可編程控制器原理及應(yīng)用
可編程控制器是一種融合計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù),實現(xiàn)工業(yè)自動化控制的新型控制裝置。
本書主要以現(xiàn)今流行的西門子公司的S7200SMART系列CPUST××小型PLC為背景,從工程應(yīng)用的角度出發(fā),重點介紹了PLC的組成、原理、指令系統(tǒng)和編程方法,深入淺出地論述了PLC系統(tǒng)的設(shè)計方法,并列舉了大量S7200SMART系列PLC在控制系統(tǒng)中的典型應(yīng)用實例,同時詳細(xì)介紹了觸摸屏Smart1000。
本書可作為高職高專院校自動化控制技術(shù)、機電一體化、數(shù)控技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)等相關(guān)專業(yè)的教材,也可供其他技術(shù)人員參考。
第1章 可編程控制器概述……………………………………………………………………… 1
1.1 可編程控制器的產(chǎn)生與發(fā)展…………………………………………………………… 1
1.1.1 可編程控制器的過去……………………………………………………………… 1
1.1.2 可編程控制器的現(xiàn)在……………………………………………………………… 2
1.1.3 可編程控制器的未來……………………………………………………………… 2
1.2 可編程控制器的用途與特點…………………………………………………………… 3
1.2.1 可編程控制器的用途……………………………………………………………… 3
1.2.2 可編程控制器的特點……………………………………………………………… 3
1.3 可編程控制器的分類…………………………………………………………………… 5
1.3.1 按I/O點數(shù)分類…………………………………………………………………… 5
1.3.2 按結(jié)構(gòu)形式分類…………………………………………………………………… 6
習(xí) 題………………………………………………………………………………………… 6
第2章 可編程控制器構(gòu)成原理………………………………………………………………… 7
2.1 可編程控制器的基本組成……………………………………………………………… 7
2.1.1 可編程控制器的結(jié)構(gòu)……………………………………………………………… 7
2.1.2 可編程控制器的軟件系統(tǒng)………………………………………………………… 13
2.2 可編程控制器的工作原理……………………………………………………………… 16
2.2.1 可編程控制器的工作過程………………………………………………………… 16
2.2.2 可編程控制器的技術(shù)性能指標(biāo)…………………………………………………… 20
習(xí) 題……………………………………………………………………………………… 20
第3章 S7 200SMART系列可編程控制器………………………………………………… 21
3.1 S7 200SMART 系列PLC的構(gòu)成………………………………………………… 21
3.1.1 S7 200SMART系列PLC的規(guī)范…………………………………………… 21
3.1.2 CPUST60的結(jié)構(gòu)………………………………………………………………… 23
3.1.3 掃描周期及工作方式……………………………………………………………… 24
3.2 S7 200SMART 系列PLC的內(nèi)部元器件………………………………………… 25
3.2.1 數(shù)據(jù)存儲類型及尋址方式………………………………………………………… 25
3.2.2 S7 200SMART 系列PLC的數(shù)據(jù)存儲區(qū)及元件功能……………………… 27
3.2.3 S7 200SMART系列PLC的CPU 有效編程范圍…………………………… 30
3.3 輸入/輸出及擴展……………………………………………………………………… 32
3.3.1 本機及擴展I/O編址…………………………………………………………… 32
3.3.2 S7 200SMART系列PLC擴展模塊的外部連接…………………………… 32
3.3.3 擴展模塊的安裝…………………………………………………………………… 34
習(xí) 題……………………………………………………………………………………… 34
第4章 STEP7 Micro/WINSMART編程軟件…………………………………………… 35
4.1 STEP7 Micro/WINSMART編程軟件概述……………………………………… 35
4.1.1 STEP7 Micro/WINSMART編程軟件的安裝……………………………… 35
4.1.2 STEP7 Micro/WINSMART窗口組件及功能……………………………… 37
4.1.3 建立S7 200CPU 的通信……………………………………………………… 40
4.1.4 系統(tǒng)塊配置(CPU 組態(tài))方法…………………………………………………… 42
4.2 程序編制及運行………………………………………………………………………… 43
4.2.1 建立項目(用戶程序)……………………………………………………………… 43
4.2.2 梯形圖編輯器的使用…………………………………………………………… 44
4.2.3 程序的調(diào)試、運行及監(jiān)控………………………………………………………… 45
習(xí) 題……………………………………………………………………………………… 50
第5章 S7 200SMART系列PLC的基本指令…………………………………………… 51
5.1 基本邏輯指令…………………………………………………………………………… 51
5.1.1 基本位操作指令…………………………………………………………………… 51
5.1.2 定時器指令………………………………………………………………………… 56
5.1.3 計數(shù)器指令………………………………………………………………………… 59
5.2 數(shù)據(jù)處理指令…………………………………………………………………………… 62
5.2.1 比較指令…………………………………………………………………………… 62
5.2.2 傳送指令…………………………………………………………………………… 65
5.2.3 移位與循環(huán)移位指令……………………………………………………………… 67
5.3 算術(shù)與邏輯運算指令…………………………………………………………………… 71
5.3.1 算術(shù)運算指令……………………………………………………………………… 71
5.3.2 邏輯運算指令……………………………………………………………………… 75
5.4 程序控制指令…………………………………………………………………………… 77
5.4.1 跳轉(zhuǎn)指令與標(biāo)號指令……………………………………………………………… 77
5.4.2 循環(huán)指令…………………………………………………………………………… 79
5.4.3 條件結(jié)束與停止指令……………………………………………………………… 80
習(xí) 題……………………………………………………………………………………… 80
第6章 S7 200SMART系列PLC的功能指令…………………………………………… 82
6.1 表功能指令……………………………………………………………………………… 82
6.1.1 填表指令…………………………………………………………………………… 82
6.1.2 表取數(shù)指令………………………………………………………………………… 83
6.1.3 表查找指令………………………………………………………………………… 85
6.2 轉(zhuǎn)換指令………………………………………………………………………………… 86
6.2.1 數(shù)據(jù)的類型轉(zhuǎn)換指令……………………………………………………………… 86
6.2.2 數(shù)據(jù)的編碼和譯碼指令…………………………………………………………… 89
6.2.3 字符串轉(zhuǎn)換指令…………………………………………………………………… 91
6.3 中斷指令………………………………………………………………………………… 93
6.3.1 中斷源……………………………………………………………………………… 93
6.3.2 中斷控制…………………………………………………………………………… 95
6.3.3 中斷程序…………………………………………………………………………… 96
6.4 高速處理器指令………………………………………………………………………… 96
6.4.1 高速計數(shù)指令……………………………………………………………………… 97
6.4.2 高速脈沖輸出…………………………………………………………………… 103
6.5 其他功能指令………………………………………………………………………… 105
6.5.1 時鐘指令………………………………………………………………………… 105
6.5.2 擴展實時時鐘指令……………………………………………………………… 106
6.5.3 通信指令………………………………………………………………………… 106
6.5.4 PID指令………………………………………………………………………… 108
習(xí) 題……………………………………………………………………………………… 108
第7章 可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計………………………………………………………… 109
7.1 可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容、原則及步驟…………………………………… 109
7.1.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容和原則……………………………………………… 109
7.1.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的步驟……………………………………………………… 110
7.2 應(yīng)用程序設(shè)計方法…………………………………………………………………… 111
7.3 觸摸屏Smart1000…………………………………………………………………… 112
7.3.1 觸摸屏Smart1000的產(chǎn)生……………………………………………………… 112
7.3.2 觸摸屏Smart1000的特點……………………………………………………… 112
7.3.3 觸摸屏Smart1000的組態(tài)軟件………………………………………………… 114
習(xí) 題……………………………………………………………………………………… 120
第8章 其他可編程控制器的介紹…………………………………………………………… 121
8.1 OMRON 可編程控制器……………………………………………………………… 121
8.1.1 OMRON 可編程控制器概述…………………………………………………… 121
8.1.2 C200HPLC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)………………………………………………………… 122
8.1.3 C200HPLC的指令系統(tǒng)………………………………………………………… 124
8.1.4 C200HPLC的編程軟件CX-ONE3.0 ……………………………………… 125
8.2 松下電工FP 1系列可編程控制器………………………………………………… 125
8.2.1 FP 1系列產(chǎn)品的構(gòu)成………………………………………………………… 125
8.2.2 地址分配及特殊功能…………………………………………………………… 126
8.2.3 FP 1系列PLC的編程軟件及指令系統(tǒng)……………………………………… 128
8.3 三菱FX系列微型可編程控制器…………………………………………………… 128
8.3.1 FX2系列PLC的系統(tǒng)構(gòu)成……………………………………………………… 128
8.3.2 FX2系列PLC的指令系統(tǒng)……………………………………………………… 129
8.3.3 FX2系列PLC的編程軟件……………………………………………………… 130
8.4 SIMATIC其他系列可編程控制器………………………………………………… 130
8.4.1 SIMATICS7 300……………………………………………………………… 130
8.4.2 SIMATICS7 400……………………………………………………………… 131
8.4.3 SIMATICS7的編程軟件和程序結(jié)構(gòu)………………………………………… 132
8.5 GE-FANUC可編程控制器………………………………………………………… 132
8.5.1 GE-FANUCPLC概述………………………………………………………… 132
8.5.2 GE-FANUCPLC的指令系統(tǒng)………………………………………………… 135
8.5.3 GE-FANUCPLC的編程軟件………………………………………………… 146
習(xí) 題……………………………………………………………………………………… 146
第9章 項目實例……………………………………………………………………………… 147
項目1 按鈕控制圓盤轉(zhuǎn)一圈……………………………………………………………… 147
項目2 圓盤轉(zhuǎn)5圈………………………………………………………………………… 150
項目3 圓盤180°正反轉(zhuǎn)…………………………………………………………………… 154
項目4 圓盤工件箱捷徑傳送……………………………………………………………… 157
項目5 電動機連續(xù)運行控制……………………………………………………………… 163
項目6 電動機正反轉(zhuǎn)控制………………………………………………………………… 165
項目7 電動機Y △降壓啟動控制……………………………………………………… 167
項目8 電動機順序控制…………………………………………………………………… 170
項目9 用1個按鈕控制3組燈…………………………………………………………… 174
項目10 用3個開關(guān)控制1個燈………………………………………………………… 176
項目11 用4個開關(guān)控制4個燈………………………………………………………… 178
項目12 三相步進電動機控制的設(shè)計…………………………………………………… 181
項目13 電動機手動控制………………………………………………………………… 187
項目14 電動機變頻器控制……………………………………………………………… 196
項目15 工作時間顯示…………………………………………………………………… 200
項目16 手動調(diào)整轉(zhuǎn)速…………………………………………………………………… 203
附 錄………………………………………………………………………………………… 208
參考文獻………………………………………………………………………………………… 209
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