西门子S7 200PLC从入门到精通

入 门 篇

第 1章 可编程控制器概述 2

1.1 PLC的定义与发展 2

1.1.1 PLC的定义 2

1.1.2 PLC的产生 3

1.1.3 PLC的发展历史 3

1.1.4 PLC的发展趋势 4

1.2 PLC的特点、功能及分类 5

1.2.1 PLC的特点 5

1.2.2 PLC的功能 7

1.2.3 PLC的分类 8

1.3 PLC的基本结构与工作原理 9

1.3.1 PLC的基本结构 10

1.3.2 PLC的软件系统 17

1.3.3 PLC的工作原理 20

1.3.4 PLC的扫描工作方式 20

1.3.5 PLC的I/O原则 22

1.4 西门子S7系列PLC简介 22

1.4.1 西门子S7-300/400系列PLC 22

1.4.2 西门子S7-1500系列PLC 24

1.5 本章小结 25

第 2章 S7-200系列PLC的硬件及内部资源 26

2.1 S7-200系列PLC简介 26

2.2 S7-200系列PLC的基本硬件单元 27

2.2.1 主机 27

2.2.2 存储系统 28

2.3 S7-200系列PLC的扩展硬件单元 29

2.3.1 扩展模块概述 29

2.3.2 I/O点的扩展和编址 30

2.4 S7-200系列PLC的寻址方式 32

2.4.1 CPU224的有效范围和特性 32

2.4.2 存储器的直接寻址 34

2.4.3 存储器的间接寻址 41

2.5 本章小结 42

第3章 S7-200系列PLC的基本指令系统 44

3.1 基本逻辑指令 44

3.1.1 标准触点指令 44

3.1.2 输出指令 45

3.1.3 置位和复位指令 45

3.2 立即I/O指令 46

3.2.1 立即触点指令 46

3.2.2 立即输出指令 47

3.2.3 立即置位和立即复位指令 47

3.3 电路块串、并联指令 48

3.4 多路输出指令 48

3.5 定时器和计数器指令 49

3.5.1 定时器指令 49

3.5.2 计数器指令 52

3.6 正（负）跳变触点指令 54

3.7 顺序控制继电器指令 54

3.8 比较触点指令 57

3.9 本章小结 58

第4章 S7-200系列PLC的功能指令 60

4.1 程序控制指令 60

4.1.1 有条件结束（END）指令 60

4.1.2 暂停（STOP）指令 60

4.1.3 监视定时器复位（WDR）指令 61

4.1.4 跳转（JMP）与标号（LBL）指令 61

4.1.5 循环指令（FOR、NEXT） 62

4.1.6 子程序指令 63

4.2 传送指令 65

4.2.1 数据传送指令 65

4.2.2 数据块传送指令 66

4.3 逻辑操作指令 67

4.3.1 逻辑“与”指令 67

4.3.2 逻辑“或”指令 68

4.3.3 逻辑“取反”指令 68

4.3.4 逻辑“异或”指令 68

4.4 移位和循环移位指令 70

4.4.1 右移位指令 70

4.4.2 左移位指令 71

4.4.3 循环右移位指令 71

4.4.4 循环左移位指令 72

4.5 数学运算指令 73

4.5.1 加法指令 73

4.5.2 减法指令 74

4.5.3 乘法指令 75

4.5.4 除法指令 76

4.5.5 递增和递减指令 77

4.5.6 数学功能指令 78

4.6 高速运算指令 82

4.6.1 高速计数器简介 82

4.6.2 使用高速计数器 82

4.6.3 理解高速计数器的时序 82

4.6.4 访问高速计数器（HC） 85

4.6.5 高速计数器输入线的连接 86

4.6.6 对高速计数器的理解 88

4.7 中断指令 90

4.7.1 中断的种类和优先级 91

4.7.2 中断指令简介 92

4.8 PID指令 93

4.8.1 PID回路 93

4.8.2 PID算法 93

4.8.3 PID指令简介 95

4.8.4 PID指令的使用 96

4.8.5 PID的实际应用 96

4.9 数据转换指令 99

4.9.1 数据类型转换指令 99

4.9.2 编码和译码指令 100

4.9.3 段码指令 101

4.9.4 ASCII码转换指令 101

4.9.5 字符串转换指令 103

4.10 其他功能指令 104

4.10.1 时钟指令 104

4.10.2 脉冲输出指令 104

4.11 本章小结 108

提 高 篇

第5章 S7-200系列PLC的编程系统 110

5.1 S7-200系列PLC编程系统简介 110

5.2 STEP 7-Micro/WIN编程软件的安装 110

5.2.1 编程软件的系统要求 110

5.2.2 编程软件STEP 7-Micro/WIN的安装方法 111

5.2.3 设置编程软件的中文界面 113

5.2.4 编程软件的参数设置 113

5.3 STEP 7-Micro/WIN编程软件简介 114

5.3.1 STEP 7-Micro/WIN的基本功能 114

5.3.2 STEP 7-Micro/WIN的窗口组件 115

5.3.3 STEP 7-Micro/WIN主菜单功能介绍 118

5.3.4 STEP 7-Micro/WIN的工具条 121

5.3.5 STEP 7-Micro/WIN软件中帮助功能的使用 123

5.4 编程前准备 124

5.4.1 指令集和编辑器的选择 124

5.4.2 根据PLC类型进行参数检查 125

5.5 程序的调试与监控 125

5.5.1 选择工作方式 125

5.5.2 状态表显示 126

5.5.3 执行有限次扫描 127

5.5.4 运行监控 127

5.6 本章小结 129

第6章 S7-200系列PLC的网络与通信 130

6.1 通信的基本知识 130

6.1.1 基本概念和术语 130

6.1.2 差错控制 132

6.1.3 传输介质 133

6.1.4 串行通信接口标准 134

6.2 工业局域网基础 136

6.2.1 局域网的拓扑结构 136

6.2.2 网络协议 136

6.2.3 现场总线 137

6.3 S7-200系列PLC的网络通信部件 138

6.3.1 通信端口 138

6.3.2 PC/PPI电缆 138

6.3.3 网络连接器 140

6.3.4 PROFIBUS网络电缆 140

6.3.5 网络中继器 141

6.3.6 EM 277 PROFIBUS-DP模块 141

6.4 S7-200系列PLC网络通信 143

6.4.1 概述 143

6.4.2 西门子S7系列PLC的网络层级结构 145

6.5 S7-200系列PLC的通信指令 145

6.5.1 网络读/写指令 145

6.5.2 发送和接收指令 147

6.5.3 USS通信指令 149

6.6 本章小结 151

第7章 PLC控制系统的设计方法 152

7.1 PLC控制系统的设计流程 152

7.1.1 PLC控制系统的基本原则 152

7.1.2 PLC控制系统的设计内容 153

7.1.3 PLC控制系统的设计步骤 154

7.2 PLC硬件系统设计选型方法 156

7.2.1 PLC硬件系统设计基本流程 157

7.2.2 估算I/O点数 157

7.2.3 估算存储器容量 158

7.2.4 功能选择 158

7.2.5 机型选择 160

7.2.6 外部设备及专用模块 163

7.2.7 分配PLC的I/O地址，绘制PLC外部I/O接线图 164

7.3 PLC的控制程序设计 166

7.3 PLC控制程序设计步骤 166

7.3.2 PLC控制程序设计方法 167

7.4 设计经验与注意事项 179

7.4.1 干扰和抗干扰措施 179

7.4.2 节省I/O点数的方法 182

7.4.3 PLC的安装与维护 183

7.5 本章小结 187



实 践 篇

第8章 S7-200系列PLC在电气控制系统中的应用实例 190

8.1 交流双速电梯控制系统 190

8.1.1 系统概述 190

8.1.2 硬件系统配置 194

8.1.3 软件系统设计 199

8.1.4 经验与总结 217

8.2 三相异步电动机自动往返正、反转控制 218

8.2.1 系统概述 218

8.2.2 系统硬件设计 219

8.2.3 系统软件设计 222

8.2.4 经验与总结 224

8.3 步进电动机控制系统 225

8.3.1 系统概述 225

8.3.2 系统硬件设计 226

8.3.3 系统软件设计 228

8.3.4 经验与总结 233

8.4 城市供水系统 233

8.4.1 系统概述 233

8.4.2 硬件系统设计 236

8.4.3 系统软件设计 241

8.4.4 经验与总结 257

8.5 本章小结 258

第9章 S7-200系列PLC在机电控制系统中的应用 259

9.1 板材切割控制系统 259

9.1.1 系统概述 259

9.1.2 硬件系统配置 264

9.1.3 软件系统设计 267

9.1.4 经验与总结 280

9.2 机械手控制系统 280

9.2.1 系统概述 281

9.2.2 系统硬件设计 282

9.2.3 系统软件设计 286

9.2.4 经验与总结 290

9.3 桥式起重机控制系统 290

9.3.1 系统概述 290

9.3.2 硬件系统配置 294

9.3.3 系统软件设计 298

9.3.4 经验与总结 313

9.4 本章小结 314

第 10章 S7-200系列PLC在日常生活和工业生产中的应用 315

10.1 十字路口交通灯控制系统 315

10.1.1 系统概述 315

10.1.2 系统硬件设计 317

10.1.3 系统软件设计 319

10.1.4 经验与总结 322

10.2 污水处理系统 322

10.2.1 系统概述 322

10.2.2 系统硬件配置 328

10.2.3 系统软件设计 333

10.2.4 经验与总结 356

10.3 全自动洗衣机控制系统 357

10.3.1 系统概述 357

10.3.2 系统硬件设计 358

10.3.3 系统软件设计 361

10.3.4 经验与总结 371

10.4 本章小结 371

附录 372

附录1 S7-200系列PLC CPU规格 372

附录1-1 S7-200系列PLC CPU规格 372

附录1-2 S7-200系列PLC CPU电源规范 373

附录1-3 S7-200系列PLC CPU数字量输入规范 374

附录1-4 S7-200系列PLC CPU数字量输出规范 375

附录2 S7-200系列PLC数字量扩展模块 376

附录2-1 S7-200系列PLC数字量扩展模块输入规范 376

附录2-2 S7-200系列PLC数字量扩展模块输出规范 376

附录2-3 S7-200系列PLC数字量扩展模块输出规范（大电流型） 378

附录3 S7-200系列PLC模拟量扩展模块 379

附录3-1 S7-200系列PLC模拟量扩展模块输入规格 379

附录3-2 S7-200系列PLC模拟量扩展模块输出规范 380