PLC編程從入門到精通

第1篇　PLC 編程基礎(chǔ)
第1章　電氣控制基礎(chǔ) 2
1.1　低壓開(kāi)關(guān)電器 2
1.1.1　刀開(kāi)關(guān) 2
1.1.2　低壓斷路器 3
1.1.3　剩余電流保護(hù)電器 8
1.2　接觸器 10
1.2.1　接觸器的功能 10
1.2.2　接觸器的結(jié)構(gòu)及其工作原理 10
1.2.3　常用的接觸器 11
1.2.4　接觸器的技術(shù)參數(shù) 12
1.2.5　接觸器的選用 13
1.3　繼電器 14
1.3.1　電磁繼電器 15
1.3.2　時(shí)間繼電器 18
1.3.3　計(jì)數(shù)繼電器 22
1.3.4　電熱繼電器 23
1.3.5　其他繼電器 26
1.4　熔斷器 26
1.4.1　熔斷器的種類、結(jié)構(gòu)和工作原理 26
1.4.2　熔斷器的技術(shù)參數(shù) 27
1.4.3　熔斷器的選用 28
1.5　主令電器 29
1.5.1　按鈕 29
1.5.2　行程開(kāi)關(guān) 32
1.5.3　接近開(kāi)關(guān) 33
1.6　變壓器和電源 38
1.6.1　變壓器 38
1.6.2　直流穩(wěn)壓電源 39
1.7　其他電器 40
1.7.1　傳感器和變送器 40
1.7.2　隔離器 42
1.7.3　浪涌保護(hù)器 42
1.7.4　安全柵 43
1.8　電氣控制線路圖 43
1.9　繼電接觸器控制電路基本控制規(guī)律 46
1.9.1　點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行控制線路 46
1.9.2　連續(xù)運(yùn)行控制線路 46
1.9.3　正反轉(zhuǎn)運(yùn)行控制線路 46
1.9.4　多地控制線路 47
1.9.5　自動(dòng)循環(huán)控制線路 48
1.10　三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制線路 49
1.10.1　直接啟動(dòng) 49
1.10.2　星形- 三角形減壓?jiǎn)?dòng) 49
1.10.3　自耦變壓器減壓?jiǎn)?dòng) 50
1.11　三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制 51
1.11.1　改變轉(zhuǎn)差率的調(diào)速 51
1.11.2　改變極對(duì)數(shù)的調(diào)速 52
1.11.3　變頻調(diào)速 52
1.12　三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制 56
1.12.1　機(jī)械制動(dòng) 57
1.12.2　反接制動(dòng) 57
1.12.3　能耗制動(dòng) 58
1.13　電氣控制系統(tǒng)常用的保護(hù)環(huán)節(jié) 59
1.13.1　電流保護(hù) 59
1.13.2　電壓保護(hù) 61
1.13.3　其他保護(hù) 62

第2章　可編程控制器（PLC）基礎(chǔ) 63
2.1　概述 63
2.1.1　PLC 的發(fā)展歷史 63
2.1.2　PLC 的主要特點(diǎn) 64
2.1.3　PLC 的應(yīng)用范圍 65
2.1.4　PLC 的分類與性能指標(biāo) 65
2.1.5　PLC 與繼電器系統(tǒng)的比較 66
2.1.6　PLC 與微機(jī)的比較 67
2.1.7　PLC 的發(fā)展趨勢(shì) 67
2.1.8　PLC 在我國(guó)的應(yīng)用情況 67
2.2　PLC 的結(jié)構(gòu)和工作原理 68
2.2.1　可編程控制器的硬件組成 68
2.2.2　PLC 的工作原理 72
2.2.3　PLC 的立即輸入、輸出功能 73

第2篇　西門子PLC 編程入門
第3章　西門子S7-200 SMART PLC的硬件 76
3.1　西門子S7-200 SMART PLC 概述 76
3.1.1　西門子S7 系列模塊簡(jiǎn)介 76
3.1.2　西門子S7-200 SMART PLC 的產(chǎn)品特點(diǎn) 77
3.2　西門子S7-200 SMART CPU模塊及其接線 78
3.2.1　西門子S7-200 SMART CPU模塊的介紹 78
3.2.2　西門子S7-200 SMART CPU模塊的接線 81
3.3　西門子S7-200 SMART PLC擴(kuò)展模塊及其接線 83
3.3.1　數(shù)字量輸入和輸出擴(kuò)展模塊 84
3.3.2　模擬量輸入和輸出擴(kuò)展模塊 85
3.3.3　其他擴(kuò)展模塊 87
3.4　西門子S7-200 SMART PLC的安裝 90
3.4.1　安裝的預(yù)留空間 90
3.4.2　安裝CPU 模塊 91
3.4.3　擴(kuò)展模塊的連接 91
3.4.4　信號(hào)板的安裝 92
3.4.5　接線端子的拆卸和安裝 92
3.5　最大輸入和輸出點(diǎn)配置與電源需求計(jì)算 93
3.5.1　模塊的地址分配 93
3.5.2　最大輸入和輸出點(diǎn)配置 93
3.5.3　電源需求計(jì)算 94

第4章　西門子S7-200 SMART PLC的編程軟件 96
4.1　 STEP7-Micro/WIN SMART編程軟件簡(jiǎn)介與安裝步驟 96
4.1.1　STEP7-Micro/WIN SMART編程軟件簡(jiǎn)介 96
4.1.2　STEP7-Micro/WIN SMART編程軟件的安裝步驟 97
4.2　STEP7-Micro/WIN SMART軟件的使用 99
4.2.1　STEP7-Micro/WIN SMART軟件的打開(kāi) 99
4.2.2　STEP7-Micro/WIN SMART軟件的界面介紹 100
4.2.3　創(chuàng)建新項(xiàng)目 106
4.2.4　保存項(xiàng)目 107
4.2.5　打開(kāi)項(xiàng)目 107
4.2.6　系統(tǒng)塊 109
4.2.7　程序調(diào)試 118
4.2.8　交叉引用 121
4.2.9　工具 121
4.2.10　幫助菜單 122
4.2.11　使用快捷鍵 122
4.3　 用STEP7-Micro/WIN SMART軟件建立一個(gè)完整的項(xiàng)目 123
4.4　仿真軟件的使用 130
4.4.1　仿真軟件簡(jiǎn)介 130
4.4.2　仿真軟件S7-200 SIM 2.0的使用 131

第5章　西門子S7-200 SMART PLC的編程語(yǔ)言 133
5.1　西門子S7-200 SMART PLC的編程基礎(chǔ) 133
5.1.1　數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)類型 133
5.1.2　元件的功能與地址分配 136
5.1.3　STEP7 中的編程語(yǔ)言 141
5.2　位邏輯指令 142
5.2.1　基本位操作指令 142
5.2.2　置位/ 復(fù)位指令 144
5.2.3　置位優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和復(fù)位優(yōu)先雙穩(wěn)態(tài)指令（SR/RS） 145
5.2.4　邊沿觸發(fā)指令 145
5.2.5　邏輯棧操作指令 147
5.2.6　取反指令（NOT） 147
5.3　定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令 148
5.3.1　定時(shí)器指令 148
5.3.2　計(jì)數(shù)器指令 155
5.3.3　基本指令的應(yīng)用實(shí)例 159
5.4　功能指令 169
5.4.1　比較指令 169
5.4.2　數(shù)據(jù)處理指令 171
5.4.3　移位與循環(huán)指令 174
5.4.4　算術(shù)運(yùn)算指令 180
5.4.5　功能指令的應(yīng)用 195
5.5　西門子S7-200 SMART PLC的程序控制指令及其應(yīng)用 199
5.5.1　跳轉(zhuǎn)指令 200
5.5.2　指針 200
5.5.3　循環(huán)指令 201
5.5.4　子程序調(diào)用指令 202
5.5.5　中斷指令 204
5.5.6　暫停指令 207
5.5.7　結(jié)束指令 209
5.5.8　順控繼電器指令 209
5.5.9　程序控制指令的應(yīng)用 211

第3篇　三菱PLC 編程入門
第6章　三菱FX 系列PLC的硬件 214
6.1　三菱PLC 簡(jiǎn)介 214
6.1.1　三菱PLC 系列 214
6.1.2　三菱FX 系列可編程控制器的特點(diǎn) 215
6.2　三菱FX 系列PLC 基本單元及其接線 216
6.2.1　三菱FX 系列PLC 基本單元介紹 216
6.2.2　三菱FX 系列PLC 基本單元的接線 218
6.3　三菱FX 系列PLC 的擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊及其接線 221
6.3.1　三菱FX 系列PLC 擴(kuò)展單元及其接線 221
6.3.2　三菱FX 系列PLC 擴(kuò)展模塊及其接線 224
6.4　三菱FX 系列PLC 的模擬量模塊及其接線 225
6.4.1　三菱FX 模擬量輸入模塊（A/D） 225
6.4.2　三菱FX 模擬量輸出模塊（D/A） 230
6.4.3　三菱FX 模擬量輸入輸出模塊 234

第7章　三菱FX 系列PLC的編程軟件 237
7.1　GX Developer 編程軟件的安裝 237
7.1.1　GX Developer 編程軟件的概述 237
7.1.2　GX Developer 編程軟件的安裝 239
7.2　GX Developer 編程軟件的使用 241
7.2.1　GX Developer 編程軟件工作界面的打開(kāi) 241
7.2.2　創(chuàng)建新工程 242
7.2.3　保存工程 243
7.2.4　打開(kāi)工程 244
7.2.5　改變程序類型 244
7.2.6　程序的輸入方法 244
7.2.7　連線的輸入和刪除 246
7.2.8　注釋 247
7.2.9　程序的復(fù)制、修改與清除 250
7.2.10　軟元件查找與替換 252
7.2.11　常開(kāi)常閉觸點(diǎn)互換 253
7.2.12　程序變換 255
7.2.13　程序檢查 256
7.2.14　程序的下載和上傳 256
7.2.15　遠(yuǎn)程操作（RUN/STOP） 259
7.2.16　在線監(jiān)視 260
7.2.17　軟元件測(cè)試 260
7.2.18　設(shè)置密碼 261
7.2.19　仿真 263
7.2.20　PLC 診斷 264
7.3　用GX Developer 建立一個(gè)完整的工程 264
7.4　GX Works 使用入門 272
7.4.1　GX Works3 的功能 272
7.4.2　GX Works3 的特點(diǎn) 273
7.4.3　GX Works3 的使用簡(jiǎn)介 273

第8章　三菱FX 系列PLC的指令及其應(yīng)用 280
8.1　編程基礎(chǔ) 280
8.1.1　數(shù)制 280
8.1.2　編程語(yǔ)言簡(jiǎn)介 280
8.1.3　三菱FX 系列PLC 內(nèi)部軟組件 282
8.1.4　存儲(chǔ)區(qū)的尋址方式 291
8.2　三菱FX 系列PLC 的基本指令 292
8.2.1　輸入指令與輸出指令（LD、LDI、OUT） 292
8.2.2　觸點(diǎn)的串聯(lián)指令（AND、ANI） 293
8.2.3　觸點(diǎn)的并聯(lián)指令（OR、ORI） 293
8.2.4　脈沖式觸點(diǎn)指令（LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF） 294
8.2.5　脈沖輸出指令（PLS、PLF） 294
8.2.6　置位與復(fù)位指令（SET、RST） 295
8.2.7　邏輯反、空操作與結(jié)束指令（INV、NOP、END） 296
8.3　基本指令應(yīng)用 297
8.3.1　單鍵啟?？刂疲ㄆ古铱刂疲?297
8.3.2　定時(shí)器和計(jì)數(shù)器應(yīng)用 298
8.3.3　取代特殊繼電器的梯形圖 300
8.3.4　電動(dòng)機(jī)的控制 301
8.4　三菱FX 系列PLC 的功能指令 307
8.4.1　功能指令的格式 308
8.4.2　傳送和比較指令 308
8.4.3　程序流指令 312
8.4.4　四則運(yùn)算 316
8.4.5　移位和循環(huán)指令 319
8.4.6　數(shù)據(jù)處理指令 320
8.4.7　高速處理指令 321
8.4.8　方便指令 322
8.4.9　外部I/O 設(shè)備指令 323
8.4.10　外部串口設(shè)備指令 324
8.4.11　浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算指令 325
8.4.12　觸點(diǎn)比較指令 327
8.5　功能指令應(yīng)用實(shí)例 329
8.6　步進(jìn)梯形圖指令 339
8.7　模擬量模塊相關(guān)指令應(yīng)用實(shí)例 341
8.7.1　FX2N-4AD 模塊 341
8.7.2　FX2N-4DA 模塊 342
8.7.3　FX3U-4AD-ADP 模塊 344
8.7.4　FX3U-3A-ADP 模塊 346

第4篇　PLC 編程高級(jí)應(yīng)用
第9章　PLC的編程方法與調(diào)試 350
9.1　功能圖 350
9.1.1　功能圖的畫(huà)法 350
9.1.2　梯形圖編程的原則 355
9.2　邏輯控制的梯形圖編程方法 357
9.2.1　經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 357
9.2.2　功能圖設(shè)計(jì)法 359
9.2.3　利用基本指令編寫(xiě)梯形圖程序 359
9.2.4　利用功能指令編寫(xiě)邏輯控制程序 366
9.2.5　利用復(fù)位和置位指令編寫(xiě)邏輯控制程序 371
9.3　實(shí)例 376

第10章　PLC的工藝功能及應(yīng)用 385
10.1　PID 控制簡(jiǎn)介 385
10.1.1　PID 控制原理簡(jiǎn)介 385
10.1.2　PID 控制器的參數(shù)整定 388
10.1.3　利用西門子S7-200SMART PLC 進(jìn)行電爐的溫度控制 391
10.2　高速計(jì)數(shù)器的應(yīng)用 396
10.2.1　西門子S7-200 SMART PLC 高速計(jì)數(shù)器的簡(jiǎn)介 396
10.2.2　三菱FX 系列PLC 高速 計(jì)數(shù)器的簡(jiǎn)介 401
10.2.3　高速計(jì)數(shù)器的應(yīng)用 403
10.2.4　高速計(jì)數(shù)器在轉(zhuǎn)速測(cè)量中的應(yīng)用 405

第11章　PLC在運(yùn)動(dòng)控制中的應(yīng)用 416
11.1　西門子S7-200 SMART PLC的運(yùn)動(dòng)控制及其應(yīng)用 416
11.1.1　西門子S7-200 SMARTPLC 的運(yùn)動(dòng)控制基礎(chǔ) 416
11.1.2　西門子S7-200 SMART PLC 的高速輸出點(diǎn)控制步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 421
11.1.3　西門子S7-200 SMART PLC的高速輸出點(diǎn)控制伺服系統(tǒng) 428
11.2　三菱FX PLC 的運(yùn)動(dòng)控制及其應(yīng)用 452
11.2.1　三菱FX PLC 控制步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 452
11.2.2　三菱FX PLC 控制伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 453

第12章　PLC的通信及其應(yīng)用 457
12.1　通信基礎(chǔ)知識(shí) 457
12.1.1　通信的基本概念 457
12.1.2　RS485 標(biāo)準(zhǔn)串行接口 458
12.1.3　PLC 網(wǎng)絡(luò)的術(shù)語(yǔ)解釋 459
12.2　西門子S7-200 SMART PLC 自由口通信 460
12.2.1　西門子S7-200 SMART PLC 自由口通信介紹 460
12.2.2　西門子S7-200 SMART PLC 之間的自由口通信 463
12.2.3　西門子S7-1200 PLC 與S7-200 SMART PLC 之間的自由口通信 468
12.3　以太網(wǎng)通信 471
12.3.1　工業(yè)以太網(wǎng)通信簡(jiǎn)介 471
12.3.2　西門子S7-200 SMART PLC 與HMI 之間的以太網(wǎng)通信 473
12.3.3　西門子S7-200 SMART PLC 之間的以太網(wǎng)通信 476
12.4　Modbus 通信 479
12.4.1　Modbus 通信概述 479
12.4.2　西門子S7-200 SMART PLC 之間的Modbus串行通信 480
12.4.3　西門子S7-200 SMART PLC 之間的Modbus_TCP通信 485
12.5　PROFIBUS 通信 490
12.5.1　PROFIBUS 通信概述 490
12.5.2　西門子S7-200 SMART PLC 與S7-300/400 PLC之間的PROFIBUS-DP通信 492
12.6　三菱FX 系列PLC 的N ∶ N網(wǎng)絡(luò)通信 499
12.6.1　相關(guān)的標(biāo)志和數(shù)據(jù)寄存器的說(shuō)明 499
12.6.2　參數(shù)設(shè)置 500
12.6.3　實(shí)例講解 500
12.7　無(wú)協(xié)議通信 501
12.7.1　無(wú)協(xié)議通信基礎(chǔ) 501
12.7.2　西門子S7-200 SMART PLC與三菱FX 系列PLC 之間的無(wú)協(xié)議通信 503
12.8　CC-Link 通信 507
12.8.1　CC-Link 家族 507
12.8.2　CC-Link 通信的應(yīng)用 508
12.9　PLC 與變頻器通信 514
12.9.1　西門子S7-200 SMARTPLC 與G120 變頻器之間的USS 通信 514
12.9.2　三菱FX3U PLC 與FR-E740變頻器之間的PU 通信 519

第13章　PLC、觸摸屏、變頻器和伺服系統(tǒng)工程應(yīng)用 522
13.1　行車呼叫系統(tǒng)PLC 控制 522
13.1.1　采用西門子S7-200 SMART PLC 方案 523
13.1.2　采用三菱FX3U PLC 方案 528
13.2　送料小車自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的PLC 控制 534
13.2.1　采用西門子S7-200 SMART PLC 方案 534
13.2.2　采用三菱FX3U PLC 方案 538
13.3　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)正反轉(zhuǎn)PLC 控制 540
13.3.1　采用西門子S7-200 SMART PLC 方案 540
13.3.2　采用三菱FX3U PLC 方案 548
13.4　定長(zhǎng)剪切機(jī)PLC 控制 549
13.5　物料攪拌機(jī)的PLC 控制 555
13.5.1　硬件系統(tǒng)集成 555
13.5.2　編寫(xiě)PLC 程序 556
13.5.3　設(shè)計(jì)觸摸屏項(xiàng)目 559

參考文獻(xiàn) 562