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第1章 低压电器及电气控制电路基础 1

1.1 低压电器 1

1.1.1 低压电器概述 1

1.1.2 常用低压电器及选用原则 2

1.2 继电接触式控制系统的结构组成 14

1.2.1 继电接触式控制系统的结构 14

1.2.2 继电接触式控制系统的典型实例 14

1.3 电气控制系统图 16

1.3.1 电气控制系统图及绘制原则 16

1.3.2 常用电气控制电路设计步骤 17

1.4 电气控制系统基本电路 18

1.4.1 点动、长动控制电路 18

1.4.2 正、反转控制电路 19

1.4.3 顺序控制电路 20

1.4.4 转子绕组串电阻起动控制电路 20

1.5 技能项目实训 21

1.5.1 交流接触器（继电器）电路实训 21

1.5.2 电动机自锁起动控制电路 22

1.6 思考与习题 23

第2章 S7-200 PLC及系统配置 24

2.1 PLC概述 24

2.1.1 PLC的产生及工作特点 24

2.1.2 PLC的分类 27

2.1.3 PLC的应用领域 28

2.1.4 PLC控制和继电器控制的区别 29

2.1.5 PLC控制和一般计算机控制的区别 30

2.1.6 PLC的发展趋势 31

2.2 S7-200 PLC基本结构及工作原理 32

2.2.1 S7-200 PLC硬件基本结构 32

2.2.2 PLC软件组成 37

2.2.3 PLC的工作原理 38

2.3 S7-200 PLC硬件系统配置 39

2.3.1 S7-200 CPU模块 39

2.3.2 S7-200 CPU性能特点及技术指标 41

2.3.3 S7-200数字量输入输出（I/O）扩展模块 44

2.3.4 S7-200模拟量输入输出扩展模块 45

2.3.5 S7-200热电偶、热电阻输入扩展模块 48

2.3.6 网络通信及其他控制模块 49

2.4 S7-200 PLC I/O编址及外部端口接线 50

2.4.1 I/O端口编址 50

2.4.2 S7-200 PLC模块外部接线及注意事项 51

2.5 S7-200 PLC编程资源 60

2.5.1 S7-200 PLC编程软元件 60

2.5.2 软元件类型和功能 61

2.5.3 PLC的编程语言 65

2.5.4 PLC的程序结构 66

2.5.5 S7-200 PLC编程软件简介 66

2.6 一个PLC简单应用实例 67

2.7 技能项目实训 69

2.7.1 PLC简单实例项目训练 69

2.7.2 PLC三相异步电动机正反转控制系统 71

2.8 思考与习题 74

第3章 S7-200系列PLC基本指令及编程 76

3.1 S7-200 PLC数据类型及寻址方式 76

3.1.1 数据类型 76

3.1.2 直接寻址与间接寻址 77

3.2 S7-200 PLC指令基本格式及编程规约 81

3.2.1 S7-200 PLC指令基本格式 81

3.2.2 S7-200 PLC梯形图编程规约 83

3.3 基本逻辑指令 83

3.3.1 触点输入／线圈驱动输出指令 83

3.3.2 逻辑“与”指令 85

3.3.3 逻辑“或”指令 86

3.3.4 逻辑块“与”指令 88

3.3.5 逻辑块“或”指令 89

3.3.6 置位／复位指令 89

3.3.7 立即指令 90

3.3.8 边沿触发指令 91

3.3.9 堆栈操作指令 93

3.3.10 取反指令／空操作指令 94

3.4 定时器 95

3.4.1 基本概念及定时器编号 95

3.4.2 通电延时定时器TON 96

3.4.3 断电延时定时器TOF 97

3.4.4 保持型通电延时定时器TONR 99

3.4.5 定时器当前值刷新方式 100

3.5 计数器指令 101

3.5.1 基本概念及计数器编号 101

3.5.2 递增计数器CTU 102

3.5.3 递减计数器CTD 103

3.5.4 增减计数器CTUD 104

3.6 比较指令 107

3.6.1 比较指令运算符及格式 107

3.6.2 比较数据类型及范围 109

3.6.3 比较指令应用示例 109

3.7 程序控制指令 112

3.7.1 跳转指令 112

3.7.2 循环指令 113

3.7.3 停止、结束及看门狗复位指令 114

3.7.4 子程序 116

3.7.5 “与”ENO指令 121

3.8 技能项目实训 122

3.8.1 基本逻辑指令编程练习 122

3.8.2 简单三人抢答器项目编程 123

3.8.3 交通灯控制系统 123

3.9 思考与习题 128

第4章 PLC逻辑量梯形图程序设计方法 130

4.1 PLC程序设计方法 130

4.1.1 基于继电器电路结构的梯形图程序设计方法 130

4.1.2 梯形图经验设计法 132

4.1.3 梯形图逻辑设计法 133

4.1.4 PLC顺序控制设计方法 134

4.2 PLC功能图概述 135

4.2.1 功能图基本概念 135

4.2.2 功能图结构 136

4.2.3 功能图转换成梯形图 137

4.3 顺序控制指令及应用 138

4.3.1 顺序控制指令 138

4.3.2 顺序控制指令示例 140

4.3.3 顺序指令使用说明 142

4.4 技能项目实训 143

4.4.1 顺序控制指令编程练习 143

4.4.2 电动机顺序延时起动控制系统 144

4.5 思考与习题 148

第5章 S7-200系列PLC功能指令及应用 149

5.1 功能指令及数据类型 149

5.1.1 功能指令格式及使能输入、输出 149

5.1.2 功能指令数据类型及寻址范围 150

5.2 数据传送指令 150

5.2.1 单个数据传送指令 150

5.2.2 块传送指令 153

5.2.3 字节交换与填充指令 153

5.3 算术和逻辑运算指令 155

5.3.1 算术运算指令 155

5.3.2 增减指令 160

5.3.3 数学函数指令 160

5.3.4 逻辑运算指令 162

5.4 移位指令 163

5.4.1 左移和右移指令 163

5.4.2 循环左移和循环右移指令 164

5.4.3 移位寄存器指令 165

5.5 表功能指令 169

5.6 转换指令 173

5.6.1 数据类型转换指令 173

5.6.2 编码和译码指令 175

5.6.3 七段显示码指令 176

5.6.4 字符串转换指令 177

5.7 中断指令 180

5.7.1 中断源、中断事件号及中断优先级 180

5.7.2 中断指令类型及功能 183

5.7.3 中断设计步骤 183

5.8 高速处理指令 186

5.8.1 高速计数指令 186

5.8.2 高速脉冲输出 191

5.9 时钟指令 193

5.9.1 读实时时钟指令TODR 193

5.9.2 写实时时钟指令TODW 194

5.10 技能项目实训 194

5.10.1 中断等功能指令编程练习 194

5.10.2 具有时间设置及显示功能的PLC延时继电器 196

5.10.3 步进电动机运动控制 199

5.11 思考与习题 201

第6章 PLC模拟量采集及PID控制回路 202

6.1 模拟量及PID控制算法 202

6.1.1 模拟信号获取及变换 202

6.1.2 闭环控制及PID控制算法 203

6.2 S7-200 PLC对模拟信号的处理 205

6.2.1 模拟量输入输出模块 205

6.2.2 模拟量／数字量与物理量的标度变换 207

6.3 PID控制指令及应用 209

6.3.1 PID回路输入转换及标准化数据 209

6.3.2 回路输出值转换成标定数据 209

6.3.3 正作用和反作用回路 210

6.3.4 回路输出变量范围、控制方式及特殊操作 210

6.3.5 PID回路表 211

6.3.6 PID回路指令 212

6.3.7 PID编程步骤及应用 212

6.4 技能项目训练 215

6.4.1 PLC模拟信号采样系统 215

6.4.2 PID闭环控制系统 217

6.5 思考与习题 220

第7章 S7-200 PLC网络通信及应用 221

7.1 PLC常用通信接口 221

7.2 S7-200 PLC网络通信实现 225

7.2.1 S7-200 PLC网络通信概述 225

7.2.2 S7-200 PLC网络通信协议 230

7.2.3 网络通信配置实例 233

7.3 S7-200 PLC通信指令和应用 235

7.3.1 网络读与写指令 235

7.3.2 发送与接收指令 243

7.3.3 获取／设定通信口地址指令 250

7.4 技能项目实训 250

7.4.1 S7-200 PLC之间的PPI通信 250

7.4.2 S7-200 PLC之间的自由口通信 251

7.5 思考与习题 253

第8章 PLC控制系统及工程实例 254

8.1 PLC控制系统结构类型 254

8.1.1 单机控制系统 254

8.1.2 集中控制系统 254

8.1.3 远程I/O控制系统 254

8.1.4 分布式控制系统 255

8.2 PLC控制系统设计步骤 255

8.3 PLC硬件配置选择与外围电路 256

8.3.1 PLC硬件配置 256

8.3.2 PLC外围电路 257

8.4 PLC软件设计 258

8.4.1 PLC软件设计的基本原则 258

8.4.2 PLC软件设计的内容和步骤 259

8.5 PLC控制系统运行方式及可靠性 259

8.5.1 PLC控制系统运行方式 259

8.5.2 PLC控制系统的可靠性 260

8.6 PLC控制系统的安装与调试 261

8.6.1 PLC控制系统的安装 261

8.6.2 PLC控制系统的调试 262

8.7 PLC控制系统设计实例 263

8.7.1 三相异步电动机带延时的正反转控制系统 263

8.7.2 水塔水位实时检测控制系统 267

8.7.3 带有数显及倒计时功能的4人抢答器系统 270

8.7.4 自动搬运车控制系统 273

8.7.5 三层电梯控制系统 275

8.8 项目技能实训 277

8.8.1 交流异步电动机星-三角（Y-△）减压起动控制系统 277

8.8.2 全自动洗衣机控制系统设计 280

8.9 思考与习题 281

第9章 STEP 7-Micro/WIN编程软件及应用 283

9.1 STEP 7-Micro/WIN V4.0安装 283

9.1.1 PC配置要求 283

9.1.2 硬件连接 283

9.1.3 软件安装 284

9.1.4 在线连接 287

9.2 STEP 7-Micro/WIN V4.0功能简介 288

9.2.1 编程软件基本功能 288

9.2.2 窗口组件及功能 289

9.3 程序编辑 291

9.3.1 建立项目 292

9.3.2 编辑程序 294

9.3.3 创建逻辑网络的规则 297

9.4 编译下载 297

9.4.1 程序编译 297

9.4.2 程序下载 298

9.5 调试监控 300

9.5.1 PLC工作模式 300

9.5.2 选择扫描次数 300

9.5.3 状态监控 301

9.6 技能项目实训：STEP 7-Micro/WIN编程软件练习 303

9.7 思考与习题 305

附录 307

附录A 电气控制线路基本图形和文字符号 307

附录B S7-200 PLC基本指令集 309

参考文献 313