本書以西門子S7-200 SMART PLC硬件結構、工作原理、指令系統(tǒng)為基礎，以開關量、模擬量編程設計方法為重點，以控制系統(tǒng)的工程應用為最終目標，結合百余個PLC應用案例，詳細介紹西門子S7-200 SMART PLC的應用。主要內(nèi)容包括：西門子S7-200 SMART PLC基本指令、應用指令、模擬量控制、控制系統(tǒng)設計方法、PLC控制變頻器與步進電機和伺服電機、PLC通信、PLC與組態(tài)軟件和觸摸屏綜合應用等，指令和應用講解中都有配套案例，幫助讀者邊學邊練。
本書可作為廣大電氣工程技術人員學習PLC技術的參考用書，也可作為高等院校、職業(yè)院校自動化類、電氣類、機電一體化、電子信息類等相關專業(yè)的PLC教學或參考用書。
劉振全，天津科技大學，副院長，主要從事自動控制理論、系統(tǒng)仿真等方面的教學及科研工作，在《電子與信息學報》《電氣電子教學學報》《微計算機信息》《天津科技大學學報》《自動化儀表》等刊物發(fā)表控制理論及系統(tǒng)仿真相關的專業(yè)論文10余篇，主持完成天津科技大學自然科學基金項目一項，參與天津市高�？萍及l(fā)展基金、天津市自然基金、國家自然基金項目及橫向課題多項，培養(yǎng)電子設備裝接工近200人。連續(xù)七年擔任自動化、電氣工程及其自動化、測控技術與儀器、電子信息工程等本科生專業(yè)的系統(tǒng)仿真教學任務（累計約40個教學班）。主編《自動控制理論綜合實驗指導書》《系統(tǒng)仿真實驗指導書》各一本，在用。
第1篇 入門篇
第1章 西門子S7-200 SMART PLC概述 001
1.1 CPU模塊與工作原理 001
1.1.1 PLC控制系統(tǒng)的基本結構 001
1.1.2 S7-200 SMART PLC的CPU模塊 002
1.1.3 PLC的工作過程 004
1.2 S7-200 SMART PLC外部結構與接線 005
1.2.1 外部結構 005
1.2.2 端子排布和外部接線 007
1.3 S7-200 SMART PLC編程軟件的安裝和使用 010
1.3.1 編程軟件的安裝方法 010
1.3.2 編程軟件的界面 012
1.4 S7-200 SMART PLC編程軟件的使用方法 017
1.4.1 建立通信 017
1.4.2 S7-200 SMART PLC程序的注釋 020
1.4.3 S7-200 SMART PLC程序的監(jiān)控 022
1.4.4 S7-200 SMART PLC程序的仿真 025
1.5 S7-200 SMART PLC編程的必備知識 029
1.5.1 數(shù)據(jù)類型 029
1.5.2 數(shù)據(jù)存儲區(qū) 029
1.5.3 數(shù)據(jù)存儲區(qū)的地址表示格式 031
1.5.4 PLC編程語言 032
1.6 繼電器控制系統(tǒng)與S7-200 SMART PLC 033
1.6.1 常用低壓電氣元件 033
1.6.2 三相異步電機從繼電控制到PLC控制 037
1.6.3 電機Y-△降壓啟動的繼電器控制與PLC控制比較 040
第2章 西門子S7-200 SMART PLC基本指令詳解 045
2.1 位邏輯指令 045
2.1.1 標準輸入輸出指令 045
2.1.2 觸點和電路塊串、并聯(lián)指令 046
2.1.3 置位與復位指令 049
2.1.4 置位和復位優(yōu)先觸發(fā)器指令 051
2.1.5 正負跳變檢測指令 053
2.1.6 取反指令與空操作指令 054
2.2 定時器指令 055
2.2.1 定時器指令概述 055
2.2.2 定時器指令舉例 056
2.2.3 定時器的刷新機制 058
2.2.4 出料攪拌機的控制 059
2.3 計數(shù)器指令 061
2.3.1 計數(shù)器指令概述 061
2.3.2 計數(shù)器指令舉例 062
2.3.3 打卡人數(shù)統(tǒng)計系統(tǒng) 064
2.4 數(shù)據(jù)傳送指令 065
2.4.1 單一傳送指令 065
2.4.2 數(shù)據(jù)塊傳送指令 067
2.4.3 字節(jié)交換指令 068
2.4.4 模具壓制控制 069
2.5 比較指令 070
2.5.1 比較指令概述 070
2.5.2 十字路口紅綠燈控制 072
2.6 移位和循環(huán)移位指令 074
2.6.1 移位指令 074
2.6.2 循環(huán)移位指令 075
2.6.3 移位寄存器指令 077
2.6.4 物料傳送系統(tǒng)的單按鈕控制 079
2.7 數(shù)學運算類指令 080
2.7.1 整數(shù)四則運算指令 080
2.7.2 雙整數(shù)四則運算指令 082
2.7.3 實數(shù)四則運算指令 083
2.7.4 完全整數(shù)乘法、除法指令 085
2.7.5 數(shù)學函數(shù)指令 086
2.7.6 遞增、遞減指令 086
2.8 邏輯運算指令 088
2.8.1 字節(jié)邏輯運算指令 088
2.8.2 字邏輯運算指令 089
2.8.3 雙字邏輯運算指令 090
2.9 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令 091
2.9.1 數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換指令 091
2.9.2 BCD碼與整數(shù)的轉(zhuǎn)換指令 094
2.9.3 譯碼與編碼指令 095
2.9.4 段碼指令 096
2.9.5 小車運行距離的估算 097
第3章 西門子S7-200 SMART PLC應用指令詳解 099
3.1 時鐘指令 099
3.1.1 時鐘指令概述 099
3.1.2 遲到人數(shù)統(tǒng)計系統(tǒng) 101
3.2 程序控制類指令 103
3.2.1 循環(huán)控制指令 103
3.2.2 跳轉(zhuǎn)/標號指令 103
3.2.3 順控繼電器指令 105
3.2.4 看門狗定時復位指令 106
3.2.5 飲料機自動控制 108
3.3 子程序指令 110
3.3.1 子程序指令 110
3.3.2 電動葫蘆升降機 112
3.4 中斷指令 115
3.4.1 中斷基礎知識 115
3.4.2 中斷指令概述 116
3.4.3 中斷程序舉例 117
3.4.4 定時鬧鐘實現(xiàn) 119
3.5 高速計數(shù)器 121
3.5.1 高速計數(shù)器基礎知識 121
3.5.2 高速計數(shù)器的特殊標志存儲器 125
3.5.3 高速計數(shù)器指令 126
3.5.4 高速計數(shù)器在五站點小車往返中的應用 126
3.6 高速脈沖輸出 132
3.6.1 高速脈沖輸出指令和特殊存儲器 132
3.6.2 脈寬調(diào)制（PWM） 133
3.6.3 高速脈沖串輸出（PTO） 137
3.6.4 智能灌溉控制 138
第4章 西門子S7-200 SMART PLC基本控制案例 141
案例1 消防水泵的連續(xù)和點動控制 141
案例2 三相異步電動機反接制動控制 141
案例3 圓盤旋轉(zhuǎn)單周控制 143
案例4 機床工作臺自動往返控制 144
案例5 產(chǎn)品正品與次品分離控制 145
案例6 機床的互鎖聯(lián)鎖控制 146
案例7 停電系統(tǒng)保護程序 147
案例8 磨床的PLC控制 148
案例9 萬能銑床的PLC控制 149
案例10 滾齒機的PLC控制 151
案例11 卷簾門控制 152
案例12 三相異步電動機的單向能耗制動 154
案例13 三相異步電動機的可逆運行能耗制動 155
案例14 并勵電動機電樞串電阻啟動調(diào)速控制 156
案例15 多個定時器實現(xiàn)長延時 158
案例16 由定時器和計數(shù)器構成的長延時 159
案例17 單燈閃爍控制 160
案例18 樓宇燈光控制系統(tǒng) 160
案例19 車間換氣系統(tǒng)控制 162
案例20 風機與燃燒機連動控制 163
案例21 水塔水位監(jiān)控與報警系統(tǒng) 164
案例22 霓虹燈交替點亮與閃爍控制 165
案例23 轉(zhuǎn)盤間歇旋轉(zhuǎn)控制 167
案例24 單按鈕控制電機啟停 168
案例25 小區(qū)停車讀卡計費系統(tǒng) 169
案例26 停車場車輛統(tǒng)計系統(tǒng) 170
案例27 車床滑臺往復運動、主軸雙向控制 170
案例28 次品檢測與分離控制 172
案例29 簡易公交報站器 173
案例30 刷卡售水機 174
案例31 信號的二分頻 175
第2篇 提高篇
第5章 西門子S7-200 SMART PLC模擬量控制 177
5.1 模擬量相關知識 177
5.2 標準模擬量輸入模塊 179
5.2.1 標準模擬量輸入模塊的接線 179
5.2.2 組態(tài)標準模擬量輸入模塊 181
5.2.3 模擬量比例換算 183
5.2.4 模擬量比例換算的程序?qū)崿F(xiàn) 185
5.3 RTD和TC模塊 188
5.3.1 RTD和TC模塊的接線 188
5.3.2 組態(tài)RTD和TC模塊 190
5.3.3 RTD和TC模塊檢測溫度的程序?qū)崿F(xiàn) 192
5.4 模擬量輸出模塊 192
5.4.1 模擬量輸出模塊的接線 192
5.4.2 組態(tài)模擬量輸出模塊 192
5.4.3 模擬量輸出模塊編程舉例 193
5.5 容器的水位控制 194
第6章 西門子PLC控制系統(tǒng)設計方法 197
6.1 PLC應用系統(tǒng)設計的一般步驟 197
6.1.1 控制系統(tǒng)的設計內(nèi)容 197
6.1.2 控制系統(tǒng)的設計步驟 197
6.2 PLC系統(tǒng)控制程序設計的一般方法 198
6.2.1 經(jīng)驗設計法 198
6.2.2 移植設計法 200
6.2.3 邏輯設計法 202
6.3 梯形圖順序控制設計法 204
6.3.1 順序控制設計法的設計步驟 204
6.3.2 順序功能圖的繪制 205
6.3.3 順序功能圖的結構 207
6.4 順序功能圖轉(zhuǎn)梯形圖的方法 210
6.4.1 使用啟保停電路的編程方法 210
6.4.2 使用置位復位指令的編程方法 213
6.4.3 使用步進（順控）指令的編程方法 217
6.5 順序功能圖綜合應用案例 219
6.5.1 液體混合機自動控制 219
6.5.2 剪板機的控制 221
6.5.3 全自動洗衣機的控制 225
6.5.4 加熱反應爐的控制 229
第7章 西門子PLC系統(tǒng)控制應用案例 233
案例1 采用定時器實現(xiàn)的跑馬燈控制 233
案例2 火災報警控制 234
案例3 消防排風系統(tǒng)控制 235
案例4 電動機正反轉(zhuǎn)自動循環(huán)控制 237
案例5 產(chǎn)品打包與產(chǎn)量統(tǒng)計系統(tǒng) 238
案例6 圓盤間歇旋轉(zhuǎn)控制 240
案例7 儲液罐的水位自動控制 240
案例8 空氣壓縮機自動控制系統(tǒng) 243
案例9 液體混合自動控制 245
案例10 送料小車的PLC控制 247
案例11 小車五站點呼叫控制 248
案例12 三條傳送帶控制 250
案例13 廣告燈的循環(huán)控制 252
案例14 自動加料控制 253
案例15 開鎖和報警控制 255
案例16 啤酒灌裝生產(chǎn)線的PLC控制 256
案例17 飲料自動售貨機的PLC控制 258
案例18 三工作臺的自動控制 260
第3篇 精通篇
第8章 S7-200 SMART PLC控制變頻器、步進電機、伺服電機 263
8.1 S7-200 SMART PLC控制變頻器 263
8.1.1 變頻器簡介 263
8.1.2 變頻器的PLC控制 267
8.1.3 五段速控制 269
8.2 運動指令向?qū)?272
8.2.1 運動指令向?qū)渲?272
8.2.2 指令向?qū)傻淖永?287
8.3 S7-200 SMART PLC控制步進電機 289
8.3.1 步進電機簡介 289
8.3.2 步進電機的驅(qū)動器 290
8.3.3 步進電機的PLC控制 292
8.4 S7-200 SMART PLC控制伺服電機 295
8.4.1 伺服電機簡介 295
8.4.2 伺服電機的PLC控制 296
第9章 西門子S7-200 SMART PLC通信 301
9.1 通信端口以及連接方式 301
9.1.1 CPU通信端口引腳分配 301
9.1.2 EM DP01通信端口引腳分配 302
9.1.3 以太網(wǎng)端口連接 303
9.1.4 RS485網(wǎng)絡連接 304
9.1.5 RS232網(wǎng)絡連接 306
9.2 S7-200 SMART之間的Get/Put通信 306
9.2.1 S7-200 SMART CPU Get/Put向?qū)Ь幊?306
9.2.2 通過GET/PUT指令編程實現(xiàn)通信 311
9.3 S7-200 SMART之間PROFINET通信 315
9.3.1 PROFINET通信 315
9.3.2 PROFINET通信舉例 315
9.4 S7-200 SMART之間TCP通信 320
9.4.1 TCP協(xié)議通信 320
9.4.2 TCP協(xié)議通信舉例 322
9.5 Modbus RTu通信 326
9.5.1 Modbus RTu通信指令庫 326
9.5.2 S7-200 SMART與變頻器G120的Modbus RTU通信 331
第10章 組態(tài)軟件和觸摸屏綜合應用 335
10.1 組態(tài)王軟件 335
10.1.1 工程管理器 335
10.1.2 工程瀏覽器 335
10.1.3 畫面開發(fā)系統(tǒng) 336
10.1.4 運行系統(tǒng)和信息窗口 337
10.2 組態(tài)王綜合應用實例 338
10.2.1 新建工程 338
10.2.2 PLC與組態(tài)王的通信 339
10.2.3 構造數(shù)據(jù)庫 342
10.2.4 設計畫面 344
10.2.5 運行和調(diào)試 347
10.3 WinCC flexible SMART軟件 348
10.4 觸摸屏綜合應用實例 351
10.4.1 新建工程 351
10.4.2 設置IP地址 352
10.4.3 編寫PLC程序 354
10.4.4 交通燈控制系統(tǒng)的觸摸屏設計 357
10.4.5 運行程序 364
第11章 西門子PLC編程典型控制案例 367
11.1 廣場花樣噴泉的自動控制 367
11.2 彎管機的PLC控制 370
11.3 居室安全系統(tǒng) 373
11.4 氣囊硫化機 375
11.5 兩個滑臺順序控制 378
11.6 大小球分揀系統(tǒng) 382
11.7 切割機控制 386
附錄 西門子PLC編程與仿真視頻拓展（二維碼視頻） 392
附錄1-西門子200編程與仿真
附錄2-計算機與200PLC硬件通信以及上載和下載程序
附錄3-基于SIMATIC Manager的西門子200編程與仿真
附錄4-西門子200 SMART編程軟件使用與仿真
附錄5-西門子300編程與仿真舉例
附錄6-西門子400編程與仿真舉例
附錄7-博途15.1西門子300編程與仿真-起保�？刂�
附錄8-博途15.1西門子300編程與仿真-啟動優(yōu)先控制
附錄9-博途15.1西門子300編程與仿真-多地控制
附錄10-博途西門子400組態(tài)編程仿真舉例
附錄11-博途西門子300定時器時間設定規(guī)則及舉例
附錄12-博途講解西門子300定時器SS
附錄13-博途講解西門子300定時器SP
附錄14-博途講解西門子300定時器SE
附錄15-博途講解西門子300定時器SD并舉例
附錄16-博途西門子1200編程仿真舉例（正反轉(zhuǎn)控制)
附錄17-博途西門子1200與觸摸屏動畫仿真舉例（含F(xiàn)C)
附錄18-博途1500編程仿真舉例及注意事項
附錄19-博途1500PLC與觸摸屏快速仿真舉例
參考文獻 394
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