●第1章 概述 1
1.1 繼電器控制繫統的發展簡介 1
1.1.1 電器與電氣控制的概念 1
1.1.2 繼電器控制繫統經歷的兩個階段 1
1.2 PLC控制繫統的發展概況 2
1.2.1 可編程控制器的產生及其定義 2
1.2.2 可編程控制器的發展 2
1.3 PLC的分類 2
1.3.1 按I/O點數分類 2
1.3.2 按結構分類 3
1.4 PLC的特點 4
1.5 PLC的應用領域 5
習題 6
第2章 繼電器控制繫統基礎 7
2.1 繼電器控制繫統的 7
2.1.1 電磁式繼電器 7
2.1.2 接觸器 8
2.1.3 熱繼電器 9
*2.1.4 時間繼電器 9
2.1.5 速度繼電器 10
2.1.6 按鈕 11
2.1.7 萬能轉換開關 11
2.1.8 接近開關 12
2.1.9 紅外線光電開關 12
2.2 繼電器控制繫統常用的控制方式 13
2.2.1 點動控制 13
2.2.2 長動控制 13
2.2.3 點動+長動復合控制 14
2.2.4 點動+延時復合控制 15
2.2.5 多地控制 15
2.2.6 正反向接觸器的聯鎖控制 15
2.2.7 三相異步電動機起動控制電路的相關保護 16
*2.3 電液控制 17
2.3.1 電磁換向閥 17
2.3.2 電液控制的應用舉例 17
2.4 項目實例：設計一個運料小車繼電器控制繫統 18
習題 19
第3章 PLC的硬件組成與工作原理 20
3.1 PLC的組成 20
3.2 PLC的輸入輸出接口電路 22
3.2.1 輸入接口電路 22
3.2.2 輸出接口電路 24
3.3 PLC的工作原理 25
3.3.1 PLC控制繫統的等效電路 25
3.3.2 掃描工作方式 26
3.3.3 掃描周期 28
3.3.4 輸入/輸出滯後時間 28
習題 29
第4章 可編程控制器編程基礎 30
4.1 S7-200可編程控制器的硬件組成 30
4.1.1 S7-200 PLC的CPU模塊 31
4.1.2 S7-200 PLC的擴展模塊 33
4.2 S7-200（CN）PLC件 33
4.2.1件的地址編號表示 34
4.2.2 S7-200（CN）件 34
4.3 STEP7-Micro/WIN V4.0編程軟件的使用與安裝 38
4.3.1 SIMATIC S7-200編程軟件的基本功能 38
4.3.2 編程軟件的安裝（安裝方法） 40
4.3.3 建立與S7-200 CPU的通信 41
4.3.4 程序編制 42
4.3.5 程序的監視、運行、調試 43
4.4 S7-200 PLC的編程語言及程序結構 43
4.4.1 S7-200編程語言 43
4.4.2 程序結構 45
4.5 S7-200 PLC的數據類型及尋址方式 45
4.5.1 數據類型、範圍 45
4.5.2 常數表示 46
4.5.3 S7-200 PLC的尋址方式 46
4.6 基本編程指令及其應用 48
4.6.1 位操作指令 48
4.6.2 取非和空操作指令 49
4.6.3 邊沿觸發指令（脈衝生成） 49
4.6.4 置位和復位指令 50
4.6.5 復雜邏輯指令 52
4.6.6 定時器指令 55
4.6.7 計數器指令 57
4.6.8 比較指令 60
4.6.9 數據傳送指令 61
4.7 梯形圖程序的執行原理及編程規則 63
4.7.1 梯形圖程序的執行原理 63
4.7.2 梯形圖程序編程規則 63
4.8 S7-200繫列PLC仿真軟件及其應用 64
4.9 項目實例：用PLC實現多臺電動機順序起動、逆序停止控制 65
習題 68
第5章 S7-200 PLC的編程方法 70
5.1 梯形圖的基本電路 70
5.1.1 應用可編程控制器實現對三相異步電動機的點動及連續運轉控制 70
5.1.2 應用可編程控制器實現異步電動機的Y/△啟動控制 72
5.1.3 定時器、計數器的應用程序 73
5.1.4 常閉觸點輸入信號的處理 75
5.2 梯形圖的經驗設計法 75
5.3 順序控制設計法與順序功能圖 76
5.3.1 順序控制設計法 76
5.3.2 步與動作 77
5.3.3 有向連線與轉換 79
5.3.4 順序功能圖的基本結構 79
5.3.5 順序功能圖中轉換實現的基本規則 82
5.3.6 繪制順序功能圖的注意事項 82
5.3.7 順序控制設計法的本質 83
5.3.8 設計順序控制程序的基本方法 83
5.4 使用起、保、停程序結構的順序控制梯形圖編程方法 84
5.4.1 單序列的編程方法 84
5.4.2 選擇序列的編程方法 86
5.4.3 並行序列的編程方法 86
5.4.4 僅有兩步的閉環處理 86
5.4.5 應用舉例 87
5.5 以轉換為中心的順序控制梯形圖程序編程方法 90
5.5.1 單序列的編程方法 90
5.5.2 選擇序列的編程方法 91
5.5.3 並行序列的編程方法 92
5.5.4 應用舉例 92
5.6 使用S7-200 PLC的順序控制指令的編程方法 94
5.6.1 順序控制繼電器指令 94
5.6.2 單序列的順序功能圖SCR指令編程方法 94
5.6.3 有選擇和並行序列的順序功能圖的SCR指令編程方法 95
5.7 具有多種工作方式的繫統的編程方法 97
5.8 項目實例：具有多種工作方式的繫統的編程設計 98
習題 104
第6章 S7-200 PLC功能指令及其應用 107
6.1 功能指令概述 107
6.2 運算指令 107
6.2.1 算術運算指令 107
6.2.2 數學函數指令 111
6.2.3 增1/減1指令 113
6.2.4 邏輯運算 113
6.3 移位/移位寄存器指令 114
6.3.1 移位指令 114
6.3.2 移位寄存器位指令 115
6.4 數據轉換指令 116
6.4.1 數據類型轉換指令 116
6.4.2 編碼與譯碼指令 117
6.4.3 段譯碼指令 117
6.5 時鐘指令 118
6.5.1 寫實時時鐘指令 118
6.5.2 讀實時時鐘指令TODR 118
6.6 程序控制類指令 120
6.6.1 繫統控制類指令 120
6.6.2 跳轉、循環指令 120
6.6.3 子程序調用指令（SBR） 122
6.6.4 中斷 123
6.7 高速計數器指令 126
6.7.1 高速計數器 126
6.7.2 高速計數器的工作模式 128
6.7.3 高速計數指令 131
6.7.4 高速計數器的使用方法 131
6.8 高速脈衝輸出指令 133
6.9 項目實例：基於步進電機的正反轉控制 139
習題 147
第7章 S7-200 PLC在模擬量控制繫統中的應用 148
7.1 模擬量閉環控制的基本概念 148
7.1.1 模擬量閉環控制繫統的組成 148
7.1.2 閉環控制的主要性能指標 150
7.1.3 閉環控制反饋極性的確定 150
7.1.4 變送器的選擇 151
7.2 S7-200 PLC的模擬量輸入輸出模塊 151
7.2.1 PLC的模擬量輸入接口 151
7.2.2 PLC的模擬量輸出接口 152
7.2.3 模擬量擴展模塊的功能 152
7.2.4 S7-200 PLC模擬量擴展模塊的分類 153
7.2.5 根據模擬量輸入模塊的輸出值計算對應的物理量 155
7.3 數字PID控制器 156
7.3.1 PID控制 156
7.3.2 PID算法 156
7.4 S7-200 PLC的PID控制及其應用 158
7.4.1 PID功能 158
7.4.2 PID向導 166
7.4.3 PID自整定 169
7.5 項目實例：自動稱量混料繫統的PLC控制設計 171
習題 174
第8章 S7-200 PLC控制繫統的設計與應用 176
8.1 PLC控制的繫統設計 176
8.1.1 繫統設計的原則 176
8.1.2 PLC控制繫統的設計和調試步驟 177
8.2 PLC應用繫統的可靠性措施 179
8.2.1 S7-200 PLC使用中應注意的問題 179
8.2.2 安裝和布線的注意事項 180
8.2.3 控制繫統的接地 181
8.2.4 抑制電路的使用 181
8.2.5 強烈干擾環境中的隔離措施 181
8.2.6 故障的檢測與診斷 182
8.3 PLC輸入輸出點數的方法 182
8.3.1 減少所需輸入點數的方法 183
8.3.2 減少所需輸出點數的方法 183
8.4 S7-200 SMART繫列PLC及其應用 184
8.4.1 S7-200 SMART PLC的組成 184
8.4.2 S7-200 SMART PLC的編程軟件 185
8.4.3 S7-200 SMART繫列PLC的應用 187
8.5 項目實例1：直流電動機轉速自動控制 189
8.6 項目實例2：基於PLC的伺服電機控制繫統設計與應用 195
習題 202
第9章 HMI的組態與應用 204
9.1 人機操作界面 204
9.1.1 HMI設備的組成及工作原理 204
9.1.2 HMI設備的功能 205
9.1.3 HMI設備 205
9.2 文本顯示器的組態與應用 205
9.2.1 概述 205
9.2.2 TD400C監控的設計及應用 206
9.3 觸摸屏的組態與應用 210
9.3.1 觸摸屏組態軟件WinCC flexible的特點 210
9.3.2 組態軟件的應用方法 211
9.4 基於PC的組態與應用 215
9.4.1 組態王簡介 215
9.4.2 WinCC監控軟件 216
9.4.3 MCGS組態軟件 217
9.5 組態軟件對S7-200 PLC的監控應用舉例 219
9.5.1 編寫PLC的控制程序 219
9.5.2 建立組態王應用工程 219
9.6 項目實例：PLC及觸摸屏在變頻調速控制繫統中的應用 223
習題 229
第10章 PLC的網絡控制 230
10.1 PLC網絡控制概述 230
10.1.1 PLC網絡控制的類型 230
10.1.2 網絡層次結構 231
10.2 S7-200 PLC的網絡控制 232
10.2.1 S7-200 PLC通信類型及協議 232
10.2.2 通信設備 235
10.2.3 網絡的建立 236
10.3 網絡讀寫 239
10.3.1 網絡指令 239
10.3.2 控制寄存器和傳送數據表 240
10.3.3 使用網絡讀寫向導編程 243
10.4 自由口通信 245
10.4.1 相關寄存器及標志 246
10.4.2 自由口指令 247
10.4.3 自由口通信發送指令（XMT）的應用 247
10.4.4 自由口通信接收指令（RCV）的應用 250
10.5 S7-200 PLC的PROFI BUS-DP通信 253
10.5.1 PROFIBUS從站模塊EM 277 253
10.5.2 EM 277的PROFIBUS通信的數據交換 253
10.5.3 從站模塊EM 277的組態應用舉例 254
10.6 S7-200 PLC與變頻器的USS協議通信 257
10.6.1 USS通信協議 257
10.6.2 USS指令 258
習題 264
附錄 265
附錄A 存儲器類型和屬性 265
附錄B S7-200 PLC的CPU模塊的技術性能指標 266
附錄C 可編程控制器的精簡指令集 266
附錄D 實驗 270
參考文獻 284
本書繫統地講解PLC原理及應用，共分10章。第1章概述、第2章繼電器控制繫統基礎、第3章PLC的硬件組成與工作原理、第4章可編程控制器編程基礎、第5章S7-200 PLC的編程方法、第6章S7-200 PLC的功能指令及其應用、第7章S7-200 PLC在模擬量控制繫統中的應用、第8章S7-200 PLC控制繫統的設計與應用、第9章HMI的組態與應用、第10章PLC的網絡控制。每章後附有習題，供讀者練習與上機實踐。書中標有*號的章節可根據教學的要求進行選用。
本書可作為普通高等學校自動化、電氣工程及自動化、機械設計及自動化、測控技術等專業的課程教材，高職高專也可根據需要選講其中部分內容。本書還可供工程技術人員自學或培訓使用。
