(diào)試　143
4．5　典型的簡(jiǎn)單電路編程　144
4．6　典型的簡(jiǎn)單環(huán)節(jié)編程　147
原理動(dòng)畫(huà)——電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制　148
4．7　實(shí)例：順序控制功能圖在小車(chē)行程控制中的應(yīng)用　151
原理動(dòng)畫(huà)——送料小車(chē)3　點(diǎn)往返運(yùn)行PLC控制系統(tǒng)　151
4．8　思考與練習(xí)　153
第5章　S7-200　系列PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)　154
5．1　PLC　數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)知識(shí)　154
5．1．1　數(shù)據(jù)通信的傳輸方式　154
5．1．2　通信介質(zhì)　156
5．1．3　串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)　158
5．1．4　PLC　的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)　160
5．2　S7-200　的通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)　162
5．2．1　S7-200　的通信概述　162
5．2．2　通信連接方式　164
5．2．3　通信協(xié)議　165
5．3　S7-200　的網(wǎng)絡(luò)通信及應(yīng)用　170
5．3．1　S7-200　的通信指令　170
5．3．2　PPI　通信　170
5．3．3　自由口通信　174
5．3．4　自由口通信應(yīng)用實(shí)例　176
5．4　西門(mén)子MPI　協(xié)議及應(yīng)用　182
5．5　Profibus-DP　通信及應(yīng)用　183
5．5．1　PROFIBUS　通信概述　183
5．5．2　S7-300/400和S7-200PLC的PROFIBUS-DP　通信應(yīng)用實(shí)例　184
5．6　工業(yè)以太網(wǎng)通信及應(yīng)用　187
5．6．1　工業(yè)以太網(wǎng)概述　187
5．6．2　S7-200PLC之間的以太網(wǎng)通信　188
5．6．3　S7-200PLC和S7-300PLC的以太網(wǎng)連接　190
5．6．4　PC-ACCESS　通過(guò)以太網(wǎng)訪問(wèn)S7-200　PLC　191
5．7　實(shí)例：PLC　與遠(yuǎn)程PC　的通信　192
5．8　思考與練習(xí)　193
第6章　STEP7-Micro/WIN編程軟件　194
6．1　編程軟件STEP7-Micro/WIN的安裝　194
6．2　STEP7-Micro/WIN編程軟件的功能　194
6．2．1　STEP　7-Micro/WIN的基本功能　194
6．2．2　軟件界面及其功能介紹　195
6．2．3　系統(tǒng)組態(tài)　197
6．3　STEP　7-Micro/WIN編程軟件的使用　201
6．3．1　文件操作　202
6．3．2　編輯程序　204
6．3．3　下載與運(yùn)行程序　211
6．4　仿真運(yùn)行點(diǎn)動(dòng)控制程序　212
6．5　實(shí)例1：使用指令向?qū)С跏蓟疕SC1的工作模式0　216
6．6　實(shí)例2：應(yīng)用PID指令向?qū)Ь帉?xiě)水箱水位控制程序　218
6．7　思考與練習(xí)　222
第7章　STEP7編程軟件基礎(chǔ)　223
7．1　STEP7編程軟件概述　223
7．2　STEP7軟件安裝　225
7．3　SIMATIC管理器　227
7．3．1　SIMATIC管理器的操作界面　227
7．3．2　SIMATIC管理器自定義選項(xiàng)設(shè)置　228
7．4　STEP7的使用　230
7．4．1　創(chuàng)建項(xiàng)目　230
7．4．2　硬件組態(tài)　234
7．4．3　編輯符號(hào)表　241
7．4．4　生成用戶(hù)程序　243
7．4．5　程序的下載與上傳　244
7．5　S7-PLCSIM仿真軟件　245
7．5．1　S7-PLCSIM的主要功能　245
7．5．2　S7-PLCSIM的使用方法　246
7．5．3　仿真PLC與真實(shí)PLC的區(qū)別　247
7．6　實(shí)例：S7-300系列PLC硬件組態(tài)　248
7．7　思考與練習(xí)　251
第8章　STEP7指令系統(tǒng)及應(yīng)用　252
8．1　PLC編程基礎(chǔ)　252
8．1．1　STEP7中的編程語(yǔ)言　252
8．1．2　S7-300/400CPU的系統(tǒng)存儲(chǔ)器　254
8．1．3　S7-300/400CPU的寄存器　254
8．1．4　數(shù)據(jù)類(lèi)型　255
8．2　S7-300/400指令基礎(chǔ)　256
8．2．1　指令操作數(shù)　257
8．2．2　尋址方式　257
8．2．3　指令的基本構(gòu)成　258
8．2．4　PLC編程的基本原則　258
8．3　位邏輯指令及其應(yīng)用　258
8．3．1　觸點(diǎn)與線圈指令　259
8．3．2　基本邏輯指令　259
8．3．3　置位和復(fù)位指令　261
8．3．4　RS　和SR　觸發(fā)器指令　262
8．3．5　跳變沿檢測(cè)指令　262
8．4　定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令　263
8．4．1　定時(shí)器指令　263
8．4．2　計(jì)數(shù)器指令　266
8．5　數(shù)據(jù)處理功能指令　269
8．5．1　裝入和傳送指令　269
8．5．2　比較指令　272
8．5．3　轉(zhuǎn)換指令　273
8．5．4　移位和循環(huán)移位指令　276
8．5．5　累加器操作和地址寄存器指令　277
8．5．6　數(shù)據(jù)處理功能指令編程舉例　279
8．6　控制指令　279
8．6．1　邏輯控制指令　279
8．6．2　程序控制指令　281
8．6．3　主控繼電器指令　282
8．7　數(shù)據(jù)運(yùn)算指令　282
8．7．1　整數(shù)算術(shù)運(yùn)算指令　282
8．7．2　浮點(diǎn)數(shù)算術(shù)運(yùn)算指令　284
8．7．3　字邏輯運(yùn)算指令　286
8．7．4　數(shù)據(jù)運(yùn)算指令舉例　287
8．8　實(shí)例1：位邏輯指令的應(yīng)用　287
8．9　實(shí)例2：定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令編程　288
8．10　思考與練習(xí)　290
第9章　S7-300/400系列PLC的程序結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)　291
9．1　編程方式與程序塊　291
9．2　數(shù)據(jù)塊與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　297
9．3　PLC中的程序　299
9．4　用戶(hù)程序　300
9．4．1　用戶(hù)程序中的塊結(jié)構(gòu)　300
9．4．2　程序結(jié)構(gòu)　301
9．5　組織塊與中斷處理　301
9．5．1　中斷的基本概念　301
9．5．2　組織塊　302
9．5．3　循環(huán)處理的主程序OB1　302
9．5．4　日期時(shí)間中斷組織塊OB10～OB17　303
9．5．5　時(shí)間延時(shí)中斷組織塊OB20～OB23　304
9．5．6　循環(huán)中斷組織塊OB30～OB38　305
9．5．7　硬件中斷組織塊OB40～OB47　305
9．5．8　背景組織塊OB90　306
9．5．9　啟動(dòng)組織塊OB100／OB101／OB102　306
9．5．10　故障處理組織塊OB80-OB87/OB121/OB122　306
9．6　S7系列PLC程序設(shè)計(jì)　308
9．6．1　實(shí)例1：工業(yè)攪拌過(guò)程控制　308
9．6．2　實(shí)例2：搶答器設(shè)計(jì)　314
9．6．3　實(shí)例3：液壓送料機(jī)PLC控制　317
9．6．4　實(shí)例4：五層電梯的PLC控制　322
9．7　思考與練習(xí)　331
第 10章　PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)　333
10．1　PLC控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)　333
10．1．1　PLC控制系統(tǒng)的類(lèi)型　333
10．1．2　PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則　334
10．1．3　PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟　335
10．1．4　減少PLC輸入和輸出點(diǎn)數(shù)的方法　337
10．2　提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施　339
10．2．1　供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)　339
10．2．2　接地設(shè)計(jì)　342
10．2．3　PLC輸入/輸出電路的設(shè)計(jì)　342
10．2．4　電氣柜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)　345
10．2．5　現(xiàn)場(chǎng)布線圖設(shè)計(jì)　345
10．2．6　冗余設(shè)計(jì)　345
10．2．7　軟件抗干擾方法　346
S7-200
10．2．8　工作環(huán)境處理　346
10．2．9　抑制電路　347
10．2．10　抗干擾措施　347
10．3　S7-200　PLC　控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)　348
10．3．1　三級(jí)皮帶運(yùn)輸機(jī)　348
10．3．2　機(jī)械手工作控制　351
10．3．3　鉆床精度控制系統(tǒng)　355
10．3．4　自動(dòng)配料控制系統(tǒng)　359
10．3．5　爐窖溫度控制系統(tǒng)　362
10．4　水塔水位S7-300/400PLC控制　370
10．4．1　水塔水位控制系統(tǒng)PLC硬件設(shè)計(jì)　370
10．4．2　水塔水位控制系統(tǒng)PLC軟件設(shè)計(jì)　371
10．5　交通燈控制系統(tǒng)S7-300/400PLC設(shè)計(jì)　375
10．5．1　系統(tǒng)控制要求　375
10．5．2　交通燈控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)　375
10．5．3　交通燈控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)　377
10．6　思考與練習(xí)　379
第 11章　S7PLC安裝維修與故障診斷　382
11．1　S7-200PLC的安裝和拆除　382
11．1．1　S7-200PLC的安裝環(huán)境　382
11．1．2　S7-200PLC安裝注意事項(xiàng)　383
11．1．3　安裝或拆除S7-200　PLC　383
11．1．4　S7-200PLC的接線　385
11．2　S7-200PLC故障檢查和維修　387
11．2．1　PLC的維護(hù)　388
11．2．2　定期維護(hù)檢修　389
11．2．3　PLC的故障分析和處理　390
11．2．4　S7-200的故障信息診斷　392
11．3　S7-200PLC應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試　394
11．4　S7-200PLC故障檢查實(shí)例　395
11．5　S7-300/400PLC的基本故障種類(lèi)　398
11．6　S7-300/400PLC的常規(guī)檢查與維護(hù)　398
11．7　S7-300/400PLC外部故障的排除　399
11．8　S7-300/400PLC內(nèi)部錯(cuò)誤的故障診斷　403
11．8．1　故障診斷的基本方法　403
11．8．2　利用CPU　診斷緩沖區(qū)進(jìn)行詳細(xì)故障診斷　403
11．8．3　錯(cuò)誤處理組織塊　406
11．9　思考與練習(xí)　421