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本书分上、下两篇。上篇为理论教学篇，阐述了可编程序控制器（PLC）的基本原理和硬件配置，系统介绍了西门子S7-200 SMART PLC的指令系统以及编程方法。上篇共6章，包括可编程序控制器概述、可编程序控制器的基本原理、S7-200 SMART PLC的硬件系统、S7-200 SMART PLC的指令系统、可编程序控制器程序设计基础以及可编程序控制器的通信及网络。下篇为实验教学篇，系统介绍了西门子S7-200 SMART PLC的编程软件及其使用方法，并配置了丰富的实验内容，便于读者理论结合实际。下篇共3章，包括可编程序控制器编程软件、基础指令编程实验以及可编程序控制器编程综合实验。全书在阐述基本概念和基本原理的基础上，侧重于编程方法的讲解和练习，着重于工程实际应用能力的培养。各章配有大量的练习题，附录中提供了第4章和第5章部分练习题的答案，供读者检验知识的掌握程度和巩固所学的知识。本书可作为高等院校工科各个专业相关课程的教材，也可作为有关工程技术人员的参考用书。本书还配套有多媒体教学课件，供读者免费使用。
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目录第3版前言第2版前言第1版前言上篇理论教学篇第1章可编程序控制器概述1.1可编程序控制器的由来与定义1.1.1可编程序控制器的由来1.1.2可编程序控制器的定义1.1.3可编程序控制器的主要性能指标和分类1.1.4可编程序控制器系统的硬件1.2可编程序控制器的特点与功能1.2.1可编程序控制器的特点1.2.2可编程序控制器的主要功能1.2.3PLC与其他自动控制系统的比较1.3可编程序控制器的发展与应用1.3.1可编程序控制器的发展简介1.3.2可编程序控制器的发展趋势1.3.3可编程序控制器在我国的应用概貌1.4国内外品牌可编程序控制器简介1.4.1我国主要品牌的可编程序控制器1.4.2国外主要品牌的可编程序控制器练习题第2章可编程序控制器的基本原理2.1可编程序控制器的基本结构2.1.1整体式PLC2.1.2模块式PLC2.2可编程序控制器的各组成部分2.2.1中央处理单元2.2.2存储器2.2.3输入/输出接口电路2.2.4外部设备2.2.5智能模块2.2.6电源模块2.3可编程序控制器的工作原理2.3.1PLC的扫描工作方式2.3.2PLC的扫描工作过程2.3.3PLC的输入/输出滞后现象2.3.4PLC的脉冲捕捉功能2.3.5PLC的输入滤波功能2.4可编程序控制器的编程语言2.4.1PLC软件的基本概念2.4.2梯形图2.4.3语句表2.4.4功能块图2.4.5基于Windows操作系统的编程语言标准IEC 61131-32.4.6变量的数据类型练习题第3章S7-200 SMART PLC的硬件系统3.1S7-200 SMART PLC硬件系统的组成3.1.1S7-200 SMART CPU模块3.1.2扩展模块与信号板3.1.3工作电源及电源需求核算3.2S7-200 SMART CPU数据存储器及其寻址方式3.2.1数据存储器的分配和地址3.2.2数据存储器的功能及其直接寻址3.2.3存储器的有效范围*3.2.4数据存储器的间接寻址3.2.5保存和恢复数据3.3扩展I/O模块的寻址3.3.1I/O点地址分配原则3.3.2扩展模块地址分配实例3.3.3扩展模块的连接方式练习题第4章S7-200 SMART PLC的指令系统4.1位逻辑指令4.1.1输入指令和输出指令4.1.2取非指令4.1.3正跳变和负跳变指令4.1.4置位和复位指令4.2定时器和计数器指令4.2.1定时器指令4.2.2计数器指令4.3比较、传送及移位指令4.3.1比较指令4.3.2传送指令4.3.3移位指令4.3.4循环移位指令4.3.5移位寄存器位指令4.4数学运算指令4.4.1加法指令和减法指令4.4.2乘法指令和除法指令4.4.3字节、字、双字的增指令和减指令4.5逻辑运算指令与转换指令4.5.1与、或和异或指令4.5.2取反指令4.5.3整数的转换指令4.5.4译码、编码与段码指令*4.6程序控制指令4.6.1有条件结束指令、暂停指令和看门狗复位指令4.6.2跳转指令和标号指令4.6.3循环指令4.6.4顺序控制继电器指令*4.7逻辑堆栈指令4.7.1与装载指令和或装载指令4.7.2逻辑进栈指令和逻辑出栈指令4.7.3逻辑读栈指令和装载堆栈指令4.7.4AENO指令（STL）练习题第5章可编程序控制器程序设计基础5.1梯形图程序的基础知识5.1.1梯形图编程的基本规则5.1.2STEP 7-Micro/WIN SMART编程规约5.1.3符号变量及符号表5.1.4输出点的终值设定5.2典型控制功能的梯形图5.2.1具有自锁和互锁功能的程序5.2.2定时器应用程序5.2.3计数器应用程序5.2.4微分指令应用程序5.3PLC程序的移植设计法和经验设计法5.3.1PLC程序的移植设计法5.3.2PLC程序的经验设计法5.3.3实用程序两例5.4PLC程序的顺序控制设计法5.4.1顺序控制设计法的设计步骤5.4.2顺序功能图的绘制5.4.3单控制流的顺序控制设计法5.4.4复杂控制流的顺序控制设计法*5.5PLC程序的逻辑设计法5.5.1梯形图与逻辑函数的关系5.5.2组合逻辑关系的程序设计法练习题第6章可编程序控制器的通信及网络6.1网络通信概述6.1.1数据通信的基本概念6.1.2网络配置6.2S7-200 SMART PLC的通信接口6.3S7-200 SMART PLC 的以太网通信及实例6.3.1S7-200 SMART PLC 以太网通信简介6.3.2GET/PUT通信指令6.3.3以太网通信实例可编程序控制器原理与应用基础（第3版）目录6.3.4GET/PUT向导编程实例6.4S7-200 SMART PLC 的自由端口通信及实例6.4.1S7-200 SMART PLC 自由端口通信6.4.2XMT/RCV通信指令6.4.3自由端口通信实例6.5S7-200 SMART PLC 的其他通信方式概述练习题下篇实验教学篇第7章可编程序控制器编程软件7.1编程软件介绍7.1.1编程软件的安装7.1.2编程软件界面7.1.3窗口界面的自定义7.2S7-200 SMART PLC通信设置7.2.1以太网通信设置7.2.2RS485通信设置7.3程序的创建与编辑7.3.1创建项目7.3.2程序的编辑7.3.3程序的编译7.3.4程序的下载7.4程序的监控与调试7.4.1使用程序编辑器监视程序7.4.2使用状态图表监视程序7.4.3单次和多次扫描7.4.4出错处理练习题第8章基础指令编程实验8.1基本逻辑指令实验8.1.1多地点控制8.1.2三相异步电动机的基本控制8.1.3抢答器控制程序8.2定时器指令实验8.2.1多台电动机联
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第3版前言本书自2016年出版第2版至今已经五年了。根据这五年来读者的反馈意见，以及目前可编程序控制器（PLC）技术的发展水平、各高校实验室PLC设备的升级换代修订了第2版。通过这次修订，以期本书在内容、叙述方式和专业术语的应用等方面更趋完善和成熟，让本书更有利于读者自主学习。本次主要针对可编程序控制器的硬件和软件进行了升级，具体修订工作简述如下。首先，全面修订了PLC的产品型号。本书的前两版是以西门子S7-200 PLC为基础的，系统介绍了PLC的基本原理、硬件系统组成、编程指令系统和编程方法。近年来，由于PLC应用领域不断扩展，工业自动化生产也对PLC技术提出了更高的要求，而旧版S7-200 PLC的硬件架构存在不合理之处。例如，要实现各种通信，就必须扩展各种通信模块。本次修订，本书的主要内容硬件系统组成和编程指令系统采用了西门子公司的SIMATIC S7-200 SMART PLC。这是西门子公司经过大量市场调研，为我国用户量身定制的一款高性价比小型PLC产品。SMART是西门子提出的一个产品战略，SMART的寓意为“简单（Simple）”“易维护（Maintenance-friendly）”“高性价比（Affordable）”“坚固耐用（Robust）”和“上市时间短（Timely to market）”。S7-200 SMART系列PLC提供了紧凑型和标准型两大类、多达12种型号的CPU，单主机内置了20~60点的I/O点数，定位于超越S7-200 PLC的高性价比下一代产品，融入了小型自动化系统的发展理念和设想。S7-200 CPU与S7-200 SMART CPU基本相似，主要不同点体现在以下9个方面，弄清楚这些差别，对于在实验室使用S7-200 CPU的读者来说，仍然可以继续使用本书。1）通信端口不同。S7-200 SMART标准型CPU集成了一个以太网端口和一个RS485通信接口，这是S7-200 SMART系列PLC的亮点之一，可以满足大多数小型自动化设备的联网控制需求。而S7-200 CPU没有以太网端口，只能通过扩展通信模块CP243-1来添加以太网端口。2）外存储器不同。S7-200 CPU采用专用的存储器卡存储或移植程序，而S7-200 SMART CPU主机上集成了一个Micro SD卡插槽，使用市面上通用存储器卡Micro SD HC卡能实现远程维护程序的功能，如固件升级、更新程序或恢复设备出厂设置等。这是S7-200 SMART系列PLC的亮点之二。3）扩展模块的种类不同。S7-200 SMART的标准型CPU扩展选件包括扩展模块和信号板两种：扩展模块与CPU的连接采用插针而不是扁平电缆；信号板是全新的可选件，插在CPU面板的插槽里，包括CM通信信号板、DI/DO信号板、AI/AO信号板和电池板。显然，比S7-200 CPU的扩展更加灵活、方便。4）主机面板上的DI/DO点布局和运行模式开关不同。S7-200 CPU的数字量输入点DI接线排在面板下方，数字量输出点DO接线排在面板上方；而S7-200 SMART CPU与它相反，DI接线排在面板上方，DO接线排在面板下方。在S7-200 CPU的右侧前盖下有一个运行模式开关，可以改变CPU的运行模式，而S7-200 SMART CPU没有运行模式开关，只能在编程软件的系统块里更改CPU上电后的运行模式。5）存储器容量和工作速度不同。S7-200 SMART CPU采用了S7-1200系列PLC的中央处理器，使其具有更高的运算速度、更强的运算能力，程序和数据的存储以及保持能力得以大幅度提升。S7-200 SMART CPU的程序容量为12 ～ 30KB， 数据存储器V区容量为8～ 20KB，布尔指令的执行时间仅需0.15μs。而S7-200 CPU的程序容量为4～ 24KB，数据存储器V区容量为2～10KB，布尔指令的执行时间为0.22μs。6）编程软件与编程电缆不同。S7-200 CPU的编程软件是STEP 7-Micro/WIN，需要专用的编程电缆PC/PPI电缆，根据编程计算机接口的不同，又分为USB和RS232两种电缆。而S7-200 SMART CPU的编程软件是STEP 7-Micro/WIN SMART，通过以太网或USB/PPI编程电缆上传、下载或在线调试程序。两种编程软件的语法、图符和编程界面相同，但后者新增了指令和功能。使用STEP 7-Micro/WIN SMART能打开用STEP 7-Micro/WIN编制的程序，但有个别不再支持的指令必须手动修改。7）硬件组态方式不同。S7-200 CPU不需要进行硬件组态，连接扩展模块后，在其编程软件STEP 7-Micro/WIN中的CPU信息里可以查看到扩展模块的I/O地址。而S7-200 SMART CPU需要根据实际硬件配置，在编程软件STEP 7-Micro/WIN SMART的系统块中组态扩展模块及其参数。8）数据掉电保持的方式不同。S7-200 CPU采用内部超级电容器和外部电池卡实现数据掉电保持，还通过编程或编写数据块将需要保持的数据保存到E2PROM中，除MB0 ～ MB13的所有存储区默认都是断电数据保持的。而S7-200 SMART CPU采用在E2PROM中设置掉电保持区域来实现数据保持，这个不需要编程，只需要在编程软件的系统块中设定需要保持的存储器的范围，具有最大12KB的数据保持能力（默认所有数据都没有保持性）。9）运动控制方式不同。两者都有多路高速脉冲输出，可以控制多根运动轴。S7-200 CPU通过扩展EM253定位模块来增加控制运动轴的个数，而S7-200 SMART标准型CPU已经将EM253定位模块的功能集成在CPU内部，可以控制2 ～ 3个轴。
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