西門子S7-200 SMART PLC完全自學手冊

第1章　PLC概述
1.1 PLC簡介 1
1.1.1 PLC的定義 1
1.1.2 PLC的基本功能與特點 1
1.1.3 PLC的應用和分類 3
1.1.4 西門子PLC簡介 7
1.2 PLC的組成及工作原理 8
1.2.1 PLC的組成 8
1.2.2 PLC的工作原理 13
1.3 PLC與其它順序邏輯控制系統(tǒng)的比較 14
1.3.1 PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較 14
1.3.2 PLC與微型計算機控制系統(tǒng)的比較 15
1.3.3 PLC與單片機控制系統(tǒng)的比較 16
1.3.4 PLC與DCS的比較 17

第2章　西門子S7-200 SMART PLC的硬件系統(tǒng)
2.1 西門子S7-200 SMART PLC的特點及硬件系統(tǒng)組成 19
2.1.1 西門子S7-200 SMART PLC的特點 19
2.1.2 西門子S7-200 SMART PLC的硬件系統(tǒng)組成 20
2.2 基本模塊 20
2.2.1 基本模塊的類別及性能 21
2.2.2 基本模塊的外形結構 22
2.2.3 基本模塊的I/O 23
2.3 擴展模塊 29
2.3.1 數(shù)字量擴展模塊 29
2.3.2 模擬量擴展模塊 30
2.3.3 通信擴展模塊 32
2.4 數(shù)據(jù)存儲器 32
2.4.1 數(shù)據(jù)長度 32
2.4.2 數(shù)制 32
2.4.3 數(shù)據(jù)類型及數(shù)據(jù)范圍 34
2.4.4 數(shù)據(jù)存儲器的編址方式 35
2.5 西門子S7-200 SMART PLC的存儲系統(tǒng)與尋址方式 35
2.5.1 西門子S7-200 SMART PLC的存儲系統(tǒng) 35
2.5.2 西門子S7-200 SMART PLC存儲器范圍及特性 39
2.5.3 尋址方式 39

第3章　西門子S7-200 SMART PLC編程軟件的使用
3.1 PLC編程語言 42
3.1.1 PLC編程語言的國際標準 42
3.1.2 梯形圖 43
3.1.3 語句表 45
3.1.4 順序功能圖 46
3.1.5 功能塊圖 46
3.2 西門子S7-200 SMART PLC編程軟件的使用 47
3.2.1 編程軟件的安裝 47
3.2.2 STEP7-Micro/WIN SMART編程軟件界面 48
3.2.3 新建項目及硬件組態(tài) 51
3.2.4 程序的編寫與編輯 60
3.2.5 程序的編譯與下載 65
3.2.6 程序的調試與監(jiān)控 67
3.3 西門子S7-200 SMART PLC的軟件仿真 69

第4章　西門子S7-200 SMART PCL的基本指令及應用實例
4.1 基本位邏輯指令 72
4.1.1 基本位操作指令 72
4.1.2 塊操作指令 76
4.1.3 邏輯堆棧指令 79
4.1.4 置位與復位指令 80
4.1.5 取反與空操作指令 82
4.1.6 立即指令 82
4.1.7 邊沿脈沖指令 83
4.2 定時器指令及應用舉例 86
4.2.1 定時器的基本知識 86
4.2.2 定時器指令 87
4.2.3 定時器指令的應用 90
4.3 計數(shù)器指令及應用舉例 93
4.3.1 加計數(shù)器指令 93
4.3.2 減計數(shù)器指令 94
4.3.3 加/減計數(shù)器指令 95
4.3.4 計數(shù)器指令的應用 95
4.4 程序控制類指令 99
4.4.1 結束、暫停及看門狗指令 99
4.4.2 跳轉及標號指令 101
4.4.3 循環(huán)指令 101
4.4.4 子程序控制指令 102
4.5 西門子S7-200 SMART基本指令的應用實例 105
4.5.1 三相交流異步電動機的星-三角降壓啟動控制 105
4.5.2 用4個按鈕控制1個信號燈 109
4.5.3 簡易6組搶答器的設計 111

第5章　西門子S7-200 SMART PLC的功能指令及應用
5.1 數(shù)據(jù)傳送指令 115
5.1.1 單一傳送指令 115
5.1.2 數(shù)據(jù)塊傳送指令 117
5.1.3 字節(jié)交換指令 118
5.1.4 字節(jié)立即傳送指令 119
5.1.5 數(shù)據(jù)傳送指令的應用 119
5.2 數(shù)據(jù)轉換指令 121
5.2.1 數(shù)據(jù)類型轉換指令 121
5.2.2 ASCII字符數(shù)組轉換指令 125
5.2.3 編碼與譯碼指令 128
5.2.4 七段顯示譯碼指令 129
5.3 移位控制指令 130
5.3.1 移位指令 130
5.3.2 循環(huán)移位指令 132
5.3.3 移位寄存器指令 134
5.3.4 移位控制指令的應用 134
5.4 數(shù)學運算類指令 139
5.4.1 四則運算指令 139
5.4.2 數(shù)學函數(shù)指令 146
5.4.3 遞增、遞減指令 149
5.4.4 數(shù)學運算指令的應用 150
5.5 邏輯運算指令 153
5.5.1 邏輯“取反” 指令 153
5.5.2 邏輯“與” 指令 154
5.5.3 邏輯“或” 指令 155
5.5.4 邏輯“異或” 指令 156
5.5.5 邏輯運算指令的應用 157
5.6 表功能指令 160
5.6.1 填表指令 160
5.6.2 表取數(shù)指令 161
5.6.3 查表指令 163
5.6.4 存儲器填充指令 164
5.6.5 表功能指令的應用 164
5.7 字符串指令 165
5.7.1 字符串操作指令 166
5.7.2 從字符串中復制子字符串指令 167
5.7.3 字符串查找指令 168
5.8 比較指令 170
5.8.1 數(shù)值比較指令 170
5.8.2 字符串比較指令 171
5.8.3 比較指令的應用 172
5.9 中斷指令 173
5.9.1 中斷基本概念 173
5.9.2 中斷控制指令 175
5.9.3 中斷程序 177
5.10 高速處理指令 178
5.10.1 高速計數(shù)器指令 179
5.10.2 高速計數(shù)器指令的應用 185
5.10.3 高速脈沖指令 187
5.10.4 高速脈沖指令的應用 191
5.11 實時時鐘指令 196
5.11.1 設定和讀取實時時鐘指令 196
5.11.2 設定和讀取擴展實時時鐘指令 197
5.11.3 實時時鐘指令的應用 197

第6章　西門子S7-200 SMART PLC數(shù)字量控制程序設計
6.1 翻譯設計法及應用舉例 199
6.1.1 翻譯設計法簡述 199
6.1.2 翻譯設計法實例 200
6.2 經驗設計法及應用舉例 205
6.2.1 經驗設計法簡述 205
6.2.2 經驗設計法實例 205
6.3 順序控制設計法與順序功能圖 212
6.3.1 順序控制設計法 212
6.3.2 順序功能圖的組成 212
6.3.3 順序功能圖的基本結構 214
6.4 啟保停方式的順序控制 215
6.4.1 單序列啟保停方式的順序控制 215
6.4.2 選擇序列啟保停方式的順序控制 217
6.4.3 并行序列啟保停方式的順序控制 222
6.5 轉換中心方式的順序控制 228
6.5.1 單序列轉換中心方式的順序控制 228
6.5.2 選擇序列轉換中心方式的順序控制 232
6.5.3 并行序列轉換中心方式的順序控制 237
6.6 西門子S7-200 SMART PLC順序控制 244
6.6.1 西門子S7-200 SMART PLC順控繼電器指令 244
6.6.2 西門子S7-200 SMART PLC的順序功能圖 244
6.7 單序列的S7-200 SMART PLC順序控制應用實例 247
6.7.1 液壓動力滑臺的PLC控制 247
6.7.2 PLC在注塑成型生產線控制系統(tǒng)中的應用 250
6.7.3 PLC在簡易機械手中的應用 258
6.8 選擇序列的S7-200 SMART PLC順序控制應用實例 264
6.8.1 閃爍燈控制 264
6.8.2 多臺電動機的PLC啟?？刂?269
6.8.3 大小球分揀機的PLC控制 277
6.9 并行序列的S7-200 SMART PLC順序控制應用實例 285
6.9.1 人行道交通信號燈控制 285
6.9.2 雙面鉆孔組合機床的PLC控制 291

第7章　西門子S7-200 SMART PLC模擬量功能與PID 控制
7.1 模擬量的基本概念 304
7.1.1 模擬量處理流程 304
7.1.2 模擬值的表示及精度 305
7.1.3 模擬量輸入方法 308
7.1.4 模擬量輸出方法 308
7.2 西門子S7-200 SMART PLC的模擬量擴展模塊 309
7.2.1 模擬量輸入擴展模塊 309
7.2.2 模擬量輸出擴展模塊 309
7.2.3 模擬量輸入/輸出擴展模塊 310
7.3 模擬量控制的使用 312
7.3.1 模塊的地址編排 312
7.3.2 模擬量信號的轉換 312
7.3.3 模擬量擴展模塊的應用 313
7.4 PID控制 315
7.4.1 PID控制原理 315
7.4.2 PID回路控制參數(shù)表及指令 318
7.4.3 PID回路控制 321
7.5 PID應用控制 322
7.5.1 PID指令應用控制 322
7.5.2 PID向導應用控制 324

第8章　西門子S7-200 SMART PLC的通信與網(wǎng)絡
8.1 通信基礎知識 332
8.1.1 傳輸方式 332
8.1.2 串行通信的分類 333
8.1.3 串行通信的數(shù)據(jù)通路形式 334
8.1.4 串行通信的接口標準 335
8.1.5 通信傳輸介質 339
8.2 工業(yè)局域網(wǎng)基礎 340
8.2.1 網(wǎng)絡拓撲結構 340
8.2.2 網(wǎng)絡協(xié)議 341
8.2.3 現(xiàn)場總線 341
8.3 西門子S7-200 SMART PLC的通信部件及通信協(xié)議簡介 343
8.3.1 西門子S7-200 SMART PLC的通信部件 343
8.3.2 西門子S7-200 SMART PLC的通信協(xié)議簡介 348
8.4 西門子S7-200 SMART PLC的Modbus通信 351
8.4.1 Modbus通信協(xié)議 351
8.4.2 Modbus通信幀結構 353
8.4.3 Modbus RTU尋址 353
8.4.4 Modbus RTU通信指令 354
8.4.5 西門子S7-200 SMART PLC的Modbus通信應用舉例 358
8.5 西門子S7-200 SMART PLC的自由口通信 374
8.5.1 自由口控制寄存器 374
8.5.2 自由口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)指令 374
8.5.3 獲取和設置通信口地址指令 376
8.5.4 西門子S7-200 SMART PLC的自由口通信應用舉例 376
8.6 西門子S7-200 SMART PLC的MPI通信 386
8.6.1 MPI的通信方式 386
8.6.2 西門子S7-200 SMART PLC的MPI通信應用舉例 387
8.7 西門子S7-200 SMART PLC的USS通信 394
8.7.1 USS協(xié)議的基本知識 394
8.7.2 西門子S7-200 SMART PLC的USS協(xié)議指令 395
8.7.3 西門子S7-200 SMART PLC的USS通信應用舉例 399

第9章　西門子S7-200 SMART PLC的安裝維護與系統(tǒng)設計
9.1 PLC的安裝和拆卸 402
9.1.1 PLC安裝注意事項 402
9.1.2 西門子S7-200 SMART設備的安裝方法及安裝尺寸 402
9.1.3 CPU模塊的安裝和拆卸 404
9.1.4 信號板與電池板的安裝和拆卸 405
9.1.5 端子塊連接器的安裝和拆卸 406
9.1.6 擴展模塊的安裝和拆卸 406
9.2 接線及電源的需求計算 407
9.2.1 接線注意事項 407
9.2.2 安裝現(xiàn)場的接線 408
9.2.3 電源的需求計算 409
9.3 PLC的維護和檢修 411
9.3.1 定期檢修 411
9.3.2 硬件故障診斷 412
9.3.3 硬件故障排除 414
9.3.4 錯誤代碼 414
9.4 PLC應用系統(tǒng)的設計與調試 417
9.4.1 系統(tǒng)設計的基本步驟 417
9.4.2 系統(tǒng)調試方法和步驟 419
9.4.3 PLC應用系統(tǒng)設計實例 420

附錄　
附錄1 西門子S7-200 SMART PLC指令速查表 433
附錄2 西門子S7-200 SMART PLC特殊寄存器 438

參考文獻