可编程序控制器原理与应用基础(普通高等教育“十一五”电气信息类规划教材)
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品牌: 刘凤春
基本信息·出版社：机械工业出版社
·页码：264 页
·出版日期：2009年09月
·ISBN：7111277023/9787111277026
·条形码：9787111277026
·包装版本：第1版
·装帧：平装
·开本：16
·正文语种：中文
·丛书名：普通高等教育“十一五”电气信息类规划教材
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内容简介《可编程序控制器原理与应用基础》分上、下两篇。上篇为理论教学篇，简述了可编程序控制器的基本原理和硬件配置，系统介绍了西门子S7-200 PLC的指令系统以及可编程序控制器的编程方法。上篇共六章，包括可编程序控制器概述、可编程序控制器的基本原理、S7-200 PLC的硬件系统，S7-200 PLC的指令系统、可编程序控制器程序设计基础以及可编程序控制器的通信及网络。下篇为实验教学篇，系统介绍了西门子S7-200 PLC的编程软件及其使用方法，并配置了丰富的实验内容便于读者理论结合实际。下篇共三章，包括可编程序控制器编程系统及编程软件、可编程序控制器编程基础实验以及可编程序控制器编程综合实验。
全书在阐述基本概念和基本原理的基础上，侧重于编程方法的讲解和练习，着重工程实际应用能力的培养。各章配有大量的思考题和习题，供读者检验知识的掌握程度和巩固所学的知识。
《可编程序控制器原理与应用基础》可作为高等学校工科各专业相关课程的教材，也可作为有关工程技术人员的参考用书。
为方便教师教学，《可编程序控制器原理与应用基础》还配套了《可编程序控制器原理与应用基础多媒体教学》光盘，欢迎选用《可编程序控制器原理与应用基础》作教材的教师登www.cmpedu.com下载或发邮件到llm7785@sina．tom索取。
编辑推荐《可编程序控制器原理与应用基础》：普通高等教育“十一五”电气信息类规划教材。
目录
前言
上篇理论教学篇
第1章 可编程序控制器概述
1.1 可编程序控制器的由来与定义
1.1.1 可编程序控制器的由来
1.1.2 可编程序控制器的定义
1.1.3 可编程序控制器的主要性能指标和分类
1.1.4 可编程序控制器的硬件
1.2 可编程序控制器的特点与功能
1.2.1 可编程序控制器的特点
1.2.2 可编程序控制器的主要功能及其应用
1.2.3 PLC与其他自动控制系统的比较
1.3 可编程序控制器的发展与应用
1.3.1 可编程序控制器的发展概况
1.3.2 可编程序控制器的发展趋势
1.3.3 可编程序控制器在中国的发展与应用
1.4 常用可编程序控制器简介
1.4.1 西门子公司的可编程序控制器
1.4.2 AB公司的可编程序控制器
1.4.3 三菱公司的可编程序控制器
1.4.4 立石公司的可编程序控制器
1.4.5 和利时公司的可编程序控制器
练习题
第2章 可编程序控制器的基本原理
2.1 可编程序控制器的基本结构
2.2 可编程序控制器的各组成部分
2.2.1 中央处理单元
2.2.2 存储器
2.2.3 输入／输出模块
2.2.4 外部设备
2.2.5 智能模块
2.2.6 电源
2.3 可编程序控制器的工作原理
2.3.1 PLC的扫描工作方式
2.3.2 PLC的扫描工作过程
2.3.3 PLC的输Jk／输出滞后现象
2.3.4 PLC的脉冲捕捉功能
2.3.5 PLC的输入滤波功能
2.4 可编程序控制器的编程语言
2.4.1 PLC软件的基本概念
2.4.2 梯形图
2.4.3 语句表
2.4.4 功能块图
2.4.5 基于Windows的编程语言标准IEC 61131-3
2.4.6 变量的数据类型
练习题
第3章 S7.200 PLC的硬件系统
3.1 S7.200 PLC硬件系统的组成
3.1.1 S7.200 CPU模块
3.1.2 数据保持
3.1.3 高级配置
3.1.4 扩展模块
3.2 数据存储器及其寻址方式
3.2.1 S7.200 CPU数据存储器的分配和地址
3.2.2 数据存储器的功能及其寻址
3.2.3 s7.200 CPU的有效范围
3.2.4 CPU存储器区域的间接寻址
3.3 扩展I／O模块的寻址
练习题
第4章 S7.200 PLC的指令系统
4.1 位逻辑指令
4.1.1 触点指令
4.1.2 取非指令
4.1.3 正跳变和负跳变检测指令
4.1.4 输出指令
4.1.5 置位和复位指令
4.1.6 空操作指令
4.2 定时器和计数器指令
4.2.1 定时器指令
4.2.2 计数器指令
4.3 时钟指令
4.4 比较指令
4.4.1 字节比较指令
4.4.2 整数比较指令
4.4.3 双字整数比较指令
4.4.4 实数比较指令
4.5 数学运算指令
4.5.1 加法指令和减法指令
4.5.2 乘法指令和除法指令
4.5.3 实数的开方、指数和自然对数指令
4.5.4 正弦、余弦和正切指令
4.5.5 字节、字、双字的增和减指令
4.6 传送、移位及循环移位指令
4.6.1 字节、字、双字和实数的传送指令
4.6.2 字节、字和双字的块传送指令
4.6.3 字节交换指令
4.6.4 字节传送立即读和字节传送立即写指令
4.6.5 字节、字、双字的左移位和右移位指令
4.6.6 字节、字、双字的循环左移和循环右移指令
4.6.7 位移位寄存器指令
4.7 表功能指令
4.7.1 填表指令和查表指令
4.7.2 后进先出指令和先进先出指令
4.7.3 存储器填充指令
4.8 逻辑运算指令
4.8.1 字节的与、或和异或指令
4.8.2 字的与、或和异或指令
4.8.3 双字的与、或和异或指令
4.8.4 取反指令
4.9 转换指令
4.9.1 整数的转换指令
4.9.2 实数的转换指令
4.9.3 译码、编码和段码指令
4.9.4 整数、双整数和实数转换成ASCII码指令
4.9.5 ASCII码与十六进制的转换指令
4.1 0程序控制指令
4.1 0.1 有条件结束、暂停和看门狗复位指令
4.1 0.2 跳转指令和标号指令
4.1 0.3 循环指令
4.1 0.4 顺序控制继电器指令
4.1 0.5 AENO指令(STL)
4.1 1逻辑堆栈指令
4.1 1.1 栈装载与指令和栈装载或指令
4.1 1.2 逻辑推入栈指令和逻辑弹出栈指令
4.1 1.3 逻辑读栈指令和装入堆栈指令
练习题
第5章 可编程序控制器程序设计基础
5.1 梯形图的编程规则
5.1.1 梯形图编程的基本规则
5.1.2 STEP7－Micro／WIN32编程规约
5.2 典型控制功能的梯形图
5.2.1 具有自锁和互锁功能的程序
5.2.2 定时器应用程序
5.2.3 计数器应用程序
5.3 PLC程序的移植设计法和经验设计法
5.3.1 PLC程序的移植设计法
5.3.2 PLC程序的经验设计法
5.4 PLC程序的顺序控制设计法
5.4.1 顺序控制设计法的设计步骤
5.4.2 功能表图的绘制
5.4.3 梯形图的顺序控制设计法
5.4.4 复杂顺控系统梯形图的设计方法
5.5 实用程序两例i
5.5.1 实用的异步电动机正反转控制程序
5.5.2 实用的异步电动机Y－△起动控制程序
练习题
第6章 可编程序控制器的通信及网络
6.1 网络通信概述
6.1.1 数据通信的几个基本概念
6.1.2 网络概述
6.1.3 网络配置
6.2 西门子S7系列PLC的网络类型及配置
6.2.1 S7系列PLC的网络结构
6.2.2 网络通信协议
6.2.3 通信设备
6.2.4 S7－200PLC的通信方式
6.3 S7－200PLC的通信指令与通信实例
6.3.1 网络读与网络写指令
6.3.2 单主站通信网络应用实例
6.3.3 自由端口模式通信指令
6.3.4 PLC与打印机的通信实例
6.3.5 PLC与远程PC的通信实例
6.3.6 获取与设置通信口地址指令
练习题
下篇实验教学篇
第7章 可编程序控制器编程系统及编程软件
7.1 可编程序控制器编程系统的建立
7.2 可编程序控制器编程软件的安装与设置
7.2.1 硬件连接
7.2.2 软件安装
7.2.3 通信参数设置
7.2.4 建立在线联系
7.2.5 修改通信参数
7.3 可编程序控制器编程软件的功能
7.3.1 编程软件界面
7.3.2 标题栏和菜单条
7.3.3 工具条
7.3.4 引导条、项目和指令树
7.3.5 数据块
7.3.6 状态图、输出窗口和状态条
7.3.7 定制STEP7－Micro／WIN32
7.3.8 使用帮助
7.4 可编程序控制器编程与调试
7.4.1 梯形图程序的输入方法
7.4.2 程序的下载与上装
7.4.3 程序的调试与监控
练习题
第8章 可编程序控制器编程基础实验
8.1 基本逻辑指令实验
8.1.1 概述
8.1.2 多地点控制
8.1.3 三相异步电动机起动与停止的控制
8.1.4 抢答器控制系统(用基本指令实现)
8.2 定时器指令实验
8.2.1 概述
8.2.2 利用定时器指令实现对两台电动机顺序起动和停止的控制
8.2.3 用定时器实现闪光报警控制
8.2.4 用定时器实现对脉冲宽度的控制
8.2.5 用定时器实现通电与断电延时控制
8.3 计数器指令实验
8.3.1 概述
8.3.2 用计数器指令实现单按钮单路输出控制
8.3.3 用计数器指令实现单按钮双路输出控制
8.3.4 长定时电路的控制
8.3.5 用计数器实现扩展
8.3.6 用计数器实现顺序控制
8.4 比较指令实验
8.4.1 概述
8.4.2 用比较指令实现电动机的顺序控制
8.4.3 用比较指令实现密码锁的控制
8.5 移位及循环指令实验
8.5.1 概述
8.5.2 数码显示的模拟控制
8.5.3 喷泉的模拟控制
8.5.4 彩灯的模拟控制
第9章 可编程序控制器编程综合实验
9.1 三相异步电动机Y－△起动控制实验
9.1.1 概述
9.1.2 实验内容及要求
9.2 小车往复运动控制实验
9.2.1 概述
9.2.2 用两个行程开关控制小车运动
9.2.3 用四个行程开关控制小车运动
9.3 位置检测的控制实验
9.3.1 概述
9.3.2 货叉取放箱控制实验
9.3.3 钻床主轴进给控制实验
9.3.4 布料车控制实验
9.4 步进电动机控制实验
9.4.1 概述
9.4.2 五相步进电动机的模拟控制
9.4.3 三相步进电动机的模拟控制
9.5 天塔之光的模拟控制实验
9.5.1 概述
9.5.2 实验内容及要求
9.6 交通信号灯控制实验
9.6.1 概述
9.6.2 实验内容及要求
9.7 多级传送带的模拟控制实验
9.7.1 概述
9.7.2 实验内容及要求
9.8 液体混合的模拟控制实验
9.8.1 概述
9.8.2 实验内容及要求
9.9 装配流水线的模拟控制实验
9.9.1 概述
9.9.2 实验内容及要求
9.10 创新实验
9.10.1 概述
9.10.2 机械手的模拟控制
9.10.3 三层电梯的控制
9.10.4 四层电梯的控制
9.10.5 全自动洗衣机的模拟控制
9.10.6 自动售货机的控制
附录
附录AS7-200PLC指令一览表
附录Bs7-200PLC错误代码一览表
表B－1致命错误代码及信息
表B－2运行程序错误代码及信息
表B－3编译规则错误代码及信息
附录CS7－200PLCSTL指令执行时间一览表
附录D西门子、三菱及松下公司PLC指令对照一览表
参考文献
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序言可编程序控制器（简称PLC）是一种由微处理器控制的电子系统，专为工业环境下的应用而设计。它采用可编程序存储器，用来存储并执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关外围设备，都是按照易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计的。
可编程序控制器诞生于20世纪70年代。最早的PLC是以替换继电器-接触器控制系统的角色出现，其主要实现的功能仅仅是逻辑简单的顺序控制功能。PLC一经出现，就以其高可靠性、高抗干扰能力、小体积、低功耗和简单直观的编程模式（如梯形图）而显示出强大的生命力，成为自动控制领域的明星。经过了三十几年的发展，其功能和性能都有了极大的提高。现代PLC产品集逻辑控制、模拟量闭环控制、数据处理和数据通信联网等功能于一体，其平均无故障率时间间隔（MTBF）可达50万，甚至100万个小时，能够满足工业生产的各个控制领域的应用要求，已经成为工业控制的标准设备，其应用的深度和广度是一个国家工业自动化水平的重要标志之一。因此，学习掌握PLC的工作原理及其应用技术，对工科院校的工业电气自动化、自动控制、机电一体化以及其他非电类专业的学生和广大工程技术人员而言，具有很高的实用价值。
目前，世界上的PLC生产厂商有数百家，开发生产了各种各样型号和不同性能的PLC产品，它们有各自不同的硬件系统、指令集和编程软件，基本上互不兼容。尽管如此，由于PLC的功能大同小异，故其硬件系统的基本构成和工作原理是相同的，使用面向问题的编程语言的编程思想和编程方法是相同的。因此，当掌握了一种PLC产品的使用方法后，就具备了举一反三的编程能力。
S7－200系列PLC是小型PLC中的佼佼者。其应用领域极为广泛，覆盖了各行各业的所有与自动检测、自动控制有关的工业及民用领域，包括各种冲压机床、磨床、印刷机械、橡胶化工机械、中央空调、电梯控制、运动系统、环境保护设备等。S7-200系列PLC结构紧凑、成本低廉、功能强大，使其具有极高的性价比。无论在独立运行中，或连成网络构成集散自动化系统皆能充分发挥其作用，是各种小型控制任务比较理想的解决方案。因此，本书以S7-200系列PLC为基础介绍PLC的基本原理与应用。
本书由理论、实验和附录三部分组成。
前六章介绍PLC基本原理的理论部分。从应用的角度出发，简要介绍了PLC的发展概况、基本结构和工作原理，重点介绍了PLC的编程语言和编程方法。限于篇幅，在指令系统章节中，只介绍在中国市场上占有较大市场份额的西门子公司的S7-200系列PLC的指令系统，为学习者起到抛砖引玉的作用。另外，各章还设置了大量的例题和练习题。这些例题和练习题均来自工程实际问题，可引导读者正确理解PLC的基本理论知识和应用方法，并快速掌握PLC的编程技巧。
文摘插图：
上篇 理论教学篇
第1章 可编程序控制器概述
可编程序控制器是以微处理器为核心的、高度集成化的通用工业自动控制装置。它融合了计算机、自动控制以及通信等先进技术，具有可靠性高、功能完善、组合灵活、功耗低以及编程简单等优点，已经被广泛应用于工业生产的各个控制领域，成了工业生产自动化的支柱技术之一。可以说，可编程序控制器的应用深度和广度是衡量一个国家工业先进水平的重要标志。
早期的可编程序控制器主要用于开关量的逻辑控制，取代传统的继电器控制系统，因此，称之为可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）。如今，逻辑控制只是可编程序控制器的基本控制功能之一，故称之为“Programmable Controller”，简称PC。由于该简称容易与个人计算机（PC）相混淆，所以，仍然将可编程序控制器简称为PLC。
1.1 可编程序控制器的由来与定义
1.1.1 可编程序控制器的由来
将各种继电器和接触器等有触点电器按照一定的规律连接起来，实现逻辑和顺序控制等功能的继电器控制系统起源于20世纪20年代。这种控制系统结构简单、价格便宜、易于掌握，满足了当时工业生产的基本控制要求，在近半个世纪里，一直占据了工业控制的主导地位。但是，继电器控制系统的缺点是显而易见的，体积庞大、可靠性差、响应慢、功耗高、噪声大、功能简单而固定。由于是依靠硬连线实现的逻辑关系，当生产工艺流程改变时，往往原有的控制柜都需要彻底更换，缺乏通用性和灵活性。这些缺点在20世纪60年代的汽车工业中凸现出来了。那时，美国汽车工业竞争加剧，加速了汽车型号的更新换代。而每一次改型都直接导致继电器控制系统的重新设计和安装，因其设计和安装周期较长，大大影响了新产品的匕市时间。
