前言
第1章 PLC基础及系统结构1
1.1 继电接触控制电路1
1.1.1 继电接触式控制系统的结构1
1.1.2 继电接触控制基本控制电路2
1.1.3 继电控制电路电气元件选择
原则4
1.2 PLC概述5
1.2.1 PLC的产生5
1.2.2 PLC的应用特点6
1.2.3 PLC的分类7
1.2.4 PLC的应用领域9
1.2.5 PLC的发展趋势10
1.2.6 PLC控制和继电接触控制的
区别11
1.3 PLC的工作原理12
1.3.1 PLC扫描工作方式12
1.3.2 PLC工作流程图12
1.3.3 PLC与普通计算机工作方式的
区别14
1.4 PLC系统基本结构14
1.4.1 PLC硬件结构14
1.4.2 软件组成20
1.5 PLC编程21
1.5.1 PLC的编程语言21
1.5.2 PLC的程序结构22
1.6 从一个简单实例看PLC应用开发
过程23
1.7 实验1 PLC简单应用示例27
1.8 思考与练习29
第2章 S7-200系列PLC硬件系统及
编程资源30
2.1 S7-200 PLC硬件系统配置30
2.1.1 S7-200 PLC的硬件构成和性能
特点30
2.1.2 S7-200 CPU模块和技术指标33
2.1.3 数字量输入/输出（I/O）扩展
模块38
2.1.4 模拟量输入/输出扩展模块39
2.1.5 热电偶、热电阻输入扩展模块42
2.1.6 网络通信及其他控制模块44
2.2 I/O编址及外部端口接线44
2.2.1 模块I/O端口编址44
2.2.2 S7-200 PLC模块外部接线及注意
事项46
2.3 S7-200 PLC内部编程资源55
2.3.1 S7-200 PLC编程软元件55
2.3.2 软元件类型和功能56
2.4 S7-200 SMART PLC系统配置60
2.4.1 S7-200 SMART的功能特点60
2.4.2 S7-200 SMART CPU模块61
2.4.3 S7-200 SMART 扩展模块63
2.4.4 S7-200 SMART的I/O编址及外部
端口接线64
2.5 S7-200 PLC寻址方式67
2.5.1 数据类型67
2.5.2 直接寻址与间接寻址68
2.6 实验2 PLC硬件连接及简单
程序71
2.7 思考与练习73
第3章 S7-200系列PLC的基本指令及
应用75
3.1 S7-200系列PLC编程软件简介75
3.2 S7-200 PLC指令基本格式及编程
规约75
3.2.1 S7-200 PLC指令基本格式75
3.2.2 S7-200 PLC梯形图编程规约77
3.3 基本逻辑指令78
3.3.1 触点输入/线圈驱动输出指令78
3.3.2 逻辑“与”指令80
3.3.3 逻辑“或”指令80
3.3.4 逻辑块“与”指令83
3.3.5 逻辑块“或”指令84
3.3.6 置位/复位指令84
3.3.7 立即指令85
3.3.8 边沿触发指令86
3.3.9 堆栈操作指令87
3.3.10 取反指令/空操作指令89
3.4 定时器90
3.4.1 基本概念及定时器编号90
3.4.2 通电延时定时器TON
（On-Delay Timer）91
3.4.3 断电延时定时器TOF
（Off-Delay Timer）92
3.4.4 保持型通电延时定时器TONR
（Retentive On-Delay Timer）93
3.4.5 定时器当前值刷新方式95
3.5 计数器指令96
3.5.1 基本概念及计数器编号96
3.5.2 递增计数器CTU（Count Up）97
3.5.3 递减计数器CTD（Count Down）98
3.5.4 增减计数器CTUD
（Count UP/Down）99
3.6 比较指令103
3.6.1 比较指令运算符及格式103
3.6.2 比较数据类型及范围105
3.6.3 比较指令应用示例105
3.7 程序控制指令108
3.7.1 跳转指令108
3.7.2 循环指令109
3.7.3 停止、结束及看门狗复位指令110
3.7.4 子程序112
3.7.5 “与”ENO指令118
3.8 实验3 常用基本逻辑指令
编程118
3.8.1 基本逻辑指令编程练习118
3.8.2 简单三人抢答器项目编程119
3.8.3 交通灯控制系统120
3.9 思考与练习123
第4章 PLC开关量及顺序控制梯形图
程序设计方法125
4.1 PLC开关量梯形图程序设计
方法125
4.1.1 基于继电器电路结构的梯形图程序
设计方法125
4.1.2 梯形图经验设计方法127
4.1.3 梯形图逻辑设计法128
4.2 PLC功能图概述130
4.2.1 功能图基本概念130
4.2.2 功能图结构130
4.2.3 功能图转换成梯形图132
4.3 顺序控制梯形图设计方法应用133
4.3.1 基于起、保、停电路的顺序控制
梯形图程序设计方法134
4.3.2 基于置位、复位指令的顺序控制
设计方法137
4.4 顺序控制指令及应用138
4.4.1 顺序控制指令138
4.4.2 顺序控制指令应用139
4.4.3 顺序指令使用说明142
4.5 实验4 顺序控制指令应用142
4.5.1 顺序控制指令编程练习142
4.5.2 电动机顺序延时起动控制系统143
4.6 思考与练习146
第5章 S7-200系列PLC功能指令及
应用147
5.1 功能指令及数据类型147
5.1.1 功能指令格式及使能输入、输出147
5.1.2 功能指令数据类型及寻址范围148
5.2 数据传送指令148
5.2.1 单个数据传送指令148
5.2.2 块传送指令151
5.2.3 字节交换与填充指令152
5.3 算术和逻辑运算指令153
5.3.1 算术运算指令153
5.3.2 增减指令159
5.3.3 数学函数指令160
5.3.4 逻辑运算指令161
5.4 移位指令163
5.4.1 左移和右移指令163
5.4.2 循环左移和循环右移指令164
5.4.3 移位寄存器指令165
5.5 表功能指令168
5.6 转换指令172
5.6.1 数据类型转换指令172
5.6.2 编码和译码指令175
5.6.3 7段显示码指令176
5.6.4 字符串转换指令177
5.7 中断指令180
5.7.1 中断源、中断事件号及中断
优先级180
5.7.2 中断指令格式及功能183
5.7.3 中断设计步骤184
5.8 高速处理指令186
5.8.1 高速计数指令186
5.8.2 高速脉冲输出191
5.9 时钟指令193
5.9.1 读实时时钟指令TODR193
5.9.2 写实时时钟指令TODW194
5.10 实验5 功能指令应用编程194
5.10.1 具有时间设置及显示功能的PLC
延时继电器194
5.10.2 步进电动机运动控制197
5.10.3 中断等功能指令编程练习198
5.11 思考与练习201
第6章 PLC模拟量采集及PID控制
回路202
6.1 模拟量及闭环控制系统202
6.1.1 模拟信号获取及变换202
6.1.2 计算机闭环控制系统204
6.1.3 PID控制算法及应用特点206
6.2 S7-200系列PLC对模拟信号的
处理209
6.2.1 模拟量输入/输出模块209
6.2.2 模拟量/数字量与物理量的标度
变换211
6.3 PID控制指令及应用213
6.3.1 PID回路输入转换及标准化数据213
6.3.2 PID回路输出值转换成标定数据214
6.3.3 正作用和反作用回路214
6.3.4 回路输出变量范围、控制方式及
特殊操作215
6.3.5 PID回路表216
6.3.6 PID回路指令217
6.3.7 PID参数工程整定218
6.3.8 PID编程步骤及应用220
6.4 PID指令向导222
6.5 实验6 PLC模拟信号采集及PID
闭环控制系统225
6.5.1 PLC模拟信号采样系统225
6.5.2 PID闭环控制系统227
6.6 思考与练习230
第7章 S7-200 PLC网络通信及应用231
7.1 PLC常用通信接口231
7.2 S7-200 PLC网络通信实现235
7.2.1 S7-200网络通信概述236
7.2.2 S7-200 PLC网络通信协议240
7.2.3 网络通信配置实例243
7.3 S7-200 PLC通信指令和应用245
7.3.1 网络读与写指令245
7.3.2 发送与接收指令252
7.3.3 获取/设置口地址指令258
7.4 实验7 S7-200 PLC网络通信
实验258
7.4.1 S7-200 PLC之间的PPI通信258
7.4.2 S7-200 PLC之间的自由口通信259
7.5 思考与练习261
第8章 PLC控制系统及工程实例262
8.1 PLC控制系统结构类型262
8.1.1 单机控制系统262
8.1.2 集中控制系统262
8.1.3 远程I/O控制系统263
8.1.4 分布式控制系统263
8.2 PLC控制系统设计步骤263
8.3 PLC硬件配置选择与外围电路264
8.3.1 PLC硬件配置264
8.3.2 PLC外围电路266
8.4 PLC软件设计268
8.4.1 PLC软件设计基本原则268
8.4.2 PLC软件设计内容和步骤268
8.5 PLC控制系统可靠性设计269
8.5.1 工作环境的可靠性269
8.5.2 完善的抗干扰设计269
8.5.3 PLC的安全保护270
8.6 PLC控制系统安装、运行及
调试271
8.6.1 PLC控制系统的安装271
8.6.2 PLC控制系统运行方式271
8.6.3 PLC控制系统调试272
8.7 PLC控制系统设计实例273
8.7.1 三相异步电动机带延时的正、
反转控制系统273
8.7.2 水塔水位实时检测控制系统278
8.7.3 带有数显及倒计时功能的4人
抢答器系统281
8.7.4 自动搬运车控制系统283
8.7.5 三层电梯控制系统285
8.7.6 双闭环比值PID控制系统287
8.8 实验8 项目技能实验289
8.8.1 交流异步电动机星-三角（ -△）
减压起动控制系统289
8.8.2 全自动洗衣机控制系统设计292
8.9 思考与练习294
第9章 S7-200系列PLC编程软件及
应用296
9.1 STEP 7-Micro/WIN V4.0编程
软件296
9.1.1 STEP 7-Micro/WIN V4.0软件
环境296
9.1.2 STEP 7-Micro/WIN V4.0功能
简介300
9.1.3 程序编辑302
9.1.4 编译下载308
9.1.5 调试监控310
9.2 STEP 7-Micro/WIN SMART编程
软件313
9.2.1 STEP 7-Micro/WIN SMART编程
软件窗口313
9.2.2 STEP 7-Micro/WIN SMART主要
特点314
9.2.3 STEP 7-Micro/WIN SMART的使用
帮助315
9.3 实验9 STEP 7-Micro/WIN编程
软件练习316
9.4 思考与练习318
第10章 基于MCGS的PLC组态
监控系统设计320
10.1 PLC组态监控系统的组成320
10.2 MCGS组态软件的系统构成321
10.3 MCGS组态软件的工作方式322
10.4 MCGS组态过程323
10.4.1 工程整体规划323
10.4.2 工程建立323
10.4.3 构造实时数据库324
10.4.4 组态用户窗口325
10.4.5 构造主控窗口327
10.4.6 组态设备窗口327
10.4.7 组态运行策略328
10.4.8 组态结果检查328
10.4.9 工程测试329
10.5 S7-200 PLC与MCGS组态
实例330
10.5.1 实例一 电动机控制系统组态330
10.5.2 实例二 十字路口交通灯系统
组态337
10.6 实验10 S7-200 与MCGS组态
系统设计344
10.7 思考与练习345
附录 S7-200系列PLC基本指令集346
参考文献349