S7-200PLC編程設(shè)計(jì)與案例分析

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程序控制器技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各行業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，在現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)、加工與制造過(guò)程中起到了十分重要的作用。可編程序控制器的功能不斷提升，并以其可靠性高、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，已經(jīng)形成一種工業(yè)趨勢(shì)。特別是隨著工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)程與發(fā)展，可編程序控制器與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)獲得了更加完美的結(jié)合，具有網(wǎng)絡(luò)功能的可編程序控制器系統(tǒng)越發(fā)顯示出在先進(jìn)工業(yè)控制中的作用與優(yōu)勢(shì)。目前，可編程序控制器（PLC）、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)／計(jì)算機(jī)輔助制造（CAD／CAM）、機(jī)器人（Rob）和數(shù)控（NC）技術(shù)已發(fā)展成為工業(yè)自動(dòng)化的四大支柱技術(shù)。因此熟悉和掌握先進(jìn)控制手段與方法，學(xué)習(xí)和掌握可編程序控制器技術(shù)已成為高等院校相關(guān)專業(yè)和工程自動(dòng)化技術(shù)人員的一項(xiàng)迫切任務(wù)。西門子可編程序控制器廣泛應(yīng)用于我國(guó)各行各業(yè)，在水利、電力、熱網(wǎng)、汽車制造、礦產(chǎn)、鋼鐵、煙草、化工、飲料加工等行業(yè)，都能看到西門子PLC。本書以西門子S7—200系列PLC為主要敘述對(duì)象，在作者多年教學(xué)與科研工作的基礎(chǔ)上，借鑒相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的研究成果撰寫成稿。本書注重硬件特性和指令系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)的敘述和講解，注重編程思路的交代，配以應(yīng)用性示例，使讀者不僅知其然，而且知其所以然，并能舉一反三。全書共分6章，第1章綜述了可編程序控制器的基礎(chǔ)知識(shí)與工作原理，第2章細(xì)述了S7-200系列PLC及其各種模塊的硬件特性、其他組成及系統(tǒng)組成，第3章詳述了S7-200系列PLC的指令系統(tǒng)，圖文講解各指令用法并給出示例，第4章概述了PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般規(guī)則、主要內(nèi)容與常用方法、編程軟件STEP-7-Micro／WIN的運(yùn)用等，第5章講述了PLC通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識(shí)，第6章選用16個(gè)S7-200系列PLC的工程應(yīng)用案例，供廣大讀者參考應(yīng)用。由于作者水平有限，書中錯(cuò)誤和不妥之處在所難免，懇請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

本書以西門子公司的S7—200系列可編程序控制器為主要敘述對(duì)象，介紹了可編程序控制器的原理及其應(yīng)用控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容為可編程序控制器的基礎(chǔ)知識(shí)與工作原理，S7—200系列PLC控制系統(tǒng)硬件的詳細(xì)特性、其他組成部分，S7—200系列PLC編程軟元件及各種指令詳解，應(yīng)用控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般規(guī)則、主要內(nèi)容與常用方法、編程軟件STEP7-Micr0／WIN，S7—200系列PLC通信網(wǎng)絡(luò)等。各章中穿插了豐富的編程實(shí)例，第6章還提供了16個(gè)S7—200系列PLC的工程應(yīng)用案例。    本書遵循教育規(guī)律，內(nèi)容闡述循序漸進(jìn)，深入本質(zhì)，切中要害，結(jié)構(gòu)合理嚴(yán)謹(jǐn)，概念準(zhǔn)確，易讀易懂。    本書可作為高職、高專、本科、研究生各種自動(dòng)化專業(yè)的課程教材、畢業(yè)設(shè)計(jì)教材，也可作為相關(guān)工程技術(shù)人員、電氣工程師的參考用書。

書籍目錄

前言第1章　PLC基礎(chǔ)知識(shí)　1.1　PLC的基本結(jié)構(gòu)及其各部分的作用    1.1.1　中央處理單元    1.1.2　存儲(chǔ)器單元    1.1.3　電源單元    1.1.4　輸入／輸出單元    1.1.5　接口單元    1.1.6　外部設(shè)備    1.1.7　PLC的軟件系統(tǒng)  1.2　PLC的工作原理    1.2.1　PLC對(duì)繼電器控制系統(tǒng)的仿真    1.2.2　PLC循環(huán)掃描的工作方式    1.2.3　PLC的編程語(yǔ)言  1.3　PLC的硬件基礎(chǔ)    1.3.1　PLC的接口模塊    1.3.2　PLC的配置　1.4　PLC的軟件基礎(chǔ)    1.4.1　系統(tǒng)監(jiān)控程序    1.4.2　用戶程序  1.5　PLC的主要性能指標(biāo)    1.5.1　硬件指標(biāo)體系    1.5.2　軟件指標(biāo)體系    1.5.3 S7—200系列PLC的主要技術(shù)性能指標(biāo)體系示例第2章　S7-200 PLC系統(tǒng)的組成　2.1　S7—200系列PLC的硬件組成    2.1.1　S7—200 PLC基本單元    2.1.2　S7—200 PLC擴(kuò)展單元　2.2　S7—200 PLC系統(tǒng)的其他組成    2.2.1　個(gè)人計(jì)算機(jī)或編程器    2.2.2　編程／通信電纜及人機(jī)界面  2.3　S7—200 PLC的系統(tǒng)配置  　2.3.1　允許主機(jī)所帶模塊的數(shù)量　  2.3.2　CPU輸入、輸出映像區(qū)的大小　  2.3.3　內(nèi)部電源的負(fù)載能力　  2.3.4　S7—200 PLC系統(tǒng)的詳細(xì)配置第3章　S7—200 PLC的指令系統(tǒng)及編程　3.1　S7—200 PLC的編程基礎(chǔ)  　3.1.1　編程語(yǔ)言　  3.1.2　數(shù)據(jù)類型　  3.1.3　存儲(chǔ)器區(qū)域　  3.1.4　尋址方式　  3.1.5　用戶程序的結(jié)構(gòu)　3.2　S7—200 PLC的基本指令及編程　  3.2.1　位邏輯指令　  3.2.2　定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令　  3.2.3　順序控制繼電器指令　  3.2.4　移位寄存器指令　  3.2.5　比較操作指令　3.3　S7—200 PLC的功能指令　  3.3.1　數(shù)據(jù)傳送指令　  3.3.2　數(shù)學(xué)運(yùn)算指令　  3.3.3　邏輯運(yùn)算指令　  3.3.4　移位操作指令　  3.3.5　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換操作指令　  3.3.6　表操作指令　  3.3.7　程序控制指令　3.4　S7—200 PLC的特殊功能指令　  3.4.1　中斷操作指令　  3.4.2　通信操作指令　  3.4.3　高速計(jì)數(shù)器操作指令　  3.4.4　高速脈沖指令  　3.4.5　PID操作指令　　  3.4.6　時(shí)鐘操作指令第4章　PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)用STEP7-Micro/WIN編程軟件第5章　S7-200PLC的通信網(wǎng)絡(luò)第6章　S7-200PLC控制系統(tǒng)案例附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：邏輯線圈與開關(guān)輸出一樣，每個(gè)邏輯線圈占用系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中的一個(gè)位，但不能直接驅(qū)動(dòng)外設(shè)，只供用戶在編程中使用，其作用類似于電氣控制電路中的繼電器，另外不同的PLC還提供數(shù)量不等的特殊邏輯線圈，具有不同的功能。數(shù)據(jù)寄存器與模擬量I／O一樣，每個(gè)數(shù)據(jù)寄存器占用系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中的一個(gè)字（16 bit），不同的PLC提供數(shù)量不等的特殊數(shù)據(jù)寄存器，具有不同的功能。3.用戶程序存儲(chǔ)區(qū)用戶程序存儲(chǔ)區(qū)存放用戶程序（用戶編寫的控制被控對(duì)象的應(yīng)用程序），為調(diào)試、修改方便，先把用戶程序存放在隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）中，經(jīng)運(yùn)行考核、修改完善，達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，再將其固化到EPROM中，替代RAM。1.1.3電源單元電源單元（Supply Unit）是PLC的電源供給部分，它把外部供應(yīng)的電源變換成系統(tǒng)內(nèi)部各單元所需的電源。一般允許工作交流電壓波動(dòng)在10％～15％范圍內(nèi)，可以不采取其他措施（如不間斷電源UPS），而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。PLC電源的交流輸入端一般都設(shè)有脈沖RC吸收電路或二極管吸收電路，允許工作交流輸入電壓范圍一般比較寬，抗干擾能力比較強(qiáng)。除需要交流電源外，PLC還需要直流電源。一般直流5V供PLC內(nèi)部使用，直流24V供I／O端和各種傳感器使用，有的還向開關(guān)量輸入單元連接的現(xiàn)場(chǎng)無(wú)源開關(guān)提供直流電源。應(yīng)注意設(shè)計(jì)選擇時(shí)保證直流不過(guò)載。電源單元還包括掉電保護(hù)電路（配有大電容量電容）和后備電池電源，以保持RAM在外部電源斷電后存儲(chǔ)的內(nèi)容還可保持50h。PLC的電源一般采用開關(guān)電源，其特點(diǎn)是輸入電壓范圍寬、體積小、質(zhì)量輕、效率高、抗干擾性能好。

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