PLC編程及案例手冊

第1篇 學(xué)習(xí)PLC必備的電氣知識
第1章　低壓電氣元件與電氣控制線路的識讀 / 002
1．1　低壓電氣元件識別與使用 / 002
1．1．1　刀開關(guān) / 002
1．1．2　按鈕 / 003
1．1．3　熔斷器 / 004
1．1．4　低壓斷路器 / 005
1．1．5　熱繼電器 / 006
1．1．6　接觸器 / 007
1．1．7　電磁式繼電器 / 008
1．1．8　時間繼電器 / 010
1．1．9　速度繼電器 / 011
1．1．10　行程開關(guān) / 012
1．2　電氣控制線路常用的圖形符號和文字符號 / 013
第2章　電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法及仿真軟件 / 018
2．1　電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法 / 018
2．1．1　電氣控制線路的一般設(shè)計(jì)法 / 018
2．1．2　電氣控制線路的邏輯設(shè)計(jì)法 / 022
拓展視頻　電氣設(shè)計(jì)仿真軟件操作與舉例
2．2　V-ELEO電氣設(shè)計(jì)仿真軟件 / 024
2．2．1　軟件使用方法 / 024
2．2．2　設(shè)計(jì)與仿真舉例（電機(jī)連續(xù)控制） / 024
2．2．3　設(shè)計(jì)與仿真舉例（電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制） / 024
2．3　電氣設(shè)計(jì)仿真軟件CADe-SIMU v3．0 / 024
2．3．1　軟件使用方法 / 024
2．3．2　設(shè)計(jì)與仿真舉例（電機(jī)連續(xù)控制） / 024
2．3．3　設(shè)計(jì)與仿真舉例（電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制） / 024
第2篇 西門子S7-200 SMART PLC編程 / 025
第3章　西門子PLC S7-200 SMART簡介 / 026
3．1　PLC的硬件與工作原理 / 026
3．1．1　PLC的基本結(jié)構(gòu) / 026
3．1．2　S7-200 SMART的CPU模塊 / 027
3．1．3　S7-200 SMART擴(kuò)展模塊與信號板 / 030
3．1．4　S7-200 SMART的I/O地址分配 / 031
3．1．5　PLC的工作原理 / 032
3．2　S7-200 SMART外部結(jié)構(gòu)與接線 / 034
3．2．1　S7-200 SMART的外部結(jié)構(gòu) / 034
3．2．2　S7-200 SMART外部接線圖 / 035
3．3　S7-200 SMART編程軟件的使用 / 038
3．3．1　STEP7-Micro/WIN SMART簡介 / 038
3．3．2　STEP7-Micro/WIN SMART使用 / 040
3．4　S7-200 SMART PLC編程操作 / 049
3．4．1　通信操作 / 049
3．4．2　S7-200 SMART PLC程序的注釋 / 050
3．4．3　S7-200 SMART PLC程序的監(jiān)控 / 053
3．4．4　S7-200 SMART PLC程序的仿真 / 057
拓展視頻　西門子PLC動畫操作仿真軟件
3．5　西門子S7-200 SMART編程軟件使用與仿真 / 061
3．6　基于SIMATIC Manager的西門子S7-200編程與仿真 / 061
3．7　西門子S7-300編程軟件及仿真 / 061
3．7．1　西門子S7-300編程軟件的硬件組態(tài)操作過程 / 061
3．7．2　西門子S7-300編程與仿真 / 061
3．8　西門子S7-400編程與仿真 / 061
3．9　觸摸屏軟件使用說明 / 061
3．9．1　觸摸屏實(shí)現(xiàn)的交通燈控制系統(tǒng) / 061
3．9．2　工程管理器（組態(tài)王） / 061
3．9．3　起保停電路的組態(tài)王演示 / 061
3．9．4　液位控制（組態(tài)王模擬） / 061
第4章　西門子S7-200 SMART PLC指令及應(yīng)用實(shí)例 / 062
4．1　基礎(chǔ)知識 / 062
4．1．1　數(shù)據(jù)類型 / 062
4．1．2　數(shù)據(jù)存儲區(qū)的地址表示格式 / 063
4．1．3　數(shù)據(jù)存儲區(qū)域 / 064
4．1．4　S7-200 SMART PLC的尋址方式 / 066
4．1．5　PLC編程語言 / 067
4．2　位邏輯指令 / 069
4．2．1　標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出指令 / 069
4．2．2　觸點(diǎn)串、并聯(lián)指令 / 070
4．2．3　電路塊串、并聯(lián)指令 / 071
4．2．4　置位與復(fù)位指令 / 075
4．2．5　置位和復(fù)位優(yōu)先觸發(fā)器 / 077
4．2．6　脈沖生成指令 / 079
4．2．7　取反指令與空操作指令 / 081
4．2．8　邏輯堆棧指令 / 082
4．3　定時器指令 / 083
4．3．1　定時器指令解析 / 083
4．3．2　定時器指令編程案例 / 084
4．3．3　綜合實(shí)例 / 088
4．4　計(jì)數(shù)器指令 / 091
4．4．1　計(jì)數(shù)器 / 091
4．4．2　計(jì)數(shù)器指令編程案例 / 092
4．4．3　綜合實(shí)例 / 095
4．5　數(shù)據(jù)傳送指令 / 099
4．5．1　單一傳送指令 / 099
4．5．2　數(shù)據(jù)塊傳送指令 / 101
4．5．3　字節(jié)交換指令 / 102
4．5．4　字節(jié)立即傳送指令 / 103
4．5．5　綜合實(shí)例 / 104
4．6　移位和循環(huán)移位類指令 / 106
4．6．1　移位指令 / 106
4．6．2　循環(huán)移位指令 / 107
4．6．3　移位寄存器指令 / 109
4．6．4　綜合實(shí)例 / 111
4．7　數(shù)學(xué)運(yùn)算類指令 / 120
4．7．1　四則運(yùn)算指令 / 120
4．7．2　雙整數(shù)四則運(yùn)算指令 / 121
4．7．3　實(shí)數(shù)四則運(yùn)算指令 / 123
4．7．4　完全整數(shù)乘法、除法指令 / 124
4．7．5　數(shù)學(xué)函數(shù)指令 / 126
4．7．6　遞增、遞減指令 / 126
4．7．7　綜合實(shí)例 / 128
4．8　邏輯運(yùn)算指令 / 134
4．8．1　字節(jié)的邏輯運(yùn)算指令 / 134
4．8．2　字的邏輯運(yùn)算指令 / 134
4．8．3　雙字的邏輯運(yùn)算指令 / 136
4．9　比較指令 / 137
4．9．1　字節(jié)的比較指令 / 137
4．9．2　整數(shù)的比較指令 / 137
4．9．3　雙整數(shù)的比較指令 / 138
4．9．4　實(shí)數(shù)的比較指令 / 139
4．9．5　字符串的比較指令 / 140
4．9．6　綜合實(shí)例 / 140
4．10　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令 / 145
4．10．1　數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換指令 / 145
4．10．2　BCD碼與整數(shù)的轉(zhuǎn)換指令 / 148
4．10．3　譯碼與編碼指令 / 149
4．10．4　段碼指令 / 151
4．10．5　綜合實(shí)例 / 152
4．11　表功能指令 / 156
4．11．1　填表指令 / 156
4．11．2　取表指令 / 157
4．11．3　查表指令 / 159
4．11．4　存儲器填充指令 / 160
4．12　時鐘指令 / 162
4．12．1　時鐘指令說明 / 162
4．12．2　綜合實(shí)例 / 164
4．13　程序控制類指令 / 166
4．13．1　循環(huán)控制指令 / 166
4．13．2　跳轉(zhuǎn)/標(biāo)號指令 / 166
4．13．3　順控繼電器指令 / 168
4．13．4　看門狗定時復(fù)位指令 / 170
4．13．5　綜合實(shí)例 / 170
4．14　子程序指令 / 177
4．14．1　子程序指令格式和功能 / 178
4．14．2　子程序的建立 / 179
4．14．3　子程序的編寫與調(diào)用 / 180
4．14．4　綜合實(shí)例 / 183
4．15　中斷指令 / 189
4．15．1　中斷基礎(chǔ)知識 / 189
4．15．2　中斷指令的格式和功能 / 191
4．15．3　中斷程序編程實(shí)例 / 191
4．15．4　綜合實(shí)例 / 193
4．16　高速計(jì)數(shù)器 / 195
4．16．1　高速計(jì)數(shù)器基礎(chǔ)知識 / 195
4．16．2　高速計(jì)數(shù)器的特殊標(biāo)志存儲器 / 199
4．16．3　高速計(jì)數(shù)器指令 / 200
4．16．4　綜合實(shí)例 / 201
4．17　高速脈沖輸出 / 211
4．17．1　高速脈沖輸出指令和特殊存儲器 / 211
4．17．2　脈寬調(diào)制（PWM） / 212
4．17．3　高速脈沖串輸出（PTO） / 216
4．17．4　綜合實(shí)例 / 224
第5章　西門子S7-200 SMART PLC編程典型案例 / 226
5．1　互鎖聯(lián)鎖控制 / 226
5．2　按鈕控制圓盤旋轉(zhuǎn)一圈 / 228
5．3　轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)90°間歇運(yùn)動控制 / 229
5．4　單燈周期交替亮滅 / 231
5．5　一個按鈕控制三組燈 / 232
5．6　定時與區(qū)域置位指令實(shí)現(xiàn)多燈交替閃爍 / 234
5．7　樓宇聲控?zé)粝到y(tǒng) / 236
5．8　高樓自動消防泵控制系統(tǒng) / 238
5．9　兩地控制的三相異步電動機(jī)點(diǎn)動連續(xù)混合控制 / 240
5．10　三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制 / 241
5．11　三相異步電動機(jī)順序啟動同時停止控制 / 243
5．12　三相異步電動機(jī)順序啟動逆序停止控制 / 245
5．13　三相異步電動機(jī)星-三角形降壓啟動控制 / 246
5．14　三相異步電動機(jī)反接制動控制 / 248
5．15　三相雙速異步電動機(jī)的控制 / 250
5．16　機(jī)床工作臺自動往返控制 / 252
5．17　車床滑臺往返運(yùn)動、主軸雙向控制 / 254
5．18　磨床PLC控制 / 256
5．19　萬能工具銑床PLC控制 / 258
5．20　滾齒機(jī)PLC控制 / 261
5．21　雙頭鉆床PLC的控制 / 262
5．22　傳送帶產(chǎn)品檢測與次品分離 / 265
5．23　車間換氣系統(tǒng)控制 / 266
5．24　風(fēng)機(jī)與燃燒機(jī)聯(lián)動控制 / 268
5．25　混凝土攪拌機(jī)的PLC控制 / 269
5．26　天塔之光的PLC控制 / 271
第6章　西門子PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法 / 275
6．1　PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟 / 275
6．1．1　控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容 / 275
6．1．2　控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟 / 275
6．2　PLC系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)的一般方法 / 277
6．2．1　經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 / 277
6．2．2　移植設(shè)計(jì)法 / 278
6．2．3　邏輯設(shè)計(jì)法 / 282
6．3　梯形圖順序控制設(shè)計(jì)法 / 284
6．3．1　順序控制設(shè)計(jì)法簡介 / 284
6．3．2　順序控制設(shè)計(jì)法的設(shè)計(jì)步驟 / 285
6．3．3　例說順序功能圖的繪制 / 286
6．3．4　順序功能圖的結(jié)構(gòu) / 288
6．3．5　順序功能圖轉(zhuǎn)梯形圖的方法 / 290
6．4　模擬量控制 / 299
6．4．1　模擬量模塊接線 / 299
6．4．2　組態(tài)模擬量 / 302
6．4．3　模擬量比例換算 / 307
6．4．4　模擬量常見問題 / 310
第7章　西門子S7-200 SMART PLC控制變頻器、步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī) / 313
7．1　變頻器及其PLC控制 / 313
7．1．1　變頻器簡介 / 313
7．1．2　變頻器的PLC控制 / 317
7．1．3　綜合實(shí)例 / 319
7．2　運(yùn)動指令向?qū)? / 322
7．2．1　運(yùn)動指令向?qū)渲? / 322
7．2．2　指令向?qū)傻淖永? / 337
7．3　步進(jìn)電機(jī)及其PLC控制 / 338
7．3．1　步進(jìn)電機(jī)簡介 / 338
7．3．2　步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動器 / 339
7．3．3　步進(jìn)電機(jī)的PLC控制 / 342
7．4　伺服電機(jī)及其PLC控制 / 344
7．4．1　伺服電機(jī)簡介 / 344
7．4．2　伺服電機(jī)的PLC控制 / 346
第8章　西門子PLC和組態(tài)軟件及觸摸屏的綜合應(yīng)用 / 349
8．1　組態(tài)王軟件 / 349
8．1．1　工程管理器 / 349
8．1．2　工程瀏覽器 / 349
8．1．3　畫面開發(fā)系統(tǒng) / 350
8．1．4　運(yùn)行系統(tǒng)和信息窗口 / 351
8．2　PLC和組態(tài)王綜合應(yīng)用實(shí)例 / 352
8．2．1　新建工程 / 352
8．2．2　PLC與組態(tài)王的通信 / 353
8．2．3　構(gòu)造數(shù)據(jù)庫 / 355
8．2．4　設(shè)計(jì)畫面 / 358
8．2．5　運(yùn)行和調(diào)試 / 361
8．3　WinCC flexible SMART軟件 / 362
8．4　PLC和觸摸屏綜合應(yīng)用實(shí)例 / 365
8．4．1　新建工程 / 365
8．4．2　設(shè)置IP地址 / 366
8．4．3　編寫PLC程序 / 369
8．4．4　交通燈控制系統(tǒng)的觸摸屏設(shè)計(jì) / 371
8．4．5　運(yùn)行程序 / 379
第9章　西門子S7-200 SMART PLC的通信 / 381
9．1　通信端口以及連接方式 / 381
9．1．1　CPU通信端口引腳分配 / 381
9．1．2　EMDP01通信端口引腳分配 / 382
9．1．3　以太網(wǎng)端口連接 / 383
9．1．4　RS485網(wǎng)絡(luò)連接 / 384
9．1．5　RS232網(wǎng)絡(luò)連接 / 386
9．2　S7-200 SMART之間的以太網(wǎng)通信 / 386
9．2．1　例說S7-200 SMART CPU Get/Put向?qū)Ь幊? / 386
9．2．2　通過指令編程實(shí)現(xiàn)通信 / 391
9．3　S7-200 SMART之間PROFINET IO通信 / 395
9．3．1　PROFINET IO通信 / 395
9．3．2　PROFINET IO通信實(shí)例 / 396
9．4　S7-200 SMART之間的TCP通信 / 401
9．4．1　TCP協(xié)議通信 / 401
9．4．2　TCP協(xié)議通信實(shí)例 / 403
第3篇 三菱FX3U PLC編程
第10章　三菱FX3U系列PLC簡介 / 408
10．1　三菱PLC的基本結(jié)構(gòu) / 408
10．1．1　三菱PLC的硬件結(jié)構(gòu) / 408
10．1．2　常見的CPU模塊型號、參數(shù) / 411
10．1．3　三菱PLC基本單元的端子 / 412
10．1．4　數(shù)字量輸入接線 / 413
10．1．5　數(shù)字量輸出接線 / 415
10．2　三菱PLC編程軟件的使用 / 417
10．2．1　GX Works2編程軟件安裝 / 418
10．2．2　GX Works2編程軟件的使用 / 419
10．2．3　工程項(xiàng)目的相關(guān)操作 / 422
10．2．4　三菱PLC程序輸入 / 424
10．2．5　三菱PLC程序注釋 / 427
10．2．6　PLC程序的寫入 / 430
10．2．7　PLC程序的仿真 / 433
10．2．8　PLC編程軟件的監(jiān)視功能 / 435
三菱PLC動畫操作仿真軟件
10．3　三菱FX-TRN-BEG-C動畫操作仿真軟件的操作與應(yīng)用案例 / 438
10．3．1　仿真軟件介紹 / 438
10．3．2　動畫仿真編程舉例（定時計(jì)數(shù)） / 438
10．4　三菱FX3U PLC編程仿真軟件GX Works2使用與仿真 / 438
10．4．1　軟件使用與仿真舉例 / 438
10．4．2　仿真舉例（定時計(jì)數(shù)） / 438
第11章　三菱FX3U PLC 指令及應(yīng)用實(shí)例 / 439
11．1　三菱FX3U PLC編程 / 439
11．1．1　編程語言 / 439
11．1．2　應(yīng)用指令和操作數(shù) / 442
11．2　位邏輯指令 / 443
11．2．1　輸入指令與輸出指令 / 443
11．2．2　觸點(diǎn)串、并聯(lián)指令 / 444
11．2．3　電路塊串聯(lián)指令與并聯(lián)指令 / 445
11．2．4　置位與復(fù)位指令 / 446
11．2．5　脈沖觸點(diǎn)指令 / 448
11．2．6　脈沖輸出指令 / 449
11．2．7　取反、空操作與結(jié)束指令 / 451
11．2．8　邏輯堆棧指令 / 451
11．2．9　主控指令 / 453
11．2．10　MEP、MEF指令 / 454
11．3　定時器指令 / 455
11．3．1　定時器指令 / 455
11．3．2　特殊定時器指令 / 460
11．4　計(jì)數(shù)器指令 / 461
11．4．1　計(jì)數(shù)器 / 461
11．4．2　例說計(jì)數(shù)器指令 / 462
11．4．3　綜合實(shí)例 / 464
11．5　數(shù)據(jù)傳送指令 / 466
11．5．1　傳送指令 / 466
11．5．2　移位傳送指令 / 470
11．5．3　取反傳送指令 / 471
11．5．4　成批傳送指令 / 472
11．5．5　多點(diǎn)傳送指令 / 473
11．5．6　綜合實(shí)例 / 473
11．6　數(shù)據(jù)處理和移位類指令 / 475
11．6．1　數(shù)據(jù)交換指令 / 475
11．6．2　數(shù)據(jù)處理指令 / 476
11．6．3　移位指令 / 478
11．6．4　循環(huán)移位指令 / 480
11．6．5　帶進(jìn)位循環(huán)移位指令 / 481
11．6．6　位移位指令 / 482
11．6．7　字移位指令 / 483
11．6．8　移位寫入讀出指令 / 485
11．6．9　選擇開關(guān)控制三個閥門順序開啟、逆序關(guān)閉 / 487
11．6．10　啤酒灌裝生產(chǎn)線的PLC控制 / 488
11．7　數(shù)學(xué)運(yùn)算類指令 / 490
11．7．1　整數(shù)四則混合運(yùn)算指令 / 490
11．7．2　浮點(diǎn)數(shù)四則運(yùn)算指令 / 493
11．7．3　數(shù)學(xué)函數(shù)指令 / 494
11．7．4　三角函數(shù)指令 / 497
11．7．5　遞增、遞減指令 / 498
11．7．6　轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)90°間歇運(yùn)動控制 / 499
11．7．7　停車場車輛統(tǒng)計(jì)系統(tǒng) / 500
11．8　邏輯運(yùn)算指令 / 502
11．9　PLC比較指令 / 503
11．9．1　比較指令 / 503
11．9．2　區(qū)間比較指令 / 505
11．9．3　觸點(diǎn)式比較指令 / 507
11．10　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令 / 509
11．10．1　數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換指令 / 509
11．10．2　譯碼與編碼指令 / 511
11．10．3　段碼指令 / 512
11．10．4　拔河比賽 / 513
11．11　時鐘指令 / 514
11．11．1　時鐘指令解析 / 514
11．11．2　定時鬧鐘 / 517
11．12　程序控制類指令 / 519
11．12．1　循環(huán)控制指令 / 519
11．12．2　條件跳轉(zhuǎn)指令 / 520
11．12．3　順控繼電器指令 / 521
11．12．4　看門狗定時復(fù)位指令 / 522
11．13　子程序指令 / 523
11．14　中斷指令 / 525
11．14．1　指令格式和功能 / 525
11．14．2　中斷編程案例 / 525
11．15　高速計(jì)數(shù)器 / 528
11．15．1　高速計(jì)數(shù)器基礎(chǔ)知識 / 528
11．15．2　高速計(jì)數(shù)器的相關(guān)指令 / 535
11．16　高速脈沖輸出 / 536
11．16．1　高速脈沖輸出指令和特殊存儲器 / 536
11．16．2　帶加減速脈沖輸出指令 / 538
11．16．3　脈寬調(diào)制指令和特殊存儲器 / 539
第12章　三菱PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) / 541
12．1　PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)概述 / 541
12．1．1　PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 / 541
12．1．2　PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟 / 542
12．2　PLC系統(tǒng)控制程序設(shè)計(jì)的一般方法 / 543
12．2．1　經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 / 543
12．2．2　移植設(shè)計(jì)法 / 545
12．2．3　邏輯設(shè)計(jì)法 / 547
12．3　順序功能圖設(shè)計(jì)法 / 550
12．3．1　順序功能圖設(shè)計(jì)法簡介 / 550
12．3．2　啟保停電路編程方法 / 551
12．3．3　置位復(fù)位指令編程方法 / 555
12．3．4　步進(jìn)指令編程法 / 558
12．4　三菱PLC模擬量的控制 / 563
12．4．1　FX3U-4AD模擬量輸入模塊 / 563
12．4．2　FX3U-4DA模擬量輸出模塊 / 569
12．4．3　綜合實(shí)例——中央空調(diào) / 574
第13章　三菱FX3U控制變頻器、步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī) / 576
13．1　變頻器及其PLC控制 / 576
13．1．1　用變頻器和PLC控制電動機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn) / 576
13．1．2　用變頻器控制電動機(jī)實(shí)現(xiàn)五段速調(diào)速 / 578
13．2　定位控制指令 / 582
13．2．1　原點(diǎn)回歸指令 / 582
13．2．2　定位指令 / 588
13．3　步進(jìn)電機(jī)的PLC控制 / 592
13．4　伺服電機(jī)的PLC控制 / 594
第14章　三菱FX3U PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)功能 / 598
14．1　PLC通信簡介 / 598
14．1．1　PLC通信的分類 / 598
14．1．2　通信傳輸介質(zhì) / 599
14．1．3　串行通信接口標(biāo)準(zhǔn) / 600
14．1．4　通信的連接形式與協(xié)議 / 600
14．2　通信擴(kuò)展板的性能與連接 / 601
14．2．1　通信擴(kuò)展板功能 / 601
14．2．2　常用的通信擴(kuò)展板 / 602
14．3　FX3U PLC并聯(lián)鏈接通信 / 603
14．3．1　并聯(lián)鏈接通信的軟元件 / 603
14．3．2　通信的方式 / 604
14．3．3　接線方法 / 605
14．3．4　并聯(lián)鏈接通信應(yīng)用案例 / 605
14．4　FX3U PLC N∶N網(wǎng)絡(luò)通信 / 608
14．4．1　N∶N網(wǎng)絡(luò)通信的軟元件 / 608
14．4．2　接線方法 / 609
14．4．3　例說N∶N網(wǎng)絡(luò)通信 / 610
參考文獻(xiàn) / 613