PLC与组态应用技术

目 录
项目一　S7-200系列PLC认知 1
一、项目目标 1
二、项目提出 1
三、相关知识 2
（一）PLC的产生与发展 2
（二）PLC的组成和基本工作原理 5
（三）PLC的性能、特点及分类 13
（四）PLC的应用领域 16
（五）PLC控制系统的设计 18
四、项目分析 20
（一）S7-200系列PLC的外部结构 20
（二）S7-200系列PLC的I/O结构 22
（三）S7-200系列PLC的内存结构及寻址方式 23
（四）STEP7-Micro/Win编程软件的使用 28
五、项目实施 34
（一）控制要求 34
（二）PLC输入/输出端子分配表及接线图 34
六、项目拓展 35
（一）使用置位复位指令编写电动机启动、停止程序 35
（二）正负跃变指令的应用 36
（三）电动机一键启停止程序 37
思考与练习一 38
项目二　MCGS工控组态软件认知 40
一、项目目标 40
（一）知识目标 40
（二）能力目标 40
二、项目提出 40
三、相关知识 41
（一）MCGS工控组态软件的系统构成 41
（二）MCGS工控组态软件的功能特点 42
（三）MCGS工控组态软件组建工程的一般过程 42
（四）MCGS嵌入式一体化触摸屏TPC7062 43
四、项目分析 47
（一）按钮指示灯控制系统组成及控制原理 47
（二）MCGS组态控制界面设计思路 47
（三）I/O分配 48
（四）系统接线 48
五、项目实施 48
（一）硬件接线 48
（二）编写PLC控制程序 49
（三）按钮指示灯控制系统的组态 49
六、项目拓展 56
（一）无PLC程序的按钮指示灯控制系统的组态 56
（二）采用MCGS组态软件脚本程序编写的按钮指示灯控制系统 61
（三）无PLC程序的一键启停指示灯控制系统的组态 66
思考与练习二 72
项目三　电动机正反转控制 73
一、项目目标 73
二、项目提出 73
三、相关知识 74
（一）触点指令 74
（二）置位复位指令 75
（三）正负跃变指令 75
四、项目分析 75
（一）I/O分配 75
（二）工作原理及设计思路 76
五、项目实施 77
（一）硬件接线 77
（二）编写PLC程序 78
（三）工程组态设计 78
六、项目拓展 85
思考与练习三 86
项目四　电动机星-三角降压启动控制 88
一、项目目标 88
二、目标提出 88
三、相关知识 89
（一）S7-200定时器指令 89
（二）S7-200计数器指令 90
四、项目分析 92
（一）I/O分配 92
（二）设计思路 92
五、项目实施 93
（一）硬件接线 93
（二）编写PLC程序 94
（三）工程组态设计 94
六、项目拓展 100
思考与练习四 100
项目五　灯光喷泉控制电路设计 101
一、项目目标 101
二、项目提出 101
三、相关知识 101
（一）位移位寄存器指令 101
（二）数据移位指令 102
（三）PLC的中断处理功能及应用 104
四、项目分析 107
（一）工作原理 107
（二）设计思路 108
（三）产品选型 108
（四）I/O分配 108
（五）PLC接线 108
（六）组态系统软件设计流程 109
五、项目实施 109
（一）编写PLC程序 109
（二）编写触摸屏程序 110
（三）系统调试 113
六、项目拓展 114
（一）MCGS中的定时构件 114
（二）使用定时构件制作0.5s脉冲发生器 116
（三）PLC程序 117
（四）系统调试 118
思考与练习五 118
项目六　多台电动机分时启动 119
一、项目目标 119
二、项目提出 119
三、相关知识 119
（一）S7-200顺序控制继电器指令 119
（二）数据比较指令 123
（三）MCGS组态软件旋转动画的制作 124
四、项目分析 127
（一）工作原理 127
（二）设计思路 127
（三）产品选型 127
（四）I/O分配 127
（五）系统接线 128
（六）组态软件设计流程 128
五、项目实施 128
（一）编写PLC程序 128
（二）编写触摸屏程序 129
（三）系统调试 131
六、项目拓展 132
思考与练习六 133
项目七　触摸屏、PLC与变频器的模拟量开环调速 135
一、项目目标 135
二、项目提出 135
三、相关知识 135
（一）S7-200 PLC传送指令 135
（二）S7-200 PLC数据类型转换指令 137
（三）数据运算指令 138
（四）逻辑运算指令 142
（五）S7-200 PLC模拟量模块简介 144
四、项目分析 150
（一）工作原理 150
（二）设计思路 150
（三）产品选型 150
五、项目实施 150
（一）参数设置 150
（二）触摸屏人机界面的设计 151
（三）控制程序的设计方法 151
五、项目拓展 152
（一）项目目的 152
（二）项目分析 153
（三）项目实施 153
思考与练习七 156
项目八　自来水水塔液位控制 157
一、项目目标 157
二、项目提出 157
三、相关知识 158
（一）液位传感器的工作原理与使用方法 158
（二）PID控制功能与PID 指令向导 158
（三）MCGS实时曲线制作 166
四、项目分析 168
（一）工作原理 168
（二）设计思路 169
（三）产品选型表8-1 169
（四）参数设置 169
（五）系统接线 170
五、项目实施 172
（一）编写PLC程序 172
（二）系统触摸屏控制画面的制作与触摸屏程序的编写 172
（三）系统调试 177
六、项目拓展 177
（一）恒温加热炉控制 177
（二）编制控制程序 178
思考与练习八 179
项目九　机械手抓取运动控制 180
一、项目目标 180
二、项目提出 180
三、相关知识 180
（一）高速计数器指令及应用 180
（二）MAP库的应用 185
（三）MCGS安全机制应用制作 194
四、项目分析 202
（一）工作原理 202
五、项目实施 203
（一）I/O分配 203
（二）控制系统程序 203
（三）触摸屏组态画面制作步骤 204
（四）运行策略 206
六、项目拓展 206
思考与练习九 209
项目十　S7-200系列PLC通信功能及应用 212
一、项目目标 212
二、项目提出 212
三、相关知识 213
（一）S7-200系列PLC的点对点通信（PPI） 213
（二）S7-200系列PLC USS协议指令的应用 219
（三）自由端口通信模式 225
四、项目分析 228
（一）工作原理 228
（二）设计思路 228
（三）产品选型 228
（四）参数设置 229
（五）系统接线 229
五、项目实施 229
（一）编写PLC程序 229
（二）触摸屏控制画面制作与触摸屏程序编写 231
六、项目拓展 233
（一）编写PLC程序 233
（二）变频器参数设置 234
（三）编写触摸屏程序 235
思考与练习十 238
参考文献 239