西门子S7-200 PLC工程应用设计

序

前言

上篇 西门子PLC工程应用设计基础

第1章 可编程序控制器（PLC）

的快速入门

1.1PLC概述

1.1.1PLC的诞生与发展

1.1.2PLC的定义和标准

1.1.3PLC的特点、功能及应用

1.1.4PLC与“继电器-接触器控制系统”、

微机及集散控制系统的比较

1.2PLC的基本结构及工作原理

1.2.1PLC的基本结构

1.2.2PLC的工作原理

1.3PLC的技术性能

1.3.1基本技术性能

1.3.2PLC的内存分配及I／O点数

1.4PLC的分类

1.5PLC的编程语言

1.5.1梯形图

1.5.2指令表

1.5.3顺序功能图

1.5.4功能块图

1.5.5结构文本及其他高级编程

语言

习题与思考题1

第2章 S7-200 PLC的硬/软件资源及

其开发应用指南

2.1S7-200 PLC概述

2.1.1S7-200 PLC的组成

2.1.2S7-200 PLC的技术性能指标

2.1.3S7-200 PLC的接口

2.1.4S7-200 PLC的配置

2.2S7-200系列PLC的数据存储区及

寻址方式

2.2.1数据存储区

2.2.2指令编址和寻址方式

2.3S7-200 PLC的基本指令及程序

设计

2.3.1基本逻辑指令

2.3.2顺控步进指令

2.3.3数据处理功能指令

2.3.4其他特殊指令

2.3.5模拟量处理与控制指令

习题与思考题2

第3章 S7-200系列PLC的编程

工具软件

3.1编程软件的安装

3.1.1系统要求

3.1.2软件安装

3.1.3硬件连接

3.1.4参数设置

3.1.5在线联系

3.1.6建立修改PLC通信参数

3.2编程软件的功能

3.2.1基本功能

3.2.2界面

3.2.3各部分功能

3.2.4系统组态

3.3软件的编程

3.3.1程序文件操作

3.3.2编辑程序

3.4调试及运行

3.4.1选择扫描次数

3.4.2状态图表监控

3.4.3运行模式下编辑

3.4.4程序监视

3.5中文版编程工具软件简介

3.5.1中文版编程工具软件概述

3.5.2汉字编程软件菜单

3.6升级版S7-200编程软件STEP7-

Micro/WIN4.0的基本使用

3.6.1编程软件及编程系统

3.6.2升级版STEP7-Micro/WIN4.0的

编程环境

3.6.3升级版STEP 7-Micro/WIN 4.0

软件的使用

3.7STEP 7-Micro／WIN V4.0 SP5升级版

编程软件与仿真软件使用指南

3.7.1编程软件概述

3.7.2程序的编写与传送

3.7.3用编程软件监控与调试程序

3.7.4使用系统块设置PLC的参数

3.7.5S7-200仿真软件的使用

习题与思考题3

第4章 S7-200 PLC的编程规则与

技巧

4.1S7-200 PLC程序的结构与编程

规则

4.1.1PLC程序的结构

4.1.2编程规则和技巧

4.2PLC的基本电路编程

4.2.1自锁、互锁和联锁控制

4.2.2时间控制

4.2.3方波脉冲发生器

4.2.4分频控制电路

4.2.5报警电路

4.2.6顺序控制

4.3顺序功能图

4.3.1基本概念

4.3.2结构形式

4.3.3顺序功能图的编程方法及梯形图

表示

4.4控制系统设计及编程常用图

4.4.1设备工作要求分析

4.4.2设备信号条件与控制需求

分析

4.4.3设备控制过程分析

4.4.4程序设计与输入程序

习题与思考题4

第5章 S7-200 PLC应用系统

设计方法

5.1PLC控制系统设计的基本原则、主要

内容与一般步骤

5.1.1系统设计的基本原则

5.1.2系统设计的主要内容和一般

步骤

5.2PLC控制系统的硬件设计

5.2.1I／O端子数的简化

5.2.2输入／输出接口电路的选择

5.2.3PLC供电方式的选择与设计

5.2.4干扰接地方案

5.3PLC控制系统的软件设计

5.3.1经验设计法

5.3.2“继电器-接触器”控制线路转

换设计法

5.3.3逻辑设计法

5.3.4顺序功能图设计法

习题与思考题5

下篇 西门子PLC工程应用设计案例

第6章 PLC在机床控制中的工程

应用设计

6.1概述

6.1.1利用PLC对机床控制进行改造

的思路

6.1.2利用PLC对机床控制进行技术

改造的方法

6.1.3将机床电路图转换成为功能相同

的PLC的外部接线图和梯形图

的步骤

6.1.4识读和分析机床PLC控制梯形图

和语句表程序的方法和步骤

6.2CA6140普通车床的PLC技术改造

6.2.1CA6140普通车床的机械结构和主要

运动

6.2.2CA6140普通车床的“继电器-

接触器”控制电路

6.2.3CA6140普通车床的PLC技术

改造设计

6.3C650卧式车床的PLC技术改造

6.3.1C650卧式车床的机械结构、运动

形式、拖动形式及控制要求

6.3.2C650卧式车床的电气控制

6.3.3C650卧式车床的PLC技术

改造设计

6.4Z3040摇臂钻床的PLC技术改造

6.4.1Z3040摇臂钻床的机械结构和主要

运动

6.4.2Z3040摇臂钻床的“继电器-

接触器”控制电路

6.4.3Z3040摇臂钻床的PLC技术改造

设计

6.5M7130平面磨床的PLC技术改造

6.5.1M7130平面磨床的结构组成和

主要运动

6.5.2M7130平面磨床的“继电器-

接触器”控制电路

6.5.3M7130平面磨床的PLC控制系统

设计

6.6组合机床的PLC技术改造

6.6.1组合机床的组成结构和工作

特点

6.6.2深孔钻组合机床的PLC控制

系统设计

6.6.3双头钻床的PLC控制系统

设计

6.7PLC在数控机床中的工程应用

设计

6.7.1数控机床中PLC的主要

功能

6.7.2PLC与数据机床之间的信号处理

过程

6.7.3数控机床中PLC控制程序

的编制

习题与思考题6

第7章 PLC在运动控制中的工程

应用设计

7.1运动控制技术

7.1.1运动控制技术简介

7.1.2运动控制系统的组成和各部分

的作用

7.2PLC采用位控模块的运动控制

7.2.1位控模块概述

7.2.2位控模块的特性及接线

7.3位控模块的编程应用

7.3.1组态位控模块

7.3.2位控指令应用指导

7.4采用位控单元进行位置控制的应用

实例

7.4.1长度切割的应用实例1

7.4.2长度切割的应用实例2

7.5四轴联动机械手运动控制系统的工程

应用设计

7.5.1机械手模型的基本结构及主要

功能

7.5.2系统硬件的接线及工作流程

7.5.3系统的硬件配置、原理及

应用

7.5.4系统的PLC程序设计

7.6六层电梯模型运动控制系统的工程

应用设计

7.6.1六层电梯模型的基本结构及

主要内容

7.6.2六层电梯模型电气控制系统的硬件

配置及控制原理

7.6.3六层电梯模型PLC控制系统的有关

参数设置及程序设计

习题与思考题7

第8章 PLC在模拟量闭环控制中的

工程应用设计

8.1闭环控制与PID控制器

8.1.1模拟量闭环控制系统

8.1.2PID控制器

8.1.3PLC PID控制器的实现

8.1.4PID指令向导的应用

8.1.5PID参数的整定方法

8.2PID参数自整定与PID调节控制

面板

8.2.1自整定的基本方法与

过程

8.2.2扩展的回路表

8.2.3PID调节控制面板

8.2.4PID参数自整定实例

8.2.5水储罐保持恒定水压的PID

控制实例

8.3基于PLC、触摸屏等综合应用的温度

控制系统工程设计

8.3.1工程设计任务要求

8.3.2恒温箱温度控制系统工程

设计

8.4基于PLC、触摸屏、变频器综合应用的

水箱水位控制系统工程设计

8.4.1工程设计任务要求

8.4.2水箱水位控制系统工程设计

8.5S7-200称重模块的工程应用

设计

8.5.1SIWAREX MS称重模块概述

8.5.2SIWAREX MS称重模块的硬件

连接

8.5.3SIWAREX MS称重模块的

参数

8.5.4称重模块的命令

8.5.5SIWATOOL MS的使用

8.5.6SIW AREX MS的工程应用

设计举例

习题与思考题8

第9章 PLC在工业控制网络通信中的

工程应用设计

9.1网络通信的基本概念和接口

9.1.1网络概述

9.1.2网络通信方式

9.1.3异步串行通信接口

9.2西门子PLC网络结构及通信

9.2.1S7-200 PLC网络层次结构

9.2.2PLC网络常用通信方式

9.2.3S7-200 PLC网络通信协议

9.3S7-200的通信功能

9.4S7-200的几种典型网络

9.4.1网络的建立和基本原则

9.4.2S7-200典型网络的组建

9.4.3S7-200网络通信参数设置

9.5S7-200的通信指令

9.5.1网络读写指令

9.5.2发送指令与接收指令

9.6S7-200网络通信的应用举例

9.6.1S7-200 PLC 在某汽车发动机

装配线的应用

9.6.2S7-200 PLC 在某水电站工程

中的应用

9.7PPI通信实例

9.7.1两台S7-200实现PPI通信

9.7.2多台S7-200实现PPI通信

9.8无组态连接通信方式的MPI通信

实例

9.9PROFIBUSDP通信实例

9.10工业以太网通信实例

9.10.1由S7-200为服务器、S7-400

为客户机的以太网通信实例

9.10.2由S7-200为客户机、S7-300为

服务器的以太网通信实例

9.11自由口通信实例

9.11.1利用S7-200的自由通信口收/

发数据

9.11.2利用S7-200的自由通信口向

打印机发送数据

9.11.3利用S7-200的自由通信口

从条形码接收数据

9.11.4利用S7-200的自由通信口

控制调制解调器

9.11.5利用S7-200的自由通信口向上

位机发送实时信息

习题与思考题9

第10章 触摸屏技术在PLC工程设计

中的应用

10.1触摸屏简介

10.1.1触摸屏概述

10.1.2触摸屏技术

10.2触摸屏的分类

10.2.1电阻式触摸屏

10.2.2电容式触摸屏

10.2.3红外线触摸屏

10.2.4表面声波触摸屏

10.3触摸屏操作（组态）软件

10.3.1编程软件ProTool的安装

10.3.2新建项目

10.3.3选择画面

10.3.4为画面元素分配端口

10.3.5用户登录与退出

10.3.6输入域

10.3.7状态按钮

10.3.8事件消息

10.3.9棒图

10.3.10输出域

10.3.11下载项目

10.4触摸屏与PLC联机实例

10.4.1电动机手动控制

10.4.2电动机变频器控制

10.4.3温度模拟量输入

10.4.4温度手动电加热

10.4.5手动取样传送

10.4.6手动调整转速

10.4.7喷嘴堵塞报警的显示

10.4.8工作时间显示

10.4.9报警显示

10.5触摸屏常见故障及处理方式

10.5.1按照触摸屏类型分类的

故障

10.5.2触摸显示器类故障习题与思考题10

第11章 PLC组态软件在工程监控系统

设计中的应用

11.1组态软件概念

11.1.1组态软件概述

11.1.2组态软件在我国的发展及国内外

主要产品介绍

11.1.3组态软件的功能特点及发展

方向

11.1.4推动组态软件发展的动力

11.2WinCC组态软件在工程监控设计

中的应用

11.2.1WinCC组态软件概述

11.2.2WinCC组态软件使用

11.2.3S7200与WinCC人机界面

应用

11.2.4矿山空气压缩机智能监控系统

工程应用设计

11.2.5混料罐控制的WinCC 监控系统

设计

11.3组态王在PLC工程控制系统中的

应用

11.3.1组态王软件简介

11.3.2组态王在PLC控制系统中的

应用

11.3.3组态王在PLC被控对象仿真中的

应用

习题与思考题11

附录

附录AS7-200 PLC工程应用设计

快速查找参考信息

附录B特殊存储器SMB

附录C错误代码信息

参考文献

《西门子S7-200 PLC工程应用设计》分为上、下两篇。主要以西门子S7-200 PLC为控制器件，以工程应用设计为主线，从实用的角度出发，详尽介绍了PLC技术的快速入门，PLC的硬/软件资源，PLC的编程工具软件，PLC的编程规则与技巧，PLC应用系统设计方法，PLC在机床控制、运动控制、模拟量闭环控制、工业控制网络通信中的工程应用设计以及触摸屏技术在PLC工程设计中的应用、组态软件在工程监控系统设计中的应用等。旨在引导PLC工程技术人员在掌握正确的设计理念和方法的基础上，以设计案例为示范和样板，举一反三，不断创新，进而设计出PLC工程应用的精品。
《西门子S7-200 PLC工程应用设计》可作为PLC工程应用设计人员的指导书，也可作为大专院校相关专业师生的教材和参考用书。