PLC原理与应用

第1章 电气控制系统设计 1

1.1 电动机点动电气控制设计 1

1.1.1 电动机与开关、按钮、接触器 2

1.1.2 电动机点动控制线路实现过程 15

1.2 电动机连续运行电气控制设计 17

1.2.1 自动空气开关和接触器的自锁 19

1.2.2 自锁控制 21

1.2.3 电动机连续运行电气控制的实现过程 22

1.3 电动机正反转电气控制设计 24

1.3.1 继电器 25

1.3.2 联锁控制 30

1.3.3 电动机正反转电气控制的实现过程 31

1.3.4 拓展实训--工作台自动往返电气控制设计 34

1.4 电动机Y-△降压启动电气控制设计 39

1.4.1 时间继电器 40

1.4.2 电动机Y-△降压启动电气控制的实现过程 44

1.5 实践中常见问题解析 46

本章小结 47

思考与练习 47

第2章 灯控制系统设计--S7-200系列PLC的认识基础 49

2.1 灯控制系统设计 49

2.2 PLC基础知识 50

2.2.1 认识PLC 50

2.2.2 S7-200系列PLC的端子接线 50

2.2.3 S7-200系列PLC编程软件STEP 7-Micro/WIN 53

2.3 灯控制系统的设计过程 54

2.3.1 工作计划 54

2.3.2 操作分析 57

2.4 拓展实训--电动机连续运行PLC控制系统 62

2.4.1 电气原理图设计 63

2.4.2 程序编写 64

2.4.3 系统运行 64

2.5 实践中常见问题解析 66

本章小结 67

思考与练习 67

第3章 西门子S7-200系列PLC基本指令和程序设计 69

3.1 灯的两地控制设计 69

3.1.1 指令基础--位逻辑指令（一） 75

3.1.2 两地灯控制系统实现过程 87

3.1.3 拓展实训 90

3.2 自动开关门控制系统设计 96

3.2.1 指令基础--位逻辑指令（二） 96

3.2.2 自动开关门控制系统设计实现过程 98

3.2.3 拓展实训 101

3.3 交通灯控制系统设计 106

3.3.1 定时器指令 106

3.3.2 交通灯控制系统设计 110

3.3.3 拓展实训 113

3.4 啤酒灌装生产线设计 114

3.4.1 计数器指令 115

3.4.2 啤酒灌装生产线设计过程 118

3.4.3 拓展实训 120

3.5 两台电动机自动和手动控制系统设计 123

3.5.1 程序控制指令 123

3.5.2 两台电动机自动和手动控制系统设计过程 129

3.5.3 拓展实训 131

3.6 实践中常见问题解析 134

本章小结 135

思考与练习 135

第4章 彩环控制系统模拟设计 137

4.1 彩环控制系统模拟设计 137

4.2 基本功能指令 138

4.2.1 传送指令介绍 138

4.2.2 移位指令 141

4.3 彩环控制系统模拟设计过程 146

4.3.1 工作过程 146

4.3.2 操作分析 147

4.3.3 检查与评估 150

4.4 机械手控制系统 151

4.5 高速计数器指令和高速脉冲指令 153

4.5.1 高速计数器指令 153

4.5.2 拓展实训--控制机械手底盘旋转30° 163

4.5.3 高速脉冲指令 168

4.5.4 拓展实训--驱动机械手臂沿Y轴上升10cm 183

4.6 机械手控制系统设计过程 186

4.6.1 工作过程 186

4.6.2 操作分析 187

4.6.3 检查与评估 195

4.7 实践中常见问题解析 196

本章小结 197

思考与练习 197

第5章 运料小车控制系统设计 199

5.1 运料小车控制系统设计 199

5.2 S7-200系列PLC的顺序控制继电器指令 202

5.2.1 顺序控制继电器指令 202

5.2.2 顺序控制指令的使用方法 203

5.3 运料小车控制系统设计过程 211

5.3.1 工作过程 211

5.3.2 操作分析 211

5.4 拓展实训 216

5.4.1 运料小车的扩展 216

5.4.2 三台电动机顺序启动 218

5.5 实践中常见问题解析 221

本章小结 222

思考与练习 223

第6章 材料分拣和平面仓储系统设计 225

6.1 传送带系统设计 225

6.1.1 材料分拣与平面仓储实验台介绍 226

6.1.2 松下VF0变频器基础 228

6.1.3 拓展实训 232

6.1.4 S7-200控制变频器及其传送带系统设计实现过程 236

6.2 基于S7-200系列PLC的货物分拣系统设计 239

6.2.1 常用传感器介绍 240

6.2.2 基于S7-200系列PLC的货物分拣系统设计过程 246

6.3 S7-200系列PLC的气压驱动系统设计 251

6.3.1 电磁阀介绍 253

6.3.2 S7-200系列PLC的气压驱动系统设计过程 255

6.4 两台PLC的通信系统设计 261

6.4.1 网络通信指令 262

6.4.2 两个S7-200系列PLC通信实现的设计过程 266

6.5 拓展实训--材料分拣和平面仓储系统设计 272

6.5.1 工作过程 272

6.5.2 操作分析 273

6.6 实践中常见问题解析 281

本章小结 282

思考与练习 283

第7章 PLC和工业组态软件 284

7.1 三相鼠笼式异步电动机的控制系统 284

7.1.1 PLC控制电动机系统 284

7.1.2 PLC与组态软件控制电动机系统 288

7.1.3 检查与评估 302

7.2 基于PLC和MCGS组态软件的抢答系统的设计与实现 302

7.2.1 用PLC实现抢答器 304

7.2.2 用MCGS组态软件构建抢答器上位系统 308

7.2.3 检查与评估 322

7.3 拓展实训--电动机的计算机控制系统 323

7.4 常见问题解析 325

本章小结 325

思考与练习 326

第8章 PLC的串行通信 327

8.1 咖啡自动售货机系统 327

8.2 PC与两台PLC组成的串行通信网络 334

8.3 两台S7-200系列PLC通信 336

8.4 S7-200系列PLC与IC卡读写器自由端口通信 339

8.5 拓展实训--基于S7-200的门禁系统 366

8.5.1 电动门部分 367

8.5.2 PLC部分 368

8.5.3 力控组态软件部分 370

8.6 实践中常见问题解析 370

本章小结 371

思考与练习 371

附录A S7-200系列PLC接线端子 372

附录B S7-200特殊存储器SM标志位 375

附录C 松下VF0变频器功能参数一览 379

参考文献 380

《PLC原理与应用》以西门子S7-200系列PLC为对象，在系统介绍PLC的结构组成、工作原理、系统的资源配置、指令系统和网络组成的基础上，阐述了PLC控制系统的程序设计方法和技巧。以设计案例导入——基础知识——案例实现过程——常见问题解析为主线讲解了PLC工业系统中常用的传感器、电磁阀、步进电机、变频器及组态软件的监控模拟和串行通信等应用系统的设计与开发，填补了高职高专教材在这方面的空白。 《PLC原理与应用》在结构上摒弃以往以学科知识为系统、理论与实践分离的教材结构，以符合职业教育特点的、从具体到抽象、从感性认识到理性认识的“工作过程导向”的知识结构来设计组织教材，融“教、学、做”为一体，工学结合。 《PLC原理与应用》可作为高职院校机电一体化技术、计算机控制等相关专业的教材，也可以作为从事有关PLC技术的工程人员的参考用书，同时还可作为职业培训学校的培训教材。

《PLC原理与应用》第1章介绍电气控制技术基础。第2章介绍S7-200系列PLC的认识基础，通过简单的灯的控制实现使读者理解PLC的工作过程。第3章以S7-200系列PLC的基本指令为主线，以任务实现为核心，使读者在熟悉指令的基础上逐步完成任务，体会完整的控制系统的实现过程。第4章分别以彩环控制系统和机械手控制系统的实现为导向，介绍S7-200系列PLC功能指令的移位指令、高速计数器指令和高速脉冲指令。第5章以运料小车控制系统设计的实现为导向，介绍S7-200系列PLC的顺序控制继电器指令。第6章以材料分拣系统和平面仓储设计的实现为导向，分别介绍工业控制中常见的变频器、开关式传感器、电磁阀和步进电机等设备的PLC控制系统，并介绍了两台S7-200系列PLC的通信实现过程。第7章以对PLC控制电动机的计算机监控为例介绍了工业控制中常用的组态监控软件力控，以基于PLC的抢答器系统设计介绍MCGS组态软件的使用过程。第8章以咖啡自动售货机的设计实现为导向，介绍PLC的串行通信实现过程及PLC与IC卡读写器的自由端口通信方法。
《PLC原理与应用》可供高职院校机电一体化、计算机控制技术等专业使用，也可供从事有关PLC技术的工程技术人员参考。