可編程控制器機械控制系統(tǒng)設計及應用實例序言

可編程控制器是在計算機技術、通信技術和繼電器控制技術的基礎上發(fā)展起來的一項新的電氣控制技術，經過30多年的發(fā)展，已經形成了完整的工業(yè)產品系列。它以微處理器為核心，通過程序進行邏輯控制、定時、計數(shù)、算術運算、人機對話、網絡通信等，并通過數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出來控制機械設備或生產過程。目前，PLC已廣泛應用于機械制造、冶金、采礦、建材、輕工等行業(yè)，對于從事機械設備等控制研發(fā)技術人員而言，PLC系統(tǒng)的設計與應用已經成為了必須掌握的一門專業(yè)技術。

本書從可編程控制器機械控制的實際情況出發(fā)，在內容安排上突出科學性和系統(tǒng)性，理論聯(lián)系實際，實用性強，力求內容新穎、系統(tǒng)和詳盡，原理介紹深入淺出，圖文并茂，難易適度，便于自學和實踐。

全書共分8章，主要包括：可編程序控制器機械控制基本原理、可編程序控制器硬件結構及工作原理，PLC的指令系統(tǒng)及編程方法，順序功能圖，PLC機械控制系統(tǒng)設計方法，PLC應用系統(tǒng)開發(fā)，人機界面，可編程控制器通信等。

本書可供從事機械設計和電氣自動控制的工程技術人員參考，也可作為機械工程及自動化、機械電子工程、自動化以及相近專業(yè)的教材。

本書由陳繼文、任秀華、楊紅娟等編著，同時參與編寫工作的還有張青、孔令紅（山東國泰創(chuàng)新供水技術有限公司）、黃玉剛（山東國泰創(chuàng)新供水技術有限公司）、馬娟（山東國泰創(chuàng)新供水技術有限公司）、張超等。陳繼文負責統(tǒng)稿，感謝山東建筑大學機電工程學院及機電教研室的大力支持。在本書編寫過程中，參閱了大量相關書籍和文獻資料成果，在此向相關作者一并表示感謝。

由于編者水平所限，加之時間倉促和缺乏經驗，書中不妥之處在所難免，敬請批評指正。

編者2100433B

第1章可編程序控制器機械控制基本原理

1.1電氣控制基礎

1.1.1繼電器—接觸器控

1.1.2PLC常用的外圍器件

1.2PLC的產生和發(fā)展

1.2.1PLC的產生

1.2.2PLC的發(fā)展

1.2.3PLC的功能

1.3PLC的典型應用

第2章可編程序控制器硬件結構及工作原理

2.1PLC的硬件組成

2.1.1PLC的基本結構

2.1.2S7—20系列PLC的CPU模塊

2.2PLC的外觀及機箱上的器件

2.3PLC安裝及接線

2.3.1PLC的安裝

2.3.2PLC的接線

2.4PLC編程元件的編號及功能

2.4.1PLC編程元件的類型及用途

2.4.2編程元件的尋址

2.5PLC的工作原理

2.5.1PLC的工作過程

2.5.2PLC與工業(yè)PC及DCS的區(qū)別

2.6PLC的軟件系統(tǒng)

2.6.1PLC的軟件構成

2.6.2應用程序的編程語言

2.6.3PLC的程序結構

2.7PLC技術性能指標及分類

2.7.1PLC的性能指標

2.7.2PLC的分類

第3章PLC的指令系統(tǒng)及編程方法

3.1PLC的指令系統(tǒng)概述

3.2S7—200PLC的基本指令

3.2.1位操作類指令

3.2.2定時和計數(shù)器指令

3.3S7—200PLC的功能指令

3.3.1功能指令概述

3.3.2傳送指令

3.3.3比較指令

3.3.4運算指令

3.3.5數(shù)據(jù)轉換指令

3.3.6時鐘指令

3.3.7移位操作指令

3.3.8邏輯運算指令

3.3.9表功能指令

3.3.10程序控制指令

3.3.11中斷指令

3.3.12高速處理類指令

3.3.13PID指令的應用

3.4PLC編程軟件及應用

3.4.1PLC編程軟件概述

3.4.2STEP

3.4.3軟件的基本操作

3.4.4程序文件操作

3.4.5程序的編輯

3.4.6程序調試及運行監(jiān)控

3.4.7編程實例

3.4.8PLC仿真軟件使用

第4章順序功能圖

4.1功能圖的基本概念

4.2功能圖的主要類型

4.3順序功能圖的編程方法及梯形圖表示

4.3.1使用通用邏輯指令的方法

4.3.2使用SCR指令的方法

4.3.3使用置位、復位（S、R）指令的方法

第5章PLC機械控制系統(tǒng)設計方法

5.1PLC控制系統(tǒng)的設計方法及步驟

5.1.1PLC控制系統(tǒng)設計的基本步驟

5.1.2PLC硬件系統(tǒng)設計

5.1.3PLC軟件系統(tǒng)設計一般步驟

5.2PLC程序構成

5.2.1PLC程序的組成

5.2.2PLC程序的結構

5.3編程規(guī)則與技巧

5.4PLC系統(tǒng)控制程序設計方法

5.4.1經驗設計法

5.4.2邏輯設計法

5.4.3移植設計法

5.4.4順序功能圖設計法

5.5PLC控制系統(tǒng)的安裝、調試及維護

5.5.1PLC端口擴展與保護

5.5.2PLC系統(tǒng)的抗干擾措施

5.5.3PLC的測試及維護

第6章PLC應用系統(tǒng)開發(fā)

6.1PLC在機械設備電氣控制中的應用

6.1.1Z3040搖臂鉆床的PLC控制

6.1.2X62W銑床的PLC控制

6.1.3液壓傳動組合機床的PLC控制

6.1.4MB322型聯(lián)合燙剪機的PLC控制

6.1.5工業(yè)機械手的PLC控制

6.1.6U形折板機的PLC控制

6.1.7某直升機起落架撐桿作動筒檢測系統(tǒng)控制

6.1.8某型導彈測試架的控制

6.1.9電梯控制系統(tǒng)

6.2變頻器及其控制

6.2.1變壓變頻調速

6.2.2變頻器的分類

6.2.3變壓變頻協(xié)調控制

6.2.4變頻器的操作方式及使用

6.2.5變頻器的作用

6.2.6MM440變頻器特點

6.2.7MM440變頻器的電路結構

6.2.8MM440變頻器的基本控制電路

6.3PLC擴展系統(tǒng)

6.3.1S7—200PLC的系統(tǒng)配置

6.3.2數(shù)字量擴展模塊

6.3.3模擬量擴展模塊

6.3.4位控模塊

6.4西門子S（7—200PLC的I/O分配

6.4.1地址分配方式

6.4.2S7—200PLC的地址分配方式與特點

6.5PLC在恒壓供水中的應用

6.5.1恒壓供水系統(tǒng)的基本構成

6.5.2PLC在恒壓供水泵站中的主要工作

6.5.3PLC控制的恒壓供水泵站實例

第7章PLC與人機界面

7.1人機界面概述

7.2人機界面的硬件裝置

7.3人機界面的組態(tài)軟件

7.4WinCCflexible組態(tài)軟件的使用

7.5操作元件的組態(tài)

7.6觸摸屏使用的實例

第8章可編程序控制器通信

8.1通信基礎知識

8.1.1并行通信與串行通信

8.1.2異步通信與同步通信

8.1.3串行通信工作模式

8.1.4串行通信的基本參數(shù)

8.1.5串行通信的接口標準

8.1.6串口通信線路連接

8.2現(xiàn)場總線

8.2.1OSI參考模型

8.2.2現(xiàn)場總線的定義

8.2.3現(xiàn)場總線的類型

8.2.4現(xiàn)場總線的特點

8.2.5現(xiàn)場總線的現(xiàn)狀

8.2.6現(xiàn)場總線的發(fā)展

8.3SIMATICNET工業(yè)通信網絡

8.3.1工業(yè)通信網絡結構

8.3.2西門子通信網絡技術說明

8.4西門子

8.4.1PLC數(shù)據(jù)通信的目的

8.4.2PLC網絡的常用術語

8.4.3PLC數(shù)據(jù)通信的類型

8.4.4S7—20PLC通信連接方式

8.4.5PLC存儲器的數(shù)據(jù)存取方式

8.4.6PLC數(shù)據(jù)通信介質

8.5PLC與個人計算機的通信

8.5.1PLC與計算機通信的方法

8.5.2PLC與計算機的通信內容

8.5.3PLC控制系統(tǒng)的信號類型

8.5.4PLC與計算機通信程序的設計

8.6西門子

8.6.1S7—20PLC的通信功能

8.6.2S7—20PLC通信部件

8.6.3S7—20PLC的通信指令

8.6.4USS通信協(xié)議及應用

參考文獻

完全站在機械技術人員的角度，講解PLC機械控制技術的應用以及如何進行PLC機械控制系統(tǒng)的設計，實例豐富

本書為可編程控制器(PLC)及其應用技術的入門讀物，在簡要介紹歐姆龍公司CPM2A系列可編程控制器基本工作原理、基本指令的基礎上，以涉及眾多行業(yè)的豐富實例，分紹了PLC的編程應舟技術。本書的主要內容為：從繼電器到PLC；PLC是怎樣工作的；PLC的指令系統(tǒng)；和PLC的第一次密切接觸；PLC的應用與開發(fā)：PLC在金屬切削加工機床中的應用；PLC在輕化工機械中的應用； PLC在壓力、溫度控制中的應用；PLC在交流橋式起重機控制中的應用；PLC在電梯控制中的應用；PLC在遠程監(jiān)控系統(tǒng)中的應用；PLC應用中常覓的工程問題等。

本書所選實例涉及面廣，具有代表性，對實例的剖析內容具體，分析透徹，且著重介紹了將繼電接觸器電路改造為梯形圖程序的思路及方法。本書語言通俗易懂，工程氛圍強，是通過實踐學習可編程控制器應用開發(fā)的好助手。

本書可供開發(fā)及應用PLC的工程技術人員參考，也可以作為大中專院校電子、機電、自動化類專業(yè)學生實踐教學的輔助材料。