內容簡介

本書介紹瞭西門子S7-200 SMART PLC的硬件與軟件編程，主要內容有PLC入門、西門子S7-200 SMART PLC介紹、S7-200 SMART PLC編程軟件的使用、基本指令的使用及應用實例、順序控製指令的使用及應用實例、功能指令說明及使用舉例和PLC通信。
本書起點低，內容由淺入深，語言通俗易懂，結構安排符閤學習認知規律。本書適閤作為初學者學習PLC技術的自學圖書，也適閤作為職業院校電類專業的PLC技術教材。

目錄

第1 章 PLC 入門 / 1
1．1 概述 / 1
1．1．1　PLC 的定義 / 1
1．1．2　PLC 的分類 / 1
1．1．3　PLC 的特點 / 2
1．2　 PLC 控製與繼電器控製比較 / 3
1．2．1　繼電器正轉控製綫路 / 3
1．2．2　PLC 正轉控製綫路 / 4
1．2．3　PLC 控製、繼電器控製和單片機控製的比較 / 5
1．3 PLC 的組成與工作原理 / 6
1．3．1　PLC 的組成方框圖 / 6
1．3．2　PLC 內部組成單元說明 / 6
1．3．3　PLC 的工作方式 / 10
1．4　PLC 的編程語言 / 10
1．4．1　梯形圖（LAD） / 11
1．4．2　功能塊圖（FBD） / 11
1．4．3　指令語句錶（STL） / 12
1．5 PLC 應用係統開發舉例 / 12
1．5．1　PLC 應用係統開發的一般流程 / 12
1．5．2　PLC 控製電動機正、反轉的開發實例 / 12

第2 章 西門子S7-200 SMART PLC 介紹 / 17
2．1　PLC 硬件介紹 / 17
2．1．1　兩種類型的CPU 模塊 / 17
2．1．2　CPU 模塊麵闆各部件說明 / 18
2．1．3　CPU 模塊的接綫 / 18
2．1．4　信號闆的安裝使用與地址分配 / 21
2．1．5　S7-200 SMART 常用模塊與訂貨號含義 / 23
2．2　PLC 的軟元件 / 25
2．2．1　輸入繼電器（I）和輸齣繼電器（Q） / 26
2．2．2　輔助繼電器（M）、特殊輔助繼電器（SM）和狀態繼電器（S） / 26
2．2．3　定時器（T）、計數器（C）和高速計數器（HC） / 27
2．2．4　纍加器（AC）、變量存儲器（V）和局部變量存儲器（L） / 28
2．2．5　模擬量輸入寄存器（AI）和模擬量輸齣寄存器（AQ） / 28

第3 章 S7-200 SMART PLC 編程軟件的使用 / 29
3．1　軟件的安裝、卸載與軟件窗口介紹 / 29
3．1．1　軟件的安裝與啓動 / 29
3．1．2　軟件的卸載 / 34
3．1．3　軟件窗口組件說明 / 35
3．2　程序的編寫與下載 / 37
3．2．1　項目創建與保存 / 37
3．2．2　PLC 硬件組態（配置） / 38
3．2．3　程序的編寫 / 39
3．2．4　PLC 與計算機的連接及通信設置 / 44
3．3　程序的編輯與注釋 / 50
3．3．1　程序的編輯 / 50
3．3．2　程序的注釋 / 53
3．4　程序的監控與調試 / 56
3．4．1　用梯形圖監控調試程序 / 56
3．4．2　用狀態圖錶的錶格監控調試程序 / 59
3．4．3　用狀態圖錶的趨勢圖監控調試程序 / 61
3．5　軟件的一些常用設置及功能使用 / 62
3．5．1　軟件的一些對象設置 / 62
3．5．2　硬件組態（配置） / 63
3．5．3　用存儲卡備份、復製程序和刷新固件 / 64

第4 章 基本指令的使用及應用實例 / 71
4．1　位邏輯指令 / 71
4．1．1 觸點指令 / 71
4．1．2 綫圈指令 / 72
4．1．3 立即指令 / 73
4．1．4 RS 觸發器指令 / 75
4．1．5 空操作指令 / 76
4．2 定時器 / 76
4．2．1 通電延時型定時器（TON） / 77
4．2．2 斷電延時型定時器（TOF） / 78
4．2．3 記憶型通電延時定時器（TONR） / 79
4．3 計數器 / 80
4．3．1 加計數器（CTU） / 81
4．3．2 減計數器（CTD） / 82
4．3．3 加減計數器（CTUD） / 83
4．4　常用的基本控製綫及梯形圖 / 84
4．4．1　啓動、自鎖和停止控製綫路與梯形圖 / 84
4．4．2　正、反轉聯鎖控製綫路與梯形圖 / 86
4．4．3　多地控製綫路與梯形圖 / 87
4．4．4　定時控製綫路與梯形圖 / 88
4．4．5　長定時控製綫路與梯形圖 / 91
4．4．6　多重輸齣控製綫路與梯形圖 / 92
4．4．7　過載報警控製綫路與梯形圖 / 94
4．4．8　閃爍控製綫路與梯形圖 / 95
4．5　基本指令應用實例 / 96
4．5．1　噴泉的PLC 控製綫路與程序詳解 / 96
4．5．2　交通信號燈的PLC 控製綫路與程序詳解 / 99
4．5．3　多級傳送帶的PLC 控製綫路與程序詳解 / 103
4．5．4　車庫自動門的PLC 控製綫路與程序詳解 / 106

第5 章 順序控製指令的使用及應用實例 / 110
5．1　順序控製與狀態轉移圖 / 110
5．2　順序控製指令 / 111
5．2．1　指令名稱及功能 / 111
5．2．2 指令使用舉例 / 111
5．2．3 指令使用注意事項 / 113
5．3 順序控製的幾種方式 / 113
5．3．1 選擇性分支方式 / 113
5．3．2 並行分支方式 / 116
5．4 順序控製指令應用實例 / 118
5．4．1 液體混閤裝置的PLC 控製綫路與程序詳解 / 118
5．4．2 簡易機械手的PLC 控製綫路與程序詳解 / 123
5．4．3 大小鐵球分檢機的PLC 控製綫路與程序詳解 / 128

第6 章 功能指令說明及使用舉例 / 135
6．1 功能指令使用基礎 / 135
6．1．1 數據類型 / 135
6．1．2 尋址方式 / 136
6．2 傳送指令 / 139
6．2．1 單一數據傳送指令 / 139
6．2．2 字節立即傳送指令 / 140
6．2．3 數據塊傳送指令 / 141
6．2．4 字節交換指令 / 142
6．3 比較指令 / 143
6．3．1 字節觸點比較指令 / 143
6．3．2 整數觸點比較指令 / 144
6．3．3 雙字整數觸點比較指令 / 145
6．3．4 實數觸點比較指令 / 146
6．3．5 字符串觸點比較指令 / 147
6．3．6 比較指令應用舉例 / 147
6．4 數學運算指令 / 147
6．4．1 加減乘除運算指令 / 148
6．4．2 浮點數函數運算指令 / 153
6．5 邏輯運算指令 / 154
6．5．1 取反指令 / 154
6．5．2 與指令 / 155
6．5．3 或指令 / 156
6．5．4 異或指令 / 157
6．6 移位與循環指令 / 158
6．6．1 左移位與右移位指令 / 158
6．6．2 循環左移位與右移位指令 / 160
6．6．3 移位寄存器指令 / 162
6．7 轉換指令 / 163
6．7．1 標準轉換指令 / 163
6．7．2 ASCII 碼轉換指令 / 168
6．7．3 字符串轉換指令 / 174
6．7．4 編碼與解碼指令 / 177
6．8 錶格指令 / 178
6．8．1 填錶指令 / 178
6．8．2 查錶指令 / 179
6．8．3 先進先齣和後進先齣指令 / 180
6．8．4 存儲區填充指令 / 181
6．9 字符串指令 / 182
6．9．1 字符串長度、復製和連接指令 / 182
6．9．2 復製子字符串指令 / 184
6．9．3 字符串與字符搜索指令 / 184
6．10 時鍾指令 / 186
6．10．1 時鍾指令說明 / 186
6．10．2 時鍾指令使用舉例 / 187
6．11 程序控製指令 / 189
6．11．1 跳轉與標簽指令 / 189
6．11．2 循環指令 / 190
6．11．3 條件結束、停止和監視定時器復位指令 / 191
6．12 子程序與子程序指令 / 193
6．12．1 子程序 / 193
6．12．2 子程序指令 / 193
6．12．3 帶參數的子程序調用指令 / 196
6．13 中斷指令及相關內容說明 / 199
6．13．1 中斷事件與中斷優先級 / 199
6．13．2 中斷指令 / 202
6．14 高速計數器指令及相關內容說明 / 205
6．14．1 高速計數器指令說明 / 205
6．14．2 高速計數器的計數模式 / 206
6．14．3 高速計數器分配的輸入端子及在各工作模式下的功能 / 209
6．14．4 高速計數器輸入端子濾波時間的設置 / 209
6．14．5 高速計數器的控製字節 / 211
6．14．6 高速計數器計數值的讀取與預設 / 212
6．14．7 高速計數器的狀態字節 / 213
6．14．8 高速計數器的編程步驟與舉例 / 214
6．15 高速脈衝輸齣指令及相關內容說明 / 216
6．15．1 指令說明 / 216
6．15．2 高速脈衝輸齣的控製字節、參數設置和狀態位 / 217
6．15．3 PTO 脈衝的産生與使用 / 218
6．15．4 PWM 脈衝的産生與使用 / 223
6．16 PID 指令及相關內容說明 / 226
6．16．1 PID 控製 / 226
6．16．2 PID 指令介紹 / 227
6．16．3 PID 指令應用舉例 / 230

第7 章 PLC 通信 / 234
7．1 通信基礎知識 / 234
7．1．1 通信方式 / 234
7．1．2 通信傳輸介質 / 237
7．2 PLC 以太網通信 / 238
7．2．1 S7-200 SMART CPU 模塊以太網連接的設備類型 / 238
7．2．2 IP 地址的設置 / 239
7．2．3 以太網通信指令 / 245
7．2．4 PLC 以太網通信實例詳解 / 248
7．3 RS485 / RS232 端口自由通信 / 252
7．3．1 RS232C、RS422A 和RS485 接口電路結構 / 252
7．3．2 RS485 / RS232 各引腳功能定義 / 254
7．3．3 獲取端口地址（GET_ADDR）指令和設置端口地址（ SET_ADDR）指令 / 255
7．3．4 發送（XMT）和接收（RCV）指令 / 255
7．3．5 PLC 與打印機之間的通信（自由端口模式） / 260

附錄A 西門子S7-200 SMART CPU SR20 / ST20 技術規範 / 265
附錄B 西門子S7-200 SMART CPU SR40 / ST40 / CR40 技術規範 / 269

前言/序言

西門子S7-200 SMART PLC 是在S7-200 PLC 之後推齣的整體式PLC，其軟、硬件都有所增強，而價格更加實惠。西門子S7-200 SMART PLC 的主要特點如下：

（1）機型豐富。CPU 模塊的I/O 點最多可達60 點（S7-200 PLC 的CPU 模塊I/O 點最多為40 點）；另外，CPU 模塊分為經濟型（CR 係列）和標準型（SR、ST 係列），産品配置更靈活，可最大限度地為用戶節省成本。

（2）編程指令絕大多數與S7-200 PLC 相同，隻有少數一些指令不同，已掌握S7-200 PLC指令的用戶幾乎不用怎麼學習，就可以為S7-200 SMART PLC 編寫程序。

（3）CPU 模塊除瞭可以連接擴展模塊外，還可以直接安裝信號闆，來增加更多的通信端口或少量的I/O 點數。

（4）CPU 模塊除瞭有RS485 端口外，還增加瞭以太網端口（俗稱網綫端口），可以用普通的網綫連接計算機的網綫端口來下載或上傳程序。CPU 模塊也可以通過以太網端口與西門子觸摸屏、其他帶有以太網端口的西門子PLC 等進行通信。

（5）CPU 模塊集成瞭Micro SD 卡槽，用戶采用市麵上的Micro SD 卡（常用的手機存儲卡），就可以更新內部程序和升級CPU 固件（類似手機的刷機）。

（6）采用STEP 7-Micro/WIN SMART 編程軟件，軟件體積小（安裝包不到200MB），可免費安裝使用，無須序列號，且界麵友好，操作更人性化。

本書主要有以下特點：

◆基礎起點低。讀者隻需具有初中文化程度即可閱讀本套叢書。

◆語言通俗易懂。書中少用專業化的術語，遇到較難理解的內容用形象比喻說明，盡量避免復雜的理論分析和煩瑣的公式推導，圖書閱讀起來感覺會十分順暢。

◆內容解說詳細。考慮到自學時一般無人指導，因此在編寫過程中對書中的知識技能進行詳細解說，讓讀者能輕鬆理解所學內容。

◆采用圖文並茂的錶現方式。書中大量采用讀者喜歡的直觀形象的圖錶方式錶現內容，使閱讀變得非常輕鬆，不易疲勞。

◆內容安排符閤認知規律。圖書按照循序漸進、由淺入深的原則來確定各章節內容的先後順序，讀者隻需從前往後閱讀圖書，便會水到渠成。

◆突齣顯示知識要點。為瞭幫助讀者掌握知識要點，書中用陰影和文字加粗的方法突齣顯示知識要點，指示學習重點。

◆網絡免費輔導。讀者在閱讀時如遇到難以理解的問題，可以登錄易天電學網：www.eTV100.com，觀看有關輔導材料或嚮老師提問，也可以在該網站瞭解相關新書信息。

本書在編寫過程中得到瞭許多教師的支持，其中蔡玉山、詹春華、黃勇、何慧、黃曉玲、蔡春霞、劉淩雲、劉海峰、劉元能、邵永亮、硃球輝、蔡華山、蔡理峰、萬四香、蔡理剛、何麗、梁雲、唐穎、王娟、吳澤民、鄧艷姣、何彬、何宗昌、蔡理忠、黃芳、謝佳宏、李清榮、蔡任英和邵永明等參與瞭資料的收集和部分章節的編寫工作，在此一並錶示感謝。由於作者水平有限，書中的錯誤和疏漏在所難免，望廣大讀者和同仁予以批評指正。

編　者