本书从工程应用角度出发介绍了可编程序控制器的基本结构、工作原理及工作过程,并阐述了可编程序控制器控制系统设计的基本原则、一般步骤、硬件配置、系统应用程序设计实例。在此基础上，重点介绍了西门子S7-200可编程序控制器的结构、功能模块、编程环境等。同时，以典型应用实例为背景，阐述了相应的指令应用技巧、功能模块应用、系统配置方法及工程应用等。考虑到目前工业控制系统网络通信功能的实际需要，书中介绍了S7-200可编程序控制器的PPI通信技术及Zigbee无线通信模块在西门子S7-200可编程序控制器中实现无线通信的具体方法、配置步骤及应用实例。

可编程序控制器在现代工业企业的生产、加工与制造过程中起着十分重要的作用，近年来，可编程序控制器的功能获得了进一步提升，从而越来越受到广大工程技术人员的青睐。然而工程技术人员在可编程序控制器的应用过程中经常会遇到许多困难，特别是在进行可编程序控制器控制系统设计、指令运用及编程技巧方面尤为如此。为了满足广大工程技术人员在可编程序控制器实际应用过程中的需要，本书主要从应用角度出发介绍可编程序控制器的基本结构、基本工作原理及基本工作过程。根据可编程控制器控制系统设计的基本原则，阐述可编程序控制器系统设计的一般步骤、系统控制模式的选择确定、系统硬件的配置选择，以及系统应用（程序）软件设计等方面内容，并给出了具体实例。 在此基础上，重点阐述西门子S7-200系列可编程序控制器的基本结构、功能模块、编程环境等，同时从工程应用角度出发，以典型应用实例为背景，介绍相应可编程序控制器的指令系统，以及指令应用技巧、主要功能模块应用、系统配置方法及可编程序控制器系统具体应用实例等方面的内容。考虑到目前工业控制系统网络通信功能的实际需要，在本书中介绍了S7-200可编程序控制器的PPI通信功能与具体应用。由于近年来实际工程中无线通信的应用越加广泛，本书特别详细地介绍了Zigbee无线通信协议模块在西门子S7-200系列可编程序控制器中实现无线网络通信的具体方法、配置步骤，以及具体工程应用实例。 纵观本书所涉及的内容可以看出，本书的目的就是旨在帮助广大工程技术人员尽快了解与熟悉西门子S7-200系列可编程序控制器的主要功能与特点、指令的使用与应用技巧，从而为工程技术人员解决实际工程问题提供有力帮助。书中各部分内容均采用实例进行讲解，并辅以大量图形，通俗易懂，初学者完全可以快速入门。 本书可作为工业自动化领域技术人员的入门读物，也可供大中专院校自动化、机电一体化专业学生参考，同时还可作为职业培训学校可编程序控制器应用技术课程的培训教材。 本书是作者在多年教学与工程实践的基础上，并借鉴国内外相关领域工程技术人员的研究与工程实践成果撰写完成的。在本书编写过程中，得到电子工业出版社的大力支持，特别是得到了张榕副编审的帮助与指导，作者对此表示衷心的感谢，也感谢责任编辑康霞所提出的建设性修改意见，同时还要感谢董子昊为本书所做的工作。 由于作者水平所限，书中难免存在各种缺点与不足，恳请读者给予批评指正。 编 著 者

第1章　可编程序控制器系统概述 （1） 1.1　可编程序控制器系统的产生与定义 （1） 1.2　可编程序控制器系统的技术指标、特点及应用 （3） 1.2.1　可编程序控制器系统的技术指标 （3） 1.2.2　可编程序控制器系统的特点 （4） 1.2.3　可编程序控制器系统的应用 （6） 1.3　可编程序控制器的基本结构与工作原理 （7） 1.3.1　可编程序控制器的硬件系统 （7） 1.3.2　可编程序控制器的软件系统 （12） 1.3.3　可编程序控制器的工作原理 （13） 1.4　可编程序控制器的国内外状况及发展趋势 （17） 1.4.1　可编程序控制器的国内外状况 （17） 1.4.2　可编程序控制器的发展趋势 （18） 第2章　可编程序控制器控制系统设计基础与应用实例 （21） 2.1　可编程控制器控制系统设计的基本原则与主要内容 （21） 2.1.1　可编程控制器控制系统设计的基本原则 （21） 2.1.2　可编程控制器控制系统设计的主要内容 （21） 2.2　可编程控制器控制系统设计 （22） 2.2.1　可编程控制器控制系统设计的步骤 （22） 2.2.2　可编程控制器控制系统设计的流程 （23） 2.2.3　可编程控制器控制系统设计的分类 （24） 2.3　可编程控制器控制系统的硬件配置 （25） 2.3.1　处理器（CPU模块）的选择 （26） 2.3.2　I/O扩展模块的选择 （28） 2.4　可编程序控制器控制系统的可靠性设计 （30） 2.4.1　可靠性概念 （30） 2.4.2　抗干扰设计 （31） 2.4.3　环境技术条件设计 （35） 2.4.4　供电系统设计 （37） 2.5　可编程序控制器系统程序设计方法 （38） 2.5.1　可编程序控制器系统程序设计的一般方法 （38） 2.5.2　基于组合逻辑函数法的可编程控制器控制系统程序设计 （39） 2.5.3　组合逻辑设计法应用实例 （43） 2.5.4　基于功能转移图方法的可编程序控制器控制系统程序设计与应用实例 （47） 第3章　西门子可编程序控制器应用基础 （53） 3.1　西门子可编程序控制器概述 （53） 3.2　S7-200可编程序控制器硬件系统 （53） 3.2.1　S7-200可编程序控制器硬件系统的基本构成 （53） 3.2.2　S7-200可编程序控制器主机结构和性能特点 （54） 3.2.3　S7-200可编程序控制器扩展模块和功能模块 （55） 3.2.4　人机界面HMI （57） 3.2.5　S7-200可编程序控制器的硬件接线 （57） 3.3　S7-200可编程序控制器的内部资源 （58） 3.3.1　软继电器的概念 （58） 3.3.2　S7-200可编程序控制器的内存地址 （60） 3.4　S7-200编程软件STEP7-Micro/WIN的使用 （64） 3.4.1　编程软件和运行环境 （64） 3.4.2　编程软件的安装 （65） 3.4.3　建立通信联系 （66） 3.4.4　STEP7-WIN V4.0软件的基本功能 （67） 3.4.5　系统块的配置 （70） 3.4.6　通信端口设置 （70） 3.4.7　断电数据保持设置 （71） 3.4.8　密码设置 （72） 3.4.9　输出表设置 （73） 3.4.10　输入滤波器设置 （74） 3.4.11　脉冲捕捉位设置 （75） 3.5　使用STEP7-Micro/WIN编制用户程序 （77） 3.5.1　编程的准备工作 （77） 3.5.2　用户程序的编写与编译 （78） 3.5.3　程序的下载与上载 （80） 3.5.4　数据块的使用 （80） 3.5.5　交叉引用表的使用 （82） 3.6　程序的运行、监控与调试 （83） 3.6.1　程序的运行 （83） 3.6.2　梯形图程序状态监控及调试 （83） 3.6.3　状态表监控与调试程序 （84） 3.6.4　在RUN模式下编辑用户程序 （86） 第4章　西门子可编程序控制器指令系统与指令应用技巧实例 （88） 4.1　S7-200系列可编程序控制器的数据类型和寻址方式 （88） 4.1.1　数据类型 （88） 4.1.2　寻址方式 （89） 4.2　S7-200系列PLC的基本逻辑指令 （90） 4.2.1　位逻辑指令 （90） 4.2.2　堆栈的基本概念及逻辑堆栈操作指令 （97） 4.3　S7-200系列PLC的定时器、计数器指令 （99） 4.3.1　S7-200系列PLC的定时器指令 （99） 4.3.2　S7-200系列PLC的计数器指令 （102） 4.4　S7-200系列PLC的程序控制指令 （105） 4.4.1　结束、停止指令及看门狗复位指令 （105） 4.4.2　跳转指令 （106） 4.4.3　循环指令 （107） 4.4.4　诊断LED指令 （108） 4.5　基本指令应用及典型环节程序设计 （109） 4.5.1　梯形图编程的基本规则 （109） 4.5.2　典型电路及环节的可编程序控制器程序设计 （110） 4.6　S7-200可编程序控制器指令应用技巧 （116） 4.6.1　可编程序控制器液体混合控制装置 （116） 4.6.2　可编程序控制器装料小车的自动控制系统 （117） 4.6.3　可编程序控制器智力竞赛抢答装置 （119） 4.6.4　可编程序控制器传输带电动机的运行系统 （120） 4.6.5　可编程序控制器水塔水位自动运行系统 （121） 第5章　S7-200可编程序控制器功能指令及程序设计实例 （123） 5.1　数据传送、移位和填充指令 （123） 5.1.1　传送类指令 （123） 5.1.2　移位和循环移位指令 （124） 5.1.3　字节交换及内存填充指令 （126） 5.1.4　表功能指令 （127） 5.2　运算和数学指令 （130） 5.2.1　算术运算指令 （130） 5.2.2　数学函数指令 （133） 5.2.3　逻辑运算指令 （134） 5.3　转换指令 （135） 5.3.1.　标准转换指令 （135） 5.3.2　译码、编码和段码指令 （136） 5.4　子程序 （138） 5.4.1　子程序的作用 （138） 5.4.2　子程序的创建 （138） 5.4.3　子程序调用指令和条件返回指令 （138） 5.4.4　带参数调用子程序 （139） 5.4.5　带参数调用子程序应用实例 （140） 5.5　中断 （141） 5.5.1　中断的几个概念 （141） 5.5.2　中断指令 （143） 5.5.3　中断程序 （144） 5.6　高速计数器 （147） 5.6.1　高速计数器的基本概念 （147） 5.6.2　高速计数器的工作模式 （147） 5.6.3　高速计数器相关的特殊存储器 （149） 5.6.4　高速计数器指令 （151） 5.6.5　高速计数器指令编程向导的使用 （152） 5.7　高速脉冲输出 （154） 5.7.1　高速脉冲输出的概念 （154） 5.7.2　高速脉冲输出指令 （154） 5.7.3　PTO/PWM向导编程 （155） 5.7.4　PTO/PWM编程向导使用举例 （157） 5.8　模拟量控制 （163） 5.8.1　模拟量控制的概念 （163） 5.8.2　模拟量控制的使用方法 （164） 5.8.3　模拟量控制的编程应用实例 （167） 5.9　比例/积分/微分回路控制指令 （168） 5.9.1　PID回路控制的概念 （168） 5.9.2　PID回路控制的指令 （169） 5.9.3　PID指令向导 （170） 5.9.4　PID自整定功能 （175） 5.10　功能指令应用及程序设计 （178） 5.10.1　可编程序控制器控制彩灯的闪烁 （178） 5.10.2　可编程序控制器控制机械手的动作 （181） 第6章　顺序功能图（SFC）及步进顺控指令与应用实例 （184） 6.1　顺序功能图的基本概念 （184） 6.1.1　顺序功能图的产生 （184） 6.1.2　顺序功能图的组成 （184） 6.1.3　顺序功能图的构成规则 （185） 6.1.4　顺序功能图的绘制举例 （186） 6.2　顺控继电器指令 （186） 6.2.1　顺控继电器指令介绍 （186） 6.2.2　顺控继电器指令使用说明 （187） 6.3　顺序功能图的主要结构类型 （188） 6.3.1　顺序结构 （188） 6.3.2　选择性分支结构 （189） 6.3.3　并发性分支结构 （190） 6.3.4　跳转和循环结构 （192） 6.4　步进顺序控制指令应用实例 （194） 6.4.1　分拣系统控制应用实例 （194） 6.4.2　人行横道线按钮式交通灯控制应用实例 （198） 6.4.3　多台电动机顺序起动逆序停止控制应用实例 （201） 6.4.4　自动生产线装配站控制应用实例 （203） 6.4.5　自动生产线输送站控制应用实例 （208） 第7章　S7-200可编程序控制器的网络通信与应用实例 （216） 7.1　S7-200可编程序控制器的PPI网络通信应用实例 （216） 7.1.1　SIEMENS S7-200PLC的通信方式 （216） 7.1.2　SIEMENS S7-200PLC的PPI通信网络的建立 （216） 7.1.3　编写主站网络读写程序段 （217） 7.2　Zigbee无线通信在S7-200可编程序控制器的应用实例 （220） 7.2.1　S7-200可编程控制器的自由口通信 （220） 7.2.2　Zigbee无线通信单元 （224） 7.2.3　基于S7-200可编程控制器自由端口和Zigbee无线通信的上位机监测系统应用实例 （229） 附录A　组态王与S7-200可编程控制器的自由口通信程序代码 （237） 参考文献 （244）