PLC與組態(tài)應(yīng)用技術(shù)

目 錄

項(xiàng)目一　S7-200系列PLC認(rèn)知 1

一、項(xiàng)目目標(biāo) 1

二、項(xiàng)目提出 1

三、相關(guān)知識 2

（一）PLC的產(chǎn)生與發(fā)展 2

（二）PLC的組成和基本工作原理 5

（三）PLC的性能、特點(diǎn)及分類 13

（四）PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 16

（五）PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18

四、項(xiàng)目分析 20

（一）S7-200系列PLC的外部結(jié)構(gòu) 20

（二）S7-200系列PLC的I/O結(jié)構(gòu) 22

（三）S7-200系列PLC的內(nèi)存結(jié)構(gòu)及尋址方式 23

（四）STEP7-Micro/Win編程軟件的使用 28

五、項(xiàng)目實(shí)施 34

（一）控制要求 34

（二）PLC輸入/輸出端子分配表及接線圖 34

六、項(xiàng)目拓展 35

（一）使用置位復(fù)位指令編寫電動機(jī)啟動、停止程序 35

（二）正負(fù)躍變指令的應(yīng)用 36

（三）電動機(jī)一鍵啟停止程序 37

思考與練習(xí)一 38

項(xiàng)目二　MCGS工控組態(tài)軟件認(rèn)知 40

一、項(xiàng)目目標(biāo) 40

（一）知識目標(biāo) 40

（二）能力目標(biāo) 40

二、項(xiàng)目提出 40

三、相關(guān)知識 41

（一）MCGS工控組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成 41

（二）MCGS工控組態(tài)軟件的功能特點(diǎn) 42

（三）MCGS工控組態(tài)軟件組建工程的一般過程 42

（四）MCGS嵌入式一體化觸摸屏TPC7062 43

四、項(xiàng)目分析 47

（一）按鈕指示燈控制系統(tǒng)組成及控制原理 47

（二）MCGS組態(tài)控制界面設(shè)計(jì)思路 47

（三）I/O分配 48

（四）系統(tǒng)接線 48

五、項(xiàng)目實(shí)施 48

（一）硬件接線 48

（二）編寫PLC控制程序 49

（三）按鈕指示燈控制系統(tǒng)的組態(tài) 49

六、項(xiàng)目拓展 56

（一）無PLC程序的按鈕指示燈控制系統(tǒng)的組態(tài) 56

（二）采用MCGS組態(tài)軟件腳本程序編寫的按鈕指示燈控制系統(tǒng) 61

（三）無PLC程序的一鍵啟停指示燈控制系統(tǒng)的組態(tài) 66

思考與練習(xí)二 72

項(xiàng)目三　電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制 73

一、項(xiàng)目目標(biāo) 73

二、項(xiàng)目提出 73

三、相關(guān)知識 74

（一）觸點(diǎn)指令 74

（二）置位復(fù)位指令 75

（三）正負(fù)躍變指令 75

四、項(xiàng)目分析 75

（一）I/O分配 75

（二）工作原理及設(shè)計(jì)思路 76

五、項(xiàng)目實(shí)施 77

（一）硬件接線 77

（二）編寫PLC程序 78

（三）工程組態(tài)設(shè)計(jì) 78

六、項(xiàng)目拓展 85

思考與練習(xí)三 86

項(xiàng)目四　電動機(jī)星-三角降壓啟動控制 88

一、項(xiàng)目目標(biāo) 88

二、目標(biāo)提出 88

三、相關(guān)知識 89

（一）S7-200定時(shí)器指令 89

（二）S7-200計(jì)數(shù)器指令 90

四、項(xiàng)目分析 92

（一）I/O分配 92

（二）設(shè)計(jì)思路 92

五、項(xiàng)目實(shí)施 93

（一）硬件接線 93

（二）編寫PLC程序 94

（三）工程組態(tài)設(shè)計(jì) 94

六、項(xiàng)目拓展 100

思考與練習(xí)四 100

項(xiàng)目五　燈光噴泉控制電路設(shè)計(jì) 101

一、項(xiàng)目目標(biāo) 101

二、項(xiàng)目提出 101

三、相關(guān)知識 101

（一）位移位寄存器指令 101

（二）數(shù)據(jù)移位指令 102

（三）PLC的中斷處理功能及應(yīng)用 104

四、項(xiàng)目分析 107

（一）工作原理 107

（二）設(shè)計(jì)思路 108

（三）產(chǎn)品選型 108

（四）I/O分配 108

（五）PLC接線 108

（六）組態(tài)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)流程 109

五、項(xiàng)目實(shí)施 109

（一）編寫PLC程序 109

（二）編寫觸摸屏程序 110

（三）系統(tǒng)調(diào)試 113

六、項(xiàng)目拓展 114

（一）MCGS中的定時(shí)構(gòu)件 114

（二）使用定時(shí)構(gòu)件制作0.5s脈沖發(fā)生器 116

（三）PLC程序 117

（四）系統(tǒng)調(diào)試 118

思考與練習(xí)五 118

項(xiàng)目六　多臺電動機(jī)分時(shí)啟動 119

一、項(xiàng)目目標(biāo) 119

二、項(xiàng)目提出 119

三、相關(guān)知識 119

（一）S7-200順序控制繼電器指令 119

（二）數(shù)據(jù)比較指令 123

（三）MCGS組態(tài)軟件旋轉(zhuǎn)動畫的制作 124

四、項(xiàng)目分析 127

（一）工作原理 127

（二）設(shè)計(jì)思路 127

（三）產(chǎn)品選型 127

（四）I/O分配 127

（五）系統(tǒng)接線 128

（六）組態(tài)軟件設(shè)計(jì)流程 128

五、項(xiàng)目實(shí)施 128

（一）編寫PLC程序 128

（二）編寫觸摸屏程序 129

（三）系統(tǒng)調(diào)試 131

六、項(xiàng)目拓展 132

思考與練習(xí)六 133

項(xiàng)目七　觸摸屏、PLC與變頻器的模擬量開環(huán)調(diào)速 135

一、項(xiàng)目目標(biāo) 135

二、項(xiàng)目提出 135

三、相關(guān)知識 135

（一）S7-200 PLC傳送指令 135

（二）S7-200 PLC數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換指令 137

（三）數(shù)據(jù)運(yùn)算指令 138

（四）邏輯運(yùn)算指令 142

（五）S7-200 PLC模擬量模塊簡介 144

四、項(xiàng)目分析 150

（一）工作原理 150

（二）設(shè)計(jì)思路 150

（三）產(chǎn)品選型 150

五、項(xiàng)目實(shí)施 150

（一）參數(shù)設(shè)置 150

（二）觸摸屏人機(jī)界面的設(shè)計(jì) 151

（三）控制程序的設(shè)計(jì)方法 151

五、項(xiàng)目拓展 152

（一）項(xiàng)目目的 152

（二）項(xiàng)目分析 153

（三）項(xiàng)目實(shí)施 153

思考與練習(xí)七 156

項(xiàng)目八　自來水水塔液位控制 157

一、項(xiàng)目目標(biāo) 157

二、項(xiàng)目提出 157

三、相關(guān)知識 158

（一）液位傳感器的工作原理與使用方法 158

（二）PID控制功能與PID 指令向?qū)?158

（三）MCGS實(shí)時(shí)曲線制作 166

四、項(xiàng)目分析 168

（一）工作原理 168

（二）設(shè)計(jì)思路 169

（三）產(chǎn)品選型表8-1 169

（四）參數(shù)設(shè)置 169

（五）系統(tǒng)接線 170

五、項(xiàng)目實(shí)施 172

（一）編寫PLC程序 172

（二）系統(tǒng)觸摸屏控制畫面的制作與觸摸屏程序的編寫 172

（三）系統(tǒng)調(diào)試 177

六、項(xiàng)目拓展 177

（一）恒溫加熱爐控制 177

（二）編制控制程序 178

思考與練習(xí)八 179

項(xiàng)目九　機(jī)械手抓取運(yùn)動控制 180

一、項(xiàng)目目標(biāo) 180

二、項(xiàng)目提出 180

三、相關(guān)知識 180

（一）高速計(jì)數(shù)器指令及應(yīng)用 180

（二）MAP庫的應(yīng)用 185

（三）MCGS安全機(jī)制應(yīng)用制作 194

四、項(xiàng)目分析 202

（一）工作原理 202

五、項(xiàng)目實(shí)施 203

（一）I/O分配 203

（二）控制系統(tǒng)程序 203

（三）觸摸屏組態(tài)畫面制作步驟 204

（四）運(yùn)行策略 206

六、項(xiàng)目拓展 206

思考與練習(xí)九 209

項(xiàng)目十　S7-200系列PLC通信功能及應(yīng)用 212

一、項(xiàng)目目標(biāo) 212

二、項(xiàng)目提出 212

三、相關(guān)知識 213

（一）S7-200系列PLC的點(diǎn)對點(diǎn)通信（PPI） 213

（二）S7-200系列PLC USS協(xié)議指令的應(yīng)用 219

（三）自由端口通信模式 225

四、項(xiàng)目分析 228

（一）工作原理 228

（二）設(shè)計(jì)思路 228

（三）產(chǎn)品選型 228

（四）參數(shù)設(shè)置 229

（五）系統(tǒng)接線 229

五、項(xiàng)目實(shí)施 229

（一）編寫PLC程序 229

（二）觸摸屏控制畫面制作與觸摸屏程序編寫 231

六、項(xiàng)目拓展 233

（一）編寫PLC程序 233

（二）變頻器參數(shù)設(shè)置 234

（三）編寫觸摸屏程序 235

思考與練習(xí)十 238

參考文獻(xiàn) 239

本書以西門子公司的S7-200系列小型PLC聯(lián)合目前較為流行的MCGS嵌入式組態(tài)軟件為例，選取企業(yè)典型案例設(shè)計(jì)項(xiàng)目，強(qiáng)調(diào)工程技術(shù)應(yīng)用，由淺入深地介紹嵌入式組態(tài)軟件MCGS與PLC的聯(lián)合應(yīng)用，真正達(dá)到了理論與實(shí)際的有機(jī)結(jié)合。本書以能力培養(yǎng)為目標(biāo)，力求突出知識的實(shí)用性，體現(xiàn)知識與技能有機(jī)結(jié)合。從企業(yè)典型案例出發(fā)組織教材內(nèi)容，項(xiàng)目由簡單到復(fù)雜，符合認(rèn)識規(guī)律，每一個(gè)項(xiàng)目均通過""項(xiàng)目目標(biāo)”，""相關(guān)知識”、""任務(wù)分析”、""任務(wù)實(shí)施”、""知識拓展”等環(huán)節(jié)詳解項(xiàng)目知識點(diǎn)和操作步驟。

《PLC控制與組態(tài)技術(shù)應(yīng)用》共分為9章，主要內(nèi)容包括三菱PLC的基本原理、指令系統(tǒng)、編程實(shí)例、特殊功能模塊應(yīng)用、變頻器原理及應(yīng)用、組態(tài)軟件、觸摸屏及編程軟件的使用等。《PLC控制與組態(tài)技術(shù)應(yīng)用》旨在把自動控制中的主要控制設(shè)備（包括PLC、變頻器、監(jiān)控系統(tǒng)）綜合在一起，通過大量實(shí)例講述PLC的編程方法和技巧，以及如何利用PLC控制變頻器實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速和基本監(jiān)控組態(tài)畫面的設(shè)計(jì)方法。通過《PLC控制與組態(tài)技術(shù)應(yīng)用》的學(xué)習(xí)使讀者能夠?qū)唵蔚目刂葡到y(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

《PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì)》將電氣控制技術(shù)與PLC技術(shù)相結(jié)合，以松下公司的FP1型PLC為主線，結(jié)合FP0和FP∑兩款新機(jī)型，通過大量的實(shí)例介紹PLC的指令使用方法、編程規(guī)則，以及工程應(yīng)用中的相關(guān)技術(shù)，同時(shí)對與PLC密切相關(guān)的組態(tài)王監(jiān)控軟件進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。《PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì)》的主要內(nèi)容包括電氣控制系統(tǒng)的基本控制線路、PLC基礎(chǔ)知識、PLC基本編程實(shí)例分析、PLC在工程中的應(yīng)用、松下電工PLC編程工具及組態(tài)王監(jiān)控軟件簡介、組態(tài)王監(jiān)控軟件與PLC應(yīng)用實(shí)例設(shè)計(jì)。

該教材配備了MCGS嵌入式組態(tài)安裝軟件、TPC產(chǎn)品樣例工程、書中項(xiàng)目教學(xué)及課后練習(xí)工程案例的源文件及PLC源程序、PPT課件和教案等教學(xué)資源。另外，該教材還配有微課視頻。