PLC應(yīng)用及實(shí)例解析（原書(shū)第5版）

譯者序

前言

致謝

第1章　可編程邏輯控制器概述 1

1.1　可編程邏輯控制器 1

1.2　PLC的組成 3

1.3　運(yùn)行原理 7

1.4　運(yùn)行修正 10

1.5　PLC與個(gè)人計(jì)算機(jī)的對(duì)比 11

1.6　PLC的尺寸和應(yīng)用 12

復(fù)習(xí)題 14

思考題 14

第2章　PLC的硬件組成 16

2.1　I/O接口部分 16

2.2　離散式I/O模塊 21

2.3　模擬式I/O模塊 25

2.4　特殊I/O模塊 30

2.5　I/O詳述 32

2.6　中央處理單元 34

2.7　存儲(chǔ)器設(shè)計(jì) 36

2.8　存儲(chǔ)類(lèi)型 37

2.9　編程終端設(shè)備 38

2.10　記錄和檢索數(shù)據(jù) 39

2.11　人機(jī)界面 39

復(fù)習(xí)題 42

思考題 44

第3章　數(shù)制和碼制 45

3.1　十進(jìn)位計(jì)數(shù)制 45

3.2　二進(jìn)位計(jì)數(shù)制 46

3.3　負(fù)數(shù) 48

3.4　八進(jìn)位計(jì)數(shù)制 49

3.5　十六進(jìn)位計(jì)數(shù)制 50

3.6　BCD碼 50

3.7　格雷碼 52

3.8　ASCII碼 53

3.9　奇偶校驗(yàn)位 54

3.10　二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算 55

3.11　浮點(diǎn)數(shù)算術(shù)運(yùn)算 58

復(fù)習(xí)題 59

思考題 60

第4章　邏輯基礎(chǔ)知識(shí) 61

4.1　二進(jìn)制概念 61

4.2　AND、OR和NOT函數(shù) 62

4.3　布爾代數(shù) 65

4.4 根據(jù)布爾表達(dá)式建立邏輯門(mén)電路 66

4.5 根據(jù)已知的邏輯門(mén)電路列出布爾等式 66

4.6　硬接線邏輯與編程邏輯 67

4.7　編程字級(jí)邏輯指令 70

復(fù)習(xí)題 71

思考題 72

第5章　PLC編程基礎(chǔ)知識(shí) 74

5.1　處理器內(nèi)存組織 74

5.2　程序掃描 79

5.3　PLC編程語(yǔ)言 81

5.4　位邏輯指令 84

5.5　指令尋址 86

5.6　分支指令 87

5.7　內(nèi)部繼電器指令 89

5.8 檢查是否閉合和是否斷開(kāi)指令編程 90

5.9　輸入梯形圖 91

5.10　操作方式 94

5.11　與模擬設(shè)備連接 95

復(fù)習(xí)題 96

思考題 97

第6章 PLC基本接線圖與梯形圖邏輯程序 99

6.1　電磁控制繼電器 99

6.2　接觸器 101

6.3　電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器 101

6.4　手動(dòng)操作開(kāi)關(guān) 103

6.5　機(jī)械操作開(kāi)關(guān) 103

6.6　傳感器 104

6.7　輸出控制裝置 112

6.8　鎖存電路 114

6.9　電氣互鎖電路 115

6.10　鎖存繼電器 117

6.11 將繼電器原理圖轉(zhuǎn)換為PLC梯形圖邏輯程序 121

6.12 從過(guò)程機(jī)理直接書(shū)寫(xiě)梯形圖邏輯程序 124

6.13　儀表 127

復(fù)習(xí)題 128

思考題 129

第7章　可編程定時(shí)器 132

7.1　機(jī)械型時(shí)間繼電器 132

7.2　定時(shí)器指令 134

7.3　延時(shí)導(dǎo)通定時(shí)器指令 136

7.4　延時(shí)關(guān)斷定時(shí)器指令 142

7.5　保持型定時(shí)器 146

7.6　定時(shí)器級(jí)聯(lián) 149

復(fù)習(xí)題 154

思考題 154

第8章　可編程計(jì)數(shù)器 159

8.1　計(jì)數(shù)器指令 159

8.2　加計(jì)數(shù)器 161

8.3　減計(jì)數(shù)器 170

8.4　級(jí)聯(lián)計(jì)數(shù)器 174

8.5　增量編碼計(jì)數(shù)器的應(yīng)用 176

8.6　結(jié)合計(jì)數(shù)器和定時(shí)器功能 179

8.7　高速計(jì)數(shù)器 182

復(fù)習(xí)題 183

思考題 183

第9章　程序控制指令 187

9.1　程序控制 187

9.2　主控復(fù)位指令 188

9.3　跳轉(zhuǎn)指令 191

9.4　子程序 194

9.5　即時(shí)I/O指令 197

9.6　外部強(qiáng)制I/O地址 198

9.7　安全電路 201

9.8　可選定時(shí)中斷 204

9.9　故障子程序 205

9.10　臨時(shí)結(jié)束指令 205

9.11　掛起指令 205

復(fù)習(xí)題 206

思考題 206

第10章　數(shù)據(jù)處理指令 210

10.1　數(shù)據(jù)處理 210

10.2　數(shù)據(jù)傳輸操作 211

10.3　數(shù)據(jù)比較指令 220

10.4　數(shù)據(jù)操作程序 225

10.5　數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)I/O接口 228

10.6　閉環(huán)控制 231

復(fù)習(xí)題 233

思考題 234

第11章　數(shù)學(xué)指令 237

11.1　數(shù)學(xué)指令簡(jiǎn)介 237

11.2　加法指令 239

11.3　減法指令 241

11.4　乘法指令 242

11.5　除法指令 244

11.6　其他字級(jí)數(shù)學(xué)指令 247

11.7　文件算術(shù)運(yùn)算 250

復(fù)習(xí)題 252

思考題 253

第12章 定序器和移位寄存器指令 258

12.1　機(jī)械式定序器 258

12.2　定序器指令 260

12.3　定序器程序 267

12.4　移位寄存器 273

12.5　字元移位操作 281

復(fù)習(xí)題 286

思考題 286

第13章 PLC安裝實(shí)踐、編輯及故障排除 290

13.1　PLC外殼 290

13.2　電氣噪聲 291

13.3　泄漏輸入和輸出 294

13.4　接地 294

13.5　電壓變化和浪涌 295

13.6　程序編輯和調(diào)試 297

13.7　編程和監(jiān)控 298

13.8　預(yù)防性維護(hù) 300

13.9　故障排除 301

13.10　PLC編程軟件 309

復(fù)習(xí)題 311

思考題 312

第14章 過(guò)程控制、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和SCADA 314

14.1　過(guò)程控制的分類(lèi) 314

14.2　控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 317

14.3　開(kāi)/關(guān)控制 319

14.4　PID控制 320

14.5　運(yùn)動(dòng)控制 324

14.6　數(shù)據(jù)通信 326

14.7　監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集 339

復(fù)習(xí)題 340

思考題 341

第15章　ControlLogix控制器 342

15.1　內(nèi)存與項(xiàng)目組織 342

15.2　位級(jí)編程 353

15.3　程序定時(shí)器 365

15.4　可編程計(jì)數(shù)器 376

15.5　數(shù)學(xué)、比較以及移動(dòng)指令 382

15.6　功能塊編程 3912100433B

可編程邏輯控制器的編程，安裝和維護(hù)程序。每一章都進(jìn)行了改進(jìn)，包括典型的工業(yè)應(yīng)用。包括豐富的教師/學(xué)生的資源（包括課PowerPoint演示模擬PLC程序的視頻），測(cè)試生成器，logixpro實(shí)驗(yàn)室手冊(cè)、活動(dòng)手冊(cè)。

本書(shū)從工程應(yīng)用的實(shí)際出發(fā)，以HOLLiAS-LEC G3系列PLC及SIMATIC S7-200系列PLC為例，詳細(xì)介紹了大量的應(yīng)用實(shí)例，內(nèi)容由淺入深，循序漸進(jìn)，包括開(kāi)關(guān)量控制、模擬量控制、脈沖量控制和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)。其指導(dǎo)思想和編寫(xiě)目的，就是使讀者可以快速、全面地掌握PLC的應(yīng)用技術(shù)。

本書(shū)所有實(shí)例的源程序均在隨書(shū)的配套光盤(pán)中，通過(guò)學(xué)習(xí)和借鑒書(shū)中的應(yīng)用實(shí)例，讀者完全能夠進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并且采用以具有實(shí)際含義的變量名取代沒(méi)有實(shí)際含義的物理地址的編程風(fēng)格，源程序的可讀性很強(qiáng)。這種講解詳細(xì)與可讀性強(qiáng)的特點(diǎn)在一般的PLC文獻(xiàn)中并不多見(jiàn)。

本書(shū)可作為工程技術(shù)人員提高PLC編程技術(shù)的學(xué)習(xí)材料，也可作為高等院校自動(dòng)化、機(jī)電和計(jì)算機(jī)等相關(guān)專(zhuān)業(yè)的參考教材。

本書(shū)從實(shí)際應(yīng)用入手，分為必備理論知識(shí)、必備編程技能和必備實(shí)際工程編程技術(shù)三個(gè)部分，將PLC編程專(zhuān)業(yè)知識(shí)和應(yīng)用實(shí)例由淺入深地進(jìn)行講解，主要包括PLC編程必備基礎(chǔ)、PLC基本指令編程實(shí)例、SFC編程實(shí)例、功能指令的編程實(shí)例、特殊功能模塊的編程實(shí)例、典型PLC應(yīng)用系統(tǒng)的編程實(shí)例等。書(shū)中編程實(shí)例豐富，實(shí)用性強(qiáng)，大部分內(nèi)容均來(lái)自科研工作及教學(xué)實(shí)踐，許多代碼可以直接應(yīng)用到工程項(xiàng)目中。

本書(shū)適合進(jìn)入PLC設(shè)計(jì)與應(yīng)用崗位的初學(xué)者/入門(mén)者學(xué)習(xí)，也可供從事自動(dòng)控制、智能儀器儀表、電力電子、機(jī)電一體化等專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員和相關(guān)專(zhuān)業(yè)院校師生參考。

序

前言

第1章 常用PLC介紹

1.1 和利時(shí)HOLLiAS-LEC G3系列PLC介紹

1.1.1 G3硬件系統(tǒng)

1.1.2　G3編程軟件

1.1.3　G3指令系統(tǒng)

1.2　西門(mén)子SIMATIC S7-200系列PLC介紹

1.2.1　S7-200硬件系統(tǒng)

1.2.2　S7-200編程軟件

1.2.3　S7-200指令系統(tǒng)

第2章　典型程序及編程技巧

2.1　開(kāi)關(guān)量控制程序

2.1.1　開(kāi)關(guān)量控制的典型程序

2.1.2　移位控制的編程技巧

2.1.3　定時(shí)器與計(jì)數(shù)器的擴(kuò)展

2.2　模擬量控制程序

2.2.1　初等數(shù)學(xué)運(yùn)算

2.2.2　高等數(shù)學(xué)運(yùn)算

2.2.3　PID控制

2.2.4　數(shù)理統(tǒng)計(jì)

2.3　數(shù)據(jù)管理程序

2.3.1　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

2.3.2　變量管理

2.3.3　邊界檢查

第3章　開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)實(shí)例

3.1　除塵器PLC控制系統(tǒng)

3.1.1　氣箱式脈沖袋除塵器的工作原理

3.1.2　PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3.1.3　PLC控制系統(tǒng)軟件功能

3.1.4　PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

3.1.5　歸納和總結(jié)

3.2　交通信號(hào)燈PLC控制系統(tǒng)

3.2.1　交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)概述

3.2.2　PLC選型與I/O分配

3.2.3　PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

3.2.4　歸納和總結(jié)

第4章　模擬量控制系統(tǒng)實(shí)例

4.1　天然氣發(fā)電機(jī)組PLC控制系統(tǒng)

4.1.1　天然氣發(fā)電機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)介紹

4.1.2　PLC選型與I/O分配

4.1.3　PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

4.1.4　歸納和總結(jié)

4.2　水源熱泵空調(diào)機(jī)組PLC控制系統(tǒng)

4.2.1　水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)介紹

4.2.2　PLC選型與I/O分配

4.2.3　PLC主程序設(shè)計(jì)

4.2.4　功能塊RTD_TEST程序設(shè)計(jì)

4.2.5　功能塊T_ALM程序設(shè)計(jì)

4.2.6　功能塊T_TEST程序設(shè)計(jì)

4.2.7　歸納和總結(jié)

第5章　脈沖量控制系統(tǒng)實(shí)例

5.1　脈沖量控制的基本程序

5.1.1　脈沖量輸入

5.1.2　中斷調(diào)用

5.1.3　脈沖量輸出

5.2　包裝機(jī)PLC控制系統(tǒng)

5.2.1　引言

5.2.2　包裝機(jī)的工作過(guò)程

5.2.3　包裝過(guò)程對(duì)控制系統(tǒng)的要求

5.2.4　包裝機(jī)PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

5.2.5　包裝機(jī)PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

5.2.6　歸納和總結(jié)

第6章　網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)實(shí)例

6.1　自由口通信技術(shù)及應(yīng)用

6.1.1　和利時(shí)G3系列PLC的串行通信接口

6.1.2　和利時(shí)G3系列PLC的RS232自由口通信功能塊

6.1.3　和利時(shí)G3系列PLC的RS485自由口通信功能塊

6.1.4　基于自由協(xié)議的和利時(shí)G3系列PLC雙CPU通信實(shí)例

6.1.5　基于自由協(xié)議的和利時(shí)G3系列PLC與儀表通信實(shí)例

6.2　Modbus通信協(xié)議及應(yīng)用

6.2.1　Modbus通信協(xié)議簡(jiǎn)介

6.2.2　Modbus RTU傳輸模式解析

6.2.3　和利時(shí)G3系列PLC的Modubs功能塊

6.2.4　基于Modbus協(xié)議的和利時(shí)G3系列PLC與溫控儀通信實(shí)例

6.2.5　基于Modbus協(xié)議的和利時(shí)G3系列PLC與iFIX通信實(shí)例

6.3　Profibus-DP通信協(xié)議及應(yīng)用

6.3.1　和利時(shí)G3系列PLC的Profibus-DP從站模塊LM3401

6.3.2　和利時(shí)G3系列PLC的Profibus-DP從站功能塊

6.3.3　基于Profibus-DP協(xié)議的和利時(shí)G3系列PLC通信實(shí)例

6.4　以太網(wǎng)通信協(xié)議及應(yīng)用

6.4.1　和利時(shí)G3系列PLC的以太網(wǎng)模塊LM3403

6.4.2　和利時(shí)G3系列PLC的以太網(wǎng)功能塊

6.4.3　基于Modbus TCP協(xié)議的和利時(shí)G3系列PLC與iFIX通信實(shí)例

參考文獻(xiàn)

后記 2100433B