本书以国内广泛使用的西门子公司的S7-200系列PLC为例，介绍了PLC的工作原理、硬件结构、指令系统、编程软件和仿真软件的使用方法；介绍了数字量控制系统梯形图的一整套先进完整的设计方法，这些方法易学易用，可以节约大量的设计时间；全面介绍了S7-200的通信功能。介绍了模拟量模块的使用方法，子程序和中断程序的设计方法，高速计数器和高速输出的应用，PLC在PID闭环控制和变频器控制中的应用，触摸屏的组态与应用，提高PLC控制系统可靠性的措施，以及常用的编程向导的使用方法。各章配有习题，实训多达28个。 本书可作为高职高专院校电类专业和机电一体化专业的教材，也可供工程技术人员自学。

前言
第1章 概述 1
1.1　PLC的基本概念与基本结构 1
1.1.1　PLC的基本概念 1
1.1.2　PLC的基本结构 1
1.1.3　怎样下载PLC的资料和软件 2
1.2　PLC的特点与应用领域 3
1.2.1　PLC的特点 3
1.2.2　PLC的应用领域 4
1.3 习题 5
第2章 PLC的硬件与编程软件使用
方法 6
2.1　PLC的硬件 6
2.1.1 PLC的物理结构 6
2.1.2 CPU模块中的存储器 7
2.1.3 I/O模块 8
2.2 PLC的工作原理 9
2.2.1 用触点和线圈实现逻辑运算 9
2.2.2 PLC的操作模式 10
2.2.3 PLC的工作原理 10
2.3 S7-200系列PLC 13
2.3.1　CPU模块 13
2.3.2　数字量扩展模块 15
2.3.3 模拟量扩展模块与热电偶热
电阻扩展模块 16
2.4 I/O点的地址分配与接线 18
2.4.1 本机I/O与扩展I/O的地址
分配 18
2.4.2 S7-200的外部接线 18
2.5 STEP 7-Micro/WIN编程软件
概述 20
2.5.1 编程软件的安装与项目的
组成 20
2.5.2 通信参数的设置与在线连
接的建立 22
2.5.3 帮助功能的使用与出错处理 23
2.6 程序的编写与传送 24
2.6.1 编程的准备工作 24
2.6.2 程序的编写与传送举例 25
2.6.3 数据块的使用 29
2.7 用编程软件监视与调试程序 29
2.7.1 基于程序编辑器的状态
监控 29
2.7.2 用状态表监视与调试程序 31
2.7.3 用状态表强制改变数值 33
2.7.4 调试用户程序的其他方法 34
2.8 使用系统块设置PLC的参数 35
2.8.1 S7-200保存程序和数据的
方法与有关的设置 35
2.8.2 创建CPU的密码 37
2.8.3 输出表与输入滤波器的
设置 38
2.8.4 其他参数的设置 39
2.9 S7-200仿真软件的使用 39
2.10 实训 42
2.10.1 编程软件的使用练习 42
2.10.2 仿真软件的使用练习 45
2.11 习题 46
第3章 PLC程序设计基础 48
3.1 PLC的编程语言与程序结构 48
3.1.1 PLC编程语言的国际标准 48
3.1.2 S7-200的程序结构 50
3.2 存储器的数据类型与寻址
方式 50
3.2.1 数据在存储器中存取的
方式 50
3.2.2 CPU的存储区 52
3.2.3 直接寻址与间接寻址 55
3.3 位逻辑指令 56
3.3.1 触点指令与赋值指令 56
3.3.2 输出类指令与其他指令 60
3.4 定时器与计数器指令 62
3.4.1 定时器指令 62
3.4.2 计数器指令 64
3.5 实训 65
3.5.1 位逻辑指令的功能与应用 65
3.5.2 定时器计数器的功能与应用 67
3.5.3 断电保持功能的设置与应用 69
3.6 习题 71
第4章 数字量控制系统梯形图程序
设计方法 74
4.1 梯形图的经验设计法与继电
器电路转换法 74
4.1.1 梯形图中的基本电路 74
4.1.2 经验设计法 75
4.1.3 根据继电器电路图设计梯形
图的方法 77
4.1.4 设计中应注意的问题 79
4.2 顺序控制设计法与顺序功
能图 81
4.2.1 顺序控制设计法 81
4.2.2 步与动作 82
4.2.3 有向连线与转换条件 84
4.2.4 顺序功能图的基本结构 85
4.2.5 顺序功能图中转换实现的
基本规则 87
4.3 实训 88
4.3.1 运输带控制 88
4.3.2 小车控制 90
4.3.3 异步电动机自耦减压起动
控制 90
4.4 习题 91
第5章 顺序控制梯形图的设计方法 94
5.1 使用起保停电路的顺序控制
梯形图设计方法 94
5.1.1 单序列的编程方法 94
5.1.2 选择序列与并行序列的编程
方法 96
5.2 以转换为中心的顺序控制
梯形图设计方法 99
5.2.1 单序列的编程方法 99
5.2.2 选择序列与并行序列的编程
方法 100
5.3 使用SCR指令的顺序控制
梯形图设计方法 103
5.3.1 顺序控制继电器指令 103
5.3.2 单序列的编程方法 104
5.3.3 选择序列与并行序列的编程
方法 105
5.4 具有多种工作方式的系统的
顺序控制梯形图设计方法 107
5.4.1 系统的硬件结构与工作
方式 107
5.4.2 公用程序与手动程序 109
5.4.3 自动程序 110
5.4.4 自动回原点程序 112
5.5 实训 113
5.5.1 使用起保停电路的小车
控制 113
5.5.2 人行横道交通信号灯控制 114
5.5.3 使用置位复位指令的运输带
控制 115
5.5.4 液体混合控制 116
5.5.5 使用顺序控制继电器指令的
运输带控制 118
5.5.6 剪板机控制 118
5.5.7 具有多种工作方式的机械手
控制 119
5.6 习题 121
第6章 PLC的功能指令 123
6.1 功能指令概述 123
6.1.1 功能指令的学习方法 123
6.1.2 使能输入与使能输出 123
6.1.3 梯形图中的网络与指令 124
6.2 程序控制指令 125
6.3 局部变量表与子程序 127
6.3.1 局部变量表 127
6.3.2 子程序的编写与调用 128
6.4 数据处理指令 131
6.4.1 比较指令 131
6.4.2 数据传送指令 132
6.4.3 移位与循环指令 132
6.4.4 数据转换指令 134
6.4.5 表功能指令 136
6.4.6 读写实时时钟指令 137
6.4.7 字符串指令 138
6.5 数学运算指令与逻辑运算
指令 138
6.5.1 数学运算指令 138
6.5.2 浮点数函数运算指令 140
6.5.3 逻辑运算指令 141
6.6 中断程序与中断指令 142
6.6.1 中断程序 142
6.6.2 中断事件与中断指令 143
6.6.3 中断优先级与中断队列
溢出 144
6.7 高速计数器与高速脉冲输出
指令 146
6.7.1 编码器 146
6.7.2 高速计数器的工作模式与
外部输入信号 147
6.7.3 高速计数器指令与应用 149
6.7.4 高速脉冲输出与开环位置
控制 150
6.8 实训 153
6.8.1 跳转指令的应用 153
6.8.2 比较指令与循环指令的
应用 154
6.8.3 子程序的编程实验 155
6.8.4 移位循环指令的应用 157
6.8.5 数据转换指令的应用 158
6.8.6 实时时钟指令的应用 160
6.8.7 数学运算指令的应用 161
6.8.8 修改定时器的设定值 162
6.8.9 逻辑运算指令的应用 164
6.8.10 中断程序的编程实验 165
6.8.11 高速计数器与高速输出的
编程实验 166
6.9 习题 169
第7章 PLC的通信与自动化通信
网络 171
7.1 计算机通信概述 171
7.1.1 串行通信的基本概念 171
7.1.2 串行通信的接口标准 172
7.2 计算机通信的国际标准 173
7.2.1 开放系统互连模型 173
7.2.2 IEEE 802通信标准 174
7.2.3　现场总线及其标准 176
7.3 西门子的工业自动化通信
网络 177
7.3.1 全集成自动化 177
7.3.2 工业以太网 177
7.3.3 现场总线PROFIBUS 178
7.3.4 现场总线AS-i 179
7.4 S7-200的通信协议与通信
功能 179
7.4.1 S7-200的网络通信协议 179
7.4.2 S7-200的通信功能 180
7.4.3 PPI网络的硬件接口与网络
配置 181
7.4.4 在编程软件中设置通信接
口的参数 182
7.5 S7-200的其他通信功能 184
7.5.1 网络读写指令与S7-200 CPU
之间的通信 184
7.5.2 使用Modbus协议的通信 186
7.5.3 使用自由端口模式的计
算机与S7-200的通信 187
7.5.4 使用USS协议库的S7-200
与变频器的通信 187
7.5.5 调制解调器模块EM 241
简介 188
7.6 实训—— 两台PLC之间的
通信实验 188
7.7 习题 189
第8章 PLC应用中的一些问题 190
8.1 PLC控制系统的设计与调试
步骤 190
8.1.1 系统设计 190
8.1.2 PLC硬件的选型 191
8.1.3 硬件软件设计与调试 192
8.2 PLC控制系统的可靠性措施 193
8.2.1 电源的抗干扰措施 194
8.2.2 输入/输出的抗干扰措施 194
8.2.3 故障检测与诊断 196
8.3 PLC在模拟量闭环控制中的
应用 197
8.3.1 模拟量闭环控制系统 197
8.3.2 PID控制器 199
8.3.3 PID指令向导的应用 200
8.3.4 PID参数的整定方法 202
8.3.5 PID参数自整定简介 205
8.4 PLC在变频器控制中的
应用 206
8.4.1 变频器的输出频率控制 206
8.4.2 用顺序控制设计法设计变
频器控制程序 209
8.4.3 用PLC切换电动机的变频
电源和工频电源 212
8.5 触摸屏的组态与应用简介 214
8.5.1 人机界面与触摸屏 214
8.5.2 触摸屏的画面组态 215
8.5.3 触摸屏的模拟运行 220
8.5.4 触摸屏的运行 222
8.6 实训——PID闭环控制实验 223
8.7 习题 224
附录 226
附录A S7-200的特殊存储器
（SM）标志位 226
附录B S7-200的SIMATIC指令
集简表 228
参考文献 233

廖常初教授：本科毕业于清华大学汽车专业，曾在工厂从事机械和电气技术工作，重庆大学电机系研究生毕业后留校任教。

 

专长：自动控制，电力系统监控，PLC应用。

 

主要著作（均为主编）：

《PLC编程及应用》，2002年8月第1版，2008年2月第3版，获中国书刊协会2007年度全行业优秀畅销品种奖，书号978-7-111-10877-1

《S7-300/400 PLC应用技术》，2005年1月第1版版，2008年6月第2版，西门子（中国）有限公司重点推荐图书，2006年度机械工业出版社科技进步奖，书号978-7-111-15530-0

《FX系列PLC编程及应用》（含1CD），2005年2月出版，机械工业出版社2007年度科技进步奖，书号7-111-16219-6

《S7-200 PLC编程及应用》，教育部普通高等教育“十一五”国家级规划教材，本专科教材，书号978-7-111-21650-6<

《PLC基础及应用》第2版，2007年8月出版，教育部普通高等教育“十一五”国家级规划教材，高职高专教材，书号978-7-111-12295-1

《西门子人机界面（触摸屏）组态与应用技术》，2006年第1版，2008年6月第2版，西门子（中国）有限公司重点推荐图书，书号7-111-19896-4      

《西门子工业通信网络组态编程与故障诊断》，2009年10月出版，西门子（中国）有限公司重点推荐图书，书号7-111-28256-3      

《S7-1200 PLC编程及应用》，2010年1月出版，西门子（中国）有限公司重点推荐图书，书号7-111-29128-2