可编程控制技术与应用（西门子S7-200）

通过西门子S7-200 PLC 在9 个大项目30 多个小训练项目中的典型应用，重点介绍PLC 在各领

域的工程应用，以控制系统的开发为目的，实例内容丰富，涉及范围广，实用性较强。

突破以往理论贯穿的思路，教学结构“模块化”。以“综合项目－分解任务－具体步骤”的模式

组织教学内容，项目与项目间一环套一环，将理论知识在每一个典型工作任务中表现得淋漓尽致。

每一个项目中理论与实训同步，力求与现场实际控制要求接轨。通过采用图纸、实际设计分析方

法等，帮助读者进一步熟悉工业设计工艺和要求。同时，还注意给学生一定的学习空间，以培养

学生的再学习能力。

前 言

为了实现高等职业技术教育的培养目标，更好地适应制造大业的发展，本书根据高等职业技术教育制造大业类专业教学大纲的要求，以及职业岗位技能需求，结合最新的高职院校职业教育课程改革经验，以生产实践中典型的工作任务为项目，编写了这本任务驱动式特色教材，以突出技术应用性和针对性，强化实践操作能力，更好地适应21世纪科技和经济发展对电气技术应用型高级技术人才的要求。

本书内容包括S7-200 PLC认知、简单电动机控制电路的PLC控制、灯光、抢答器和洗衣机的PLC控制、交通信号灯的PLC控制、除尘室的PLC控制、物料传送设备的PLC控制、机械手的PLC控制、步进电动机的PLC控制、啤酒发酵自动控制系统设计与调试等9个大项目。通过典型的西门子S7-200 PLC在9个大项目30多个小的训练项目中的应用，侧重学习PLC控制技术在工业产品设计生产中的应用方法。项目与项目间一环套一环，让所有的理论知识在每一个典型任务中表现得淋漓尽致。每个项目都力求与现场实际控制要求接轨，通过采用图纸、实际设计分析方法等内容，帮助读者更进一步地熟悉工业设计工艺和要求。

本书突破理论贯穿的思路，以综合项目－分解任务－具体步骤的模式组织内容，以加强基础知识、重视实践技能、培养动手能力为指导思想，强调理论联系实际，注重培养学生的动手能力、分析和解决实际问题的能力，以及工程设计能力和创新意识，体现理实一体化教材的特色。本书对相关项目的内容均通过实训加以验证和总结，并配有一定量的技能训练，以保证理论与实践的有机结合。技能训练安排在基础知识讲述的同时进行，以便学生在做中学，在学中做，边学边做，教、学、做合一，真正将企业应用很好地结合于教学内容。

本书是作者在多年从事本课程及相关课程的教学、教改及科研的基础上编写的，可作为高职高专院校工业自动化、电气自动化、机电一体化等相近专业的教材（教师可以根据专业需要选择讲解的内容），也可供从事电气控制方面工作的工程技术人员和技术工人参考。

本书由邱俊主编，黄翔、彭希南、陶锐、程卫权、周志光、徐丽娟、唐春霞、雷翔霄、任琪、刘定良等参加了编写工作，编写期间还得到了罗水华、胡良君、张韧、邹先明、陈舜、马威、谭新元、罗华阳、唐立伟、李荣华的大力支持，在此真诚致谢！

由于编者水平有限，在书中难免存在缺点和错误，敬请读者批评指正。

编　者

2013年4月

前言

项目1 S7-200 PLC认知 1
1.1 PLC概述 1
1.1.1 PLC的产生 1
1.1.2 PLC的概念 2
1.1.3 PLC的基本组成 6
1.1.4 PLC的输入输出接口电路 8
1.1.5 编程器 10
1.2 PLC的硬件组成及工作原理 10
1.2.1 S7系列PLC的硬件 10
1.2.2 S7-200系列CPU224型PLC的结构 12
1.2.3 扩展功能模块 15
1.2.4 S7-200系列PLC内部元器件 17
1.2.5 PLC的工作原理 22
1.2.6 PLC主要技术指标 23
1.3 西门子PLC编程软件应用 24
1.3.1 编程软件认识 24
1.3.2 STEP 7-Mirco/WIN主要编程功能 33
1.3.3 通信 38
1.3.4 程序的调试与监控 39
1.4 项目管理 45
1.4.1 打印 45
1.4.2 复制项目 46
1.4.3 导入文件 46
1.4.4 导出文件 46
1.5 技能实训 46
思考与练习 48
项目2 简单电动机控制电路的PLC控制 49
2.1 相关知识 49
2.1.1 可编程控制器程序设计语言 49
2.1.2 基本位操作指令 51
2.1.3 定时器指令 58
2.2 项目实施 62
2.2.1 电动机单向运行的PLC控制 62
2.2.2 自动循环控制电路的PLC控制 62
2.2.3 电动机正反转Y－△降压起动的
PLC控制 64
2.3 知识拓展 66
2.3.1 梯形图的经验设计法 66
2.3.2 根据继电器电路图设计梯形图的
方法 68
2.3.3 电动机正反转Y－△降压起动的
PLC控制 71
2.4 技能实训 72
2.4.1 基本指令应用设计与调试 72
2.4.2 定时器指令应用设计与调试 75
2.4.3 电机的Y－△起动控制电路设计与
调试 76
思考与练习 78
项目3 灯光、抢答器和洗衣机的PLC控制 80
3.1 相关知识 80
3.1.1 正向、负向转换指令 EU/ED 80
3.1.2 计数器指令 81
3.1.3 传送指令 84
3.2 项目实施 85
3.2.1 灯光的PLC控制 85
3.2.2 抢答器的PLC控制 87
3.2.3 洗衣机的PLC控制 88
3.3 知识拓展 92
3.3.1 顺序控制设计法与顺序功能图 93
3.3.2 置位/复位编程法应用示例 96
3.3.3 起保停编程法应用示例 99
3.4 技能实训 100
3.4.1 EU、ED计数器及MOV指令应用
设计与调试 100
3.4.2 舞台灯的PLC控制设计与调试 102
思考与练习 103
项目4 交通信号灯的PLC控制 106
4.1 相关知识 106
4.1.1 比较指令 106
4.1.2 步进阶梯指令 107
4.1.3 移位循环指令 109
4.2 项目实施 113
4.2.1 十字路口交通灯的PLC控制 113
4.2.2 用比较指令完成十字路口交通
灯的PLC控制设计 114
4.2.3 用步进阶梯指令完成十字路口
交通灯的PLC控制设计 114
4.2.4 用移位循环指令完成十字路口
交通灯的PLC控制设计 116
4.3 知识拓展 118
4.3.1 将真值表融入十字路口交通灯的
PLC控制设计 118
4.3.2 将数字显示融入十字路口交通灯
的PLC控制设计 119
4.4 技能实训 122
4.4.1 比较指令、移位循环指令应用
设计与调试 122
4.4.2 交通信号灯控制设计与调试 123
思考与练习 124
项目5 除尘室的PLC控制 127
5.1 相关知识 127
5.1.1 数据处理指令 127
5.1.2 数据转换指令 128
5.1.3 算术运算指令 133
5.1.4 逻辑运算指令 137
5.1.5 递增、递减指令 139
5.2 项目实施 140
5.3 知识拓展 143
5.4 技能实训 144
5.4.1 运算单位转换实训 144
5.4.2 LED数码管显示控制设计与调试 146
思考与练习 147
项目6 物料传送设备的PLC控制 149
6.1 相关知识 149
6.1.1 END、STOP、WDR指令 149
6.1.2 循环、跳转指令 151
6.1.3 子程序调用及子程序返回指令 153
6.2 项目实施 157
6.2.1 用基本指令完成物料传送设备的
PLC控制设计 157
6.2.2 用顺序控制指令完成物料传送设
备的PLC控制设计 159
6.3 知识拓展 163
6.4 技能实训 166
6.4.1 跳转指令应用设计与调试 166
6.4.2 物料混合控制设计与调试 167
思考与练习 168
项目7 机械手的PLC控制 170
7.1 相关知识 170
7.1.1 立即类指令 170
7.1.2 中断指令 171
7.1.3 高速处理 175
7.2 项目实施 191
7.3 知识拓展 195
7.4 技能实训 205
7.4.1 中断指令编程设计与调试 205
7.4.2 高速输入、高速输出指令编程设计
与调试 206
思考与练习 208
项目8 步进电动机的PLC控制 209
8.1 相关知识 209
8.2 项目实施 214
8.2.1 步进电动机四相四拍正转的PLC
控制 214
8.2.2 步进电动机四相八拍正反转的PLC
控制 216
8.3 知识拓展 219
8.4 技能实训 225
8.4.1 驱动步进电机的PLC控制设计与
调试 225
8.4.2 高速计数器与高速输出的编程
实训 226
思考与练习 227
项目9 啤酒发酵自动控制系统设计与调试 228
9.1 相关知识 228
9.2 项目实施 230
9.2.1 用指令语句编写实现恒压供水
水箱的PID控制设计 230
9.2.2 用指令向导编写实现电炉温度的
PID控制设计 232
9.2.3 啤酒发酵自动控制系统设计与调试 236
9.3 知识拓展 246
9.3.1 通信与网络基础 246
9.3.2 工业局域网基础 251
9.3.3 S7-200通信部件介绍 253
9.3.4 S7-200 PLC的通信 258
9.4 技能实训 267
9.4.1 水塔水位控制设计与调试 267
9.4.2 邮件分拣控制设计与调试 269
思考与练习 270
参考文献 271

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2. 电子技术（第二版） [主编 覃爱娜 李飞]
3. 工程数学 [主编 郭立娟 王海]
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5. 武术基础教程 [主编 李代勇 谢志民]
6. 计算机网络实训教程 [主编 张浩军 赵玉娟]
7. 电工电子技术基础 [主编 刘 军 杨国龙 刘天成]
8. MySQL数据库项目式教程 [陈亚峰]
9. 机械设计基础（第二版） [主编 田亚平 李爱姣]
10. 画法几何与机械制图 [主编 赵军]
11. C语言程序设计习题与实验指导（第二版） [主编 甄增荣 张宾]
12. C语言程序设计（第二版） [主编 甄增荣 田云霞]
13. Unity3D虚拟现实应用开发实践 [主 编 刘龙]
14. 智能化技术基础（第三版） [邓文达　李礼]
15. 面向对象程序设计 [主编 张勇 张平华 赵小龙]
16. 网络营销 [主编 夏薇薇 刘婷 尚洁]
17. 电视节目策划与制作（微课版） [主　编　黄滴滴]
18. 数据库技术与应用实践教程（SQL Server 2019） [主 编 严晖 周肆清]
19. 大学应用数学 [主编 郭立娟]
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21. 工业机器人拆装与调试 [主编 胡月霞 向艳芳 朱奇]
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23. 信息技术基础 [主编 唐倩 邵锐]
24. 混合式课堂教学改革与实践—微动教学法 [石铁峰 石家羽 著]
25. Python 语言程序设计实践指导 [主编　张双狮]
26. Photoshop 图形图像项目化教程 [主编 胡斌斌 黎娅 苏大椿]
27. 高职院校软件类专业“类上班制”人才培养模式研究 [杨智勇 王海洋 著]
28. 体育舞蹈教程 [主编 刘伟 陈志明 曾明]
29. 大学生创新创业基础 [主编 姜国权 姜福佳]
30. 信息技术（微课版） [王云　徐江鸿　李清霞　罗学锋　]