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本书以西门子S7-200 SMART PLC为讲解对象，着眼实际应用，在S7-200 SMART PLC硬件组成、软件应用和指令及案例的基础上，以开关量、模拟量、编码器和高速计数器应用，以及定位控制和通信控制的程序设计方法为重点，以能够设计实际的工控系统为最终目的，全面系统地讲解西门子S7-200 SMART PLC的编程技巧与综合应用，内容上循序渐进，由浅入深全面展开。全书分为10章，其主要内容为S7-200 SMART PLC编程基础与控制系统开发流程，基本指令及案例，开关量控制程序开发，功能指令及案例，子程序与中断程序的设计，模拟量开环控制与PID控制，编码器与高速计数器应用案例，定位控制程序的设计，通信控制程序的设计，PLC、触摸屏和变频器综合应用案例及附录。本书实用性强，图文并茂，不仅为初学者提供了一套有效的编程方法，还为工程技术人员提供了大量的编程技巧和实践经验，可作为广大电气工程技术人员自学和参考用书，也可作为高等工科院校、高等职业技术院校工业自动化、电气工程及自动化、机电一体化等相关专业的PLC教材。

目    录
第1章  S7-200 SMART PLC编程基础与控制系统开发流程	（1）
1.1  S7-200 SMART PLC概述	（1）
1.2  S7-200 SMART PLC硬件组成	（2）
1.2.1  CPU模块	（2）
1.2.2  数字量扩展模块	（3）
1.2.3  信号板	（4）
1.2.4  模拟量扩展模块	（4）
1.2.5  热电阻与热电偶扩展模块	（5）
1.2.6  相关设备	（5）
1.3  S7-200 SMART PLC主机的外形结构	（6）
1.4  S7-200 SMART PLC主机的接线及应用实例	（7）
1.4.1  CPU SR20的接线	（8）
1.4.2  CPU ST20的接线	（8）
1.4.3  CPU模块与外围器件的接线实例	（9）
1.5  S7-200 SMART PLC的数据类型、存储区划分与地址格式	（11）
1.5.1  数据类型	（11）
1.5.2  存储区划分	（11）
1.5.3  数据区存储器的地址格式	（17）
1.6  例说西门子S7-200 SMART PLC 编程软件快速应用	（19）
1.6.1  STEP 7- Micro/WIN SMART编程软件的界面	（19）
1.6.2  STEP 7- Micro/WIN SMART编程软件应用举例	（23）
第2章  S7-200 SMART PLC基本指令及案例	（35）
2.1  位逻辑指令及案例	（35）
2.1.1  触点类指令与线圈输出指令	（35）
2.1.2  边沿脉冲指令与置位复位指令	（36）
2.1.3  触发器指令	（38）
2.2  定时器指令及案例	（39）
2.2.1  定时器指令介绍	（39）
2.2.2  定时器指令工作原理	（40）
2.2.3  定时器指令应用案例	（43）
2.3  计数器指令及案例	（46）
2.3.1  加计数器	（46）
2.3.2  减计数器	（47）
2.3.3  加减计数器	（48）
2.3.4  计数器指令应用案例	（49）
2.4  基本指令应用举例	（50）
2.4.1  启保停电路	（50）
2.4.2  置位、复位电路	（51）
2.4.3  互锁电路	（51）
2.4.4  顺序脉冲发生电路	（52）
2.4.5  产品数量检测控制	（53）
2.4.6  两种液体混合控制	（55）
第3章  S7-200 SMART PLC开关量控制程序开发	（58）
3.1  彩灯循环控制程序的设计	（58）
3.1.1  控制要求	（58）
3.1.2  方法连接	（58）
3.1.3  编程实现	（59）
3.2  星三角减压启动控制程序的设计	（60）
3.2.1  控制要求	（60）
3.2.2  方法解析	（60）
3.2.3  编程实现	（64）
3.3  顺序控制设计法与顺序功能图	（66）
3.3.1  顺序控制设计法	（66）
3.3.2  顺序功能图	（67）
3.4  送料小车控制程序的设计	（70）
3.4.1  任务导入	（70）
3.4.2  启保停电路编程法	（70）
3.4.3  启保停电路编程法任务实施	（71）
3.4.4  置位复位指令编程法	（74）
3.4.5  置位复位指令编程法任务实施	（75）
3.4.6  SCR指令编程法	（77）
3.4.7  SCR指令编程法任务实施	（78）
3.4.8  移位寄存器指令编程法	（79）
3.4.9  移位寄存器指令编程法任务实施	（80）
3.5  水塔水位控制程序的设计	（82）
3.5.1  任务导入	（82）
3.5.2  选择序列启保停电路编程法	（82）
3.5.3  选择序列启保停电路编程法任务实施	（83）
3.5.4  选择序列置位复位指令编程法	（85）
3.5.5  选择序列置位复位指令编程法任务实施	（86）
3.5.6  选择序列顺序控制继电器指令编程法	（87）
3.5.7  选择序列顺序控制继电器指令编程法任务实施	（88）
3.6  信号灯控制程序的设计	（90）
3.6.1  任务导入	（90）
3.6.2  并行序列启保停电路编程法	（91）
3.6.3  并行序列启保停电路编程法任务实施	（91）
3.6.4  并行序列置位复位指令编程法	（94）
3.6.5  并行序列置位复位指令编程法任务实施	（94）
3.6.6  并行序列顺序控制继电器指令编程法	（96）
3.6.7  并列序列顺序控制继电器指令编程法任务实施	（97）
第4章  S7-200 SMART PLC功能指令及案例	（99）
4.1  功能指令	（99）
4.1.1  功能指令用途及分类	（99）
4.1.2  功能指令的表达形式及使用要素	（99）
4.2  比较指令及应用举例	（101）
4.2.1  指令格式	（101）
4.2.2  指令用法	（101）
4.2.3  应用举例	（102）
4.3  跳转/标号指令及应用举例	（103）
4.4  数据传送指令及应用举例	（104）
4.4.1  单一传送指令及应用举例	（105）
4.4.2  数据块传送指令及应用举例	（107）
4.4.3  字节交换指令及应用举例	（108）
4.4.4  数据传送指令综合举例	（109）
4.5  移位与循环移位指令及应用举例	（110）
4.5.1  移位指令及应用举例	（110）
4.5.2  循环移位指令及应用举例	（113）
4.5.3  移位寄存器指令及应用举例	（115）
4.6  数学运算类指令及应用举例	（118）
4.6.1  四则运算指令及应用举例	（118）
4.6.2  数学功能指令及应用举例	（121）
4.6.3  递增、递减指令及应用举例	（123）
4.6.4  综合应用举例	（124）
4.7  逻辑操作指令	（124）
4.7.1  逻辑与指令	（124）
4.7.2  逻辑或指令	（126）
4.7.3  逻辑异或指令	（126）
4.7.4  取反指令	（128）
4.8  数据转换指令	（129）
4.8.1  数据类型转换指令	（130）
4.8.2  译码与编码指令	（133）
第5章  子程序与中断程序的设计	（136）
5.1  子程序的设计	（136）
5.1.1  S7-200 SMART PLC程序结构	（136）
5.1.2  子程序编写与调用	（137）
5.1.3  子程序指令格式及调用	（138）
5.1.4  子程序指令应用举例	（138）
5.2  两台电动机分时启动控制	（139）
5.3  中断程序的设计	（142）
5.3.1  中断事件	（142）
5.3.2  中断指令及中断程序	（143）
5.4  汽缸伸缩控制与压力定时采样	（145）
5.4.1  汽缸伸缩控制	（145）
5.4.2  压力定时采样	（146）
第6章  S7-200 SMART PLC模拟量开环控制与PID控制	（147）
6.1  模拟量控制概述	（147）
6.1.1  模拟量控制简介	（147）
6.1.2  模块扩展连接	（148）
6.2  模拟量扩展模块技术指标与接线	（149）
6.2.1  模拟量输入模块技术指标与接线	（149）
6.2.2  模拟量输出模块技术指标与接线	（152）
6.2.3  模拟量输入/输出混合模块技术指标与接线	（155）
6.2.4  热电偶模块技术指标与接线	（156）
6.2.5  热电阻模块技术指标与接线	（159）
6.3  工程量与内码的转换方法及应用举例	（161）
6.3.1  压力与内码的转换应用举例	（161）
6.3.2  温度与内码的转换应用举例	（162）
6.4  模拟量转换库的添加及应用举例	（164）
6.5  压力容器充气启停控制案例	（165）
6.5.1  控制要求	（165）
6.5.2  设计过程	（166）
6.6  PID控制及应用案例	（173）
6.6.1  PID控制简介	（173）
6.6.2  PID指令	（175）
6.6.3  PID控制编程思路	（175）
6.6.4  恒温控制	（176）
6.7  PID向导及应用案例	（180）
6.7.1  PID向导编程步骤	（180）
6.7.2  恒温控制	（187）
第7章  编码器与高速计数器应用案例	（190）
7.1  编码器基础	（190）
7.1.1  增量式编码器	（190）
7.1.2  绝对式编码器	（191）
7.1.3  编码器输出信号类型	（192）
7.1.4  编码器与S7-200 SMART PLC的接线	（194）
7.1.5  增量式编码器的选型	（196）
7.2  高速计数器指令相关知识	（197）
7.2.1  高速计数器输入端子和工作模式	（198）
7.2.2  高速计数器控制字节及相关概念	（202）
7.2.3  高速计数器指令	（203）
7.3  高速计数器在转速测量中的应用	（204）
7.3.1  直流电动机的转速测量	（204）
7.3.2  直流电动机转速测量硬件设计	（204）
7.3.3  直流电动机转速测量软件设计	（204）
第8章  S7-200 SMART PLC定位控制程序的设计	（213）
8.1  运动控制相关器件	（213）
8.1.1  步进电动机	（213）
8.1.2  步进电动机驱动器	（215）
8.2  相对定位与绝对定位概述	（218）
8.2.1  相对定位与绝对定位概念	（218）
8.2.2  例说相对定位与绝对定位	（219）
8.3  步进滑台相对定位控制案例	（219）
8.3.1  控制要求	（219）
8.3.2  软硬件配置	（220）
8.3.3  PLC输入/输出地址分配	（220）
8.3.4  步进滑台控制系统接线图	（220）
8.3.5  运动控制向导组态	（221）
8.3.6  用运动控制面板调试	（226）
8.3.7  图说常用运动控制指令	（227）
8.3.8  步进滑台相对定位控制程序及解析	（229）
8.4  步进滑台绝对定位控制案例	（232）
8.4.1  控制要求	（232）
8.4.2  软硬件配置	（232）
8.4.3  PLC输入/输出地址分配	（232）
8.4.4  步进滑台控制系统接线图	（232）
8.4.5  运动控制向导组态	（233）
8.4.6  用运动控制面板调试	（241）
8.4.7  图说常用运动控制指令	（242）
8.4.8  步进滑台绝对定位控制程序及解析	（242）
第9章  S7-200 SMART PLC通信控制程序的设计	（245）
9.1  PLC通信基础	（245）
9.1.1  单工通信、全双工通信与半双工通信	（245）
9.1.2  串行通信接口标准	（246）
9.1.3  S7-200 SMART PLC及其信号板RS-485端口引脚分配	（247）
9.1.4  通信传输介质	（248）
9.2  S7-200 SMART PLC Modbus通信及案例	（250）
9.2.1  Modbus寻址	（251）
9.2.2  主站指令与从站指令	（251）
9.2.3  应用案例	（254）
9.3  GET/PUT指令及案例	（259）
9.3.1  S7-200 SMART PLC基于以太网的S7通信简介	（259）
9.3.2  GET/PUT指令	（260）
9.3.3  GET/PUT指令应用案例	（261）
9.4  PUT/GET向导及案例	（264）
9.4.1  PUT/GET向导步骤及主动端程序	（264）
9.4.2  被动端程序	（268）
9.5  S7-200 SMART PLC基于以太网的开放式用户通信及案例	（268）
9.5.1  开放式用户通信的相关协议简介	（268）
9.5.2  开放式用户通信指令	（269）
9.5.3  开放式用户通信指令应用案例	（273）
9.6  S7-200 SMART PLC的OPC软件操作简介	（281）
9.6.1  S7-200 PC Access SMART简介	（281）
9.6.2  S7-200 PC Access SMART软件界面组成及相关操作	（282）
9.7  WinCC组态软件与S7-200 SMART PLC的OPC通信及案例	（285）
9.7.1  任务导入	（285）
9.7.2  任务分析	（286）
9.7.3  任务实施	（286）
第10章  PLC、触摸屏和变频器综合应用案例	（295）
10.1  S7-200 SMART PLC和触摸屏在锯床控制中的应用	（295）
10.1.1  任务引入	（295）
10.1.2  任务实施—PLC程序的设计	（297）
10.1.3  任务实施—触摸屏界面设计及组态	（298）
10.2  S7-200 SMART PLC和触摸屏在交通信号灯控制中的应用	（308）
10.2.1  交通信号灯的控制要求	（308）
10.2.2  硬件设计	（309）
10.2.3  硬件组态	（311）
10.2.4  PLC程序设计	（311）
10.2.5  触摸屏界面设计及组态	（313）
10.3  S7-200 SMART PLC、触摸屏和变频器在空气压缩机控制系统中的应用	（322）
10.3.1  任务引入	（322）
10.3.2  任务实施	（323）
10.3.3  触摸屏界面设计及组态	（328）
附录A  S7-200 SMART PLC外部接线图	（333）
参考文献	（338）

前    言
S7-200 SMART PLC是2013年由西门子公司推出的新兴产品，在工控领域应用广泛。近年来，随着技术的发展，S7-200 SMART PLC的功能和扩展模块也更加丰富。基于此，作者结合多年的教学与工程设计经验，立足基础，兼顾新兴技术，历时一年打造了本书。
本书以西门子S7-200 SMART PLC为讲解对象，着眼实际应用，在S7-200 SMART PLC硬件组成、软件应用和指令及案例的基础上，以开关量、模拟量、编码器和高速计数器应用，以及定位控制和通信控制的程序设计方法为重点，以能够设计实际的工控系统为最终目的，全面、系统地讲解西门子S7-200 SMART PLC的编程技巧与综合应用，内容上循序渐进，由浅入深全面展开。
本书有以下特色：
（1）言简意赅，去粗取精，直击要点。 
（2）以图解形式讲解，版面灵活，并配有大量教学视频，读者可扫码观看，易于学习。
（3）案例多且典型，读者可边学边用。
（4）方法齐全，详细讲解了开关量、模拟量、编码器和高速计数器应用，定位控制和通信控制等程序设计方法，易于读者模仿和上手。
（5）本书设有“编者有料”栏，这是作者多年来教学和工程设计经验的总结，可为读者指出应用时的关键点和注意事项。
（6）综合性和实用性强，可与实际直接接轨。
全书分为10章，主要内容为S7-200 SMART PLC编程基础与控制系统开发流程，基本指令及案例，开关量控制程序开发，功能指令及案例，子程序与中断程序的设计，模拟量开环控制与PID控制，编码器与高速计数器应用案例，定位控制程序的设计，通信控制程序的设计，PLC、触摸屏和变频器综合应用案例及附录。
本书实用性强，图文并茂，不仅为初学者提供了一套有效的编程方法，还为工程技术人员提供了大量的编程技巧和实践经验，可作为广大电气工程技术人员自学和参考用书，也可作为高等工科院校、高等职业技术院校工业自动化、电气工程及自动化、机电一体化等相关专业的PLC教材。
说明一下：图中电机未改成电动机，但意指电动机。
全书由韩相争编著，乔海审阅，李艳昭、杜海洋、刘江帅校对，郑宏俊、宁伟超、张孝雨为本书的编写提供了帮助，在此一并表示衷心的感谢。
由于作者水平有限，书中难免有不足之处，敬请广大专家和读者批评指正。

                                                       编著者        
于沈阳 2022年10月

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西门子S7-200 SMART PLC实例指导学与用