中等职业教育电类专业规划教材：可编程序控制器技术与应用

《可编程序控制器技术与应用》是中等职业教育电类专业规划教材之一。《可编程序控制器技术与应用》主要以西门子S7-200 PLC为对象，以S7-200 PLC的应用技术为重点。《可编程序控制器技术与应用》共分6章 ，主要内容有PLC基础知识，包括PLC的特点、应用以及PLC的组成和工作原理；S7-200 PLC基本结构及编程软件的使用；PLC的内部资源和常用指令的使用及应用实例；PLC的功能指令及应用；PLC的顺序控制设计方法以及PLC应用系统的设计和实例。每章 后均配有相应的习题供学习时使用。
《可编程序控制器技术与应用》可供专业为电气自动化专业、机电控制技术专业、电子技术及应用专业、自动化仪表专业的中等职业学校、技工学校的学生使用，也可作为工程技术人员的参考书。

第1章 PLC基础知识
1.1 PLC的产生定义与发展
1.1.1 PLC的产生
1.1.2 PLC的定义
1.1.3 PLC的发展
1.2 PLC的特点.应用与分类
1.2.1 PLC的特点
1.2.2 PLC的应用
1.2.3 PLC的分类
1.3 PLC的基本组成和工作原理
1.3.1 PLC的基本组成
1.3.2 PLC的工作原理
1.4 PLC主要性能指标和产品
1.4.1 PLC主要性能指标
1.4.2 PLC主要产品
1.5 PLC与其他控制系统的比较
1.5.1 PLC与继电器控制系统的比较
1.5.2 PLC与微型计算机的比较
1.5.3 PLC与单片机控制系统的比较
本章 小结
习题1

第2章 认识S7-200PLC
2.1 S7-200系列PLC概述
2.1.1 初识S7-200CPU
2.1.2 扩展功能模块
2.2 STEP7-Micro/WIN编程软件简介
2.2.1 STEP7-Micro/WIN编程软件的安装
2.2.2 PLC与计算机通信的建立和设置
2.2.3 编程软件的基本使用方法
2.3 仿真软件的使用
2.3.1 导出S7-200的程序代码
2.3.2 仿真软件的进入
2.3.3 PLC配置
2.3.4 载入程序
2.3.5 仿真调试程序
2.3.6 监视变量
本章 小结
习题2

第3章 PLC程序设计基础
3.1 S7-200PLC编程语言和程序结构
3.1.1 S7-200PLC编程语言简介
3.1.2 S7-200PLC程序结构
3.2 S7-200系列PLC的内部元件及寻址方式
3.2.1 S7-200PLC的编址方式和内部元件
3.2.2 寻址方式
3.3 基本逻辑指令及应用
3.3.1 梯形图绘制规则
3.3.2 基本逻辑指令
3.4 定时器指令及应用
3.4.1 定时器指令基本概念
3.4.2 各种定时器的工作情况
3.4.3 定时器应用举例
3.5 计数器指令及应用
3.5.1 计数器指令基本概念
3.5.2 各计数器的工作情况
3.5.3 计数器应用举例
3.6 基本指令综合应用举例
3.6.1 闪烁计数控制
3.6.2 仓库货物计数显示
3.6.3 仓库门自动开关控制
3.6.4 抢答器程序
3.6.5 三相异步电动机星—三角启动
3.6.6 自动装箱生产线控制程序
本章 小结
习题3

第4章 PLC功能指令及应用
4.1 数据传送指令及应用
4.1.1 单一数据传送指令
4.1.2 字节立即传送指令
4.1.3 数据块传送指令
4.2 程序控制指令及应用
4.2.1 结束指令
4.2.2 暂停指令
4.2.3 看门狗复位指令
4.2.4 跳转指令
4.2.5 程序循环指令
4.2.6 与ENO指令
4.3 移位指令及应用
4.3.1 左.右移位指令
4.3.2 循环移位指令
4.3.3 寄存器移位指令
4.4 子程序的编写及调用
4.4.1 建立子程序
4.4.2 子程序的调用和子程序的返回
4.4.3 带参数的子程序调用
4.5 算术运算.逻辑运算指令
4.5.1 算术运算指令
4.5.2 逻辑运算指令
4.6 功能指令综合应用
本章 小结
习题4

第5章 顺序控制的程序设计
5.1 顺序控制设计基础
5.1.1 顺序控制设计概述
5.1.2 顺序功能图的基本概念
5.1.3 顺序功能图的基本结构
5.1.4 绘制功能图应注意的问题
5.2 顺序功能图的实现方法
5.2.1 利用顺序控制指令实现顺序功能图
5.2.2 利用启保停程序实现顺序功能图
5.2.3 利用置位复位指令实现顺序功能图
5.3 顺序功能图的应用
5.3.1 运料小车运动控制
5.3.2 某剪板机的控制
本章 小结
习题5

第6章 PLC应用系统设计与实例
6.1 PLC应用系统设计概述
6.1.1 PLC应用系统设计的基本原则和主要内容
6.1.2 PLC应用系统设计与调试的主要步骤
6.2 PLC应用系统常用低压电器
6.2.1 开关电器
6.2.2 熔断器
6.2.3 主令电器
6.2.4 接触器
6.2.5 继电器
6.3 PLC应用中若干问题
6.3.1 PLC选型问题
6.3.2 干扰及抗干扰措施
6.3.3 节省I/O点数的方法
6.4 PLC的安装与维护
6.4.1 PLC的工作环境
6.4.2 PLC的安装
6.4.3 控制系统的接线
6.4.4 PLC的检修与维护
6.4.5 PLC的故障诊断
6.5 PLC应用举例
6.5.1 PLC在液体混合装置控制中的应用
6.5.2 PLC在十字路口交通灯控制中的应用
6.5.3 PLC在机械手中的应用
本章小结
习题6
习题参考答案
参考文献

第1章 PLC基础知识
1.1 PLC的产生、定义与发展
可编程序控制器是一种以计算机为核心，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种通用新型工业自动化控制装置。它具有结构简单，性能优越，可靠性高等优点，在工业自动化控制领域得到了广泛的应用，被誉为现代工业生产自动化的三大支柱之一。
1.1.1 PLC的产生
20世纪60年代末，由于市场的需要，工业生产从大批量、少品种的生产方式转变为小批量、多品种的生产方式。但是，当时这种大规模生产线的控制大多是继电器控制系统，这种控制系统体积大、耗电多，改变生产程序非常困难。1968年美国通用汽车公司（GM），为了满足汽车型号的不断更新、生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望开发一种新型工业控制器。这种工业控制器能做到尽可能地减少重新设计和更换继电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。GM公司针对这种设计目标，对新型工业控制器提出了10项指标：
（1）编程方便，现场可修改程序；
（2）维修方便，采用插件式结构；
（3）可靠性高于继电器控制装置；
（4）数据可直接输入管理计算机中；
（5）输入电源可为市电；
（6）输出电源可为市电，负载电流要求2A以上，可直接驱动电磁阀和接触器等电气元件；
（7）用户存储器容量大于4KB；
（8）体积小于继电器控制装置；
（9）扩展时原系统变更最少；
（10）成本与继电器控制装置相比，有一定竞争力。
这10项指标实际上就是现在可编程序控制器的最基本的功能。核心思想是用计算机代替继电器控制柜；用程序代替继电器控制线路的硬接线；输入/输出信号可与外部装置直接相连。
……

　　可编程序控制器（PLC）是一种以计算机为核心，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种通用新型工业自动化控制装置。在工业控制领域从单机自动化到生产线自动化乃至生产自动化；从工业机器人、数控设备到柔性制造系统（FMS），PLC充当了重要的角色，并展现了强劲的发展态势。PLC以其可靠性高、灵活性强、使用方便的优势，迅速占领了工业控制领域。它与CAD／CAM和工业机器人一起被誉为现代工业生产自动化的三大支柱之一。近年来可编程序控制器技术受到广大从事自动控制和机电一体化技术人员的重视。
　　鉴于可编程序控制器技术在工业控制领域的重要性，许多职业院校将其作为机电、电气自动化、数控等专业的专业课程。因此我们组织了相关专业老师，经过认真调研，并结合目前我国工业控制领域中PLC的应用情况，选择了有较高性价比和市场份额的西门子公司S7-200系列小型PLC作为编写对象。在本书的编写过程中，力求体现职业教育的性质、任务和培养目标，坚持以就业为导向、以能力培养为本位的原则，突出教材的实用性、适用性和先进性。
　　全书共6章，第1章介绍了PLC的基础知识，包括PLC的定义、发展、应用以及PLC的组成和工作原理。第2章介绍了S7-200PLC的基本结构以及编程软件和仿真软件的使用。第3章是PLC程序设计基础，主要介绍了PLC的内部资源、编址寻址的方式以及PLC的基本指令的功能和应用，并列举了一些工程应用的实例。第4章介绍了PLC的功能指令及其应用。第5章程序设计方法重点介绍了PLC的顺序控制的设计方法及其应用。第6章介绍了PLC控制系统设计方法并以实例来说明实现的方法。在编写过程中，编者力求做到语言流畅、叙述清楚、讲解细致，所有内容都立足便于实际应用和教学，并融进编者的经验和成果。