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可編程控制器技術與應用(西門子系列)(第2版)
本書是電子工業(yè)出版社職業(yè)教育電氣自動化專業(yè)系列教材之一。充分體現(xiàn)了職業(yè)教育培養(yǎng)技能型人才的教學特色。 本書主要以西門子S7-200 PLC 為對象,以S7-200 PLC 的應用技術為重點。全書共6 章,主要內(nèi)容有PLC 基礎知識、認識S7-200 PLC、PLC 程序設計基礎、PLC 功能指令及應用、順序控制的程序設計,以及PLC 應用系統(tǒng)設計與實例。每章后均配有相應的習題供學習時使用。 本書可供電氣自動化專業(yè)、機電控制技術專業(yè)、電子技術及應用專業(yè)、自動化儀表專業(yè)使用,也可作為工程技術人員的參考書。
常輝,安徽職業(yè)技術學院 副教授 省級專業(yè)帶頭人。1991年畢業(yè)至今,先后在安徽省輕工業(yè)學校、安徽職業(yè)技術學院從事計算機應用技術、電氣自動化技術、機電技術的理論和實踐教學工作,任教過的課程有《可編程控制器技術》、《電氣控制與PLC》、《電工基礎》、《電氣測量》、《計算機文化基礎》、《VB編程》等。
第1 章 PLC 基礎知識 ............................................................................................................... 1
1.1 PLC 的定義與發(fā)展 ....................................................................................................... 1 1.1.1 PLC 的定義 ........................................................................................................ 1 1.1.2 PLC 的發(fā)展概況 ................................................................................................ 2 1.2 PLC 的特點、應用與分類 ........................................................................................... 4 1.2.1 PLC 的特點 ........................................................................................................ 4 1.2.2 PLC 的應用 ........................................................................................................ 5 1.2.3 PLC 的分類 ........................................................................................................ 6 1.3 PLC 的組成、原理及性能指標 ................................................................................... 7 1.3.1 PLC 的基本組成 ................................................................................................ 7 1.3.2 PLC 的工作原理 .............................................................................................. 12 1.3.3 PLC 主要性能指標 .......................................................................................... 14 1.4 PLC 與其他控制系統(tǒng)的比較 ..................................................................................... 15 1.4.1 PLC 與繼電器控制系統(tǒng)的比較 ...................................................................... 15 1.4.2 PLC 與微型計算機的比較 .............................................................................. 16 1.4.3 PLC 與單片機控制系統(tǒng)的比較 ...................................................................... 17 本章小結(jié) .............................................................................................................................. 18 習題一 ................................................................................................................................. 19 第2 章 認識S7-200 PLC ....................................................................................................... 20 2.1 S7-200 系列PLC 概述 ............................................................................................... 20 2.1.1 初識S7-200 CPU ............................................................................................. 20 2.1.2 擴展功能模塊 .................................................................................................. 24 2.2 STEP7-Micro/WIN 編程軟件簡介 ............................................................................. 24 2.2.1 STEP7-Micro/WIN 編程軟件的安裝 .............................................................. 25 2.2.2 PLC 與計算機通信的建立和設置 .................................................................. 26 2.2.3 編程軟件的基本使用方法 .............................................................................. 28 2.3 仿真軟件的使用 ......................................................................................................... 32 2.3.1 導出S7-200 的程序代碼 ................................................................................. 32 2.3.2 仿真軟件的進入 .............................................................................................. 33 2.3.3 PLC 配置 .......................................................................................................... 34 2.3.4 載入程序 .......................................................................................................... 34 VI 2.3.5 仿真調(diào)試程序 .................................................................................................. 34 2.3.6 監(jiān)視變量 .......................................................................................................... 34 本章小結(jié) .............................................................................................................................. 35 習題二 ................................................................................................................................. 36 第3 章 PLC 程序設計基礎 ..................................................................................................... 37 3.1 S7-200 PLC 編程語言和程序結(jié)構(gòu) ............................................................................ 37 3.1.1 S7-200PLC 編程語言簡介 .............................................................................. 37 3.1.2 S7-200 PLC 程序結(jié)構(gòu) ..................................................................................... 38 3.2 S7-200 系列PLC 內(nèi)部元件及尋址方式 ................................................................... 39 3.2.1 數(shù)值的表示方式 .............................................................................................. 39 3.2.2 S7-200 PLC 編址方式 ..................................................................................... 39 3.2.3 S7-200 PLC 內(nèi)部元件 ..................................................................................... 40 3.2.4 尋址方式 .......................................................................................................... 43 3.3 基本邏輯指令及應用 ................................................................................................. 45 3.3.1 梯形圖繪制規(guī)則 .............................................................................................. 45 3.3.2 基本邏輯指令 .................................................................................................. 46 3.4 定時器指令及應用 ..................................................................................................... 54 3.4.1 定時器指令基本概念 ...................................................................................... 54 3.4.2 定時器的工作情況 .......................................................................................... 55 3.4.3 定時器應用舉例 .............................................................................................. 56 3.5 計數(shù)器指令及應用 ..................................................................................................... 60 3.5.1 計數(shù)器指令基本概念 ...................................................................................... 60 3.5.2 各計數(shù)器的工作情況 ...................................................................................... 60 3.5.3 計數(shù)器應用舉例 .............................................................................................. 62 3.6 基本指令綜合應用舉例 ............................................................................................. 64 3.6.1 電動機間歇運動控制 ...................................................................................... 64 3.6.2 增氧泵定時控制 .............................................................................................. 65 3.6.3 貨物計數(shù)顯示控制 .......................................................................................... 66 3.6.4 倉庫門自動開關控制 ...................................................................................... 66 3.6.5 攪拌器控制 ...................................................................................................... 68 3.6.6 搶答器控制 ...................................................................................................... 69 3.6.7 料盤電動機星-三角啟動控制 ......................................................................... 70 3.6.8 設備過載報警控制 .......................................................................................... 73 本章小結(jié) .............................................................................................................................. 74 習題三 ................................................................................................................................. 75 第4 章 PLC 功能指令及應用 ................................................................................................. 77 4.1 數(shù)據(jù)傳送指令及應用 ................................................................................................. 77 目 錄 VII 4.1.1 單一數(shù)據(jù)傳送指令 .......................................................................................... 77 4.1.2 字節(jié)立即傳送指令 .......................................................................................... 78 4.1.3 數(shù)據(jù)塊傳送指令 .............................................................................................. 78 4.1.4 字節(jié)交換指令 .................................................................................................. 79 4.2 程序控制指令及應用 ................................................................................................. 79 4.2.1 結(jié)束指令 .......................................................................................................... 79 4.2.2 暫停指令 .......................................................................................................... 80 4.2.3 跳轉(zhuǎn)指令 .......................................................................................................... 80 4.2.4 與ENO 指令 .................................................................................................... 82 4.3 循環(huán)移位指令及應用 ................................................................................................. 82 4.3.1 左、右移位指令 .............................................................................................. 82 4.3.2 循環(huán)移位指令 .................................................................................................. 83 4.3.3 寄存器移位指令 .............................................................................................. 84 4.4 子程序的編寫及調(diào)用 ................................................................................................. 85 4.4.1 建立子程序 ...................................................................................................... 85 4.4.2 子程序的調(diào)用和子程序的返回 ...................................................................... 86 4.4.3 帶參數(shù)的子程序調(diào)用 ...................................................................................... 87 4.5 算術運算、邏輯運算指令 ......................................................................................... 89 4.5.1 算術運算指令 .................................................................................................. 89 4.5.2 邏輯運算指令 .................................................................................................. 92 4.6 功能指令綜合應用 ..................................................................................................... 94 4.6.1 多臺電動機啟?刂 ...................................................................................... 94 4.6.2 設備運行時間記錄 .......................................................................................... 94 4.6.3 加熱爐加熱時間選擇 ...................................................................................... 95 4.6.4 多臺電動機依次循環(huán)工作 .............................................................................. 96 4.6.5 三角函數(shù)運算 .................................................................................................. 97 本章小結(jié) .............................................................................................................................. 98 習題四 ................................................................................................................................. 99 第5 章 順序控制的程序設計 ................................................................................................ 100 5.1 順序控制設計基礎 ................................................................................................... 100 5.1.1 順序控制設計概述 ........................................................................................ 100 5.1.2 順序功能圖的基本概念 ................................................................................ 100 5.1.3 順序功能圖的基本結(jié)構(gòu) ................................................................................ 102 5.1.4 繪制功能圖應注意的問題 ............................................................................ 103 5.2 順序功能圖的實現(xiàn)方法 ........................................................................................... 104 5.2.1 利用順序控制指令實現(xiàn)順序功能圖 ............................................................ 104 5.2.2 利用啟保停程序?qū)崿F(xiàn)順序功能圖 ................................................................ 105 5.2.3 利用置位復位指令實現(xiàn)順序功能圖 ............................................................ 106 VIII 5.3 順序功能圖的應用 ................................................................................................... 108 5.3.1 運料小車運動控制 ........................................................................................ 108 5.3.2 某剪板機的控制 .............................................................................................110 5.3.3 鋼球分揀裝置的控制 .....................................................................................113 本章小結(jié) .............................................................................................................................118 習題五 ................................................................................................................................119 第6 章 PLC 應用系統(tǒng)設計與實例 ....................................................................................... 121 6.1 PLC 應用系統(tǒng)設計概述 ........................................................................................... 121 6.1.1 PLC 應用系統(tǒng)設計的基本原則和主要內(nèi)容 ................................................ 121 6.1.2 PLC 應用系統(tǒng)設計與調(diào)試的主要步驟 ........................................................ 122 6.2 PLC 應用系統(tǒng)常用低壓電器 ................................................................................... 124 6.2.1 開關電器 ........................................................................................................ 124 6.2.2 熔斷器 ............................................................................................................ 125 6.2.3 主令電器 ........................................................................................................ 125 6.2.4 接觸器 ............................................................................................................ 128 6.2.5 繼電器 ............................................................................................................ 129 6.3 PLC 應用中若干問題 ............................................................................................... 131 6.3.1 PLC 選型問題 ................................................................................................ 131 6.3.2 干擾及抗干擾措施 ........................................................................................ 132 6.3.3 節(jié)省I/O 點數(shù)的方法 ..................................................................................... 133 6.4 PLC 的安裝與維護 ................................................................................................... 134 6.4.1 PLC 的工作環(huán)境 ............................................................................................ 135 6.4.2 PLC 的安裝 .................................................................................................... 135 6.4.3 控制系統(tǒng)的接線 ............................................................................................ 136 6.4.4 PLC 的檢修與維護 ........................................................................................ 137 6.4.5 PLC 的故障診斷 ............................................................................................ 138 6.5 PLC 應用舉例 ........................................................................................................... 138 6.5.1 彎管機的控制 ................................................................................................ 138 6.5.2 液體混合裝置的控制 .................................................................................... 141 6.5.3 十字路口交通燈的控制 ................................................................................ 144 6.5.4 自動裝箱生產(chǎn)線的控制 ................................................................................ 147 6.5.5 生產(chǎn)線氣動搬運機械手的控制 .................................................................... 149 本章小結(jié) ............................................................................................................................ 154 習題六 ............................................................................................................................... 154 習題參考答案 ............................................................................................................................ 156 參考文獻 ................................................................................................................................... 176
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