老向講工控--PLC編程手冊

《老向講工控--PLC編程手冊》是2022年化學工業出版社出版的圖書。

基本介紹

• 中文名：老向講工控--PLC編程手冊
• 出版時間：2022年1月
• 出版社：化學工業出版社
• ISBN：9787122385697

內容簡介

本書從PLC編程基礎出發，以案例引導學習的方式，結合視頻講解，全面系統地介紹了西門子S7-1200/1500 PLC、三菱FX系列PLC和歐姆龍CP1系列PLC的編程和工程套用。全書共分為五個部分，前三部分主要講解4種常用PLC的硬體和接線、編程軟體的使用和PLC的程式語言；第四部分為高級套用篇，主要講解PLC的編程方法與調試、PLC的通信、PLC在過程控制和運動中的套用；第五部分為PLC的工程套用案例。

本書採用雙色圖解，內容全面豐富，重點突出，且注重實用性，幾乎每章都配有典型的實用案例，大部分實例都有詳細的軟、硬體配置清單，並配有接線圖和程式，讀者可以模仿學習。對重點和複雜內容還配有100多個微課視頻，方便讀者學習。

本書可供從事PLC編程及套用的工控技術人員學習和參考，也可作為大中專院校機電類、信息類專業的參考書和工具書。

圖書目錄

第1 篇　西門子PLC 編程及套用

第1 章 西門子S7-1200 PLC 的硬體 2

1.1　西門子S7-1200 PLC 概述 2

1.1.1　西門子PLC 簡介 2

1.1.2　西門子S7-1200 PLC 的性能特點 4

1.2　西門子S7-1200 PLC 常用模組及其接線4

1.2.1　西門子S7-1200 PLC 的CPU 模組及其接線 5

1.2.2　西門子S7-1200 PLC 數字量擴展模組及其接線 10

1.2.3　西門子S7-1200 PLC 模擬量模組14

1.2.4　西門子S7-1200 PLC 信號板及其接線19

1.2.5　西門子S7-1200 PLC 通信模組 20

1.2.6　其他模組21

第2 章 西門子S7-1500 PLC 的硬體 22

2.1　西門子S7-1500 PLC 的性能特點22

2.2　西門子S7-1500 PLC 常用模組及其接線23

2.2.1　電源模組23

2.2.2　西門子S7-1500 PLC 的CPU 模組及其附屬檔案24

2.2.3　西門子S7-1500 PLC 信號模組及其接線31

2.2.4　西門子S7-1500 PLC 通信模組41

2.2.5　西門子S7-1500 PLC 工藝模組及其接線41

2.2.6　西門子S7-1500 PLC 分散式模組43

2.3　西門子S7-1500 PLC 的硬體安裝44

2.3.1　硬體配置45

2.3.2　硬體安裝46

2.3.3　接線48

第3章 TIA博途（Portal）軟體使用入門 50

3.1　TIA博途（Portal）軟體簡介50

3.1.1　初識TIA博途（Portal）軟體50

3.1.2　安裝TIA博途軟體的軟硬體條件52

3.1.3　安裝TIA博途軟體的注意事項53

3.1.4　安裝和卸載TIA博途軟體53

3.2　TIA Portal視圖與項目視圖60

3.2.1　TIA Portal視圖結構60

3.2.2　項目視圖60

3.2.3　項目樹62

3.3　創建和編輯項目63

3.3.1　創建項目63

3.3.2　添加設備65

3.3.3　編輯項目（打開、保存、另外儲存為、關閉和刪除）66

3.4　CPU參數配置68

3.4.1　常規69

3.4.2　PROFINET接口69

3.4.3　啟動74

3.4.4　循環75

3.4.5　通信負載75

3.4.6　系統和時鐘存儲器75

3.4.7　系統診斷77

3.4.8　顯示77

3.4.9　保護78

3.4.10　系統電源79

3.4.11　連線資源80

3.4.12　地址總覽80

3.5　西門子S7-1500 PLC的I/O參數的配置80

3.5.1　數字量輸入模組參數的配置81

3.5.2　數字量輸出模組參數的配置83

3.5.3　模擬量輸入模組參數的配置84

3.5.4　模擬量輸出模組參數的配置85

3.5.5　在“設備概覽”選項卡中進行模組參數的配置87

3.6　編譯、下載、上傳和檢測87

3.6.1　編譯87

3.6.2　下載89

3.6.3　上傳 93

3.6.4　硬體檢測 96

3.7　軟體編程 98

3.7.1　一個簡單程式的輸入和編譯98

3.7.2　使用快捷鍵100

3.8　列印和歸檔101

3.8.1　列印101

3.8.2　歸檔103

3.9　用TIA博途軟體創建一個完整的項目104

3.10　使用幫助111

3.10.1　查找關鍵字或者功能111

3.10.2　使用幫助112

3.11　安裝支持包和GSD檔案113

3.11.1　安裝支持包113

3.11.2　安裝GSD檔案114

第4章 西門子S7-1200/1500 PLC的程式語言 116

4.1　西門子S7-1200/1500 PLC的編程基礎知識116

4.1.1　數制116

4.1.2　數據類型118

4.1.3　西門子S7-1200/1500 PLC的存儲區126

4.1.4　全局變數與區域變數132

4.1.5　程式語言132

4.2　變數表、監控表和強制表的套用133

4.2.1　變數表133

4.2.2　監控表137

4.2.3　強制表140

4.3　位邏輯運算指令141

4.4　定時器和計數器指令151

4.4.1　IEC定時器151

4.4.2　SIMATIC定時器161

4.4.3　IEC計數器165

4.4.4　SIMATIC計數器168

4.5　移動操作指令170

4.6　比較指令174

4.7　轉換指令176

4.8　數學函式指令179

4.9　移位和循環指令189

4.10　字邏輯運算指令196

4.11　實例198

4.11.1　電動機的控制198

4.11.2　定時器和計數器套用203

第5章 西門子S7-1200/1500 PLC的程式結構 209

5.1　TIA博途軟體編程方法簡介209

5.2　函式、數據塊和函式塊210

5.2.1　塊的概述210

5.2.2　函式（FC）及其套用211

5.2.3　數據塊（DB）及其套用216

5.2.4　PLC定義數據類型（UDT）及其套用220

5.2.5　函式塊（FB）及其套用222

5.3　多重背景225

5.3.1　多重背景的簡介225

5.3.2　多重背景的套用226

5.4　組織塊（OB）及其套用230

5.4.1　中斷的概述230

5.4.2　啟動組織塊及其套用232

5.4.3　主程式（OB1）232

5.4.4　循環中斷組織塊及其套用233

5.4.5　時間中斷組織塊及其套用234

5.4.6　延時中斷組織塊及其套用236

5.4.7　硬體中斷組織塊及其套用238

5.4.8　錯誤處理組織塊239

5.5　實例240

第2篇　三菱PLC編程及套用

第6章 三菱FX系列PLC的硬體 246

6.1　三菱可程式控制器簡介246

6.1.1　三菱可程式控制器系列246

6.1.2　三菱FX系列可程式控制器的特點247

6.2　三菱FX系列PLC基本單元及其接線247

6.2.1　三菱FX系列PLC基本單元介紹247

6.2.2　三菱FX系列PLC基本單元的接線249

6.3　三菱FX系列PLC的擴展單元和擴展模組及其接線253

6.3.1　三菱FX系列PLC擴展單元及其接線253

6.3.2　三菱FX系列PLC擴展模組及其接線257

6.4　三菱FX系列PLC的模擬量模組及其接線258

6.4.1　三菱FX系列PLC模擬量輸入模組（A/D）258

6.4.2　三菱FX系列PLC模擬量輸出模組（D/A）264

6.4.3　三菱FX系列PLC模擬量輸入輸出模組267

第7章 三菱FX系列PLC的編程軟體GX Works 270

7.1　GX Works編程軟體的安裝270

7.1.1　GX Works編程軟體的概述270

7.1.2　GX Works編程軟體的安裝271

7.1.3　GX Works編程軟體的卸載274

7.2　GX Works編程軟體的使用275

7.2.1　GX Works編程軟體工作界面的打開275

7.2.2　創建新工程276

7.2.3　保存工程276

7.2.4　打開工程276

7.2.5　改變程式類型278

7.2.6　程式的輸入方法278

7.2.7　連線的輸入和刪除281

7.2.8　注釋281

7.2.9　程式的複製、修改與清除284

7.2.10　軟元件查找與替換286

7.2.11　常開常閉觸點互換288

7.2.12　程式轉換290

7.2.13　程式檢查290

7.2.14　程式的下載和上傳291

7.2.15　遠程操作（RUN/STOP）294

7.2.16　線上監視295

7.2.17　當前值更改295

7.2.18　設定密碼296

7.2.19　仿真 298

7.2.20　PLC診斷299

7.3　用GX Works建立一個完整的項目300

第8章 三菱FX系列PLC的指令及其套用 307

8.1　三菱FX系列PLC的編程基礎307

8.1.1　數制307

8.1.2　程式語言簡介307

8.1.3　三菱FX系列PLC內部軟組件309

8.1.4　存儲區的定址方式320

8.2　三菱FX系列PLC的基本指令321

8.2.1　輸入指令與輸出指令（LD、LDI、OUT）321

8.2.2　觸點的串聯指令（AND、ANI）321

8.2.3　觸點並聯指令（OR、ORI）322

8.2.4　脈衝式觸點指令（LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF）323

8.2.5　脈衝輸出指令（PLS、PLF）323

8.2.6　置位與復位指令（SET、RST）325

8.2.7　邏輯反、空操作與結束指令（INV、NOP、END）326

8.3　基本指令套用326

8.3.1　單鍵啟停控制（桌球控制）326

8.3.2　定時器和計數器套用327

8.3.3　取代特殊繼電器的梯形圖330

8.3.4　電動機的控制331

8.4　三菱FX系列PLC的功能指令339

8.4.1　功能指令的格式340

8.4.2　傳送指令341

8.4.3　程式流指令343

8.4.4　四則運算指令346

8.4.5　移位和循環指令349

8.4.6　數據處理指令350

8.4.7　高速處理指令352

8.4.8　方便指令353

8.4.9　外部I/O設備指令354

8.4.10　外部串口設備指令355

8.4.11　浮點數運算指令356

8.4.12　觸點比較指令358

8.5　功能指令套用實例360

8.6　步進梯形圖指令370

8.7　模擬量模組相關指令套用實例372

8.7.1　FX2N-4AD模組372

8.7.2　FX2N-4DA模組373

8.7.3　FX3U-4AD-ADP模組376

8.7.4　FX3U-3A-ADP模組378

第3篇　歐姆龍PLC編程及套用

第9章 歐姆龍CP1系列PLC的硬體 382

9.1　歐姆龍CP1系列PLC382

9.1.1　歐姆龍CP1系列PLC模組簡介382

9.1.2　歐姆龍CP1系列PLC的性能特點383

9.2　歐姆龍CP1系列PLC的CPU模組及其接線383

9.2.1　歐姆龍CP1系列PLC的 CPU模組383

9.2.2　歐姆龍CP1L系列PLC的CPU的接線388

9.3　歐姆龍CP1系列PLC的擴展模組391

9.3.1　數字量I/O擴展模組391

9.3.2　模擬量I/O擴展模組393

9.3.3　其他擴展模組396

9.4　電源需求計算398

9.4.1　I/O配置398

9.4.2　電源需求計算398

第10章 歐姆龍CP1系列PLC編程軟體CX-One 399

10.1　CX-One軟體包的介紹399

10.2　CX-Programmer編程軟體的安裝400

10.2.1　CX-Programmer編程軟體概述400

10.2.2　CX-Programmer編程軟體的安裝步驟401

10.3　CX-Programmer的使用405

10.3.1　CX-Programmer軟體的打開405

10.3.2　CX-Programmer軟體的界面介紹406

10.3.3　創建新工程 415

10.3.4　保存工程 416

10.3.5　打開工程 416

10.3.6　程式調試416

10.3.7　交叉引用表420

10.3.8　地址引用421

10.3.9　幫助選單421

10.4　用CX-Programmer創建一個完整的工程421

10.5　CX-Simulator仿真軟體426

10.5.1　仿真軟體簡介426

10.5.2　仿真軟體CX-Simulator的使用426

第11章 歐姆龍CP1系列PLC的指令及其套用 428

11.1　歐姆龍CP1系列PLC的編程基礎知識428

11.1.1　數據的存儲類型428

11.1.2　I/O 存儲器區域地址的指定方法428

11.1.3　歐姆龍 PLC 的程式語言432

11.2　基本邏輯指令433

11.2.1　時序輸入指令433

11.2.2　時序輸出指令438

11.3　定時器與計數器指令442

11.3.1　定時器指令442

11.3.2　計數器指令449

11.3.3　基本指令的套用實例453

11.4　功能指令460

11.4.1　比較指令461

11.4.2　數據傳送指令464

11.4.3　移位與循環指令471

11.4.4　算術運算指令476

11.4.5　時鐘及相關指令489

11.5　歐姆龍CP系列 PLC的時序控制指令及其套用496

11.5.1　NOP和END指令496

11.5.2　IL和ILC指令496

11.5.3　JMP和JME指令497

11.5.4　循環指令498

11.5.5　工序步進控制指令499

11.6　歐姆龍CP1系列PLC的子程式及其套用500

11.6.1　子程式指令501

11.6.2　功能塊及其套用504

11.6.3　歐姆龍CP1系列PLC的中斷功能508

11.6.4　歐姆龍CP1系列PLC的中斷指令510

11.6.5　歐姆龍CP1系列PLC的定時模式中斷512

11.6.6　歐姆龍CP1系列PLC的直接輸入模式中斷514

第4篇　PLC編程高級套用

第12章 PLC的編程方法與調試 518

12.1　功能圖與編程原則518

12.1.1　功能圖的畫法518

12.1.2　梯形圖編程的原則524

12.2　邏輯控制的梯形圖編程方法525

12.2.1　經驗設計法525

12.2.2　功能圖設計法 527

12.3　西門子S7-1200/1500 PLC的調試方法537

12.3.1　程式信息537

12.3.2　交叉引用540

12.3.3　比較功能541

12.3.4　用變數監控表進行調試543

12.3.5　用監控表進行調試547

12.3.6　用強制表進行調試550

12.3.7　使用PLCSIM軟體進行調試552

12.3.8　使用Trace跟蹤變數557

第13章 PLC的通信及其套用 561

13.1　通信基礎知識561

13.1.1　通信的基本概念561

13.1.2　PLC網路的術語解釋562

13.1.3　RS-485標準串列接口564

13.1.4　OSI參考模型565

13.2　現場匯流排概述566

13.2.1　現場匯流排的概念566

13.2.2　主流現場匯流排的簡介566

13.2.3　現場匯流排的特點567

13.2.4　現場匯流排的現狀567

13.2.5　現場匯流排的發展568

13.3　PROFIBUS 通信及其套用568

13.3.1　PROFIBUS 通信概述568

13.3.2　西門子S7-1500 PLC與ET200MP的PROFIBUS-DP通信 570

13.3.3　西門子S7-1500 PLC與西門子S7-1500 PLC之間的PROFIBUS-DP通信574

13.4　乙太網通信及其套用582

13.4.1　乙太網通信基礎582

13.4.2　西門子S7-1500 PLC的乙太網通信方式585

13.4.3　西門子S7-1500 PLC之間的OUC通信及其套用586

13.4.4　西門子S7-1500 PLC與西門子S7-1200 PLC之間的OUC通信（TCP）及其套用593

13.4.5　西門子S7-1500 PLC之間的S7通信及其套用599

13.4.6　西門子S7-1500 PLC與西門子S7-1200 PLC之間的Modbus TCP通信及其套用606

13.5　PROFINET IO通信及其套用614

13.5.1　PROFINET IO通信基礎614

13.5.2　西門子S7-1200 PLC與分散式IO模組的PROFINET IO通信及其套用614

13.5.3　S7-1200 PLC之間的PROFINET IO通信及其套用620

13.6　串列通信及其套用624

13.6.1　S7-1200 PLC與S7-1200 PLC之間的Modbus RTU通信624

13.6.2　西門子S7-1200 PLC之間的自由口通信630

13.7　三菱FX系列PLC的N:N網路通信及其套用634

13.7.1　相關的標誌和數據暫存器的說明635

13.7.2　參數設定635

13.7.3　實例講解636

13. 8　無協定通信及其套用　637

13.8.1　無協定通信基礎637

13.8.2　 西門子S7-200 SMART PLC與三菱FX系列PLC之間的無協定通信638

13.9　CC-Link通信及其套用　　641

13.9.1　CC-Link家族641

13.9.2　CC-Link通信的套用642

13.10　PLC與變頻器通信及其套用　649

13.10.1　 西門子S7-1200 PLC與SINAMICS G120變頻器之間的USS通信649

13.10.2　三菱FX3U PLC與 FR-E740變頻器之間的PU通信656

第14章 PLC在運動控制中的套用 660

14.1　運動控制基礎660

14.1.1　運動控制簡介660

14.1.2　伺服控制簡介660

14.2　西門子S7-1200/1500 PLC的運動控制功能及其套用662

14.2.1　西門子S7-1200/1500 PLC的運動控制功能662

14.2.2　西門子S7-1200/1500 PLC的運動控制指令663

14.2.3　西門子S7-1200 PLC的運動控制套用——速度控制666

14.2.4　西門子S7-1500 PLC的運動控制套用——位置控制672

14.2.5　西門子S7-1200 PLC的PWM功能689

14.3　三菱FX3U系列PLC的運動控制功能及其套用692

14.3.1　三菱FX系列PLC的運動控制功能介紹692

14.3.2　三菱FX系列PLC的高速脈衝輸出指令套用693

14.3.3　三菱FX系列PLC運動控制套用——速度控制695

14.3.4　三菱FX PLC運動控制套用——位置控制698

14.4　歐姆龍CP1系列PLC的運動控制功能及其套用701

14.4.1　歐姆龍CP1系列PLC運動控制功能介紹702

14.4.2　歐姆龍CP1系列PLC的高速脈衝輸出指令套用703

14.4.3　歐姆龍CP1系列PLC運動控制套用707

第15章 PLC在過程控制中的套用 711

15.1　PID控制簡介711

15.1.1　PID控制原理簡介711

15.1.2　PID控制器的參數整定 714

15.1.3　PID指令簡介716

15.2　用西門子S7-1500 PLC對電爐進行溫度控制717

第16章 高速計數器功能及其套用 726

16.1　西門子S7-1200/1500 PLC的高速計數器及其套用726

16.1.1　西門子S7-1200/1500 PLC高速計數器的簡介726

16.1.2　西門子S7-1200 PLC高速計數器的套用731

16.1.3　西門子S7-1500 PLC高速計數器的套用738

16.2　三菱FX系列PLC的高速計數器及其套用744

16.2.1　三菱FX系列PLC高速計數器的簡介744

16.2.2　三菱FX系列PLC高速計數器的套用746

16.3　歐姆龍CP1系列PLC的高速計數器及其套用749

16.3.1　歐姆龍CP1系列PLC高速計數器的簡介749

16.3.2　高速計數器指令754

16.3.3　CP1 PLC高速計數器的套用759

第5篇　PLC編程工程實踐

第17章 PLC工程套用 764

17.1　送料小車自動往復運動的PLC控制 764

17.2　刨床的PLC控制773

17.3　剪下機的PLC控制783

17.4　物料攪拌機的PLC控制795

參考文獻 805