西门子S7-200 SMART PLC原理及应用教程 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

本书从实际工程应用和教学需要出发，介绍了常用低压电器和电气控制电路的基本知识，以及PLC 的基本组成和工作原理；以西门子S7-200 SMART PLC 为教学机型，重点介绍了PLC 的系统配置、指令系统、通信与网络、运动控制指令及控制系统程序设计等内容；用许多典型应用实例，包括开关量控制、模拟量PID 控制等，介绍了常用逻辑指令和功能指令的使用方法和技巧，实例程序均经过调试运行。本书各章附有思考与练习题。

本书可作为高等学校自动化、电气工程及其自动化、机械电子工程等相关专业的教学用书，也可作为控制工程、电气工程领域工程技术人员的培训教材或参考书。

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目 录

前 言 章继电器-接触器控制系统基础 1

1.1 常用低压电器 1

1.1.1 低压电器分类 1

1.1.2 低压隔离电器 2

1.1.3 熔断器 3

1.1.4 接触器 4

1.1.5 继电器 5

1.1.6 主令电器 7

1.2 电动机基本控制电路 9

1.2.1 电气控制系统图及绘制原则 9

1.2.2 电气控制基本电路 10 思考与练习题 15 第2 章西门子S7-200 SMART PLC 编程基础 16

2.1 初识PLC 16

2.1.1 PLC 的诞生 16

2.1.2 PLC 的名称和定义 16

2.1.3 PLC 的分类 17

2.1.4 PLC 的特点 17

2.1.5 PLC 的功能和发展 18

2.2 PLC 硬件系统的基本组成 19

2.3 PLC 的软件系统 23

2.3.1 PLC 软件系统的组成 23

2.3.2 编程语言概述 23

2.4 PLC 的工作原理 25

2.4.1 PLC 的控制作用 25

2.4.2 PLC 的工作过程 27

2.4.3 PLC 的输出滞后问题 29

2.5 S7-200 SMART PLC 常用的数据类型 29

2.5.1 数据类型 30

2.5.2 数制 31

2.6 S7-200 SMART PLC 的编程变量 32

2.6.1 输入映像寄存器 32

2.6.2 输出映像寄存器 32

2.6.3 中间继电器 32

2.6.4 定时器 33

2.6.5 计数器 33

2.6.6 累加器 33

2.6.7 全局变量存储器 33

2.6.8 局部变量 33

2.6.9 模拟量输入映像寄存器 34

2.6.10 模拟量输出映像寄存器 34

2.6.11 顺控继电器 34

2.7 S7-200 SMART PLC 的变量访问与寻址 34

2.7.1 立即数寻址 34

2.7.2 直接寻址 34

2.7.3 间接寻址 36

2.8 S7-200 SMART PLC 的硬件模块及接线 37

2.8.1 S7-200 SMART PLC 简介 37

2.8.2 S7-200 SMART PLC 的硬件结构 38

2.8.3 S7-200 SMART PLC 的扩展模块 41

2.8.4 S7-200 SMART PLC 的接线 43

思考与练习题 46 第3 章PLC 的组态技术与组态软件 47

3.1 PLC 的组态技术 47

3.1.1 组态的概念 47

3.1.2 组态的技术 47

3.2

S7-200 SMART PLC 的组态软件 48

3.2.1

S7-200 SMART PLC 的组态软件的概述 48

3.2.2

STEP 7-MicroWIN SMART 的组态环境介绍 48

3.2.3

系统块 56

3.2.4

用STEP 7-MicroWIN SMART 建立一个完整的项目 65

思考与练习题 73 第4 章S7-200 SMART PLC 编程基本指令 74

4.1

S7-200 SMART PLC 编程指令与RLO 74

4.1.1

西门子PLC 编程语言 74

4.1.2

逻辑操作结果 74

4.1.3

S7-200 SMART PLC 指令分类 75

4.2

位逻辑操作指令 75

4.2.1 基本位逻辑指令 75

4.2.2

置位与复位指令 78

4.2.3

边沿触发指令 80

4.2.4

立即读写、立即置位和立即复位指令 81

4.3

定时器指令 82

4.3.1

定时器概述 82

4.3.2

定时器的设定值、当前值和状态值 82

4.3.3

接通延时定时器 84

4.3.4

保持型接通延时定时器 84

4.3.5

断开延时定时器 85

4.3.6

不同时基的定时器的刷新方式 85

4.4

计数器指令 87

4.4.1

计数器指令概述 87

4.4.2

递增计数器指令 87

4.4.3

递减计数器指令 88

4.4.4

增减计数器指令 88

4.5

基本指令的应用实例 91

4.5.1

过载告警控制电路与梯形图 91

4.5.2

喷泉的PLC 控制电路与梯形图 93

思考与练习题 96 第5 章S7-200 SMART PLC 编程功能指令 99

5.1

传送指令 99

5.1.1

单一数据传送指令 99

5.1.2

块传送指令 101

5.1.3

字节交换指令 102

5.2

比较指令 103

5.3

移位指令 105

5.4

数据转换指令 108

5.4.1

数据类型转换指令 108

5.4.2

BCD 转换指令 110

5.4.3

编码、解码转换指令 111

5.4.4

七段码转换指令 111

5.5

运算指令 112

5.5.1

算术运算指令 112

5.5.2

逻辑运算指令 117

5.5.3

数学功能指令 119

5.6

表功能指令 120

5.6.1

填充指令 120

5.6.2

填表指令 121

5.6.3

表中取数指令 122

5.6.4

查表指令 123

5.7

时钟指令 124

5.8

程序控制指令 126

5.8.1

跳转指令 126

5.8.2

循环指令 127

5.9

子程序与子程序指令 128

5.9.1

子程序指令 129

5.9.2

带参数的子程序的使用 131

5.10

中断与中断指令 133

5.10.1

中断事件和中断优先级 133

5.10.2

中断指令 135

5.11

高速计数器指令 137

5.11.1

高速计数器指令说明 138

5.11.2

高速计数器的计数模式 138

5.11.3

高速计数器的工作模式 140

5.11.4

高速计数器的控制字节 141

5.11.5

高速计数器的计数值的读取与预设 142

5.11.6

高速计数器的状态字节 143

5.11.7

高速计数器的编程步骤与举例 144

5.12

功能指令的应用实例 145

5.12.1

交通灯控制电路与梯形图 145

5.12.2

七段数码管显示控制电路与梯形图 147

5.12.3

5 台电动机起停控制电路与梯形图 149

思考与练习题 151 第6 章 顺序控制 152

6.1

顺序控制基本概念 152

6.2

顺序功能图 152

6.2.1

顺序功能图的构成 153

6.2.2

顺序控制的基本结构 154

6.3

顺序控制的梯形图编程方法 155

6.3.1

使用SCR 指令设计控制梯形图 155

6.3.2

使用基本的逻辑指令设计控制梯形图 156

6.3.3

使用基本的置位、复位指令设计控制梯形图 156

6.4

顺序控制实例 157

6.4.1

冲床动力头进给运动控制系统 157

6.4.2

混料罐控制系统 161

6.4.3

洗车控制系统 164

6.4.4

专用钻床控制系统 168

思考与练习题 171 第7 章S7-200 SMART PLC 模拟量的闭环控制 173

7.1

模拟量输入输出处理 173

7.1.1 PLC 模拟量控制的原理 173

7.1.2

S7-200 SMART PLC 的模拟量模块 173

7.1.3

S7-200 SMART PLC 的模拟量模块的接线 174

7.1.4

S7-200 SMART PLC 的模拟量和数字量的转换关系 175

7.1.5

S7-200 SMART PLC 的模拟量的组态 175

7.1.6

S7-200 SMART PLC 的模拟量的读写 179

7.2

PID 的闭环控制原理 179

7.2.1

PID 闭环控制概念 179

7.2.2

PID 控制算法 180

7.2.3

PID 控制算法的应用特点 181

7.3

S7-200 SMART PLC 的PID 控制应用 182

7.3.1

配置PID 向导的步骤 182

7.3.2

PID 向导符号表 187

7.3.3

PID 向导应用实例 188

7.3.4

PID 指令和PID 回路表 190

7.3.5

PID 指令应用实例 191

思考与练习题 193 第8 章S7-200 SMART PLC 运动控制功能 194

8.1

S7-200 SMART PLC 的开环运动控制 194

8.1.1

高速脉冲输出指令 194

8.1.2

与PWM 相关的特殊寄存器的含义 195

8.1.3

PLS 高速输出指令举例 195

8.1.4

PWM 向导使用举例 196

8.2

S7-200 SMART PLC 的步进系统 199

8.2.1

步进电动机简介 199

8.2.2

步进电动机的工作原理 199

8.2.3

S7-200 SMART PLC 与步进电动机的连接 201

8.2.4

S7-200 SMART PLC 控制步进电动机实例 202

8.3

变频器的控制 210

8.3.1

西门子变频器参数设定 210

8.3.2

变频器的多段调速 212

8.3.3

西门子变频器模拟量控制 214

8.3.4

西门子变频器网络控制 215

思考与练习题 220 第9 章西门子S7-200 SMART PLC 的通信 221

9.1

通信的基础知识 221

9.1.1

通信的基本概念 221

9.1.2

串行通信的端口标准 222

9.1.3

S7-200 SMART 串口通信资源及连接资源 223

9.2

Modbus RTU 通信 225

9.2.1

Modbus 协议简介 225

9.2.2

RTU 通信结构 226

9.2.3

RTU 通信帧错误校验方式 227

9.2.4

Modbus 通信协议库 228

9.2.5

Modbus 通信举例 230

9.3

以太网通信 231

9.3.1

工业以太网通信简介 231

9.3.2

S7-200 SMART PLC 与HMI 之间的以太网通信举例 232

9.4

USS 协议通信 235

9.4.1

USS 协议简介 235

9.4.2

Modbus 通信协议库 236

思考与练习题 238 0 章PLC 控制系统设计 239

10.1

PLC 的系统总体设计 239

10.1.1

PLC 控制系统的类型 239

10.1.2

PLC 控制系统设计的基本原则 240

10.1.3

PLC 控制系统的设计步骤 241

10.1.4

经验法与顺序控制法 243

10.2

PLC 的系统设计 243

10.2.1

三级传动带运输控制 243

10.2.2

行车呼叫控制 245

10.2.3

步进电动机正反转控制 250

10.2.4

刨床的PLC 控制 257

10.2.5

物料搅拌机的PLC 控制 260

思考与练习题 265 参考文献 266

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