可編程控制技術(shù)與應(yīng)用（西門(mén)子S7-200）

通過(guò)西門(mén)子S7-200 PLC 在9 個(gè)大項(xiàng)目30 多個(gè)小訓(xùn)練項(xiàng)目中的典型應(yīng)用，重點(diǎn)介紹PLC 在各領(lǐng)

域的工程應(yīng)用，以控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)為目的，實(shí)例內(nèi)容豐富，涉及范圍廣，實(shí)用性較強(qiáng)。

突破以往理論貫穿的思路，教學(xué)結(jié)構(gòu)“模塊化”。以“綜合項(xiàng)目－分解任務(wù)－具體步驟”的模式

組織教學(xué)內(nèi)容，項(xiàng)目與項(xiàng)目間一環(huán)套一環(huán)，將理論知識(shí)在每一個(gè)典型工作任務(wù)中表現(xiàn)得淋漓盡致。

每一個(gè)項(xiàng)目中理論與實(shí)訓(xùn)同步，力求與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際控制要求接軌。通過(guò)采用圖紙、實(shí)際設(shè)計(jì)分析方

法等，幫助讀者進(jìn)一步熟悉工業(yè)設(shè)計(jì)工藝和要求。同時(shí)，還注意給學(xué)生一定的學(xué)習(xí)空間，以培養(yǎng)

學(xué)生的再學(xué)習(xí)能力。

前 言

為了實(shí)現(xiàn)高等職業(yè)技術(shù)教育的培養(yǎng)目標(biāo)，更好地適應(yīng)制造大業(yè)的發(fā)展，本書(shū)根據(jù)高等職業(yè)技術(shù)教育制造大業(yè)類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)大綱的要求，以及職業(yè)崗位技能需求，結(jié)合最新的高職院校職業(yè)教育課程改革經(jīng)驗(yàn)，以生產(chǎn)實(shí)踐中典型的工作任務(wù)為項(xiàng)目，編寫(xiě)了這本任務(wù)驅(qū)動(dòng)式特色教材，以突出技術(shù)應(yīng)用性和針對(duì)性，強(qiáng)化實(shí)踐操作能力，更好地適應(yīng)21世紀(jì)科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電氣技術(shù)應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人才的要求。

本書(shū)內(nèi)容包括S7-200 PLC認(rèn)知、簡(jiǎn)單電動(dòng)機(jī)控制電路的PLC控制、燈光、搶答器和洗衣機(jī)的PLC控制、交通信號(hào)燈的PLC控制、除塵室的PLC控制、物料傳送設(shè)備的PLC控制、機(jī)械手的PLC控制、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的PLC控制、啤酒發(fā)酵自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試等9個(gè)大項(xiàng)目。通過(guò)典型的西門(mén)子S7-200 PLC在9個(gè)大項(xiàng)目30多個(gè)小的訓(xùn)練項(xiàng)目中的應(yīng)用，側(cè)重學(xué)習(xí)PLC控制技術(shù)在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)中的應(yīng)用方法。項(xiàng)目與項(xiàng)目間一環(huán)套一環(huán)，讓所有的理論知識(shí)在每一個(gè)典型任務(wù)中表現(xiàn)得淋漓盡致。每個(gè)項(xiàng)目都力求與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際控制要求接軌，通過(guò)采用圖紙、實(shí)際設(shè)計(jì)分析方法等內(nèi)容，幫助讀者更進(jìn)一步地熟悉工業(yè)設(shè)計(jì)工藝和要求。

本書(shū)突破理論貫穿的思路，以綜合項(xiàng)目－分解任務(wù)－具體步驟的模式組織內(nèi)容，以加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)、重視實(shí)踐技能、培養(yǎng)動(dòng)手能力為指導(dǎo)思想，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，以及工程設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)，體現(xiàn)理實(shí)一體化教材的特色。本書(shū)對(duì)相關(guān)項(xiàng)目的內(nèi)容均通過(guò)實(shí)訓(xùn)加以驗(yàn)證和總結(jié)，并配有一定量的技能訓(xùn)練，以保證理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。技能訓(xùn)練安排在基礎(chǔ)知識(shí)講述的同時(shí)進(jìn)行，以便學(xué)生在做中學(xué)，在學(xué)中做，邊學(xué)邊做，教、學(xué)、做合一，真正將企業(yè)應(yīng)用很好地結(jié)合于教學(xué)內(nèi)容。

本書(shū)是作者在多年從事本課程及相關(guān)課程的教學(xué)、教改及科研的基礎(chǔ)上編寫(xiě)的，可作為高職高專(zhuān)院校工業(yè)自動(dòng)化、電氣自動(dòng)化、機(jī)電一體化等相近專(zhuān)業(yè)的教材（教師可以根據(jù)專(zhuān)業(yè)需要選擇講解的內(nèi)容），也可供從事電氣控制方面工作的工程技術(shù)人員和技術(shù)工人參考。

本書(shū)由邱俊主編，黃翔、彭希南、陶銳、程衛(wèi)權(quán)、周志光、徐麗娟、唐春霞、雷翔霄、任琪、劉定良等參加了編寫(xiě)工作，編寫(xiě)期間還得到了羅水華、胡良君、張韌、鄒先明、陳舜、馬威、譚新元、羅華陽(yáng)、唐立偉、李榮華的大力支持，在此真誠(chéng)致謝！

由于編者水平有限，在書(shū)中難免存在缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

編　者

2013年4月

前言

項(xiàng)目1 S7-200 PLC認(rèn)知 1
1.1 PLC概述 1
1.1.1 PLC的產(chǎn)生 1
1.1.2 PLC的概念 2
1.1.3 PLC的基本組成 6
1.1.4 PLC的輸入輸出接口電路 8
1.1.5 編程器 10
1.2 PLC的硬件組成及工作原理 10
1.2.1 S7系列PLC的硬件 10
1.2.2 S7-200系列CPU224型PLC的結(jié)構(gòu) 12
1.2.3 擴(kuò)展功能模塊 15
1.2.4 S7-200系列PLC內(nèi)部元器件 17
1.2.5 PLC的工作原理 22
1.2.6 PLC主要技術(shù)指標(biāo) 23
1.3 西門(mén)子PLC編程軟件應(yīng)用 24
1.3.1 編程軟件認(rèn)識(shí) 24
1.3.2 STEP 7-Mirco/WIN主要編程功能 33
1.3.3 通信 38
1.3.4 程序的調(diào)試與監(jiān)控 39
1.4 項(xiàng)目管理 45
1.4.1 打印 45
1.4.2 復(fù)制項(xiàng)目 46
1.4.3 導(dǎo)入文件 46
1.4.4 導(dǎo)出文件 46
1.5 技能實(shí)訓(xùn) 46
思考與練習(xí) 48
項(xiàng)目2 簡(jiǎn)單電動(dòng)機(jī)控制電路的PLC控制 49
2.1 相關(guān)知識(shí) 49
2.1.1 可編程控制器程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 49
2.1.2 基本位操作指令 51
2.1.3 定時(shí)器指令 58
2.2 項(xiàng)目實(shí)施 62
2.2.1 電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)行的PLC控制 62
2.2.2 自動(dòng)循環(huán)控制電路的PLC控制 62
2.2.3 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)Y－△降壓起動(dòng)的
PLC控制 64
2.3 知識(shí)拓展 66
2.3.1 梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 66
2.3.2 根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖的
方法 68
2.3.3 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)Y－△降壓起動(dòng)的
PLC控制 71
2.4 技能實(shí)訓(xùn) 72
2.4.1 基本指令應(yīng)用設(shè)計(jì)與調(diào)試 72
2.4.2 定時(shí)器指令應(yīng)用設(shè)計(jì)與調(diào)試 75
2.4.3 電機(jī)的Y－△起動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)與
調(diào)試 76
思考與練習(xí) 78
項(xiàng)目3 燈光、搶答器和洗衣機(jī)的PLC控制 80
3.1 相關(guān)知識(shí) 80
3.1.1 正向、負(fù)向轉(zhuǎn)換指令 EU/ED 80
3.1.2 計(jì)數(shù)器指令 81
3.1.3 傳送指令 84
3.2 項(xiàng)目實(shí)施 85
3.2.1 燈光的PLC控制 85
3.2.2 搶答器的PLC控制 87
3.2.3 洗衣機(jī)的PLC控制 88
3.3 知識(shí)拓展 92
3.3.1 順序控制設(shè)計(jì)法與順序功能圖 93
3.3.2 置位/復(fù)位編程法應(yīng)用示例 96
3.3.3 起保停編程法應(yīng)用示例 99
3.4 技能實(shí)訓(xùn) 100
3.4.1 EU、ED計(jì)數(shù)器及MOV指令應(yīng)用
設(shè)計(jì)與調(diào)試 100
3.4.2 舞臺(tái)燈的PLC控制設(shè)計(jì)與調(diào)試 102
思考與練習(xí) 103
項(xiàng)目4 交通信號(hào)燈的PLC控制 106
4.1 相關(guān)知識(shí) 106
4.1.1 比較指令 106
4.1.2 步進(jìn)階梯指令 107
4.1.3 移位循環(huán)指令 109
4.2 項(xiàng)目實(shí)施 113
4.2.1 十字路口交通燈的PLC控制 113
4.2.2 用比較指令完成十字路口交通
燈的PLC控制設(shè)計(jì) 114
4.2.3 用步進(jìn)階梯指令完成十字路口
交通燈的PLC控制設(shè)計(jì) 114
4.2.4 用移位循環(huán)指令完成十字路口
交通燈的PLC控制設(shè)計(jì) 116
4.3 知識(shí)拓展 118
4.3.1 將真值表融入十字路口交通燈的
PLC控制設(shè)計(jì) 118
4.3.2 將數(shù)字顯示融入十字路口交通燈
的PLC控制設(shè)計(jì) 119
4.4 技能實(shí)訓(xùn) 122
4.4.1 比較指令、移位循環(huán)指令應(yīng)用
設(shè)計(jì)與調(diào)試 122
4.4.2 交通信號(hào)燈控制設(shè)計(jì)與調(diào)試 123
思考與練習(xí) 124
項(xiàng)目5 除塵室的PLC控制 127
5.1 相關(guān)知識(shí) 127
5.1.1 數(shù)據(jù)處理指令 127
5.1.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令 128
5.1.3 算術(shù)運(yùn)算指令 133
5.1.4 邏輯運(yùn)算指令 137
5.1.5 遞增、遞減指令 139
5.2 項(xiàng)目實(shí)施 140
5.3 知識(shí)拓展 143
5.4 技能實(shí)訓(xùn) 144
5.4.1 運(yùn)算單位轉(zhuǎn)換實(shí)訓(xùn) 144
5.4.2 LED數(shù)碼管顯示控制設(shè)計(jì)與調(diào)試 146
思考與練習(xí) 147
項(xiàng)目6 物料傳送設(shè)備的PLC控制 149
6.1 相關(guān)知識(shí) 149
6.1.1 END、STOP、WDR指令 149
6.1.2 循環(huán)、跳轉(zhuǎn)指令 151
6.1.3 子程序調(diào)用及子程序返回指令 153
6.2 項(xiàng)目實(shí)施 157
6.2.1 用基本指令完成物料傳送設(shè)備的
PLC控制設(shè)計(jì) 157
6.2.2 用順序控制指令完成物料傳送設(shè)
備的PLC控制設(shè)計(jì) 159
6.3 知識(shí)拓展 163
6.4 技能實(shí)訓(xùn) 166
6.4.1 跳轉(zhuǎn)指令應(yīng)用設(shè)計(jì)與調(diào)試 166
6.4.2 物料混合控制設(shè)計(jì)與調(diào)試 167
思考與練習(xí) 168
項(xiàng)目7 機(jī)械手的PLC控制 170
7.1 相關(guān)知識(shí) 170
7.1.1 立即類(lèi)指令 170
7.1.2 中斷指令 171
7.1.3 高速處理 175
7.2 項(xiàng)目實(shí)施 191
7.3 知識(shí)拓展 195
7.4 技能實(shí)訓(xùn) 205
7.4.1 中斷指令編程設(shè)計(jì)與調(diào)試 205
7.4.2 高速輸入、高速輸出指令編程設(shè)計(jì)
與調(diào)試 206
思考與練習(xí) 208
項(xiàng)目8 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的PLC控制 209
8.1 相關(guān)知識(shí) 209
8.2 項(xiàng)目實(shí)施 214
8.2.1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)四相四拍正轉(zhuǎn)的PLC
控制 214
8.2.2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)四相八拍正反轉(zhuǎn)的PLC
控制 216
8.3 知識(shí)拓展 219
8.4 技能實(shí)訓(xùn) 225
8.4.1 驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的PLC控制設(shè)計(jì)與
調(diào)試 225
8.4.2 高速計(jì)數(shù)器與高速輸出的編程
實(shí)訓(xùn) 226
思考與練習(xí) 227
項(xiàng)目9 啤酒發(fā)酵自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試 228
9.1 相關(guān)知識(shí) 228
9.2 項(xiàng)目實(shí)施 230
9.2.1 用指令語(yǔ)句編寫(xiě)實(shí)現(xiàn)恒壓供水
水箱的PID控制設(shè)計(jì) 230
9.2.2 用指令向?qū)Ь帉?xiě)實(shí)現(xiàn)電爐溫度的
PID控制設(shè)計(jì) 232
9.2.3 啤酒發(fā)酵自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試 236
9.3 知識(shí)拓展 246
9.3.1 通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 246
9.3.2 工業(yè)局域網(wǎng)基礎(chǔ) 251
9.3.3 S7-200通信部件介紹 253
9.3.4 S7-200 PLC的通信 258
9.4 技能實(shí)訓(xùn) 267
9.4.1 水塔水位控制設(shè)計(jì)與調(diào)試 267
9.4.2 郵件分揀控制設(shè)計(jì)與調(diào)試 269
思考與練習(xí) 270
參考文獻(xiàn) 271

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