內容簡介
本書是電子工業出版社職業教育電氣自動化專業系列教材之一。充分體現了職業教育培養技能型人才的教學特色。 本書主要以西門子S7-200 PLC 為對象,以S7-200 PLC 的套用技術為重點。全書共6 章,主要內容有PLC 基礎知識、認識S7-200 PLC、PLC 程式設計基礎、PLC 功能指令及套用、順序控制的程式設計,以及PLC 套用系統設計與實例。每章後均配有相應的習題供學習時使用。
本書可供電氣自動化專業、機電控制技術專業、電子技術及套用專業、
自動化儀表專業使用,也可作為工程技術人員的參考書。
圖書目錄
第1 章 PLC 基礎知識 ............................................................................................................... 1
1.1 PLC 的定義與發展 ....................................................................................................... 1
1.1.1 PLC 的定義 ........................................................................................................ 1
1.1.2 PLC 的發展概況 ................................................................................................ 2
1.2 PLC 的特點、套用與分類 ........................................................................................... 4
1.2.1 PLC 的特點 ........................................................................................................ 4
1.2.2 PLC 的套用 ........................................................................................................ 5
1.2.3 PLC 的分類 ........................................................................................................ 6
1.3 PLC 的組成、原理及性能指標 ................................................................................... 7
1.3.1 PLC 的基本組成 ................................................................................................ 7
1.3.2 PLC 的工作原理 .............................................................................................. 12
1.3.3 PLC 主要性能指標 .......................................................................................... 14
1.4 PLC 與其他控制系統的比較 ..................................................................................... 15
1.4.1 PLC 與繼電器控制系統的比較 ...................................................................... 15
1.4.2 PLC 與微型計算機的比較 .............................................................................. 16
1.4.3 PLC 與單片機控制系統的比較 ...................................................................... 17
本章小結 .............................................................................................................................. 18
習題一 ................................................................................................................................. 19
第2 章 認識S7-200 PLC ....................................................................................................... 20
2.1 S7-200 系列PLC 概述 ............................................................................................... 20
2.1.1 初識S7-200 CPU ............................................................................................. 20
2.1.2 擴展功能模組 .................................................................................................. 24
2.2 STEP7-Micro/WIN 編程軟體簡介 ............................................................................. 24
2.2.1 STEP7-Micro/WIN 編程軟體的安裝 .............................................................. 25
2.2.2 PLC 與計算機通信的建立和設定 .................................................................. 26
2.2.3 編程軟體的基本使用方法 .............................................................................. 28
2.3 仿真軟體的使用 ......................................................................................................... 32
2.3.1 導出S7-200 的程式代碼 ................................................................................. 32
2.3.2 仿真軟體的進入 .............................................................................................. 33
2.3.3 PLC 配置 .......................................................................................................... 34
2.3.4 載入程式 .......................................................................................................... 34
VI
2.3.5 仿真調試程式 .................................................................................................. 34
2.3.6 監視變數 .......................................................................................................... 34
本章小結 .............................................................................................................................. 35
習題二 ................................................................................................................................. 36
第3 章 PLC 程式設計基礎 ..................................................................................................... 37
3.1 S7-200 PLC 程式語言和程式結構 ............................................................................ 37
3.1.1 S7-200PLC 程式語言簡介 .............................................................................. 37
3.1.2 S7-200 PLC 程式結構 ..................................................................................... 38
3.2 S7-200 系列PLC 內部元件及定址方式 ................................................................... 39
3.2.1 數值的表示方式 .............................................................................................. 39
3.2.2 S7-200 PLC 編址方式 ..................................................................................... 39
3.2.3 S7-200 PLC 內部元件 ..................................................................................... 40
3.2.4 定址方式 .......................................................................................................... 43
3.3 基本邏輯指令及套用 ................................................................................................. 45
3.3.1 梯形圖繪製規則 .............................................................................................. 45
3.3.2 基本邏輯指令 .................................................................................................. 46
3.4 定時器指令及套用 ..................................................................................................... 54
3.4.1 定時器指令基本概念 ...................................................................................... 54
3.4.2 定時器的工作情況 .......................................................................................... 55
3.4.3 定時器套用舉例 .............................................................................................. 56
3.5 計數器指令及套用 ..................................................................................................... 60
3.5.1 計數器指令基本概念 ...................................................................................... 60
3.5.2 各計數器的工作情況 ...................................................................................... 60
3.5.3 計數器套用舉例 .............................................................................................. 62
3.6 基本指令綜合套用舉例 ............................................................................................. 64
3.6.1 電動機間歇運動控制 ...................................................................................... 64
3.6.2 增氧泵定時控制 .............................................................................................. 65
3.6.3 貨物計數顯示控制 .......................................................................................... 66
3.6.4 倉庫門自動開關控制 ...................................................................................... 66
3.6.5 攪拌器控制 ...................................................................................................... 68
3.6.6 搶答器控制 ...................................................................................................... 69
3.6.7 料盤電動機星-三角啟動控制 ......................................................................... 70
3.6.8 設備過載報警控制 .......................................................................................... 73
本章小結 .............................................................................................................................. 74
習題三 ................................................................................................................................. 75
第4 章 PLC 功能指令及套用 ................................................................................................. 77
4.1 數據傳送指令及套用 ................................................................................................. 77
目 錄
VII
4.1.1 單一數據傳送指令 .......................................................................................... 77
4.1.2 位元組立即傳送指令 .......................................................................................... 78
4.1.3 數據塊傳送指令 .............................................................................................. 78
4.1.4 位元組交換指令 .................................................................................................. 79
4.2 程式控制指令及套用 ................................................................................................. 79
4.2.1 結束指令 .......................................................................................................... 79
4.2.2 暫停指令 .......................................................................................................... 80
4.2.3 跳轉指令 .......................................................................................................... 80
4.2.4 與ENO 指令 .................................................................................................... 82
4.3 循環移位指令及套用 ................................................................................................. 82
4.3.1 左、右移位指令 .............................................................................................. 82
4.3.2 循環移位指令 .................................................................................................. 83
4.3.3 暫存器移位指令 .............................................................................................. 84
4.4 子程式的編寫及調用 ................................................................................................. 85
4.4.1 建立子程式 ...................................................................................................... 85
4.4.2 子程式的調用和子程式的返回 ...................................................................... 86
4.4.3 帶參數的子程式調用 ...................................................................................... 87
4.5 算術運算、邏輯運算指令 ......................................................................................... 89
4.5.1 算術運算指令 .................................................................................................. 89
4.5.2 邏輯運算指令 .................................................................................................. 92
4.6 功能指令綜合套用 ..................................................................................................... 94
4.6.1 多台電動機啟停控制 ...................................................................................... 94
4.6.2 設備運行時間記錄 .......................................................................................... 94
4.6.3 加熱爐加熱時間選擇 ...................................................................................... 95
4.6.4 多台電動機依次循環工作 .............................................................................. 96
4.6.5 三角函式運算 .................................................................................................. 97
本章小結 .............................................................................................................................. 98
習題四 ................................................................................................................................. 99
第5 章 順序控制的程式設計 ................................................................................................ 100
5.1 順序控制設計基礎 ................................................................................................... 100
5.1.1 順序控制設計概述 ........................................................................................ 100
5.1.2 順序功能圖的基本概念 ................................................................................ 100
5.1.3 順序功能圖的基本結構 ................................................................................ 102
5.1.4 繪製功能圖應注意的問題 ............................................................................ 103
5.2 順序功能圖的實現方法 ........................................................................................... 104
5.2.1 利用順序控制指令實現順序功能圖 ............................................................ 104
5.2.2 利用啟保停程式實現順序功能圖 ................................................................ 105
5.2.3 利用置位復位指令實現順序功能圖 ............................................................ 106
VIII
5.3 順序功能圖的套用 ................................................................................................... 108
5.3.1 運料小車運動控制 ........................................................................................ 108
5.3.2 某剪板機的控制 .............................................................................................110
5.3.3 鋼球分揀裝置的控制 .....................................................................................113
本章小結 .............................................................................................................................118
習題五 ................................................................................................................................119
第6 章 PLC 套用系統設計與實例 ....................................................................................... 121
6.1 PLC 套用系統設計概述 ........................................................................................... 121
6.1.1 PLC 套用系統設計的基本原則和主要內容 ................................................ 121
6.1.2 PLC 套用系統設計與調試的主要步驟 ........................................................ 122
6.2 PLC 套用系統常用低壓電器 ................................................................................... 124
6.2.1 開關電器 ........................................................................................................ 124
6.2.2 熔斷器 ............................................................................................................ 125
6.2.3 主令電器 ........................................................................................................ 125
6.2.4 接觸器 ............................................................................................................ 128
6.2.5 繼電器 ............................................................................................................ 129
6.3 PLC 套用中若干問題 ............................................................................................... 131
6.3.1 PLC 選型問題 ................................................................................................ 131
6.3.2 干擾及抗干擾措施 ........................................................................................ 132
6.3.3 節省I/O 點數的方法 ..................................................................................... 133
6.4 PLC 的安裝與維護 ................................................................................................... 134
6.4.1 PLC 的工作環境 ............................................................................................ 135
6.4.2 PLC 的安裝 .................................................................................................... 135
6.4.3 控制系統的接線 ............................................................................................ 136
6.4.4 PLC 的檢修與維護 ........................................................................................ 137
6.4.5 PLC 的故障診斷 ............................................................................................ 138
6.5 PLC 套用舉例 ........................................................................................................... 138
6.5.1 彎管機的控制 ................................................................................................ 138
6.5.2 液體混合裝置的控制 .................................................................................... 141
6.5.3 十字路口交通燈的控制 ................................................................................ 144
6.5.4 自動裝箱生產線的控制 ................................................................................ 147
6.5.5 生產線氣動搬運機械手的控制 .................................................................... 149
本章小結 ............................................................................................................................ 154
習題六 ............................................................................................................................... 154
習題參考答案 ............................................................................................................................ 156
參考文獻 ................................................................................................................................... 176