内容简介

本书介绍了西门子S7-200 SMART PLC的硬件与软件编程，主要内容有PLC入门、西门子S7-200 SMART PLC介绍、S7-200 SMART PLC编程软件的使用、基本指令的使用及应用实例、顺序控制指令的使用及应用实例、功能指令说明及使用举例和PLC通信。
本书起点低，内容由浅入深，语言通俗易懂，结构安排符合学习认知规律。本书适合作为初学者学习PLC技术的自学图书，也适合作为职业院校电类专业的PLC技术教材。

目录

第1 章 PLC 入门 / 1
1．1 概述 / 1
1．1．1　PLC 的定义 / 1
1．1．2　PLC 的分类 / 1
1．1．3　PLC 的特点 / 2
1．2　 PLC 控制与继电器控制比较 / 3
1．2．1　继电器正转控制线路 / 3
1．2．2　PLC 正转控制线路 / 4
1．2．3　PLC 控制、继电器控制和单片机控制的比较 / 5
1．3 PLC 的组成与工作原理 / 6
1．3．1　PLC 的组成方框图 / 6
1．3．2　PLC 内部组成单元说明 / 6
1．3．3　PLC 的工作方式 / 10
1．4　PLC 的编程语言 / 10
1．4．1　梯形图（LAD） / 11
1．4．2　功能块图（FBD） / 11
1．4．3　指令语句表（STL） / 12
1．5 PLC 应用系统开发举例 / 12
1．5．1　PLC 应用系统开发的一般流程 / 12
1．5．2　PLC 控制电动机正、反转的开发实例 / 12

第2 章 西门子S7-200 SMART PLC 介绍 / 17
2．1　PLC 硬件介绍 / 17
2．1．1　两种类型的CPU 模块 / 17
2．1．2　CPU 模块面板各部件说明 / 18
2．1．3　CPU 模块的接线 / 18
2．1．4　信号板的安装使用与地址分配 / 21
2．1．5　S7-200 SMART 常用模块与订货号含义 / 23
2．2　PLC 的软元件 / 25
2．2．1　输入继电器（I）和输出继电器（Q） / 26
2．2．2　辅助继电器（M）、特殊辅助继电器（SM）和状态继电器（S） / 26
2．2．3　定时器（T）、计数器（C）和高速计数器（HC） / 27
2．2．4　累加器（AC）、变量存储器（V）和局部变量存储器（L） / 28
2．2．5　模拟量输入寄存器（AI）和模拟量输出寄存器（AQ） / 28

第3 章 S7-200 SMART PLC 编程软件的使用 / 29
3．1　软件的安装、卸载与软件窗口介绍 / 29
3．1．1　软件的安装与启动 / 29
3．1．2　软件的卸载 / 34
3．1．3　软件窗口组件说明 / 35
3．2　程序的编写与下载 / 37
3．2．1　项目创建与保存 / 37
3．2．2　PLC 硬件组态（配置） / 38
3．2．3　程序的编写 / 39
3．2．4　PLC 与计算机的连接及通信设置 / 44
3．3　程序的编辑与注释 / 50
3．3．1　程序的编辑 / 50
3．3．2　程序的注释 / 53
3．4　程序的监控与调试 / 56
3．4．1　用梯形图监控调试程序 / 56
3．4．2　用状态图表的表格监控调试程序 / 59
3．4．3　用状态图表的趋势图监控调试程序 / 61
3．5　软件的一些常用设置及功能使用 / 62
3．5．1　软件的一些对象设置 / 62
3．5．2　硬件组态（配置） / 63
3．5．3　用存储卡备份、复制程序和刷新固件 / 64

第4 章 基本指令的使用及应用实例 / 71
4．1　位逻辑指令 / 71
4．1．1 触点指令 / 71
4．1．2 线圈指令 / 72
4．1．3 立即指令 / 73
4．1．4 RS 触发器指令 / 75
4．1．5 空操作指令 / 76
4．2 定时器 / 76
4．2．1 通电延时型定时器（TON） / 77
4．2．2 断电延时型定时器（TOF） / 78
4．2．3 记忆型通电延时定时器（TONR） / 79
4．3 计数器 / 80
4．3．1 加计数器（CTU） / 81
4．3．2 减计数器（CTD） / 82
4．3．3 加减计数器（CTUD） / 83
4．4　常用的基本控制线及梯形图 / 84
4．4．1　启动、自锁和停止控制线路与梯形图 / 84
4．4．2　正、反转联锁控制线路与梯形图 / 86
4．4．3　多地控制线路与梯形图 / 87
4．4．4　定时控制线路与梯形图 / 88
4．4．5　长定时控制线路与梯形图 / 91
4．4．6　多重输出控制线路与梯形图 / 92
4．4．7　过载报警控制线路与梯形图 / 94
4．4．8　闪烁控制线路与梯形图 / 95
4．5　基本指令应用实例 / 96
4．5．1　喷泉的PLC 控制线路与程序详解 / 96
4．5．2　交通信号灯的PLC 控制线路与程序详解 / 99
4．5．3　多级传送带的PLC 控制线路与程序详解 / 103
4．5．4　车库自动门的PLC 控制线路与程序详解 / 106

第5 章 顺序控制指令的使用及应用实例 / 110
5．1　顺序控制与状态转移图 / 110
5．2　顺序控制指令 / 111
5．2．1　指令名称及功能 / 111
5．2．2 指令使用举例 / 111
5．2．3 指令使用注意事项 / 113
5．3 顺序控制的几种方式 / 113
5．3．1 选择性分支方式 / 113
5．3．2 并行分支方式 / 116
5．4 顺序控制指令应用实例 / 118
5．4．1 液体混合装置的PLC 控制线路与程序详解 / 118
5．4．2 简易机械手的PLC 控制线路与程序详解 / 123
5．4．3 大小铁球分检机的PLC 控制线路与程序详解 / 128

第6 章 功能指令说明及使用举例 / 135
6．1 功能指令使用基础 / 135
6．1．1 数据类型 / 135
6．1．2 寻址方式 / 136
6．2 传送指令 / 139
6．2．1 单一数据传送指令 / 139
6．2．2 字节立即传送指令 / 140
6．2．3 数据块传送指令 / 141
6．2．4 字节交换指令 / 142
6．3 比较指令 / 143
6．3．1 字节触点比较指令 / 143
6．3．2 整数触点比较指令 / 144
6．3．3 双字整数触点比较指令 / 145
6．3．4 实数触点比较指令 / 146
6．3．5 字符串触点比较指令 / 147
6．3．6 比较指令应用举例 / 147
6．4 数学运算指令 / 147
6．4．1 加减乘除运算指令 / 148
6．4．2 浮点数函数运算指令 / 153
6．5 逻辑运算指令 / 154
6．5．1 取反指令 / 154
6．5．2 与指令 / 155
6．5．3 或指令 / 156
6．5．4 异或指令 / 157
6．6 移位与循环指令 / 158
6．6．1 左移位与右移位指令 / 158
6．6．2 循环左移位与右移位指令 / 160
6．6．3 移位寄存器指令 / 162
6．7 转换指令 / 163
6．7．1 标准转换指令 / 163
6．7．2 ASCII 码转换指令 / 168
6．7．3 字符串转换指令 / 174
6．7．4 编码与解码指令 / 177
6．8 表格指令 / 178
6．8．1 填表指令 / 178
6．8．2 查表指令 / 179
6．8．3 先进先出和后进先出指令 / 180
6．8．4 存储区填充指令 / 181
6．9 字符串指令 / 182
6．9．1 字符串长度、复制和连接指令 / 182
6．9．2 复制子字符串指令 / 184
6．9．3 字符串与字符搜索指令 / 184
6．10 时钟指令 / 186
6．10．1 时钟指令说明 / 186
6．10．2 时钟指令使用举例 / 187
6．11 程序控制指令 / 189
6．11．1 跳转与标签指令 / 189
6．11．2 循环指令 / 190
6．11．3 条件结束、停止和监视定时器复位指令 / 191
6．12 子程序与子程序指令 / 193
6．12．1 子程序 / 193
6．12．2 子程序指令 / 193
6．12．3 带参数的子程序调用指令 / 196
6．13 中断指令及相关内容说明 / 199
6．13．1 中断事件与中断优先级 / 199
6．13．2 中断指令 / 202
6．14 高速计数器指令及相关内容说明 / 205
6．14．1 高速计数器指令说明 / 205
6．14．2 高速计数器的计数模式 / 206
6．14．3 高速计数器分配的输入端子及在各工作模式下的功能 / 209
6．14．4 高速计数器输入端子滤波时间的设置 / 209
6．14．5 高速计数器的控制字节 / 211
6．14．6 高速计数器计数值的读取与预设 / 212
6．14．7 高速计数器的状态字节 / 213
6．14．8 高速计数器的编程步骤与举例 / 214
6．15 高速脉冲输出指令及相关内容说明 / 216
6．15．1 指令说明 / 216
6．15．2 高速脉冲输出的控制字节、参数设置和状态位 / 217
6．15．3 PTO 脉冲的产生与使用 / 218
6．15．4 PWM 脉冲的产生与使用 / 223
6．16 PID 指令及相关内容说明 / 226
6．16．1 PID 控制 / 226
6．16．2 PID 指令介绍 / 227
6．16．3 PID 指令应用举例 / 230

第7 章 PLC 通信 / 234
7．1 通信基础知识 / 234
7．1．1 通信方式 / 234
7．1．2 通信传输介质 / 237
7．2 PLC 以太网通信 / 238
7．2．1 S7-200 SMART CPU 模块以太网连接的设备类型 / 238
7．2．2 IP 地址的设置 / 239
7．2．3 以太网通信指令 / 245
7．2．4 PLC 以太网通信实例详解 / 248
7．3 RS485 / RS232 端口自由通信 / 252
7．3．1 RS232C、RS422A 和RS485 接口电路结构 / 252
7．3．2 RS485 / RS232 各引脚功能定义 / 254
7．3．3 获取端口地址（GET_ADDR）指令和设置端口地址（ SET_ADDR）指令 / 255
7．3．4 发送（XMT）和接收（RCV）指令 / 255
7．3．5 PLC 与打印机之间的通信（自由端口模式） / 260

附录A 西门子S7-200 SMART CPU SR20 / ST20 技术规范 / 265
附录B 西门子S7-200 SMART CPU SR40 / ST40 / CR40 技术规范 / 269

前言/序言

西门子S7-200 SMART PLC 是在S7-200 PLC 之后推出的整体式PLC，其软、硬件都有所增强，而价格更加实惠。西门子S7-200 SMART PLC 的主要特点如下：

（1）机型丰富。CPU 模块的I/O 点最多可达60 点（S7-200 PLC 的CPU 模块I/O 点最多为40 点）；另外，CPU 模块分为经济型（CR 系列）和标准型（SR、ST 系列），产品配置更灵活，可最大限度地为用户节省成本。

（2）编程指令绝大多数与S7-200 PLC 相同，只有少数一些指令不同，已掌握S7-200 PLC指令的用户几乎不用怎么学习，就可以为S7-200 SMART PLC 编写程序。

（3）CPU 模块除了可以连接扩展模块外，还可以直接安装信号板，来增加更多的通信端口或少量的I/O 点数。

（4）CPU 模块除了有RS485 端口外，还增加了以太网端口（俗称网线端口），可以用普通的网线连接计算机的网线端口来下载或上传程序。CPU 模块也可以通过以太网端口与西门子触摸屏、其他带有以太网端口的西门子PLC 等进行通信。

（5）CPU 模块集成了Micro SD 卡槽，用户采用市面上的Micro SD 卡（常用的手机存储卡），就可以更新内部程序和升级CPU 固件（类似手机的刷机）。

（6）采用STEP 7-Micro/WIN SMART 编程软件，软件体积小（安装包不到200MB），可免费安装使用，无须序列号，且界面友好，操作更人性化。

本书主要有以下特点：

◆基础起点低。读者只需具有初中文化程度即可阅读本套丛书。

◆语言通俗易懂。书中少用专业化的术语，遇到较难理解的内容用形象比喻说明，尽量避免复杂的理论分析和烦琐的公式推导，图书阅读起来感觉会十分顺畅。

◆内容解说详细。考虑到自学时一般无人指导，因此在编写过程中对书中的知识技能进行详细解说，让读者能轻松理解所学内容。

◆采用图文并茂的表现方式。书中大量采用读者喜欢的直观形象的图表方式表现内容，使阅读变得非常轻松，不易疲劳。

◆内容安排符合认知规律。图书按照循序渐进、由浅入深的原则来确定各章节内容的先后顺序，读者只需从前往后阅读图书，便会水到渠成。

◆突出显示知识要点。为了帮助读者掌握知识要点，书中用阴影和文字加粗的方法突出显示知识要点，指示学习重点。

◆网络免费辅导。读者在阅读时如遇到难以理解的问题，可以登录易天电学网：www.eTV100.com，观看有关辅导材料或向老师提问，也可以在该网站了解相关新书信息。

本书在编写过程中得到了许多教师的支持，其中蔡玉山、詹春华、黄勇、何慧、黄晓玲、蔡春霞、刘凌云、刘海峰、刘元能、邵永亮、朱球辉、蔡华山、蔡理峰、万四香、蔡理刚、何丽、梁云、唐颖、王娟、吴泽民、邓艳姣、何彬、何宗昌、蔡理忠、黄芳、谢佳宏、李清荣、蔡任英和邵永明等参与了资料的收集和部分章节的编写工作，在此一并表示感谢。由于作者水平有限，书中的错误和疏漏在所难免，望广大读者和同仁予以批评指正。

编　者