彻底学会西门子S7-200 SMART PLC

　　本书以西门子 S7-200 SMART PLC 为讲授对象，以 S7-200 SMART PLC 硬件组成、软件应用和常用的指令及案例为基础，以开关量、模拟量、运动量和通信控制的程序开发方法为重点，以能够设计实际的工控系统为终目的，全面系统地讲述了西门子 S7-200 SMART PLC 的编程技巧与工程应用。本书着眼于实际应用，内容上循序渐进，由浅入深全面展开。 全书共分 7 章，其主要内容为 S7-200 SMART PLC 硬件组成与编程基础、常用指令及案例、开关量控制程序的开发、模拟量控制程序的开发、运动量控制程序的开发和通信控制程序的设计、工程应用案例。 本书实用性强，图文并茂，不仅为初学者提供了一套有效的编程方法，还为工程技术人员提供了大量的编程技巧和实践经验。本书可作为广大电气工程技术人员自学和参考用书，也可作为高等工科院校、高等职业技术院校工业自动化、电气工程及自动化、机电一体化等相关专业的 PLC 教材。

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前言

第１章S7-200 SMART PLC硬件组成与编程基础 １ 

１．１Ｓ７２００ＳＭＡＲＴＰＬＣ概述与硬件系统组成 １ 

１.１.１S7-200 SMART PLC概述 １ 

１.１.２S7-200 SMART PLC硬件系统组成 ２ 

１．２Ｓ７２００ＳＭＡＲＴＰＬＣ外形结构与外部接线 ５ 

１.２.１S7-200 SMART PLC的外形结构 ５ 

１.２.２S7-200 SMART PLC外部接线图 ６ 

１.２.３S7-200 SMART PLC电源需求与计算 ９ 

１．３Ｓ７２００ＳＭＡＲＴＰＬＣ的数据类型、数据区划分与地址格式 １１ 

１.３.１S7-200 SMART PLC数据类型 １１ 

１.３.２S7-200 SMART PLC存储器数据区划分 １２ 

１.３.３S7-200 SMART PLC数据区存储器的地址格式 １８ 

１．４ 例说西门子Ｓ７２００ＳＭＡＲＴＰＬＣ编程软件快速应用 １９ 

１.４.１STEP7-Micro/win SMART编程软件的界面 １９ 

１.４.２STEP7-Micro/win SMART编程软件应用举例 ２３ 

第２章S7-200 SMART PLC常用指令及案例 ３５ 

２．１ 定时器指令及案例 ３５ 

２.１.１ 定时器指令介绍 ３５ 

２.１.２ 定时器指令工作原理 ３６ 

２.１.３ 定时器指令应用案例 ３９ 

２．２ 计数器指令及案例 ４０ 

２.２.１ 加计数器（犆犜犝） ４０ 

２.２.２ 减计数器（犆犜犇） ４１ 

２.２.３ 加减计数器（犆犜犝犇） ４２ 

２.２.４ 计数器指令应用案例 ４４ 

２．３ 比较指令及案例 ４５ 

２.３.１ 指令格式 ４５ 

２.３.２ 指令用法 ４５ 

２.３.３ 应用案例 ４６ 

２．４ 跳转／标号指令与子程序指令及案例 ４７ 

２.４.１ 跳转／标号指令 ４７ 

２.４.２ 子程序指令 ４８ 

２.４.３ 综合举例——２台电动机分时启动控制 ５１ 

２．５ 数据传送指令及案例 ５２ 

２.５.１ 单一传送指令（MOV） ５３ 

２.５.２ 数据块传送指令（BLKMOV） ５５ 

２.５.３ 数据传送指令综合举例 ５６ 

２．６ 移位与循环指令及案例 ５７ 

２.６.１ 移位指令 ５７ 

２.６.２ 循环移位指令 ５９ 

２.６.３ 移位寄存器指令 ６２ 

２．７ 数据转换指令 ６５ 

２.７.１ 数据类型转换指令 ６６ 

２.７.２ 译码与编码指令 ６９ 

２．８ 数学运算类指令 ７１ 

２.８.１ 四则运算指令 ７１ 

２.８.２ 数学功能指令 ７５ 

２.８.３ 递增／递减指令 ７７ 

２.８.４ 综合应用举例 ７８ 

２．９ 逻辑操作指令 ７９ 

２.９.１ 逻辑与指令 ７９ 

２.９.２ 逻辑或指令 ７９ 

２.９.３ 逻辑异或指令 ８１ 

２.９.４ 取反指令 ８２ 

２.９.５ 点评器控制 ８４ 

第３章S7-200 SMART PLC开关量控制程序的开发 ８６ 

３．１ 常用的经典编程环节 ８６ 

３.１.１ 启保停电路与置位复位电路 ８６ 

３.１.２ 互锁电路 ８７ 

３.１.３ 延时断开电路 ８７ 

３.１.４ 延时接通／断开电路 ８８ 

３.１.５ 长延时电路 ８９ 

３.１.６ 脉冲发生电路 ９１ 

３．２ 顺序控制设计法与顺序功能图 ９３ 

３.２.１ 顺序控制设计法 ９３ 

３.２.２ 顺序功能图简介 ９４ 

３．３ 送料小车控制程序的设计 ９８ 

３.３.１ 任务导入 ９８ 

３.３.２ 启保停电路编程法 ９８ 

３.３.３ 启保停电路编程法任务实施 １００ 

３.３.４ 置位复位指令编程法 １０２ 

３.３.５ 置位复位指令编程法任务实施 １０３ 

３.３.６SCR指令编程法 １０６ 

３.３.７SCR指令编程法任务实施 １０６ 

３.３.８ 移位寄存器指令编程法 １０７ 

３.３.９ 移位寄存器指令编程法任务实施 １０７ 

３．４ 水塔水位控制程序的设计 １１０ 

３.４.１ 任务导入 １１０ 

３.４.２ 选择序列启保停电路编程法 １１０ 

３.４.３ 选择序列启保停电路编程法任务实施 １１１ 

３.４.４ 选择序列置位复位指令编程法 １１４ 

３.４.５ 选择序列置位复位指令编程法任务实施 １１４ 

３.４.６ 选择序列顺序控制继电器指令编程法 １１５ 

３.４.７ 选择序列顺序控制继电器指令编程法任务实施 １１５ 

３．５ 信号灯控制程序的设计 １１８ 

３.５.１ 任务导入 １１８ 

３.５.２ 并行序列启保停电路编程法 １１８ 

３.５.３ 并行序列启保停电路编程法任务实施 １１９ 

３.５.４ 并行序列置位复位指令编程法 １２０ 

３.５.５ 并行序列置位复位指令编程法任务实施 １２２ 

３.５.６ 并行序列顺序控制继电器编程法 １２２ 

３.５.７ 并列序列顺序控制继电器编程法任务实施 １２４ 

第４章S7-200 SMART PLC模拟量控制程序的开发 １２７ 

４．１ 模拟量控制概述 １２７ 

４.１.１ 模拟量控制简介 １２７ 

４.１.２ 模块扩展连接 １２８ 

４．２ 模拟量模块及内码与实际物理量的转换 １２８ 

４.２.１ 模拟量输入模块 １２８ 

４.２.２ 模拟量输出模块 １３２ 

４.２.３ 模拟量输入／输出混合模块 １３５ 

４.２.４ 热电偶模块 １３６ 

４.２.５ 热电阻模块 １３７ 

４.２.６ 内码与实际物理量的转换 １３９ 

４．３ 蓄水罐水位控制项目 １４２ 

４.３.１ 控制要求 １４２ 

４.３.２PLC及相关元件选型 １４２ 

４.３.３ 硬件设计 １４３

４.３.４ 程序设计 １４４ 

４．４ＰＩＤ控制及应用案例 １４６ 

４.４.１PID控制简介 １４６ 

４.４.２PID指令 １４８ 

４.４.３PID控制编程思路 １４９ 

４.４.４ 恒温控制 １４９ 

４．５ＰＩＤ向导及应用案例 １５３ 

４.５.１PID向导编程步骤 １５３ 

４.５.２ 恒温控制 １６０ 

第５章S7-200 SMART PLC运动量控制程序的开发 １６３ 

５．１ 步进电机及步进电机驱动器 １６３ 

５.１.１ 步进电机 １６３ 

５.１.２ 步进电机驱动器 １６５ 

５．２ 步进电机控制应用案例 １６７ 

５.２.１ 任务引入 １６７ 

５.２.２ 软硬件配置 １６７ 

５.２.３PLC地址输入／输出分配 １６８ 

５.２.４ 步进电机控制系统的接线图 １６８ 

５.２.５ 运动控制向导 １６８ 

５.２.６ 常用的运动控制指令 １７３ 

５.２.７ 步进电机控制程序 １７４ 

第６章S7-200 SMART PLC通信控制程序的设计 １７６ 

６．１ＰＬＣ通信基础 １７６ 

６.１.１ 单工、全双工与半双工通信 １７６ 

６.１.２ 串行通信接口标准 １７７ 

６.１.３S7-200 SMART PLC及其信号板犚犛４８５端口引脚分配 １７８ 

６.１.４ 通信传输介质 １７９ 

６．２Ｓ７２００ＳＭＡＲＴＰＬＣＭｏｄｂｕｓ通信及案例 １８１ 

６.２.１Modbus寻址 １８１ 

６.２.２ 主站指令与从站指令 １８２ 

６.２.３ 应用案例 １８５ 

６．３Ｓ７２００ＳＭＡＲＴＰＬＣ基于以太网的Ｓ７通信及案例 １８８ 

６.３.１S7-200 SMART PLC基于以太网的犛７通信简介 １８８ 

６.３.２GET/PUT指令 １８９ 

６.３.３GET/PUT指令应用案例 １９０ 

６.３.４ 使用GET/PUT向导编程示例 １９３ 

６．４Ｓ７２００ＳＭＡＲＴＰＬＣ基于以太网的开放式用户通信及案例 １９８ 

６.４.１ 开放式用户通信的相关协议简介 １９８ 

６.４.２ 开放式用户通信（OUC）指令 １９８ 

６.４.３ 开放式用户通信（OUC）指令应用案例 ２０２ 

６．５Ｓ７２００ＳＭＡＲＴＰＬＣ的ＯＰＣ软件操作简介 ２１１ 

６.５.１S7-200 PC Access SMART简介 ２１１ 

６.５.２S7-200 PC Access SMART软件界面组成及相关操作 ２１１ 

６．６ＷｉｎＣＣ组态软件与Ｓ７２００ＳＭＡＲＴＰＬＣ的ＯＰＣ通信及案例 ２１５ 

６.６.１ 任务导入 ２１５ 

６.６.２ 任务分析 ２１５ 

６.６.３ 任务实施 ２１６ 

第７章S7-200 SMART PLC工程应用案例 ２２７ 

７．１Ｓ７２００ＳＭＡＲＴＰＬＣ和人机界面在锯床改造中的应用 ２２７ 

７.１.１ 任务引入 ２２７ 

７.１.２PLC编程方法连接 ２２７ 

７.１.３犕犆犌犛嵌入式组态软件使用连接 ２３１ 

７.１.４犕犆犌犛嵌入版组态软件工作平台结构组成 ２３２ 

７.１.５ 任务实施——PLC程序的设计 ２４５ 

７.１.６ 任务实施——触摸屏画面设计及组态 ２４８ 

７．２Ｓ７２００ＳＭＡＲＴＰＬＣ和组态王在交通灯控制系统中的应用 ２５９ 

７.２.１ 任务引入 ２５９ 

７.２.２ 任务实施——PLC软硬件设计 ２６０ 

７.２.３ 任务实施——S7-200 PC Access SMART地址分配 ２６１ 

７.２.４ 任务实施——组态王画面设计及组态 ２６４ 

７．３Ｓ７２００ＳＭＡＲＴＰＬＣ和组态软件ＷｉｎＣＣ在化工控制系统中的应用 ２７３ 

７.３.１ 任务引入 ２７３ 

７.３.２ 各元件的任务划分 ２７４ 

７.３.３PLC硬件和软件设计 ２７４ 

７.３.４S7-200 PC Access SMART地址分配 ２８４ 

７.３.５WinCC组态画面设计 ２８４ 

７．４Ｓ７２００ＳＭＡＲＴＰＬＣ、变频器和人机界面在空气压缩机控制系统中的应用 ２８８ 

７.４.１ 任务引入 ２８８ 

７.４.２ 任务实施 ２８９ 

７.４.３ 触摸屏画面设计及组态 ２９５ 

附录S7-200 SMART PLC外部接线图 ３００ 

参考文献 ３０４