本書從PLC編程基礎(chǔ)出發(fā)，以案例引導(dǎo)學(xué)習(xí)的方式，結(jié)合視頻講解，全面系統(tǒng)地介紹了西門子S7-1200/1500 PLC、三菱FX系列PLC和歐姆龍CP1系列PLC的編程和工程應(yīng)用。全書共分為五個(gè)部分，前三部分主要講解4種常用PLC的硬件和接線、編程軟件的使用和PLC的編程語言；第四部分為高級(jí)應(yīng)用篇，主要講解PLC的編程方法與調(diào)試、PLC的通信、PLC在過程控制和運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用；第五部分為PLC的工程應(yīng)用案例。
本書采用雙色圖解，內(nèi)容全面豐富，重點(diǎn)突出，且注重實(shí)用性，幾乎每章都配有典型的實(shí)用案例，大部分實(shí)例都有詳細(xì)的軟、硬件配置清單，并配有接線圖和程序，讀者可以模仿學(xué)習(xí)。對(duì)重點(diǎn)和復(fù)雜內(nèi)容還配有100多個(gè)微課視頻，方便讀者學(xué)習(xí)。
本書可供從事PLC編程及應(yīng)用的工控技術(shù)人員學(xué)習(xí)和參考，也可作為大中專院校機(jī)電類、信息類專業(yè)的參考書和工具書。
第1 篇 西門子PLC 編程及應(yīng)用
第1 章 西門子S7-1200 PLC 的硬件 2
1.1 西門子S7-1200 PLC 概述 2
1.1.1 西門子PLC 簡介 2
1.1.2 西門子S7-1200 PLC 的性能特點(diǎn) 4
1.2 西門子S7-1200 PLC 常用模塊及其接線4
1.2.1 西門子S7-1200 PLC 的CPU 模塊及其接線 5
1.2.2 西門子S7-1200 PLC 數(shù)字量擴(kuò)展模塊及其接線 10
1.2.3 西門子S7-1200 PLC 模擬量模塊14
1.2.4 西門子S7-1200 PLC 信號(hào)板及其接線19
1.2.5 西門子S7-1200 PLC 通信模塊 20
1.2.6 其他模塊21
第2 章 西門子S7-1500 PLC 的硬件 22
2.1 西門子S7-1500 PLC 的性能特點(diǎn)22
2.2 西門子S7-1500 PLC 常用模塊及其接線23
2.2.1 電源模塊23
2.2.2 西門子S7-1500 PLC 的CPU 模塊及其附件24
2.2.3 西門子S7-1500 PLC 信號(hào)模塊及其接線31
2.2.4 西門子S7-1500 PLC 通信模塊41
2.2.5 西門子S7-1500 PLC 工藝模塊及其接線41
2.2.6 西門子S7-1500 PLC 分布式模塊43
2.3 西門子S7-1500 PLC 的硬件安裝44
2.3.1 硬件配置45
2.3.2 硬件安裝46
2.3.3 接線48
第3章 TIA博途（Portal）軟件使用入門 50
3.1 TIA博途（Portal）軟件簡介50
3.1.1 初識(shí)TIA博途（Portal）軟件50
3.1.2 安裝TIA博途軟件的軟硬件條件52
3.1.3 安裝TIA博途軟件的注意事項(xiàng)53
3.1.4 安裝和卸載TIA博途軟件53
3.2 TIA Portal視圖與項(xiàng)目視圖60
3.2.1 TIA Portal視圖結(jié)構(gòu)60
3.2.2 項(xiàng)目視圖60
3.2.3 項(xiàng)目樹62
3.3 創(chuàng)建和編輯項(xiàng)目63
3.3.1 創(chuàng)建項(xiàng)目63
3.3.2 添加設(shè)備65
3.3.3 編輯項(xiàng)目（打開、保存、另存為、關(guān)閉和刪除）66
3.4 CPU參數(shù)配置68
3.4.1 常規(guī)69
3.4.2 PROFINET接口69
3.4.3 啟動(dòng)74
3.4.4 循環(huán)75
3.4.5 通信負(fù)載75
3.4.6 系統(tǒng)和時(shí)鐘存儲(chǔ)器75
3.4.7 系統(tǒng)診斷77
3.4.8 顯示77
3.4.9 保護(hù)78
3.4.10 系統(tǒng)電源79
3.4.11 連接資源80
3.4.12 地址總覽80
3.5 西門子S7-1500 PLC的I/O參數(shù)的配置80
3.5.1 數(shù)字量輸入模塊參數(shù)的配置81
3.5.2 數(shù)字量輸出模塊參數(shù)的配置83
3.5.3 模擬量輸入模塊參數(shù)的配置84
3.5.4 模擬量輸出模塊參數(shù)的配置85
3.5.5 在“設(shè)備概覽”選項(xiàng)卡中進(jìn)行模塊參數(shù)的配置87
3.6 編譯、下載、上傳和檢測(cè)87
3.6.1 編譯87
3.6.2 下載89
3.6.3 上傳 93
3.6.4 硬件檢測(cè) 96
3.7 軟件編程 98
3.7.1 一個(gè)簡單程序的輸入和編譯98
3.7.2 使用快捷鍵100
3.8 打印和歸檔101
3.8.1 打印101
3.8.2 歸檔103
3.9 用TIA博途軟件創(chuàng)建一個(gè)完整的項(xiàng)目104
3.10 使用幫助111
3.10.1 查找關(guān)鍵字或者功能111
3.10.2 使用幫助112
3.11 安裝支持包和GSD文件113
3.11.1 安裝支持包113
3.11.2 安裝GSD文件114
第4章 西門子S7-1200/1500 PLC的編程語言 116
4.1 西門子S7-1200/1500 PLC的編程基礎(chǔ)知識(shí)116
4.1.1 數(shù)制116
4.1.2 數(shù)據(jù)類型118
4.1.3 西門子S7-1200/1500 PLC的存儲(chǔ)區(qū)126
4.1.4 全局變量與區(qū)域變量132
4.1.5 編程語言132
4.2 變量表、監(jiān)控表和強(qiáng)制表的應(yīng)用133
4.2.1 變量表133
4.2.2 監(jiān)控表137
4.2.3 強(qiáng)制表140
4.3 位邏輯運(yùn)算指令141
4.4 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令151
4.4.1 IEC定時(shí)器151
4.4.2 SIMATIC定時(shí)器161
4.4.3 IEC計(jì)數(shù)器165
4.4.4 SIMATIC計(jì)數(shù)器168
4.5 移動(dòng)操作指令170
4.6 比較指令174
4.7 轉(zhuǎn)換指令176
4.8 數(shù)學(xué)函數(shù)指令179
4.9 移位和循環(huán)指令189
4.10 字邏輯運(yùn)算指令196
4.11 實(shí)例198
4.11.1 電動(dòng)機(jī)的控制198
4.11.2 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器應(yīng)用203
第5章 西門子S7-1200/1500 PLC的程序結(jié)構(gòu) 209
5.1 TIA博途軟件編程方法簡介209
5.2 函數(shù)、數(shù)據(jù)塊和函數(shù)塊210
5.2.1 塊的概述210
5.2.2 函數(shù)（FC）及其應(yīng)用211
5.2.3 數(shù)據(jù)塊（DB）及其應(yīng)用216
5.2.4 PLC定義數(shù)據(jù)類型（UDT）及其應(yīng)用220
5.2.5 函數(shù)塊（FB）及其應(yīng)用222
5.3 多重背景225
5.3.1 多重背景的簡介225
5.3.2 多重背景的應(yīng)用226
5.4 組織塊（OB）及其應(yīng)用230
5.4.1 中斷的概述230
5.4.2 啟動(dòng)組織塊及其應(yīng)用232
5.4.3 主程序（OB1）232
5.4.4 循環(huán)中斷組織塊及其應(yīng)用233
5.4.5 時(shí)間中斷組織塊及其應(yīng)用234
5.4.6 延時(shí)中斷組織塊及其應(yīng)用236
5.4.7 硬件中斷組織塊及其應(yīng)用238
5.4.8 錯(cuò)誤處理組織塊239
5.5 實(shí)例240
第2篇 三菱PLC編程及應(yīng)用
第6章 三菱FX系列PLC的硬件 246
6.1 三菱可編程控制器簡介246
6.1.1 三菱可編程控制器系列246
6.1.2 三菱FX系列可編程控制器的特點(diǎn)247
6.2 三菱FX系列PLC基本單元及其接線247
6.2.1 三菱FX系列PLC基本單元介紹247
6.2.2 三菱FX系列PLC基本單元的接線249
6.3 三菱FX系列PLC的擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊及其接線253
6.3.1 三菱FX系列PLC擴(kuò)展單元及其接線253
6.3.2 三菱FX系列PLC擴(kuò)展模塊及其接線257
6.4 三菱FX系列PLC的模擬量模塊及其接線258
6.4.1 三菱FX系列PLC模擬量輸入模塊（A/D）258
6.4.2 三菱FX系列PLC模擬量輸出模塊（D/A）264
6.4.3 三菱FX系列PLC模擬量輸入輸出模塊267
第7章 三菱FX系列PLC的編程軟件GX Works 270
7.1 GX Works編程軟件的安裝270
7.1.1 GX Works編程軟件的概述270
7.1.2 GX Works編程軟件的安裝271
7.1.3 GX Works編程軟件的卸載274
7.2 GX Works編程軟件的使用275
7.2.1 GX Works編程軟件工作界面的打開275
7.2.2 創(chuàng)建新工程276
7.2.3 保存工程276
7.2.4 打開工程276
7.2.5 改變程序類型278
7.2.6 程序的輸入方法278
7.2.7 連線的輸入和刪除281
7.2.8 注釋281
7.2.9 程序的復(fù)制、修改與清除284
7.2.10 軟元件查找與替換286
7.2.11 常開常閉觸點(diǎn)互換288
7.2.12 程序轉(zhuǎn)換290
7.2.13 程序檢查290
7.2.14 程序的下載和上傳291
7.2.15 遠(yuǎn)程操作（RUN/STOP）294
7.2.16 在線監(jiān)視295
7.2.17 當(dāng)前值更改295
7.2.18 設(shè)置密碼296
7.2.19 仿真 298
7.2.20 PLC診斷299
7.3 用GX Works建立一個(gè)完整的項(xiàng)目300
第8章 三菱FX系列PLC的指令及其應(yīng)用 307
8.1 三菱FX系列PLC的編程基礎(chǔ)307
8.1.1 數(shù)制307
8.1.2 編程語言簡介307
8.1.3 三菱FX系列PLC內(nèi)部軟組件309
8.1.4 存儲(chǔ)區(qū)的尋址方式320
8.2 三菱FX系列PLC的基本指令321
8.2.1 輸入指令與輸出指令（LD、LDI、OUT）321
8.2.2 觸點(diǎn)的串聯(lián)指令（AND、ANI）321
8.2.3 觸點(diǎn)并聯(lián)指令（OR、ORI）322
8.2.4 脈沖式觸點(diǎn)指令（LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF）323
8.2.5 脈沖輸出指令（PLS、PLF）323
8.2.6 置位與復(fù)位指令（SET、RST）325
8.2.7 邏輯反、空操作與結(jié)束指令（INV、NOP、END）326
8.3 基本指令應(yīng)用326
8.3.1 單鍵啟�？刂疲ㄆ古铱刂疲�326
8.3.2 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器應(yīng)用327
8.3.3 取代特殊繼電器的梯形圖330
8.3.4 電動(dòng)機(jī)的控制331
8.4 三菱FX系列PLC的功能指令339
8.4.1 功能指令的格式340
8.4.2 傳送指令341
8.4.3 程序流指令343
8.4.4 四則運(yùn)算指令346
8.4.5 移位和循環(huán)指令349
8.4.6 數(shù)據(jù)處理指令350
8.4.7 高速處理指令352
8.4.8 方便指令353
8.4.9 外部I/O設(shè)備指令354
8.4.10 外部串口設(shè)備指令355
8.4.11 浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算指令356
8.4.12 觸點(diǎn)比較指令358
8.5 功能指令應(yīng)用實(shí)例360
8.6 步進(jìn)梯形圖指令370
8.7 模擬量模塊相關(guān)指令應(yīng)用實(shí)例372
8.7.1 FX2N-4AD模塊372
8.7.2 FX2N-4DA模塊373
8.7.3 FX3U-4AD-ADP模塊376
8.7.4 FX3U-3A-ADP模塊378
第3篇 歐姆龍PLC編程及應(yīng)用
第9章 歐姆龍CP1系列PLC的硬件 382
9.1 歐姆龍CP1系列PLC382
9.1.1 歐姆龍CP1系列PLC模塊簡介382
9.1.2 歐姆龍CP1系列PLC的性能特點(diǎn)383
9.2 歐姆龍CP1系列PLC的CPU模塊及其接線383
9.2.1 歐姆龍CP1系列PLC的 CPU模塊383
9.2.2 歐姆龍CP1L系列PLC的CPU的接線388
9.3 歐姆龍CP1系列PLC的擴(kuò)展模塊391
9.3.1 數(shù)字量I/O擴(kuò)展模塊391
9.3.2 模擬量I/O擴(kuò)展模塊393
9.3.3 其他擴(kuò)展模塊396
9.4 電源需求計(jì)算398
9.4.1 最大I/O配置398
9.4.2 電源需求計(jì)算398
第10章 歐姆龍CP1系列PLC編程軟件CX-One 399
10.1 CX-One軟件包的介紹399
10.2 CX-Programmer編程軟件的安裝400
10.2.1 CX-Programmer編程軟件概述400
10.2.2 CX-Programmer編程軟件的安裝步驟401
10.3 CX-Programmer的使用405
10.3.1 CX-Programmer軟件的打開405
10.3.2 CX-Programmer軟件的界面介紹406
10.3.3 創(chuàng)建新工程 415
10.3.4 保存工程 416
10.3.5 打開工程 416
10.3.6 程序調(diào)試416
10.3.7 交叉引用表420
10.3.8 地址引用421
10.3.9 幫助菜單421
10.4 用CX-Programmer創(chuàng)建一個(gè)完整的工程421
10.5 CX-Simulator仿真軟件426
10.5.1 仿真軟件簡介426
10.5.2 仿真軟件CX-Simulator的使用426
第11章 歐姆龍CP1系列PLC的指令及其應(yīng)用 428
11.1 歐姆龍CP1系列PLC的編程基礎(chǔ)知識(shí)428
11.1.1 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)類型428
11.1.2 I/O 存儲(chǔ)器區(qū)域地址的指定方法428
11.1.3 歐姆龍 PLC 的編程語言432
11.2 基本邏輯指令433
11.2.1 時(shí)序輸入指令433
11.2.2 時(shí)序輸出指令438
11.3 定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令442
11.3.1 定時(shí)器指令442
11.3.2 計(jì)數(shù)器指令449
11.3.3 基本指令的應(yīng)用實(shí)例453
11.4 功能指令460
11.4.1 比較指令461
11.4.2 數(shù)據(jù)傳送指令464
11.4.3 移位與循環(huán)指令471
11.4.4 算術(shù)運(yùn)算指令476
11.4.5 時(shí)鐘及相關(guān)指令489
11.5 歐姆龍CP系列 PLC的時(shí)序控制指令及其應(yīng)用496
11.5.1 NOP和END指令496
11.5.2 IL和ILC指令496
11.5.3 JMP和JME指令497
11.5.4 循環(huán)指令498
11.5.5 工序步進(jìn)控制指令499
11.6 歐姆龍CP1系列PLC的子程序及其應(yīng)用500
11.6.1 子程序指令501
11.6.2 功能塊及其應(yīng)用504
11.6.3 歐姆龍CP1系列PLC的中斷功能508
11.6.4 歐姆龍CP1系列PLC的中斷指令510
11.6.5 歐姆龍CP1系列PLC的定時(shí)模式中斷512
11.6.6 歐姆龍CP1系列PLC的直接輸入模式中斷514
第4篇 PLC編程高級(jí)應(yīng)用
第12章 PLC的編程方法與調(diào)試 518
12.1 功能圖與編程原則518
12.1.1 功能圖的畫法518
12.1.2 梯形圖編程的原則524
12.2 邏輯控制的梯形圖編程方法525
12.2.1 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法525
12.2.2 功能圖設(shè)計(jì)法 527
12.3 西門子S7-1200/1500 PLC的調(diào)試方法537
12.3.1 程序信息537
12.3.2 交叉引用540
12.3.3 比較功能541
12.3.4 用變量監(jiān)控表進(jìn)行調(diào)試543
12.3.5 用監(jiān)控表進(jìn)行調(diào)試547
12.3.6 用強(qiáng)制表進(jìn)行調(diào)試550
12.3.7 使用PLCSIM軟件進(jìn)行調(diào)試552
12.3.8 使用Trace跟蹤變量557
第13章 PLC的通信及其應(yīng)用 561
13.1 通信基礎(chǔ)知識(shí)561
13.1.1 通信的基本概念561
13.1.2 PLC網(wǎng)絡(luò)的術(shù)語解釋562
13.1.3 RS-485標(biāo)準(zhǔn)串行接口564
13.1.4 OSI參考模型565
13.2 現(xiàn)場(chǎng)總線概述566
13.2.1 現(xiàn)場(chǎng)總線的概念566
13.2.2 主流現(xiàn)場(chǎng)總線的簡介566
13.2.3 現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)567
13.2.4 現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)狀567
13.2.5 現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展568
13.3 PROFIBUS 通信及其應(yīng)用568
13.3.1 PROFIBUS 通信概述568
13.3.2 西門子S7-1500 PLC與ET200MP的PROFIBUS-DP通信 570
13.3.3 西門子S7-1500 PLC與西門子S7-1500 PLC之間的PROFIBUS-DP通信574
13.4 以太網(wǎng)通信及其應(yīng)用582
13.4.1 以太網(wǎng)通信基礎(chǔ)582
13.4.2 西門子S7-1500 PLC的以太網(wǎng)通信方式585
13.4.3 西門子S7-1500 PLC之間的OUC通信及其應(yīng)用586
13.4.4 西門子S7-1500 PLC與西門子S7-1200 PLC之間的OUC通信（TCP）及其應(yīng)用593
13.4.5 西門子S7-1500 PLC之間的S7通信及其應(yīng)用599
13.4.6 西門子S7-1500 PLC與西門子S7-1200 PLC之間的Modbus TCP通信及其應(yīng)用606
13.5 PROFINET IO通信及其應(yīng)用614
13.5.1 PROFINET IO通信基礎(chǔ)614
13.5.2 西門子S7-1200 PLC與分布式IO模塊的PROFINET IO通信及其應(yīng)用614
13.5.3 S7-1200 PLC之間的PROFINET IO通信及其應(yīng)用620
13.6 串行通信及其應(yīng)用624
13.6.1 S7-1200 PLC與S7-1200 PLC之間的Modbus RTU通信624
13.6.2 西門子S7-1200 PLC之間的自由口通信630
13.7 三菱FX系列PLC的N:N網(wǎng)絡(luò)通信及其應(yīng)用634
13.7.1 相關(guān)的標(biāo)志和數(shù)據(jù)寄存器的說明635
13.7.2 參數(shù)設(shè)置635
13.7.3 實(shí)例講解636
13. 8 無協(xié)議通信及其應(yīng)用 637
13.8.1 無協(xié)議通信基礎(chǔ)637
13.8.2 西門子S7-200 SMART PLC與三菱FX系列PLC之間的無協(xié)議通信638
13.9 CC-Link通信及其應(yīng)用 641
13.9.1 CC-Link家族641
13.9.2 CC-Link通信的應(yīng)用642
13.10 PLC與變頻器通信及其應(yīng)用 649
13.10.1 西門子S7-1200 PLC與SINAMICS G120變頻器之間的USS通信649
13.10.2 三菱FX3U PLC與 FR-E740變頻器之間的PU通信656
第14章 PLC在運(yùn)動(dòng)控制中的應(yīng)用 660
14.1 運(yùn)動(dòng)控制基礎(chǔ)660
14.1.1 運(yùn)動(dòng)控制簡介660
14.1.2 伺服控制簡介660
14.2 西門子S7-1200/1500 PLC的運(yùn)動(dòng)控制功能及其應(yīng)用662
14.2.1 西門子S7-1200/1500 PLC的運(yùn)動(dòng)控制功能662
14.2.2 西門子S7-1200/1500 PLC的運(yùn)動(dòng)控制指令663
14.2.3 西門子S7-1200 PLC的運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用——速度控制666
14.2.4 西門子S7-1500 PLC的運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用——位置控制672
14.2.5 西門子S7-1200 PLC的PWM功能689
14.3 三菱FX3U系列PLC的運(yùn)動(dòng)控制功能及其應(yīng)用692
14.3.1 三菱FX系列PLC的運(yùn)動(dòng)控制功能介紹692
14.3.2 三菱FX系列PLC的高速脈沖輸出指令應(yīng)用693
14.3.3 三菱FX系列PLC運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用——速度控制695
14.3.4 三菱FX PLC運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用——位置控制698
14.4 歐姆龍CP1系列PLC的運(yùn)動(dòng)控制功能及其應(yīng)用701
14.4.1 歐姆龍CP1系列PLC運(yùn)動(dòng)控制功能介紹702
14.4.2 歐姆龍CP1系列PLC的高速脈沖輸出指令應(yīng)用703
14.4.3 歐姆龍CP1系列PLC運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用707
第15章 PLC在過程控制中的應(yīng)用 711
15.1 PID控制簡介711
15.1.1 PID控制原理簡介711
15.1.2 PID控制器的參數(shù)整定 714
15.1.3 PID指令簡介716
15.2 用西門子S7-1500 PLC對(duì)電爐進(jìn)行溫度控制717
第16章 高速計(jì)數(shù)器功能及其應(yīng)用 726
16.1 西門子S7-1200/1500 PLC的高速計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用726
16.1.1 西門子S7-1200/1500 PLC高速計(jì)數(shù)器的簡介726
16.1.2 西門子S7-1200 PLC高速計(jì)數(shù)器的應(yīng)用731
16.1.3 西門子S7-1500 PLC高速計(jì)數(shù)器的應(yīng)用738
16.2 三菱FX系列PLC的高速計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用744
16.2.1 三菱FX系列PLC高速計(jì)數(shù)器的簡介744
16.2.2 三菱FX系列PLC高速計(jì)數(shù)器的應(yīng)用746
16.3 歐姆龍CP1系列PLC的高速計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用749
16.3.1 歐姆龍CP1系列PLC高速計(jì)數(shù)器的簡介749
16.3.2 高速計(jì)數(shù)器指令754
16.3.3 CP1 PLC高速計(jì)數(shù)器的應(yīng)用759
第5篇 PLC編程工程實(shí)踐
第17章 PLC工程應(yīng)用 764
17.1 送料小車自動(dòng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的PLC控制 764
17.2 刨床的PLC控制773
17.3 剪切機(jī)的PLC控制783
17.4 物料攪拌機(jī)的PLC控制795
參考文獻(xiàn) 805
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