第1章 S7-200 SMART PLC硬件繫統組成與編程基礎 1.1S7-200 SMART PLC概述與硬件繫統組成/ 2 1.1.1S7-200 SMART PLC概述/ 2 1.1.2S7-200 SMART PLC硬件繫統組成/ 2 1.2S7-200 SMART PLC的CPU模塊外部結構及外部接線/ 5 1.2.1CPU模塊的外部結構/ 5 1.2.2CPU模塊的外部接線/ 6 1.2.3S7-200 SMART PLC電源需求與計算/ 9 1.3S7-200 SMART PLC的數據類型、數據區劃分與地址格式/ 11 1.3.1數據類型/ 11 1.3.2存儲器數據區劃分/ 12 1.3.3數據區存儲器的地址格式/ 17 1.4S7-200 SMART PLC的尋址方式/ 19 1.4.1立即尋址/ 19 1.4.2直接尋址/ 19 1.4.3間接尋址/ 20 第2章 S7-200 SMART PLC編程軟件快速應用 2.1STEP 7-Micro/WIN SMART編程軟件的界面/ 23 2.2STEP 7-Micro/WIN SMART編程軟件應用舉例/ 27 2.2.1項目要求/ 27 2.2.2任務實施/ 27 第3章 S7-200 SMART PLC指令繫統及案例 3.1位邏輯指令及案例/ 38 3.1.1觸點類指令與線圈輸出指令/ 39 3.1.2置位與復位指令/ 40 3.1.3脈衝生成指令/ 41 3.1.4觸發器指令/ 42 3.1.5邏輯堆棧指令/ 43 3.2定時器指令及案例/ 44 3.2.1定時器指令介紹/ 44 3.2.2定時器指令的工作原理/ 45 3.2.3定時器指令應用案例/ 48 3.3計數器指令及案例/ 49 3.3.1加計數器（CTU）/ 49 3.3.2減計數器（CTD）/ 50 3.3.3加減計數器（CTUD）/ 51 3.3.4計數器指令應用案例/ 52 3.4常用的經典編程環節/ 53 3.4.1啟保停電路與置位復位電路/ 53 3.4.2互鎖電路/ 54 3.4.3延時斷開電路/ 55 3.4.4延時接通/斷開電路/ 56 3.4.5長延時電路/ 56 3.4.6脈衝發生電路/ 57 3.5基本指令應用案例/ 61 3.5.1延邊三角形減壓啟動/ 61 3.5.2兩種液體混合控制/ 64 3.6程序控制類指令及案例/ 67 3.6.1跳轉/標號指令/ 67 3.6.2子程序指令/ 68 3.6.3綜合案例——3臺電動機順序控制/ 70 3.7比較指令及案例/ 73 3.7.1指令格式/ 73 3.7.2指令用法/ 73 3.7.3應用案例/ 74 3.8數據傳送指令及案例/ 75 3.8.1單一傳送指令/ 76 3.8.2數據塊傳送指令/ 76 3.8.3字節交換指令/ 79 3.8.4數據傳送指令綜合案例/ 80 3.9移位與循環指令及案例/ 83 3.9.1移位指令/ 83 3.9.2循環移位指令/ 85 3.9.3移位寄存器指令/ 87 3.10數據轉換指令及案例/ 91 3.10.1數據類型轉換指令/ 91 3.10.2譯碼與編碼指令/ 94 3.11數學運算類指令及案例/ 96 3.11.1四則運算指令/ 96 3.11.2數學功能指令/ 98 3.11.3遞增、遞減指令/ 101 3.11.4綜合應用案例/ 102 3.12邏輯操作指令及案例/ 104 3.12.1邏輯與指令/ 104 3.12.2邏輯或指令/ 105 3.12.3邏輯異或指令/ 106 3.12.4取反指令/ 108 3.12.5綜合應用案例——點評器控制/ 108 3.13實時時鐘指令及案例/ 110 3.13.1指令格式/ 111 3.13.2應用案例/ 111 3.14中斷指令及案例/ 112 3.14.1中斷事件/ 113 3.14.2中斷指令及中斷程序/ 114 3.14.3中斷指令應用案例/ 115 第4章 S7-200 SMART PLC開關量控制程序設計 4.1送料小車控制/ 118 4.1.1控制要求/ 118 4.1.2方法解析/ 118 4.1.3編程實現/ 119 4.2鋸床控制/ 121 4.2.1控制要求/ 121 4.2.2方法解析/ 122 4.2.3編程實現/ 125 4.3順序控制設計法與順序功能圖/ 128 4.3.1順序控制設計法/ 128 4.3.2順序功能圖簡介/ 128 4.4啟保停電路編程法/ 132 4.4.1單序列編程/ 132 4.4.2選擇序列編程/ 136 4.4.3並行序列編程/ 140 4.5置位復位指令編程法/ 144 4.5.1單序列編程/ 144 4.5.2選擇序列編程/ 146 4.5.3並行序列編程/ 147 4.6順序控制繼電器指令編程法/ 151 4.6.1單序列編程/ 151 4.6.2選擇序列編程/ 153 4.6.3並行序列編程/ 155 4.7移位寄存器指令編程法/ 159 4.8交通信號燈程序設計/ 161 4.8.1控制要求/ 161 4.8.2程序設計/ 161 第5章 S7-200 SMART PLC模擬量控制程序設計 5.1模擬量控制概述/ 174 5.1.1模擬量控制簡介/ 174 5.1.2模塊擴展連接/ 174 5.2模擬量模塊及內碼與實際物理量的轉換/ 175 5.2.1模擬量輸入模塊/ 175 5.2.2模擬量輸出模塊/ 178 5.2.3模擬量輸入輸出混合模塊/ 181 5.2.4熱電偶模塊/ 181 5.2.5熱電阻模塊/ 183 5.2.6內碼與實際物理量的轉換/ 186 5.3空氣壓縮機改造項目/ 189 5.3.1控制要求/ 189 5.3.2設計過程/ 190 5.4PID控制及應用案例/ 195 5.4.1PID控制簡介/ 195 5.4.2PID指令/ 197 5.4.3PID控制編程思路/ 197 5.4.4PID控制工程實例——恆壓控制/ 199 5.5PID向導及應用案例/ 204 5.5.1PID向導編程步驟/ 204 5.5.2PID向導應用案例——恆壓控制/ 208 第6章 S7-200 SMART PLC通信控制程序設計 6.1通信基礎知識/ 211 6.1.1通信方式/ 211 6.1.2通信傳輸介質/ 212 6.1.3串行通信接口標準/ 214 6.2S7-200 SMART PLC Modbus通信及案例/ 215 6.2.1Modbus尋址/ 215 6.2.2主站指令與從站指令/ 216 6.2.3應用案例/ 218 6.3S7-200 SMART PLC基於以太網的S7通信及案例/ 221 6.3.1S7-200 SMART PLC基於以太網的S7通信簡介/ 221 6.3.2GET/PUT指令/ 222 6.3.3GET/PUT指令應用案例/ 223 6.3.4例解PUT/GET向導/ 226 6.4S7-200 SMART PLC基於以太網的開放式用戶通信/ 229 6.4.1開放式用戶通信的相關協議簡介/ 229 6.4.2開放式用戶通信（OUC）指令/ 230 6.5TCP通信應用實例/ 233 6.5.1TCP通信控制要求/ 233 6.5.2硬件接線圖/ 233 6.5.3程序設計/ 233 6.6ISO-on-TCP通信應用案例/ 237 6.6.1控制要求/ 237 6.6.2以太網硬件連接及IP地址配置/ 237 6.6.3程序設計/ 238 6.7UDP通信應用案例/ 240 6.7.1控制要求/ 240 6.7.2程序設計/ 240 第7章 S7-200 SMART PLC運動量控制程序設計 7.1步進電機及步進電機驅動器/ 245 7.1.1步進電機/ 245 7.1.2步進電機驅動器/ 246 7.2步進電機控制應用案例/ 249 7.2.1控制要求/ 249 7.2.2軟硬件配置/ 249 7.2.3PLC地址輸入輸出分配/ 249 7.2.4步進電機控制繫統的接線圖/ 249 7.2.5運動控制向導/ 250 7.2.6圖說常用的運動控制指令/ 253 7.2.7步進電機控制程序/ 254 第8章 S7-200 SMART PLC控制繫統的設計 8.1PLC控制繫統設計基本原則與步驟/ 257 8.1.1PLC控制繫統設計的應用環境/ 257 8.1.2PLC控制繫統設計的基本原則/ 257 8.1.3PLC控制繫統設計的一般步驟/ 258 8.2機械手PLC控制繫統的設計/ 261 8.2.1機械手的控制要求及功能簡介/ 262 8.2.2PLC件選型/ 263 8.2.3硬件設計/ 265 8.2.4硬件組態/ 270 8.2.5程序設計/ 270 8.2.6機械手自動控制調試/ 275 8.2.7編制控制繫統使用說明/ 276 8.3兩種液體混合PLC控制繫統的設計/ 277 8.3.1兩種液體混合控制繫統的控制要求/ 276 8.3.2PLC件選型/ 277 8.3.3硬件設計/ 278 8.3.4硬件組態/ 281 8.3.5程序設計/ 282 8.3.6兩種液體混合自動控制調試/ 288 8.3.7編制控制繫統使用說明/ 288 第9章 S7-200 SMART PLC與觸摸屏綜合應用 9.1西門子SMART LINE V3觸摸屏及WinCC flexible SMART V3組態軟件簡介/ 291 9.1.1西門子SMART LINE V3觸摸屏簡介/ 291 9.1.2西門子WinCC flexible SMART V3組態軟件界面/ 291 9.1.3WinCC flexible SMART V3組態軟件應用快速入門/ 293 9.2西門子S7-200 SMART PLC與SMART LINE V3觸摸屏在水位控制中的應用/ 301 9.2.1任務導入/ 301 9.2.2任務分析/ 301 9.2.3任務實施/ 301 9.3昆侖通態觸摸屏簡介/ 311 9.3.1TPC7062K觸摸屏簡介/ 311 9.3.2TPC7062K觸摸屏外形、接口及安裝/ 312 9.4MCGS嵌入版組態軟件/ 313 9.4.1新建工程/ 313 9.4.2MCGS嵌入版組態軟件工作平臺結構組成/ 314 9.5西門子S7-200 SMART PLC與昆侖通態觸摸屏在彩燈循環控制中的應用/ 324 9.5.1任務導入/ 324 9.5.2任務分析/ 324 9.5.3任務實施/ 324 9.6模擬量信號發生與接收應用案例/ 334 9.6.1控制要求/ 334 9.6.2硬件設計/ 335 9.6.3硬件組態/ 337 9.6.4模擬量信號發生PLC程序設計/ 337 9.6.5模擬量信號發生觸摸屏界面設計及組態/ 338 9.6.6模擬量信號接收PLC程序設計/ 345 第10章 S7-200 SMART PLC與監控組態軟件綜合應用 10.1S7-200 SMART PLC和組態王在交通信號燈控制中的應用/ 348 10.1.1任務導入/ 348 10.1.2任務實施——PLC軟硬件設計/ 349 10.1.3任務實施——S7-200 PC Access SMART地址分配/ 352 10.1.4任務實施——組態王畫面設計及組態/ 355 10.2S7-200 SMART PLC和WinCC在低壓灑水控制中的應用/ 362 10.2.1任務導入/ 362 10.2.2任務分析/ 362 10.2.3任務實施/ 363 參考文獻/ 373

作為S7-200 PLC的替代產品，S7-200 SMART PLC以其機型豐富、配置靈活、軟件友好、編程高效等特點，在工控領域得到了廣泛應用。近年來，S7-200 SMART PLC也出現了不少新的功能，並且擴展模塊也更加豐富。基於此，筆者結合多年的教學與工程設計經驗，立足基礎，兼顧新興技術和綜合應用，推陳出新，歷時1年編寫了本書。 本書以S7-200 SMART PLC硬件繫統組成、指令繫統及應用為基礎，以開關量、模擬量、運動量、通信控制的編程方法與案例為重點，以能夠設計實際的工控繫統為終目的，全面繫統地講述了西門子S7-200 SMART PLC的編程技巧與實際應用。 該書在編寫的過程中有以下特色： ① 言簡意賅，去粗取精，直擊要點。 ② 以圖解形式講解，生動形像，易於讀者學習。 ③ 案例多且典型，讀者可邊學邊用。 ④ 開關量、模擬量、運動量、通信等編程方法闡述繫統、詳細，讓讀者編程時，有“法”可依，易於模仿和上手。 ⑤ 綜合性和實用性強。本書給出了西門子和昆侖通態觸摸屏與S7-200 SMART PLC的綜合應用，給出了西門子WinCC和北京亞控組態王監控組態軟件與S7-200 SMART PLC的綜合應用，便於讀者適應復雜的工程環境，有助於提高讀者的綜合設計能力。 全書共分10章，主要內容為S7-200 SMART PLC硬件繫統組成與編程基礎、S7-200 SMART PLC編程軟件快速應用、指令繫統及案例、開關量控制程序設計、模擬量控制程序設計、通信控制程序設計、運動量控制程序設計、PLC控制繫統的設計、S7-200 SMART PLC與觸摸屏綜合應用和S7-200 SMART PLC與監控組態軟件綜合應用。 本書實用性強，圖文並茂，不僅為初學者提供了一套有效的編程方法，還為工程技術人員提供了大量的編程技巧和實踐經驗，可作為廣大電氣工程技術人員自學和參考用書，也可作為高等工科院校、高等職業技術院校工業自動化、電氣工程及自動化、機電一體化等相關專業的PLC教材。 為便於讀者學習，本書提供西門子S7-200 SMART PLC外部接線圖的電子版文件，讀者掃描二維碼即可下載。 全書由韓相爭編著，喬海、劉江帥審閱，韓霞、張振生、韓英、馬力、李艷昭、鄭鴻俊、杜海洋校對，寧偉超、張孝雨為本書的編寫提供了幫助，在此一並表示衷心的感謝。 由於筆者水平有限，書中難免有不足之處，敬請廣大專家和讀者批評指正。 筆者於瀋陽