PLC編程及案例手冊

《PLC編程及案例手冊》是一本2021年化學工業出版社出版的圖書，作者劉振全、王漢芝，本書主要介紹了西門子S7-200 SMART PLC和三菱FX3U PLC的編程方法與實際套用案例。

基本介紹

• 中文名：PLC編程及案例手冊
• 作者：劉振全、王漢芝  
• 出版社：化學工業出版社
• ISBN：9787122380517

內容簡介

本書介紹了西門子S7-200 SMART PLC和三菱FX3U PLC的編程方法與實際套用案例，內容包括學習PLC的電氣知識、西門子S7-200 SMART和三菱FX3U兩種PLC的硬體組成、指令系統、典型案例、控制系統設計方法、變頻器和步進電機與伺服電機的PLC控制、PLC通信、觸控螢幕與組態軟體的套用等內容。書中配有二維碼，掃描就可以看視頻講解，內容涵蓋電氣設計與仿真軟體、西門子S7-200 SMART PLC和三菱FX3U PLC編程軟體與仿真舉例等，使讀者無需PLC硬體，僅藉助於計算機就可以實現PLC編程仿真和動畫演示等功能。本書不僅為讀者提供了一套快速掌握西門子S7-200 SMART PLC和三菱FX3U PLC的有效的編程方法、可借鑑的豐富的編程案例以及針對性的編程仿真操作指導，還提供了大量的實踐經驗，可作為零基礎讀者以及廣大電氣工程技術人員學習PLC技術的參考用書。

圖書目錄

第1篇 學習PLC的電氣知識

第1章　低壓電氣元件與電氣控制線路的識讀 / 002

1.1　低壓電氣元件識別與使用 / 002

1.1.1　刀開關 / 002

1.1.2　按鈕 / 003

1.1.3　熔斷器 / 004

1.1.4　低壓斷路器 / 005

1.1.5　熱繼電器 / 006

1.1.6　接觸器 / 007

1.1.7　電磁式繼電器 / 008

1.1.8　時間繼電器 / 010

1.1.9　速度繼電器 / 011

1.1.10　行程開關 / 012

1.2　電氣控制線路常用的圖形符號和文字元號 / 013

第2章　電氣控制線路的設計方法及仿真軟體 / 018

2.1　電氣控制線路的設計方法 / 018

2.1.1　電氣控制線路的一般設計法 / 018

2.1.2　電氣控制線路的邏輯設計法 / 022

拓展視頻　電氣設計仿真軟體操作與舉例

2.2　V-ELEO電氣設計仿真軟體 / 024

2.2.1　軟體使用方法 / 024

2.2.2　設計與仿真舉例（電機連續控制） / 024

2.2.3　設計與仿真舉例（電機正反轉控制） / 024

2.3　電氣設計仿真軟體CADe-SIMU v3.0 / 024

2.3.1　軟體使用方法 / 024

2.3.2　設計與仿真舉例（電機連續控制） / 024

2.3.3　設計與仿真舉例（電機正反轉控制） / 024

第2篇 西門子S7-200 SMART PLC編程 / 025

第3章　西門子PLC S7-200 SMART簡介 / 026

3.1　PLC的硬體與工作原理 / 026

3.1.1　PLC的基本結構 / 026

3.1.2　S7-200 SMART的CPU模組 / 027

3.1.3　S7-200 SMART擴展模組與信號板 / 030

3.1.4　S7-200 SMART的I/O地址分配 / 031

3.1.5　PLC的工作原理 / 032

3.2　S7-200 SMART外部結構與接線 / 034

3.2.1　S7-200 SMART的外部結構 / 034

3.2.2　S7-200 SMART外部接線圖 / 035

3.3　S7-200 SMART編程軟體的使用 / 038

3.3.1　STEP7-Micro/WIN SMART簡介 / 038

3.3.2　STEP7-Micro/WIN SMART使用 / 040

3.4　S7-200 SMART PLC編程操作 / 049

3.4.1　通信操作 / 049

3.4.2　S7-200 SMART PLC程式的注釋 / 050

3.4.3　S7-200 SMART PLC程式的監控 / 053

3.4.4　S7-200 SMART PLC程式的仿真 / 057

拓展視頻　西門子PLC動畫操作仿真軟體

3.5　西門子S7-200 SMART編程軟體使用與仿真 / 061

3.6　基於SIMATIC Manager的西門子S7-200編程與仿真 / 061

3.7　西門子S7-300編程軟體及仿真 / 061

3.7.1　西門子S7-300編程軟體的硬體組態操作過程 / 061

3.7.2　西門子S7-300編程與仿真 / 061

3.8　西門子S7-400編程與仿真 / 061

3.9　觸控螢幕軟體使用說明 / 061

3.9.1　觸控螢幕實現的交通燈控制系統 / 061

3.9.2　工程管理器（組態王） / 061

3.9.3　起保停電路的組態王演示 / 061

3.9.4　液位控制（組態王模擬） / 061

第4章　西門子S7-200 SMART PLC指令及套用實例 / 062

4.1　基礎知識 / 062

4.1.1　數據類型 / 062

4.1.2　數據存儲區的地址表示格式 / 063

4.1.3　數據存儲區域 / 064

4.1.4　S7-200 SMART PLC的定址方式 / 066

4.1.5　PLC程式語言 / 067

4.2　位邏輯指令 / 069

4.2.1　標準輸入輸出指令 / 069

4.2.2　觸點串、並聯指令 / 070

4.2.3　電路塊串、並聯指令 / 071

4.2.4　置位與復位指令 / 075

4.2.5　置位和復位優先觸發器 / 077

4.2.6　脈衝生成指令 / 079

4.2.7　取反指令與空操作指令 / 081

4.2.8　邏輯堆疊指令 / 082

4.3　定時器指令 / 083

4.3.1　定時器指令解析 / 083

4.3.2　定時器指令編程案例 / 084

4.3.3　綜合實例 / 088

4.4　計數器指令 / 091

4.4.1　計數器 / 091

4.4.2　計數器指令編程案例 / 092

4.4.3　綜合實例 / 095

4.5　數據傳送指令 / 099

4.5.1　單一傳送指令 / 099

4.5.2　數據塊傳送指令 / 101

4.5.3　位元組交換指令 / 102

4.5.4　位元組立即傳送指令 / 103

4.5.5　綜合實例 / 104

4.6　移位和循環移位類指令 / 106

4.6.1　移位指令 / 106

4.6.2　循環移位指令 / 107

4.6.3　移位暫存器指令 / 109

4.6.4　綜合實例 / 111

4.7　數學運算類指令 / 120

4.7.1　四則運算指令 / 120

4.7.2　雙整數四則運算指令 / 121

4.7.3　實數四則運算指令 / 123

4.7.4　完全整數乘法、除法指令 / 124

4.7.5　數學函式指令 / 126

4.7.6　遞增、遞減指令 / 126

4.7.7　綜合實例 / 128

4.8　邏輯運算指令 / 134

4.8.1　位元組的邏輯運算指令 / 134

4.8.2　字的邏輯運算指令 / 134

4.8.3　雙字的邏輯運算指令 / 136

4.9　比較指令 / 137

4.9.1　位元組的比較指令 / 137

4.9.2　整數的比較指令 / 137

4.9.3　雙整數的比較指令 / 138

4.9.4　實數的比較指令 / 139

4.9.5　字元串的比較指令 / 140

4.9.6　綜合實例 / 140

4.10　數據轉換指令 / 145

4.10.1　數據類型轉換指令 / 145

4.10.2　BCD碼與整數的轉換指令 / 148

4.10.3　解碼與編碼指令 / 149

4.10.4　段碼指令 / 151

4.10.5　綜合實例 / 152

4.11　表功能指令 / 156

4.11.1　填表指令 / 156

4.11.2　取表指令 / 157

4.11.3　查表指令 / 159

4.11.4　存儲器填充指令 / 160

4.12　時鐘指令 / 162

4.12.1　時鐘指令說明 / 162

4.12.2　綜合實例 / 164

4.13　程式控制類指令 / 166

4.13.1　循環控制指令 / 166

4.13.2　跳轉/標號指令 / 166

4.13.3　順控繼電器指令 / 168

4.13.4　看門狗定時復位指令 / 170

4.13.5　綜合實例 / 170

4.14　子程式指令 / 177

4.14.1　子程式指令格式和功能 / 178

4.14.2　子程式的建立 / 179

4.14.3　子程式的編寫與調用 / 180

4.14.4　綜合實例 / 183

4.15　中斷指令 / 189

4.15.1　中斷基礎知識 / 189

4.15.2　中斷指令的格式和功能 / 191

4.15.3　中斷程式編程實例 / 191

4.15.4　綜合實例 / 193

4.16　高速計數器 / 195

4.16.1　高速計數器基礎知識 / 195

4.16.2　高速計數器的特殊標誌存儲器 / 199

4.16.3　高速計數器指令 / 200

4.16.4　綜合實例 / 201

4.17　高速脈衝輸出 / 211

4.17.1　高速脈衝輸出指令和特殊存儲器 / 211

4.17.2　脈寬調製（PWM） / 212

4.17.3　高速脈衝串輸出（PTO） / 216

4.17.4　綜合實例 / 224

第5章　西門子S7-200 SMART PLC編程典型案例 / 226

5.1　互鎖聯鎖控制 / 226

5.2　按鈕控制圓盤旋轉一圈 / 228

5.3　轉盤旋轉90°間歇運動控制 / 229

5.4　單燈周期交替亮滅 / 231

5.5　一個按鈕控制三組燈 / 232

5.6　定時與區域置位指令實現多燈交替閃爍 / 234

5.7　樓宇聲控燈系統 / 236

5.8　高樓自動消防泵控制系統 / 238

5.9　兩地控制的三相異步電動機點動連續混合控制 / 240

5.10　三相異步電動機正反轉控制 / 241

5.11　三相異步電動機順序啟動同時停止控制 / 243

5.12　三相異步電動機順序啟動逆序停止控制 / 245

5.13　三相異步電動機星-三角形降壓啟動控制 / 246

5.14　三相異步電動機反接制動控制 / 248

5.15　三相雙速異步電動機的控制 / 250

5.16　工具機工作檯自動往返控制 / 252

5.17　車床滑台往返運動、主軸雙向控制 / 254

5.18　磨床PLC控制 / 256

5.19　工具銑床PLC控制 / 258

5.20　滾齒機PLC控制 / 261

5.21　雙頭鑽床PLC的控制 / 262

5.22　傳送帶產品檢測與次品分離 / 265

5.23　車間換氣系統控制 / 266

5.24　風機與燃燒機聯動控制 / 268

5.25　混凝土攪拌機的PLC控制 / 269

5.26　天塔之光的PLC控制 / 271

第6章　西門子PLC控制系統設計方法 / 275

6.1　PLC套用系統設計的一般步驟 / 275

6.1.1　控制系統的設計內容 / 275

6.1.2　控制系統的設計步驟 / 275

6.2　PLC系統控制程式設計的一般方法 / 277

6.2.1　經驗設計法 / 277

6.2.2　移植設計法 / 278

6.2.3　邏輯設計法 / 282

6.3　梯形圖順序控制設計法 / 284

6.3.1　順序控制設計法簡介 / 284

6.3.2　順序控制設計法的設計步驟 / 285

6.3.3　例說順序功能圖的繪製 / 286

6.3.4　順序功能圖的結構 / 288

6.3.5　順序功能圖轉梯形圖的方法 / 290

6.4　模擬量控制 / 299

6.4.1　模擬量模組接線 / 299

6.4.2　組態模擬量 / 302

6.4.3　模擬量比例換算 / 307

6.4.4　模擬量常見問題 / 310

第7章　西門子S7-200 SMART PLC控制變頻器、步進電機、伺服電機 / 313

7.1　變頻器及其PLC控制 / 313

7.1.1　變頻器簡介 / 313

7.1.2　變頻器的PLC控制 / 317

7.1.3　綜合實例 / 319

7.2　運動指令嚮導 / 322

7.2.1　運動指令嚮導配置 / 322

7.2.2　指令嚮導生成的子例程 / 337

7.3　步進電機及其PLC控制 / 338

7.3.1　步進電機簡介 / 338

7.3.2　步進電機的驅動器 / 339

7.3.3　步進電機的PLC控制 / 342

7.4　伺服電機及其PLC控制 / 344

7.4.1　伺服電機簡介 / 344

7.4.2　伺服電機的PLC控制 / 346

第8章　西門子PLC和組態軟體及觸控螢幕的綜合套用 / 349

8.1　組態王軟體 / 349

8.1.1　工程管理器 / 349

8.1.2　工程瀏覽器 / 349

8.1.3　畫面開發系統 / 350

8.1.4　運行系統和信息視窗 / 351

8.2　PLC和組態王綜合套用實例 / 352

8.2.1　新建工程 / 352

8.2.2　PLC與組態王的通信 / 353

8.2.3　構造資料庫 / 355

8.2.4　設計畫面 / 358

8.2.5　運行和調試 / 361

8.3　WinCC flexible SMART軟體 / 362

8.4　PLC和觸控螢幕綜合套用實例 / 365

8.4.1　新建工程 / 365

8.4.2　設定IP位址 / 366

8.4.3　編寫PLC程式 / 369

8.4.4　交通燈控制系統的觸控螢幕設計 / 371

8.4.5　運行程式 / 379

第9章　西門子S7-200 SMART PLC的通信 / 381

9.1　通信連線埠以及連線方式 / 381

9.1.1　CPU通信連線埠引腳分配 / 381

9.1.2　EMDP01通信連線埠引腳分配 / 382

9.1.3　乙太網連線埠連線 / 383

9.1.4　RS485網路連線 / 384

9.1.5　RS232網路連線 / 386

9.2　S7-200 SMART之間的乙太網通信 / 386

9.2.1　例說S7-200 SMART CPU Get/Put嚮導編程 / 386

9.2.2　通過指令編程實現通信 / 391

9.3　S7-200 SMART之間PROFINET IO通信 / 395

9.3.1　PROFINET IO通信 / 395

9.3.2　PROFINET IO通信實例 / 396

9.4　S7-200 SMART之間的TCP通信 / 401

9.4.1　TCP協定通信 / 401

9.4.2　TCP協定通信實例 / 403

第3篇 三菱FX3U PLC編程

第10章　三菱FX3U系列PLC簡介 / 408

10.1　三菱PLC的基本結構 / 408

10.1.1　三菱PLC的硬體結構 / 408

10.1.2　常見的CPU模組型號、參數 / 411

10.1.3　三菱PLC基本單元的端子 / 412

10.1.4　數字量輸入接線 / 413

10.1.5　數字量輸出接線 / 415

10.2　三菱PLC編程軟體的使用 / 417

10.2.1　GX Works2編程軟體安裝 / 418

10.2.2　GX Works2編程軟體的使用 / 419

10.2.3　工程項目的相關操作 / 422

10.2.4　三菱PLC程式輸入 / 424

10.2.5　三菱PLC程式注釋 / 427

10.2.6　PLC程式的寫入 / 430

10.2.7　PLC程式的仿真 / 433

10.2.8　PLC編程軟體的監視功能 / 435

三菱PLC動畫操作仿真軟體

10.3　三菱FX-TRN-BEG-C動畫操作仿真軟體的操作與套用案例 / 438

10.3.1　仿真軟體介紹 / 438

10.3.2　動畫仿真編程舉例（定時計數） / 438

10.4　三菱FX3U PLC編程仿真軟體GX Works2使用與仿真 / 438

10.4.1　軟體使用與仿真舉例 / 438

10.4.2　仿真舉例（定時計數） / 438

第11章　三菱FX3U PLC 指令及套用實例 / 439

11.1　三菱FX3U PLC編程 / 439

11.1.1　程式語言 / 439

11.1.2　套用指令和運算元 / 442

11.2　位邏輯指令 / 443

11.2.1　輸入指令與輸出指令 / 443

11.2.2　觸點串、並聯指令 / 444

11.2.3　電路塊串聯指令與並聯指令 / 445

11.2.4　置位與復位指令 / 446

11.2.5　脈衝觸點指令 / 448

11.2.6　脈衝輸出指令 / 449

11.2.7　取反、空操作與結束指令 / 451

11.2.8　邏輯堆疊指令 / 451

11.2.9　主控指令 / 453

11.2.10　MEP、MEF指令 / 454

11.3　定時器指令 / 455

11.3.1　定時器指令 / 455

11.3.2　特殊定時器指令 / 460

11.4　計數器指令 / 461

11.4.1　計數器 / 461

11.4.2　例說計數器指令 / 462

11.4.3　綜合實例 / 464

11.5　數據傳送指令 / 466

11.5.1　傳送指令 / 466

11.5.2　移位傳送指令 / 470

11.5.3　取反傳送指令 / 471

11.5.4　成批傳送指令 / 472

11.5.5　多點傳送指令 / 473

11.5.6　綜合實例 / 473

11.6　數據處理和移位類指令 / 475

11.6.1　數據交換指令 / 475

11.6.2　數據處理指令 / 476

11.6.3　移位指令 / 478

11.6.4　循環移位指令 / 480

11.6.5　帶進位循環移位指令 / 481

11.6.6　位移位指令 / 482

11.6.7　字移位指令 / 483

11.6.8　移位寫入讀出指令 / 485

11.6.9　選擇開關控制三個閥門順序開啟、逆序關閉 / 487

11.6.10　啤酒灌裝生產線的PLC控制 / 488

11.7　數學運算類指令 / 490

11.7.1　整數四則混合運算指令 / 490

11.7.2　浮點數四則運算指令 / 493

11.7.3　數學函式指令 / 494

11.7.4　三角函式指令 / 497

11.7.5　遞增、遞減指令 / 498

11.7.6　轉盤旋轉90°間歇運動控制 / 499

11.7.7　停車場車輛統計系統 / 500

11.8　邏輯運算指令 / 502

11.9　PLC比較指令 / 503

11.9.1　比較指令 / 503

11.9.2　區間比較指令 / 505

11.9.3　觸點式比較指令 / 507

11.10　數據轉換指令 / 509

11.10.1　數據類型轉換指令 / 509

11.10.2　解碼與編碼指令 / 511

11.10.3　段碼指令 / 512

11.10.4　拔河比賽 / 513

11.11　時鐘指令 / 514

11.11.1　時鐘指令解析 / 514

11.11.2　定時鬧鐘 / 517

11.12　程式控制類指令 / 519

11.12.1　循環控制指令 / 519

11.12.2　條件跳轉指令 / 520

11.12.3　順控繼電器指令 / 521

11.12.4　看門狗定時復位指令 / 522

11.13　子程式指令 / 523

11.14　中斷指令 / 525

11.14.1　指令格式和功能 / 525

11.14.2　中斷編程案例 / 525

11.15　高速計數器 / 528

11.15.1　高速計數器基礎知識 / 528

11.15.2　高速計數器的相關指令 / 535

11.16　高速脈衝輸出 / 536

11.16.1　高速脈衝輸出指令和特殊存儲器 / 536

11.16.2　帶加減速脈衝輸出指令 / 538

11.16.3　脈寬調製指令和特殊存儲器 / 539

第12章　三菱PLC的控制系統設計 / 541

12.1　PLC控制系統的設計概述 / 541

12.1.1　PLC控制系統設計的基本原則 / 541

12.1.2　PLC控制系統設計的步驟 / 542

12.2　PLC系統控制程式設計的一般方法 / 543

12.2.1　經驗設計法 / 543

12.2.2　移植設計法 / 545

12.2.3　邏輯設計法 / 547

12.3　順序功能圖設計法 / 550

12.3.1　順序功能圖設計法簡介 / 550

12.3.2　啟保停電路編程方法 / 551

12.3.3　置位復位指令編程方法 / 555

12.3.4　步進指令編程法 / 558

12.4　三菱PLC模擬量的控制 / 563

12.4.1　FX3U-4AD模擬量輸入模組 / 563

12.4.2　FX3U-4DA模擬量輸出模組 / 569

12.4.3　綜合實例——中央空調 / 574

第13章　三菱FX3U控制變頻器、步進電機、伺服電機 / 576

13.1　變頻器及其PLC控制 / 576

13.1.1　用變頻器和PLC控制電動機的正轉和反轉 / 576

13.1.2　用變頻器控制電動機實現五段速調速 / 578

13.2　定位控制指令 / 582

13.2.1　原點回歸指令 / 582

13.2.2　定位指令 / 588

13.3　步進電機的PLC控制 / 592

13.4　伺服電機的PLC控制 / 594

第14章　三菱FX3U PLC的通信與網路功能 / 598

14.1　PLC通信簡介 / 598

14.1.1　PLC通信的分類 / 598

14.1.2　通信傳輸介質 / 599

14.1.3　串列通信接口標準 / 600

14.1.4　通信的連線形式與協定 / 600

14.2　通信擴展板的性能與連線 / 601

14.2.1　通信擴展板功能 / 601

14.2.2　常用的通信擴展板 / 602

14.3　FX3U PLC並聯連結通信 / 603

14.3.1　並聯連結通信的軟元件 / 603

14.3.2　通信的方式 / 604

14.3.3　接線方法 / 605

14.3.4　並聯連結通信套用案例 / 605

14.4　FX3U PLC N∶N網路通信 / 608

14.4.1　N∶N網路通信的軟元件 / 608

14.4.2　接線方法 / 609

14.4.3　例說N∶N網路通信 / 610

參考文獻 / 613

作者簡介

劉振全，天津科技大學，副院長，主要從事自動控制理論、系統仿真等方面的教學及科研工作，在《電子與信息學報》、《電氣電子教學學報》、《微計算機信息》、《天津科技大學學報》《自動化儀表》等刊物發表控制理論及系統仿真相關的專業論文10餘篇，主持完成天津科技大學自然科學基金項目一項，參與天津市高校科技發展基金、天津市自然基金、國家自然基金項目及橫向課題多項，培養電子設備裝接高級工近200人。主編《自動控制理論綜合實驗指導書》、《系統仿真實驗指導書》。