西門子S7-200 PLC應(yīng)用100例

前言

可編程控制器（PLC）是在計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和繼電器控制技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)上開發(fā)而來的，是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)。它以微處理器為核心，用編寫的程序進(jìn)行邏輯控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等，并通過數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出來控制機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。目前，PLC已廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、化工、電力、交通、采礦、建材、輕工、環(huán)保、食品等行業(yè)，既可用于老設(shè)備的技術(shù)改造，又可用于新產(chǎn)品的開發(fā)。因此，對于從事工業(yè)控制研發(fā)技術(shù)人員來說，PLC系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用已經(jīng)成為了必須掌握的一門專業(yè)技術(shù)。西門子公司的S7-200系列小型PLC具有功能強(qiáng)、性價比高的特點，深受國內(nèi)用戶的歡迎。由于PLC是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的技術(shù)，在入門與應(yīng)用上，僅僅憑借西門子公司提供的說明書是很不夠的。因此本書在有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，以編程和工程應(yīng)用實例為主旨，按基礎(chǔ)知識、擴(kuò)展提高和高級應(yīng)用的順序，循序漸進(jìn)、深入淺出地介紹了多種編程方法和PLC在工業(yè)應(yīng)用中的問題。全書共分九章，其中1～3章是基礎(chǔ)知識內(nèi)容，通過實例介紹S7-200 PLC的基本系統(tǒng)、編程指令及基本控制程序；4～6章為擴(kuò)展提高內(nèi)容，重點介紹PLC擴(kuò)展應(yīng)用、順序功能圖設(shè)計和實際應(yīng)用的綜合編程方法；7～9章為高級應(yīng)用內(nèi)容，對PLC通信、人機(jī)界面以及綜合應(yīng)用進(jìn)行了描述。本書由楊后川、張瑞、高建設(shè)、曾勁松編著，參加編寫的人員還有李杰和楊玉琳等。本書的第1章、第4章和第6章由高建設(shè)編寫，第2章和第7章的第7節(jié)由曾勁松編寫，第3章第2、3節(jié)、第5章第2、3節(jié)和附錄由楊后川編寫，第7章的1～6節(jié)、第8章和第9章由張瑞編寫，第3章第1節(jié)由李杰編寫，第5章第1節(jié)由楊玉琳。全書由楊后川副教授和張瑞博士統(tǒng)稿并定稿。蘇智劍教授擔(dān)任本書主審。他仔細(xì)審閱了全部書稿，提出了許多寶貴的意見和建議，在此表示誠摯的謝意！在編寫過程中，作者參閱和引用了西門子公司最新技術(shù)資料和有關(guān)院校、工廠、科研院所的一些教材、文獻(xiàn)，有些正式出版的文獻(xiàn)已在書的參考文獻(xiàn)中列出，有些難免遺漏，對未能列出的文獻(xiàn)和資料，編著者向其作者表示誠摯的感謝。由于時間倉促，加之水平有限，書中的缺點和不足之處在所難免，敬請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

本書主要以西門子S7-200 PLC為主體，按基礎(chǔ)知識、擴(kuò)展提高和高級應(yīng)用的結(jié)構(gòu)體系，由淺入深、循序漸進(jìn)地介紹了PLC基本邏輯控制、高級功能模塊、PLC網(wǎng)絡(luò)、人機(jī)界面及工程應(yīng)用等綜合內(nèi)容，并以實例描述的形式進(jìn)行表達(dá)。內(nèi)容既注重系統(tǒng)、全面、新穎，又力求敘述簡練、層次分明、通俗易懂。在編寫形式上，既注重從實際應(yīng)用的角度出發(fā)，又涵蓋理論知識的闡述，使讀者能夠針對各自不同的需求，按照對應(yīng)的應(yīng)用范例，快速找到解決實際問題的方法，同時也能加深對相關(guān)理論知識的了解，利于擴(kuò)展思路，提高解決問題的效率。    本書可供從事PLC控制系統(tǒng)設(shè)計、開發(fā)的廣大科技人員閱讀，也可以作為各類高等學(xué)校工業(yè)自動化、電氣工程及自動化、計算機(jī)應(yīng)用、機(jī)電一體化等相關(guān)專業(yè)的參考資料。

書籍目錄

第1章  認(rèn)識西門子S7-200 PLC  1.1  認(rèn)識西門子PLC的硬件    實例1：單輸入/單輸出控制    1.1.1  S7-200 PLC的主機(jī)模塊    1.1.2  S7-200系列PLC的I/O接線  1.2  認(rèn)識西門子PLC的程序開發(fā)過程    實例2：電動機(jī)的啟?？刂?   1.2.1  PLC的程序開發(fā)環(huán)境    1.2.2  電動機(jī)啟?？刂瞥绦虻拈_發(fā)  1.3  理解西門子PLC的工作原理    實例3：加電輸出禁止程序    1.3.1  PLC的工作原理    1.3.2  用戶程序的執(zhí)行過程  思考題第2章  PLC的指令系統(tǒng)  2.1  S7-200 PLC的基本指令    2.1.1  位操作類指令    實例4：位的設(shè)置    實例5：電動機(jī)優(yōu)先控制    實例6：置位/復(fù)位指令實現(xiàn)電動機(jī)的啟停控制    實例7：輸入信號的邊沿檢測    2.1.2  定時器和計數(shù)器指令    實例8：定時器延遲控制    實例9：計數(shù)器控制    2.1.3  比較操作指令    實例10：數(shù)據(jù)的比較    實例11：水位、水溫控制    2.1.4  移位操作指令    實例12：跑馬燈的實現(xiàn)    實例13：應(yīng)用寄存器移位    2.1.5  程序控制指令    實例14：PLC故障控制    實例15：循環(huán)指令的應(yīng)用    實例16：子程序的調(diào)用    實例17：自動\手動切換控制    實例18：設(shè)備的初始化控制  2.2  S7-200 PLC的功能指令    2.2.1  數(shù)據(jù)傳送指令    2.2.2  數(shù)學(xué)運算指令    實例19：用除法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分離    實例20：按比例放大模擬值    實例21：求解75°的正弦值    2.2.3  邏輯運算指令    實例22：利用邏輯運算指令實現(xiàn)數(shù)據(jù)分離    2.2.4  表功能指令    實例23：表中取數(shù)    2.2.5  數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令    實例24：BCD碼與整數(shù)之間的轉(zhuǎn)換    實例25：雙整數(shù)與實數(shù)之間的轉(zhuǎn)換    實例26：英寸轉(zhuǎn)換為厘米    實例27：ASCII碼與十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換    2.2.6  中斷指令    實例28：處理輸入/輸出中斷程序    實例29：處理定時中斷程序    實例30：模擬量的定時采集    2.2.7  時鐘指令    實例31：設(shè)定CPU時鐘    2.2.8  高速處理類指令    實例32：高速計數(shù)器指令的應(yīng)用    實例33：高速脈沖輸出指令的應(yīng)用  思考題第3章  PLC系統(tǒng)的基本控制編程  3.1  PLC程序的結(jié)構(gòu)與編程規(guī)則    3.1.1  PLC程序的結(jié)構(gòu)    3.1.2  編程技巧與規(guī)則  3.2  基本控制程序    3.2.1  自鎖、互鎖控制    實例34：自鎖控制    實例35：互鎖控制    實例36：連鎖控制    3.2.2  時間控制    實例37：瞬時接通/延時斷開控制    實例38：延時接通/延時斷開控制    實例39：多個定時器組合實現(xiàn)長延時控制    實例40：定時器和計數(shù)器組合實現(xiàn)長延時控制    實例41：計數(shù)器串聯(lián)組合實現(xiàn)時鐘控制    3.2.3  脈沖觸發(fā)控制    實例42：用微分操作指令實現(xiàn)脈沖觸發(fā)    實例43：用定時器實現(xiàn)周期脈沖觸發(fā)控制    實例44：用定時器實現(xiàn)脈寬可控的脈沖觸發(fā)控制    3.2.4  分頻控制    實例45：二分頻控制    3.2.5  報警控制    實例46：單故障報警控制    實例47：多故障報警控制    3.2.6  計數(shù)控制    實例48：掃描計數(shù)控制    實例49：6位數(shù)計數(shù)控制    3.2.7  順序控制    實例50：用定時器實現(xiàn)順序控制    實例51：用計數(shù)器實現(xiàn)順序控制    實例52：用移位指令實現(xiàn)順序控制    3.2.8  循環(huán)控制    實例53：彩燈閃亮循環(huán)控制    3.2.9  多地點控制    實例54：三地控制一盞燈    3.2.10  高速計數(shù)器控制    實例55：高速計數(shù)器模擬控制    實例56：高速計數(shù)器測速控制  3.3  常用典型環(huán)節(jié)或系統(tǒng)控制編程    實例57：電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制    實例58：電動機(jī)Y-△減壓啟動控制    實例59：電動機(jī)的軟啟動控制    實例60：物流檢測控制    實例61：鉆孔動力頭控制    實例62：液位控制    實例63：音樂演奏程序  思考題第4章  PLC擴(kuò)展系統(tǒng)第5章  順序功能圖程第6章  PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用第7章  PLC系統(tǒng)通信第8章  PLC與人機(jī)界面第9章  物料混合控制系統(tǒng)思考題附錄A  特殊寄存器（SM）標(biāo)志位附錄B  錯誤代碼信息附錄C  S7-200可編程控制器指令集參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：3.梯形圖和指令語句表的分解由操作主令電路（如按鈕）開始，查線追蹤到主電路控制電器（如接觸器）動作，中間要經(jīng)過許多編程元件及其電路，查找起來比較困難。無論多么復(fù)雜的梯形圖和指令語句表，都是由一些基本單元構(gòu)成的。按主電路的構(gòu)成情況，利用逆讀溯源法，把梯形圖和指令語句表分解成與主電路的用電器（如電動機(jī)）相對應(yīng)的幾個基本單元，然后利用順讀跟蹤法，一個環(huán)節(jié)一個環(huán)節(jié)地分析，再利用順讀跟蹤法把各環(huán)節(jié)串起來。 將梯形圖分解成若干個基本單元，每一個基本單元可以是梯形圖的一個梯級（包含一個輸出元件）或幾個梯級（包含幾個輸出元件），而每個基本單元相當(dāng)于繼電器接觸器控制電路的一個分支電路。（1）按鈕、行程開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)的配置情況及其作用在PLC的L／O接線圖中有許多行程開關(guān)和轉(zhuǎn)換開關(guān)，以及壓力繼電器、溫度繼電器等。這些電器元件沒有吸引線圈，它們的觸點的動作是依靠外力或其他因素實現(xiàn)的，因此必須先找到引起這些觸點動作的外力或因素。其中行程開關(guān)由機(jī)械聯(lián)動機(jī)構(gòu)來觸壓或松開，而轉(zhuǎn)換開關(guān)一般由手工操作。這樣，使這些行程開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸點，在設(shè)備運行過程中便處于不同的工作狀態(tài)，即觸點的閉合、斷開情況不同，以滿足不同的控制要求，這是看圖過程中的一個關(guān)鍵。這些行程開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸點的不同工作狀態(tài)，單憑看電路圖難于搞清楚，必須結(jié)合設(shè)備說明書、電器元件明細(xì)表，明確該行程開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)的用途；操縱行程開關(guān)的機(jī)械聯(lián)動機(jī)構(gòu)；觸點在不同的閉合或斷開狀態(tài)下，電路的工作狀態(tài)等。（2）采用逆讀溯源法將多負(fù)載（如多電動機(jī)電路）分解為單負(fù)載（如單電動機(jī)）電路根據(jù)主電路中控制負(fù)載的控制電器的主觸點文字符號，在PLC的L／O接線圖中找出控制該負(fù)載的接觸器線圈的輸出繼電器，再在梯形圖和指令語句表中找出控制該輸出繼電器的線圈及其相關(guān)電路，這就是控制該負(fù)載的局部電路。在梯形圖和指令語句表中，很容易找到該輸出繼電器的線圈電路及其得電、失電條件，但引起該線圈的得電、失電及其相關(guān)電路就不容易找到，可采用逆讀溯源法去尋找。

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