本书以西门子S7-200 SMART PLC硬件结构、工作原理、指令系统为基础，以开关量、模拟量编程设计方法为重点，以控制系统的工程应用为最终目标，结合百余个PLC应用案例，详细介绍西门子S7-200 SMART PLC的应用。主要内容包括：西门子S7-200 SMART PLC基本指令、应用指令、模拟量控制、控制系统设计方法、PLC控制变频器与步进电机和伺服电机、PLC通信、PLC与组态软件和触摸屏综合应用等，指令和应用讲解中都有配套案例，帮助读者边学边练。
本书可作为广大电气工程技术人员学习PLC技术的参考用书，也可作为高等院校、职业院校自动化类、电气类、机电一体化、电子信息类等相关专业的PLC教学或参考用书。
刘振全，天津科技大学，副院长，主要从事自动控制理论、系统仿真等方面的教学及科研工作，在《电子与信息学报》《电气电子教学学报》《微计算机信息》《天津科技大学学报》《自动化仪表》等刊物发表控制理论及系统仿真相关的专业论文10余篇，主持完成天津科技大学自然科学基金项目一项，参与天津市高校科技发展基金、天津市自然基金、国家自然基金项目及横向课题多项，培养电子设备装接工近200人。连续七年担任自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器、电子信息工程等本科生专业的系统仿真教学任务（累计约40个教学班）。主编《自动控制理论综合实验指导书》《系统仿真实验指导书》各一本，在用。
第1篇 入门篇
第1章 西门子S7-200 SMART PLC概述 001
1.1 CPU模块与工作原理 001
1.1.1 PLC控制系统的基本结构 001
1.1.2 S7-200 SMART PLC的CPU模块 002
1.1.3 PLC的工作过程 004
1.2 S7-200 SMART PLC外部结构与接线 005
1.2.1 外部结构 005
1.2.2 端子排布和外部接线 007
1.3 S7-200 SMART PLC编程软件的安装和使用 010
1.3.1 编程软件的安装方法 010
1.3.2 编程软件的界面 012
1.4 S7-200 SMART PLC编程软件的使用方法 017
1.4.1 建立通信 017
1.4.2 S7-200 SMART PLC程序的注释 020
1.4.3 S7-200 SMART PLC程序的监控 022
1.4.4 S7-200 SMART PLC程序的仿真 025
1.5 S7-200 SMART PLC编程的必备知识 029
1.5.1 数据类型 029
1.5.2 数据存储区 029
1.5.3 数据存储区的地址表示格式 031
1.5.4 PLC编程语言 032
1.6 继电器控制系统与S7-200 SMART PLC 033
1.6.1 常用低压电气元件 033
1.6.2 三相异步电机从继电控制到PLC控制 037
1.6.3 电机Y-△降压启动的继电器控制与PLC控制比较 040
第2章 西门子S7-200 SMART PLC基本指令详解 045
2.1 位逻辑指令 045
2.1.1 标准输入输出指令 045
2.1.2 触点和电路块串、并联指令 046
2.1.3 置位与复位指令 049
2.1.4 置位和复位优先触发器指令 051
2.1.5 正负跳变检测指令 053
2.1.6 取反指令与空操作指令 054
2.2 定时器指令 055
2.2.1 定时器指令概述 055
2.2.2 定时器指令举例 056
2.2.3 定时器的刷新机制 058
2.2.4 出料搅拌机的控制 059
2.3 计数器指令 061
2.3.1 计数器指令概述 061
2.3.2 计数器指令举例 062
2.3.3 打卡人数统计系统 064
2.4 数据传送指令 065
2.4.1 单一传送指令 065
2.4.2 数据块传送指令 067
2.4.3 字节交换指令 068
2.4.4 模具压制控制 069
2.5 比较指令 070
2.5.1 比较指令概述 070
2.5.2 十字路口红绿灯控制 072
2.6 移位和循环移位指令 074
2.6.1 移位指令 074
2.6.2 循环移位指令 075
2.6.3 移位寄存器指令 077
2.6.4 物料传送系统的单按钮控制 079
2.7 数学运算类指令 080
2.7.1 整数四则运算指令 080
2.7.2 双整数四则运算指令 082
2.7.3 实数四则运算指令 083
2.7.4 完全整数乘法、除法指令 085
2.7.5 数学函数指令 086
2.7.6 递增、递减指令 086
2.8 逻辑运算指令 088
2.8.1 字节逻辑运算指令 088
2.8.2 字逻辑运算指令 089
2.8.3 双字逻辑运算指令 090
2.9 数据转换指令 091
2.9.1 数据类型转换指令 091
2.9.2 BCD码与整数的转换指令 094
2.9.3 译码与编码指令 095
2.9.4 段码指令 096
2.9.5 小车运行距离的估算 097
第3章 西门子S7-200 SMART PLC应用指令详解 099
3.1 时钟指令 099
3.1.1 时钟指令概述 099
3.1.2 迟到人数统计系统 101
3.2 程序控制类指令 103
3.2.1 循环控制指令 103
3.2.2 跳转/标号指令 103
3.2.3 顺控继电器指令 105
3.2.4 看门狗定时复位指令 106
3.2.5 饮料机自动控制 108
3.3 子程序指令 110
3.3.1 子程序指令 110
3.3.2 电动葫芦升降机 112
3.4 中断指令 115
3.4.1 中断基础知识 115
3.4.2 中断指令概述 116
3.4.3 中断程序举例 117
3.4.4 定时闹钟实现 119
3.5 高速计数器 121
3.5.1 高速计数器基础知识 121
3.5.2 高速计数器的特殊标志存储器 125
3.5.3 高速计数器指令 126
3.5.4 高速计数器在五站点小车往返中的应用 126
3.6 高速脉冲输出 132
3.6.1 高速脉冲输出指令和特殊存储器 132
3.6.2 脉宽调制（PWM） 133
3.6.3 高速脉冲串输出（PTO） 137
3.6.4 智能灌溉控制 138
第4章 西门子S7-200 SMART PLC基本控制案例 141
案例1 消防水泵的连续和点动控制 141
案例2 三相异步电动机反接制动控制 141
案例3 圆盘旋转单周控制 143
案例4 机床工作台自动往返控制 144
案例5 产品正品与次品分离控制 145
案例6 机床的互锁联锁控制 146
案例7 停电系统保护程序 147
案例8 磨床的PLC控制 148
案例9 万能铣床的PLC控制 149
案例10 滚齿机的PLC控制 151
案例11 卷帘门控制 152
案例12 三相异步电动机的单向能耗制动 154
案例13 三相异步电动机的可逆运行能耗制动 155
案例14 并励电动机电枢串电阻启动调速控制 156
案例15 多个定时器实现长延时 158
案例16 由定时器和计数器构成的长延时 159
案例17 单灯闪烁控制 160
案例18 楼宇灯光控制系统 160
案例19 车间换气系统控制 162
案例20 风机与燃烧机连动控制 163
案例21 水塔水位监控与报警系统 164
案例22 霓虹灯交替点亮与闪烁控制 165
案例23 转盘间歇旋转控制 167
案例24 单按钮控制电机启停 168
案例25 小区停车读卡计费系统 169
案例26 停车场车辆统计系统 170
案例27 车床滑台往复运动、主轴双向控制 170
案例28 次品检测与分离控制 172
案例29 简易公交报站器 173
案例30 刷卡售水机 174
案例31 信号的二分频 175
第2篇 提高篇
第5章 西门子S7-200 SMART PLC模拟量控制 177
5.1 模拟量相关知识 177
5.2 标准模拟量输入模块 179
5.2.1 标准模拟量输入模块的接线 179
5.2.2 组态标准模拟量输入模块 181
5.2.3 模拟量比例换算 183
5.2.4 模拟量比例换算的程序实现 185
5.3 RTD和TC模块 188
5.3.1 RTD和TC模块的接线 188
5.3.2 组态RTD和TC模块 190
5.3.3 RTD和TC模块检测温度的程序实现 192
5.4 模拟量输出模块 192
5.4.1 模拟量输出模块的接线 192
5.4.2 组态模拟量输出模块 192
5.4.3 模拟量输出模块编程举例 193
5.5 容器的水位控制 194
第6章 西门子PLC控制系统设计方法 197
6.1 PLC应用系统设计的一般步骤 197
6.1.1 控制系统的设计内容 197
6.1.2 控制系统的设计步骤 197
6.2 PLC系统控制程序设计的一般方法 198
6.2.1 经验设计法 198
6.2.2 移植设计法 200
6.2.3 逻辑设计法 202
6.3 梯形图顺序控制设计法 204
6.3.1 顺序控制设计法的设计步骤 204
6.3.2 顺序功能图的绘制 205
6.3.3 顺序功能图的结构 207
6.4 顺序功能图转梯形图的方法 210
6.4.1 使用启保停电路的编程方法 210
6.4.2 使用置位复位指令的编程方法 213
6.4.3 使用步进（顺控）指令的编程方法 217
6.5 顺序功能图综合应用案例 219
6.5.1 液体混合机自动控制 219
6.5.2 剪板机的控制 221
6.5.3 全自动洗衣机的控制 225
6.5.4 加热反应炉的控制 229
第7章 西门子PLC系统控制应用案例 233
案例1 采用定时器实现的跑马灯控制 233
案例2 火灾报警控制 234
案例3 消防排风系统控制 235
案例4 电动机正反转自动循环控制 237
案例5 产品打包与产量统计系统 238
案例6 圆盘间歇旋转控制 240
案例7 储液罐的水位自动控制 240
案例8 空气压缩机自动控制系统 243
案例9 液体混合自动控制 245
案例10 送料小车的PLC控制 247
案例11 小车五站点呼叫控制 248
案例12 三条传送带控制 250
案例13 广告灯的循环控制 252
案例14 自动加料控制 253
案例15 开锁和报警控制 255
案例16 啤酒灌装生产线的PLC控制 256
案例17 饮料自动售货机的PLC控制 258
案例18 三工作台的自动控制 260
第3篇 精通篇
第8章 S7-200 SMART PLC控制变频器、步进电机、伺服电机 263
8.1 S7-200 SMART PLC控制变频器 263
8.1.1 变频器简介 263
8.1.2 变频器的PLC控制 267
8.1.3 五段速控制 269
8.2 运动指令向导 272
8.2.1 运动指令向导配置 272
8.2.2 指令向导生成的子例程 287
8.3 S7-200 SMART PLC控制步进电机 289
8.3.1 步进电机简介 289
8.3.2 步进电机的驱动器 290
8.3.3 步进电机的PLC控制 292
8.4 S7-200 SMART PLC控制伺服电机 295
8.4.1 伺服电机简介 295
8.4.2 伺服电机的PLC控制 296
第9章 西门子S7-200 SMART PLC通信 301
9.1 通信端口以及连接方式 301
9.1.1 CPU通信端口引脚分配 301
9.1.2 EM DP01通信端口引脚分配 302
9.1.3 以太网端口连接 303
9.1.4 RS485网络连接 304
9.1.5 RS232网络连接 306
9.2 S7-200 SMART之间的Get/Put通信 306
9.2.1 S7-200 SMART CPU Get/Put向导编程 306
9.2.2 通过GET/PUT指令编程实现通信 311
9.3 S7-200 SMART之间PROFINET通信 315
9.3.1 PROFINET通信 315
9.3.2 PROFINET通信举例 315
9.4 S7-200 SMART之间TCP通信 320
9.4.1 TCP协议通信 320
9.4.2 TCP协议通信举例 322
9.5 Modbus RTu通信 326
9.5.1 Modbus RTu通信指令库 326
9.5.2 S7-200 SMART与变频器G120的Modbus RTU通信 331
第10章 组态软件和触摸屏综合应用 335
10.1 组态王软件 335
10.1.1 工程管理器 335
10.1.2 工程浏览器 335
10.1.3 画面开发系统 336
10.1.4 运行系统和信息窗口 337
10.2 组态王综合应用实例 338
10.2.1 新建工程 338
10.2.2 PLC与组态王的通信 339
10.2.3 构造数据库 342
10.2.4 设计画面 344
10.2.5 运行和调试 347
10.3 WinCC flexible SMART软件 348
10.4 触摸屏综合应用实例 351
10.4.1 新建工程 351
10.4.2 设置IP地址 352
10.4.3 编写PLC程序 354
10.4.4 交通灯控制系统的触摸屏设计 357
10.4.5 运行程序 364
第11章 西门子PLC编程典型控制案例 367
11.1 广场花样喷泉的自动控制 367
11.2 弯管机的PLC控制 370
11.3 居室安全系统 373
11.4 气囊硫化机 375
11.5 两个滑台顺序控制 378
11.6 大小球分拣系统 382
11.7 切割机控制 386
附录 西门子PLC编程与仿真视频拓展（二维码视频） 392
附录1-西门子200编程与仿真
附录2-计算机与200PLC硬件通信以及上载和下载程序
附录3-基于SIMATIC Manager的西门子200编程与仿真
附录4-西门子200 SMART编程软件使用与仿真
附录5-西门子300编程与仿真举例
附录6-西门子400编程与仿真举例
附录7-博途15.1西门子300编程与仿真-起保停控制
附录8-博途15.1西门子300编程与仿真-启动优先控制
附录9-博途15.1西门子300编程与仿真-多地控制
附录10-博途西门子400组态编程仿真举例
附录11-博途西门子300定时器时间设定规则及举例
附录12-博途讲解西门子300定时器SS
附录13-博途讲解西门子300定时器SP
附录14-博途讲解西门子300定时器SE
附录15-博途讲解西门子300定时器SD并举例
附录16-博途西门子1200编程仿真举例（正反转控制)
附录17-博途西门子1200与触摸屏动画仿真举例（含FC)
附录18-博途1500编程仿真举例及注意事项
附录19-博途1500PLC与触摸屏快速仿真举例
参考文献 394
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