西門子S7-200 SMART PLC完全自學(xué)手冊(cè)

第1章　PLC概述
1.1 PLC簡(jiǎn)介 1
1.1.1 PLC的定義 1
1.1.2 PLC的基本功能與特點(diǎn) 1
1.1.3 PLC的應(yīng)用和分類 3
1.1.4 西門子PLC簡(jiǎn)介 7
1.2 PLC的組成及工作原理 8
1.2.1 PLC的組成 8
1.2.2 PLC的工作原理 13
1.3 PLC與其它順序邏輯控制系統(tǒng)的比較 14
1.3.1 PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較 14
1.3.2 PLC與微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的比較 15
1.3.3 PLC與單片機(jī)控制系統(tǒng)的比較 16
1.3.4 PLC與DCS的比較 17

第2章　西門子S7-200 SMART PLC的硬件系統(tǒng)
2.1 西門子S7-200 SMART PLC的特點(diǎn)及硬件系統(tǒng)組成 19
2.1.1 西門子S7-200 SMART PLC的特點(diǎn) 19
2.1.2 西門子S7-200 SMART PLC的硬件系統(tǒng)組成 20
2.2 基本模塊 20
2.2.1 基本模塊的類別及性能 21
2.2.2 基本模塊的外形結(jié)構(gòu) 22
2.2.3 基本模塊的I/O 23
2.3 擴(kuò)展模塊 29
2.3.1 數(shù)字量擴(kuò)展模塊 29
2.3.2 模擬量擴(kuò)展模塊 30
2.3.3 通信擴(kuò)展模塊 32
2.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 32
2.4.1 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 32
2.4.2 數(shù)制 32
2.4.3 數(shù)據(jù)類型及數(shù)據(jù)范圍 34
2.4.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的編址方式 35
2.5 西門子S7-200 SMART PLC的存儲(chǔ)系統(tǒng)與尋址方式 35
2.5.1 西門子S7-200 SMART PLC的存儲(chǔ)系統(tǒng) 35
2.5.2 西門子S7-200 SMART PLC存儲(chǔ)器范圍及特性 39
2.5.3 尋址方式 39

第3章　西門子S7-200 SMART PLC編程軟件的使用
3.1 PLC編程語(yǔ)言 42
3.1.1 PLC編程語(yǔ)言的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 42
3.1.2 梯形圖 43
3.1.3 語(yǔ)句表 45
3.1.4 順序功能圖 46
3.1.5 功能塊圖 46
3.2 西門子S7-200 SMART PLC編程軟件的使用 47
3.2.1 編程軟件的安裝 47
3.2.2 STEP7-Micro/WIN SMART編程軟件界面 48
3.2.3 新建項(xiàng)目及硬件組態(tài) 51
3.2.4 程序的編寫與編輯 60
3.2.5 程序的編譯與下載 65
3.2.6 程序的調(diào)試與監(jiān)控 67
3.3 西門子S7-200 SMART PLC的軟件仿真 69

第4章　西門子S7-200 SMART PCL的基本指令及應(yīng)用實(shí)例
4.1 基本位邏輯指令 72
4.1.1 基本位操作指令 72
4.1.2 塊操作指令 76
4.1.3 邏輯堆棧指令 79
4.1.4 置位與復(fù)位指令 80
4.1.5 取反與空操作指令 82
4.1.6 立即指令 82
4.1.7 邊沿脈沖指令 83
4.2 定時(shí)器指令及應(yīng)用舉例 86
4.2.1 定時(shí)器的基本知識(shí) 86
4.2.2 定時(shí)器指令 87
4.2.3 定時(shí)器指令的應(yīng)用 90
4.3 計(jì)數(shù)器指令及應(yīng)用舉例 93
4.3.1 加計(jì)數(shù)器指令 93
4.3.2 減計(jì)數(shù)器指令 94
4.3.3 加/減計(jì)數(shù)器指令 95
4.3.4 計(jì)數(shù)器指令的應(yīng)用 95
4.4 程序控制類指令 99
4.4.1 結(jié)束、暫停及看門狗指令 99
4.4.2 跳轉(zhuǎn)及標(biāo)號(hào)指令 101
4.4.3 循環(huán)指令 101
4.4.4 子程序控制指令 102
4.5 西門子S7-200 SMART基本指令的應(yīng)用實(shí)例 105
4.5.1 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的星-三角降壓?jiǎn)?dòng)控制 105
4.5.2 用4個(gè)按鈕控制1個(gè)信號(hào)燈 109
4.5.3 簡(jiǎn)易6組搶答器的設(shè)計(jì) 111

第5章　西門子S7-200 SMART PLC的功能指令及應(yīng)用
5.1 數(shù)據(jù)傳送指令 115
5.1.1 單一傳送指令 115
5.1.2 數(shù)據(jù)塊傳送指令 117
5.1.3 字節(jié)交換指令 118
5.1.4 字節(jié)立即傳送指令 119
5.1.5 數(shù)據(jù)傳送指令的應(yīng)用 119
5.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令 121
5.2.1 數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換指令 121
5.2.2 ASCII字符數(shù)組轉(zhuǎn)換指令 125
5.2.3 編碼與譯碼指令 128
5.2.4 七段顯示譯碼指令 129
5.3 移位控制指令 130
5.3.1 移位指令 130
5.3.2 循環(huán)移位指令 132
5.3.3 移位寄存器指令 134
5.3.4 移位控制指令的應(yīng)用 134
5.4 數(shù)學(xué)運(yùn)算類指令 139
5.4.1 四則運(yùn)算指令 139
5.4.2 數(shù)學(xué)函數(shù)指令 146
5.4.3 遞增、遞減指令 149
5.4.4 數(shù)學(xué)運(yùn)算指令的應(yīng)用 150
5.5 邏輯運(yùn)算指令 153
5.5.1 邏輯“取反” 指令 153
5.5.2 邏輯“與” 指令 154
5.5.3 邏輯“或” 指令 155
5.5.4 邏輯“異或” 指令 156
5.5.5 邏輯運(yùn)算指令的應(yīng)用 157
5.6 表功能指令 160
5.6.1 填表指令 160
5.6.2 表取數(shù)指令 161
5.6.3 查表指令 163
5.6.4 存儲(chǔ)器填充指令 164
5.6.5 表功能指令的應(yīng)用 164
5.7 字符串指令 165
5.7.1 字符串操作指令 166
5.7.2 從字符串中復(fù)制子字符串指令 167
5.7.3 字符串查找指令 168
5.8 比較指令 170
5.8.1 數(shù)值比較指令 170
5.8.2 字符串比較指令 171
5.8.3 比較指令的應(yīng)用 172
5.9 中斷指令 173
5.9.1 中斷基本概念 173
5.9.2 中斷控制指令 175
5.9.3 中斷程序 177
5.10 高速處理指令 178
5.10.1 高速計(jì)數(shù)器指令 179
5.10.2 高速計(jì)數(shù)器指令的應(yīng)用 185
5.10.3 高速脈沖指令 187
5.10.4 高速脈沖指令的應(yīng)用 191
5.11 實(shí)時(shí)時(shí)鐘指令 196
5.11.1 設(shè)定和讀取實(shí)時(shí)時(shí)鐘指令 196
5.11.2 設(shè)定和讀取擴(kuò)展實(shí)時(shí)時(shí)鐘指令 197
5.11.3 實(shí)時(shí)時(shí)鐘指令的應(yīng)用 197

第6章　西門子S7-200 SMART PLC數(shù)字量控制程序設(shè)計(jì)
6.1 翻譯設(shè)計(jì)法及應(yīng)用舉例 199
6.1.1 翻譯設(shè)計(jì)法簡(jiǎn)述 199
6.1.2 翻譯設(shè)計(jì)法實(shí)例 200
6.2 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法及應(yīng)用舉例 205
6.2.1 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法簡(jiǎn)述 205
6.2.2 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法實(shí)例 205
6.3 順序控制設(shè)計(jì)法與順序功能圖 212
6.3.1 順序控制設(shè)計(jì)法 212
6.3.2 順序功能圖的組成 212
6.3.3 順序功能圖的基本結(jié)構(gòu) 214
6.4 啟保停方式的順序控制 215
6.4.1 單序列啟保停方式的順序控制 215
6.4.2 選擇序列啟保停方式的順序控制 217
6.4.3 并行序列啟保停方式的順序控制 222
6.5 轉(zhuǎn)換中心方式的順序控制 228
6.5.1 單序列轉(zhuǎn)換中心方式的順序控制 228
6.5.2 選擇序列轉(zhuǎn)換中心方式的順序控制 232
6.5.3 并行序列轉(zhuǎn)換中心方式的順序控制 237
6.6 西門子S7-200 SMART PLC順序控制 244
6.6.1 西門子S7-200 SMART PLC順控繼電器指令 244
6.6.2 西門子S7-200 SMART PLC的順序功能圖 244
6.7 單序列的S7-200 SMART PLC順序控制應(yīng)用實(shí)例 247
6.7.1 液壓動(dòng)力滑臺(tái)的PLC控制 247
6.7.2 PLC在注塑成型生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 250
6.7.3 PLC在簡(jiǎn)易機(jī)械手中的應(yīng)用 258
6.8 選擇序列的S7-200 SMART PLC順序控制應(yīng)用實(shí)例 264
6.8.1 閃爍燈控制 264
6.8.2 多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的PLC啟停控制 269
6.8.3 大小球分揀機(jī)的PLC控制 277
6.9 并行序列的S7-200 SMART PLC順序控制應(yīng)用實(shí)例 285
6.9.1 人行道交通信號(hào)燈控制 285
6.9.2 雙面鉆孔組合機(jī)床的PLC控制 291

第7章　西門子S7-200 SMART PLC模擬量功能與PID 控制
7.1 模擬量的基本概念 304
7.1.1 模擬量處理流程 304
7.1.2 模擬值的表示及精度 305
7.1.3 模擬量輸入方法 308
7.1.4 模擬量輸出方法 308
7.2 西門子S7-200 SMART PLC的模擬量擴(kuò)展模塊 309
7.2.1 模擬量輸入擴(kuò)展模塊 309
7.2.2 模擬量輸出擴(kuò)展模塊 309
7.2.3 模擬量輸入/輸出擴(kuò)展模塊 310
7.3 模擬量控制的使用 312
7.3.1 模塊的地址編排 312
7.3.2 模擬量信號(hào)的轉(zhuǎn)換 312
7.3.3 模擬量擴(kuò)展模塊的應(yīng)用 313
7.4 PID控制 315
7.4.1 PID控制原理 315
7.4.2 PID回路控制參數(shù)表及指令 318
7.4.3 PID回路控制 321
7.5 PID應(yīng)用控制 322
7.5.1 PID指令應(yīng)用控制 322
7.5.2 PID向?qū)?yīng)用控制 324

第8章　西門子S7-200 SMART PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)
8.1 通信基礎(chǔ)知識(shí) 332
8.1.1 傳輸方式 332
8.1.2 串行通信的分類 333
8.1.3 串行通信的數(shù)據(jù)通路形式 334
8.1.4 串行通信的接口標(biāo)準(zhǔn) 335
8.1.5 通信傳輸介質(zhì) 339
8.2 工業(yè)局域網(wǎng)基礎(chǔ) 340
8.2.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 340
8.2.2 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 341
8.2.3 現(xiàn)場(chǎng)總線 341
8.3 西門子S7-200 SMART PLC的通信部件及通信協(xié)議簡(jiǎn)介 343
8.3.1 西門子S7-200 SMART PLC的通信部件 343
8.3.2 西門子S7-200 SMART PLC的通信協(xié)議簡(jiǎn)介 348
8.4 西門子S7-200 SMART PLC的Modbus通信 351
8.4.1 Modbus通信協(xié)議 351
8.4.2 Modbus通信幀結(jié)構(gòu) 353
8.4.3 Modbus RTU尋址 353
8.4.4 Modbus RTU通信指令 354
8.4.5 西門子S7-200 SMART PLC的Modbus通信應(yīng)用舉例 358
8.5 西門子S7-200 SMART PLC的自由口通信 374
8.5.1 自由口控制寄存器 374
8.5.2 自由口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)指令 374
8.5.3 獲取和設(shè)置通信口地址指令 376
8.5.4 西門子S7-200 SMART PLC的自由口通信應(yīng)用舉例 376
8.6 西門子S7-200 SMART PLC的MPI通信 386
8.6.1 MPI的通信方式 386
8.6.2 西門子S7-200 SMART PLC的MPI通信應(yīng)用舉例 387
8.7 西門子S7-200 SMART PLC的USS通信 394
8.7.1 USS協(xié)議的基本知識(shí) 394
8.7.2 西門子S7-200 SMART PLC的USS協(xié)議指令 395
8.7.3 西門子S7-200 SMART PLC的USS通信應(yīng)用舉例 399

第9章　西門子S7-200 SMART PLC的安裝維護(hù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)
9.1 PLC的安裝和拆卸 402
9.1.1 PLC安裝注意事項(xiàng) 402
9.1.2 西門子S7-200 SMART設(shè)備的安裝方法及安裝尺寸 402
9.1.3 CPU模塊的安裝和拆卸 404
9.1.4 信號(hào)板與電池板的安裝和拆卸 405
9.1.5 端子塊連接器的安裝和拆卸 406
9.1.6 擴(kuò)展模塊的安裝和拆卸 406
9.2 接線及電源的需求計(jì)算 407
9.2.1 接線注意事項(xiàng) 407
9.2.2 安裝現(xiàn)場(chǎng)的接線 408
9.2.3 電源的需求計(jì)算 409
9.3 PLC的維護(hù)和檢修 411
9.3.1 定期檢修 411
9.3.2 硬件故障診斷 412
9.3.3 硬件故障排除 414
9.3.4 錯(cuò)誤代碼 414
9.4 PLC應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試 417
9.4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟 417
9.4.2 系統(tǒng)調(diào)試方法和步驟 419
9.4.3 PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例 420

附錄　
附錄1 西門子S7-200 SMART PLC指令速查表 433
附錄2 西門子S7-200 SMART PLC特殊寄存器 438

參考文獻(xiàn)