PLC技術(shù)實用手冊

第1篇基礎(chǔ)入門第1章可編程序控制器（PLC）基礎(chǔ)21.1概述21.1.1PLC的發(fā)展歷史21.1.2PLC的主要特點31.1.3PLC的應(yīng)用范圍31.1.4PLC的分類與性能指標41.1.5PLC與繼電器系統(tǒng)的比較51.1.6PLC與微機的比較51.1.7PLC的發(fā)展趨勢51.1.8PLC在我國61.2可編程序控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理61.2.1可編程序控制器的硬件組成61.2.2可編程序控制器的工作模式101.2.3可編程序控制器的工作原理101.2.4可編程序控制器的立即輸入、輸出功能121.3PLC前導(dǎo)知識121.3.1低壓電器簡介121.3.2傳感器和變送器131.3.3隔離器191.3.4浪涌保護器191.3.5安全柵19第2篇西門子S7-200PLC硬件和指令系統(tǒng)介紹第2章S7-200PLC的硬件222.1S7-200系列PLC222.1.1西門子S7系列模塊簡介222.1.2S7-200的性能特點232.2S7-200CPU模塊及其接線232.2.1S7-200CPU模塊232.2.2S7-200CPU的接線242.3S7-200擴展模塊272.3.1數(shù)字量I/O擴展模塊272.3.2模擬量I/O擴展模塊282.3.3其他擴展模塊302.4電源需求計算322.4.1最大I/O配置322.4.2電源需求計算32第3章S7-200PLC編程軟件STEP7-Micro/WIN343.1STEP7-Micro/WIN編程軟件的安裝343.1.1STEP7-Micro/WIN編程軟件概述343.1.2STEP7-Micro/WIN編程軟件的安裝步驟353.1.3安裝和使用STEP7-Micro/WINV4.0注意事項363.2STEP7-Micro/WIN的使用373.2.1STEP7-Micro/WIN軟件的打開373.2.2STEP7-Micro/WIN軟件的界面介紹373.2.3創(chuàng)建新工程413.2.4保存工程413.2.5打開工程423.2.6系統(tǒng)塊的設(shè)置433.2.7數(shù)據(jù)塊453.2.8程序調(diào)試463.2.9交叉引用483.2.10符號表483.2.11變量表493.2.12工具瀏覽條503.2.13幫助菜單503.3用戶自定義指令庫513.4S7-200擴展模塊的地址分配523.4.1模塊的地址分配523.4.2模塊的地址查詢533.5用STEP7-Micro/WIN建立一個完整的項目553.6仿真軟件的使用613.6.1仿真軟件簡介613.6.2仿真軟件S7-200SIM2.0的使用61第4章S7-200PLC的指令及其應(yīng)用634.1S7-200的編程基礎(chǔ)知識634.1.1數(shù)據(jù)的存儲類型634.1.2元件的功能與地址分配654.1.3STEP7中的編程語言694.2位邏輯指令694.2.1基本位操作指令694.2.2置位/復(fù)位指令714.2.3RS觸發(fā)器指令724.2.4邊沿觸發(fā)指令734.3定時器與計數(shù)器指令754.3.1定時器指令754.3.2計數(shù)器指令804.3.3基本指令的應(yīng)用實例834.4功能指令914.4.1比較指令914.4.2數(shù)據(jù)處理指令934.4.3移位與循環(huán)指令964.4.4算術(shù)運算指令1024.4.5功能指令的應(yīng)用1104.5S7-200PLC的程序控制指令及其應(yīng)用1114.5.1子程序調(diào)用1124.5.2中斷調(diào)用1124.5.3跳轉(zhuǎn)指令1154.5.4循環(huán)指令1164.5.5暫停指令1174.5.6結(jié)束指令1174.5.7指針1184.5.8順控繼電器指令（SCR）1184.5.9程序控制指令的應(yīng)用1204.6S7-200的高速輸入及其應(yīng)用1204.6.1高速計數(shù)器的簡介1204.6.2高速計數(shù)器在轉(zhuǎn)速測量中的應(yīng)用124第3篇西門子S7-300/400PLC硬件和指令系統(tǒng)介紹第5章S7-300/400PLC的硬件1285.1S7-300PLC概述1285.1.1西門子PLC簡介1285.1.2S7-300的基本結(jié)構(gòu)1285.2S7-300的CPU模塊及其接線1295.2.1CPU模塊的技術(shù)規(guī)范1305.2.2緊湊型CPU的接線1335.3數(shù)字量模塊及其接線1355.3.1數(shù)字量輸入模塊SM3211355.3.2數(shù)字量輸出模塊SM3221375.4模擬量模塊及接線1405.4.1模擬量輸入模塊SM331連接1405.4.2模擬量輸出模塊SM332連接1425.4.3模擬量輸入/輸出模塊SM334連接1435.5S7-300的其他模塊簡介1455.5.1S7-300系列PLC的通信處理模塊1455.5.2S7-300系列PLC的功能模塊1455.5.3ET-200的模塊1465.5.4電源模塊1465.5.5接口模塊1475.5.6導(dǎo)軌（RACK）1475.6S7-400PLC概述1485.6.1S7-400的結(jié)構(gòu)1485.6.2S7-400的特點1485.7S7-400CPU模塊1495.7.1S7-400CPU模塊的基本結(jié)構(gòu)1495.7.2S7-400CPU模塊的分類和技術(shù)規(guī)范1495.8S7-400PLC的機架1515.8.1S7-400PLC的機架簡介1515.8.2UR1機架（通用機架）1515.8.3CR2和CR3機架1525.8.4UR2-H機架1525.9數(shù)字量模塊及其連接1525.9.1數(shù)字量輸入模塊SM421及其連接1525.9.2數(shù)字量輸出模塊SM422及其連接1545.10模擬量模塊及其連接1565.10.1模擬量輸入模塊SM431及其連接1565.10.2模擬量輸出模塊SM432及其連接1575.11S7-400的其他模塊1585.11.1電源模塊1585.11.2通信處理模塊1595.11.3功能模塊1595.11.4接口模塊159第6章S7-300/400PLC編程軟件STEP71606.1STEP7簡介1606.1.1初識STEP71606.1.2安裝STEP7的軟硬件條件1616.1.3安裝STEP7注意事項1616.1.4安裝STEP7的過程1616.1.5卸載STEP7的過程1656.2編程界面的SIMATIC管理器1656.2.1創(chuàng)建項目1656.2.2編輯項目1676.3硬件組態(tài)與參數(shù)設(shè)置1686.3.1硬件組態(tài)1686.3.2參數(shù)設(shè)定1706.3.3硬件的更新和GSD文件安裝1756.4下載和上傳1776.4.1下載1776.4.2上傳1816.5軟件編程1826.6打印和歸檔1836.6.1打印1836.6.2歸檔1846.7用STEP7建立一個完整的項目1856.8使用幫助1876.8.1查找關(guān)鍵字或者功能1876.8.2了解某個邏輯塊FB/SFB/FC/SFC的功能及引腳的定義1876.9PLCSIM軟件的使用1886.9.1S7-PLCSIM簡介1886.9.2S7-PLCSIM應(yīng)用1886.9.3S7-PLCSIM與真實PLC的差別189第7章S7-300/400PLC的指令及其應(yīng)用1927.1S7-300/400PLC的編程基礎(chǔ)知識1927.1.1編程元件1927.1.2數(shù)制和數(shù)據(jù)類型1937.1.3尋址方式1957.1.4編程語言1997.2CPU中的寄存器2007.2.1累加器（ACCUx）2007.2.2地址寄存器2007.2.3數(shù)據(jù)塊寄存器2007.2.4狀態(tài)字2007.3位邏輯指令2037.3.1觸點與線圈2037.3.2對RLO的直接操作指令2047.3.3電路塊的串聯(lián)和并聯(lián)2047.3.4RS/SR雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器2067.3.5邊沿檢測指令2077.3.6能流取反觸點2097.3.7中間輸出2097.3.8SAVE指令2097.3.9SET和CLR指令2107.4定時器與計數(shù)器指令2107.4.1定時器2107.4.2IEC定時器2187.4.3計數(shù)器2197.4.4IEC計數(shù)器2227.5數(shù)據(jù)處理與運算指令2227.5.1裝載與傳送指令2227.5.2比較指令2277.5.3轉(zhuǎn)換指令2307.5.4移位與循環(huán)指令2347.5.5算術(shù)運算指令2407.5.6邏輯控制指令2447.5.7字邏輯運算指令2477.5.8其他指令2477.6實例2497.6.1電動機的控制2497.6.2定時器和計數(shù)器應(yīng)用251第8章S7-300/400PLC的程序結(jié)構(gòu)2548.1STEP7編程方法簡介2548.1.1線性化編程2548.1.2模塊化編程2548.1.3結(jié)構(gòu)化編程2548.2功能、數(shù)據(jù)塊和功能塊2558.2.1塊的概述2558.2.2功能（FC）及其應(yīng)用2568.2.3共享數(shù)據(jù)塊（DB）及其應(yīng)用2598.2.4自定義數(shù)據(jù)類型（UDT）及其應(yīng)用2618.2.5功能塊（FB）及其應(yīng)用2628.2.6系統(tǒng)功能（SFC）及其應(yīng)用2668.3多重背景2678.3.1多重背景的簡介2678.3.2多重背景的應(yīng)用2678.4庫的應(yīng)用2708.4.1庫的介紹2708.4.2庫的應(yīng)用介紹2708.5組織塊（OB）及其應(yīng)用2728.5.1中斷的概述2728.5.2主程序（OB1）2748.5.3日期時鐘中斷組織塊及其應(yīng)用2748.5.4循環(huán)中斷組織塊及其應(yīng)用2768.5.5硬件中斷組織塊及其應(yīng)用2778.5.6錯誤處理組織塊及其應(yīng)用2798.5.7背景組織塊2948.5.8啟動組織塊及其應(yīng)用2948.6實例295第4篇三菱FXPLC硬件和指令系統(tǒng)介紹第9章FXPLC的硬件3009.1三菱可編程序控制器簡介3009.1.1三菱可編程序控制器系列3009.1.2三菱FX可編程序控制器的特點3019.2三菱FX系列PLC及其接線3019.2.1FX2N系列PLC模塊介紹3019.2.2FX2N系列PLC模塊的接線3039.2.3FX3U系列PLC模塊介紹3069.2.4FX3U系列PLC模塊的接線3079.3FXPLC的擴展單元和擴展模塊及其接線3109.3.1FXPLC擴展單元及其接線3119.3.2FXPLC擴展模塊及其接線3139.4FXPLC的特殊模塊及其接線3159.4.1FX模擬量輸入模塊（A/D）3159.4.2FX模擬量輸出模塊（D/A）318第10章FXPLC編程軟件GXDeveloper/GXWorks232110.1GXDeveloper編程軟件的安裝32110.1.1GXDeveloper編程軟件的概述32110.1.2GXDeveloper編程軟件的安裝32310.2GXDeveloper編程軟件的使用32510.2.1GXDeveloper編程軟件工作界面的打開32510.2.2創(chuàng)建新工程32610.2.3保存工程32710.2.4打開工程32810.2.5改變程序類型32810.2.6程序的輸入方法32810.2.7連線的輸入和刪除33110.2.8注釋33210.2.9程序的復(fù)制、修改與清除33410.2.10軟元件查找與替換33710.2.11常開常閉觸點互換33910.2.12程序變換34010.2.13程序檢查34010.2.14程序的下載和上傳34010.2.15遠程操作（RUN/STOP）34310.2.16在線監(jiān)視34410.2.17軟元件測試34410.2.18設(shè)置密碼34510.2.19仿真34710.2.20PLC診斷34810.3用GXDeveloper建立一個完整的項目34810.4GXWorks使用入門35610.4.1GXWorks2的功能35710.4.2GXWorks2的特點35710.4.3GXWorks2的使用簡介357第11章FXPLC的指令及其應(yīng)用36511.1編程基礎(chǔ)36511.1.1數(shù)制36511.1.2編程語言簡介36511.1.3三菱FX系列PLC內(nèi)部軟組件36711.1.4存儲區(qū)的尋址方式37411.2FX系列PLC的基本指令37411.2.1輸入指令與輸出指令（LD、LDI、OUT）37411.2.2觸點的串聯(lián)指令（AND、ANI）37511.2.3觸點并聯(lián)指令（OR、ORI）37611.2.4串聯(lián)回路的并聯(lián)塊操作指令（ORB）37611.2.5并聯(lián)回路的串聯(lián)塊操作指令（ANB）37711.2.6脈沖式觸點指令（LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF）37711.2.7脈沖輸出指令（PLS、PLF）37811.2.8置位與復(fù)位指令（SET、RST）37911.2.9主控指令（MC、MCR）38011.2.10邏輯反、空操作與結(jié)束指令（INV、NOP、END）38111.3基本指令應(yīng)用38111.3.1單鍵啟停控制（乒乓控制）38111.3.2定時器和計數(shù)器應(yīng)用38211.3.3取代特殊繼電器的梯形圖38511.3.4電動機的控制38611.4FX系列PLC的功能指令38911.4.1功能指令的格式38911.4.2傳送和比較指令39011.4.3程序流指令39411.4.4四則運算39811.4.5移位和循環(huán)指令40111.4.6數(shù)據(jù)處理指令40211.4.7高速處理指令40511.4.8方便指令40811.4.9外部I/O設(shè)備指令40911.4.10外部串口設(shè)備指令40911.4.11浮點數(shù)運算指令41211.4.12觸點比較指令41411.5功能指令應(yīng)用實例41511.6步進梯形圖指令42311.7模擬量模塊相關(guān)指令應(yīng)用實例42411.7.1FX2N-2AD模塊42411.7.2FX2N-4AD模塊42611.7.3FX2N-2DA模塊42711.7.4FX2N-4DA模塊429第5篇歐姆龍CP1PLC硬件和指令系統(tǒng)介紹第12章CP1PLC的硬件43212.1CP1系列PLC43212.1.1歐姆龍CP1系列模塊簡介43212.1.2CP1的性能特點43212.2CP1系列的CPU模塊及其接線43312.2.1CP1的CPU模塊43312.2.2CP1LCPU的接線43612.3CP1的擴展模塊44012.3.1數(shù)字量I/O擴展模塊44012.3.2模擬量I/O擴展模塊44112.3.3其他擴展模塊44412.4電源需求計算44612.4.1最大I/O配置44612.4.2電源需求計算447第13章CP1PLC編程軟件CX-One44813.1CX-One軟件包的介紹44813.2CX-Programmer編程軟件的安裝44913.2.1CX-Programmer編程軟件概述44913.2.2CX-Programmer編程軟件的安裝步驟44913.3CX-Programmer的使用45413.3.1CX-Programmer軟件的打開45413.3.2CX-Programmer軟件的界面介紹45413.3.3創(chuàng)建新工程46413.3.4保存工程46513.3.5打開工程46513.3.6程序調(diào)試46613.3.7交叉引用表47013.3.8地址引用47013.3.9幫助菜單47113.4用CX-Programmer創(chuàng)建一個完整的工程47113.5CX-Simulator仿真軟件的使用47713.5.1仿真軟件簡介47713.5.2仿真軟件CX-Simulator的使用477第14章CP1PLC的指令及其應(yīng)用47914.1CP1系列PLC的編程基礎(chǔ)知識47914.1.1數(shù)據(jù)的存儲類型47914.1.2I/O存儲器區(qū)域地址的指定方法47914.1.3歐姆龍PLC的編程語言48214.2基本邏輯指令48314.2.1時序輸入指令48314.2.2時序輸出指令48814.3定時器與計數(shù)器指令49114.3.1定時器指令49114.3.2計數(shù)器指令49814.3.3基本指令的應(yīng)用實例50214.4功能指令50814.4.1比較指令50814.4.2數(shù)據(jù)傳送指令51214.4.3移位與循環(huán)指令51714.4.4算術(shù)運算指令52214.4.5時鐘及相關(guān)指令53314.5CP系列PLC的時序控制指令及其應(yīng)用53914.5.1NOP和END指令53914.5.2IL和ILC指令54014.5.3JMP和JME指令54114.5.4循環(huán)指令54114.5.5工序步進控制指令54214.6CP1PLC的子程序及其應(yīng)用54414.6.1子程序指令54414.6.2功能塊及其應(yīng)用54714.6.3CP1系列PLC的中斷功能55114.6.4CP1系列PLC的中斷指令55314.6.5CP1系列PLC的定時模式中斷55514.6.6CP1系列PLC的直接輸入模式中斷55714.7CP1系列PLC的高速計數(shù)器55914.7.1高速計數(shù)器簡介55914.7.2高速計數(shù)器指令56414.7.3高速計數(shù)器的應(yīng)用568第6篇常用PLC高級應(yīng)用第15章PLC的編程方法與調(diào)試57415.1功能圖57415.1.1功能圖的畫法57415.1.2梯形圖編程的原則58015.2邏輯控制的梯形圖編程方法58215.2.1經(jīng)驗設(shè)計法58215.2.2功能圖設(shè)計法58215.2.3利用基本指令編寫梯形圖程序58415.2.4利用功能指令編寫邏輯控制程序59315.2.5利用復(fù)位和置位指令編寫邏輯控制程序59915.3實例607第16章PLC在通信中的應(yīng)用62116.1通信基礎(chǔ)知識62116.1.1通信的基本概念62116.1.2PLC網(wǎng)絡(luò)的術(shù)語解釋62216.1.3OSI參考模型62416.2現(xiàn)場總線概述62516.2.1現(xiàn)場總線的概念62516.2.2主流現(xiàn)場總線的簡介62516.2.3現(xiàn)場總線的特點62616.2.4現(xiàn)場總線的現(xiàn)狀62616.2.5現(xiàn)場總線的發(fā)展62616.3PPI通信及其應(yīng)用62716.3.1PPI通信基礎(chǔ)62716.3.2PPI通信的應(yīng)用62716.4自由口通信及其應(yīng)用63116.4.1自由口通信概述63116.4.2S7-200系列PLC自由口通信應(yīng)用63416.5MODBUS通信及其應(yīng)用63816.5.1MODBUS通信概述63816.5.2S7-200的MODBUS通信應(yīng)用63916.6MPI通信及其應(yīng)用64216.6.1MPI通信簡介64216.6.2S7-200與S7-300間的MPI通信64316.6.3S7-300與S7-300間的MPI通信65016.6.4S7-300/400與S7-400間的MPI通信65716.7PROFIBUS通信及其應(yīng)用66116.7.1PROFIBUS通信概述66116.7.2PROFIBUS總線拓撲結(jié)構(gòu)66216.7.3S7-300與ET200M的PROFIBUS-DP通信66516.7.4S7-300與S7-200間的PROFIBUS-DP通信66916.7.5S7-300與S7-300間的PROFIBUS-DP通信67516.7.6CP342-5作主站的PROFIBUS-DP通信68216.7.7CP342-5作從站的PROFIBUS-DP通信68716.8以太網(wǎng)通信及其應(yīng)用69216.8.1以太網(wǎng)通信基礎(chǔ)69216.8.2S7-300間的以太網(wǎng)通信69416.8.3S7-400與遠程I/O模塊ET200間的PROFINET通信70216.8.4S7-400與S7-200SMART間的以太網(wǎng)通信70716.9網(wǎng)絡(luò)路由功能71216.9.1網(wǎng)絡(luò)路由功能概述71216.9.2網(wǎng)絡(luò)路由功能應(yīng)用71216.10FX系列PLC的N∶N網(wǎng)絡(luò)通信71616.10.1相關(guān)的標志和數(shù)據(jù)寄存器的說明71616.10.2參數(shù)設(shè)置71616.10.3實例講解71716.11并行鏈接通信71816.11.1并行鏈接通信基礎(chǔ)71816.11.2并行鏈接通信的應(yīng)用71916.12無協(xié)議通信72016.12.1無協(xié)議通信基礎(chǔ)72016.12.2S7-200PLC與三菱FX系列PLC的無協(xié)議通信72116.13CC-Link通信72416.13.1CC-Link家族72416.13.2CC-Link通信的應(yīng)用725第17章PLC在運動控制中的應(yīng)用73217.1運動控制簡介73217.2S7-200PLC的高速輸出及其應(yīng)用73217.2.1S7-200的高速輸出簡介73217.2.2S7-200系列PLC的高速輸出點控制步進電動機73417.2.3使用定位模塊控制步進電動機73517.2.4步進電動機的調(diào)速控制74517.2.5步進電動機的正反轉(zhuǎn)控制74517.2.6S7-200PLC控制伺服系統(tǒng)74917.3FXPLC的高速輸出及其應(yīng)用75317.3.1FXPLC控制步進驅(qū)動系統(tǒng)75317.3.2FXPLC控制伺服系統(tǒng)75517.4CP1PLC的高速輸出及其應(yīng)用75617.4.1CP1PLC控制步進驅(qū)動系統(tǒng)75617.4.2CP1PLC在伺服驅(qū)動系統(tǒng)中的應(yīng)用766第18章PLC在過程控制中的應(yīng)用76918.1PID控制簡介76918.1.1PID控制原理簡介76918.1.2PID控制的算法和圖解77018.2用PLC對電爐進行溫度控制77318.2.1用S7-200PLC對電爐進行溫度控制77318.2.2用S7-300PLC對電爐進行溫度控制78218.2.3用FXPLC對電爐進行溫度控制79118.3PID控制器的參數(shù)整定793第19章PLC工程應(yīng)用案例79619.1高峰和非高峰時段的交通燈PLC控制系統(tǒng)79619.2行車呼叫PLC控制系統(tǒng)80519.3送料小車自動往復(fù)運動的PLC控制系統(tǒng)81919.4小型攪拌機系統(tǒng)的PLC控制83019.5跳動度測試儀控制84219.6刨床PLC控制系統(tǒng)851參考文獻865