【新书公告】西门子S7-200CN PLC编程技术及工程应用

前    言
随着社会生产力的发展，对现代生产制造业的自动化程度要求越来越高，可编程控制器（PLC）在其中发挥了重要的作用。本书介绍在国内应用广泛的西门子S7-200CN小型PLC的设计与应用。
本书第1～3章为基础篇，对S7-200CN PLC的基础知识进行详解，系统介绍西门子S7-200CN PLC的硬件结构模块、指令系统和编程环境——STEP 7-Micro/WIN软件的使用方法；S7-200CN PLC的数据结构和数据类型，重点介绍常用的指令及其用法。第4章是S7-200CN PLC的实践应用设计，精编14个应用实例进行讲解，以达到对S7-200CN PLC的指令系统学习掌握的目的。第5～7章为工程应用设计部分，讲解有关S7-200CN PLC系统在工业现场的实际应用系统设计。第5章讲解设计工业控制PLC系统的方法、步骤和应用技术；第6章讲解工程应用设计实例；第7章讲解S7-200CN的通信应用设计，主要介绍基于自由口应用的USS协议、Modbus RTU协议的应用和工业以太网模块CP243-1、GPRS通信模块MD720-3的应用配置设计。实例经过简单的修改，可以在工程中应用移植，帮助工程设计人员尽快完成工程设计，节约设计时间。
本书的编写得到了西门子（中国）公司的大力支持，西门子公司的李士光先生对本书的编写提出了很好的建议和帮助。在本书编写过程中，山东科技大学信息与电气工程学院李世光高级工程师给予了大力支持，并提出了指导性的建议，在此一并表示衷心的感谢！
本书由山东科技大学的高正中、张仁彦、隋涛、张松梅和中国绿林工程技术有限公司（济南分部）的李长春共同编写。其中第1、2章由张仁彦编写，第3章由李长春编写，第4章由隋涛编写，第5～7章由高正中、张松梅、李长春编写。参加本书编写的还有管殿柱、宋一兵、李文秋、王献红、张轩等。另外，刘隆吉、孔凡雪、蔺相斌、张洪薇等参加了书中部分例程的调试编写工作。
由于时间仓促及作者水平有限，书中可能存在不妥或错漏之处，恳请读者指正。

编 著 者

目    录
第1章  可编程控制器系统概述        1
1.1  PLC的基本概念与基本结构        1
1.2  PLC的特点及其在工业现场的应用        6
1.3  S7-200CN系列可编程控制器及其I/O模块        7
1.4  本章小结        10
1.5  习题        10
第2章  S7-200CN PLC编程及指令系统        11
2.1  S7-200 PLC的编程语言        11
2.2  S7-200CN PLC数据类型及寻址方式        12
2.2.1  S7-200CN PLC的数据类型        13
2.2.2  S7-200CN PLC的存储空间划分        14
2.2.3  存储器区域的地址表示方法        15
2.2.4  存储器区域的寻址        17
2.3  S7-200CN PLC程序设计基础        18
2.3.1  S7-200CN PLC指令和编程元件        19
2.3.2  S7-200CN PLC程序的执行过程        20
2.4  PLC基本指令        21
2.4.1  位逻辑、基本开关量指令        21
2.4.2  定时器与计数器指令        30
2.4.3  比较指令        37
2.4.4  移位指令        39
2.4.5  堆栈指令        43
2.5  PLC功能指令        45
2.5.1  数据传送指令        45
2.5.2  数学运算指令        48
2.5.3  逻辑运算指令        55
2.5.4  数据转换指令        57
2.5.5  表指令        66
2.5.6  程序控制指令        69
2.5.7  中断程序指令        77
2.5.8  通信指令        81
2.6  本章小结        89
2.7  习题        89

第3章  S7-200CN PLC编程软件及调试        90
3.1  S7-200CN PLC编程语言        90
3.2  STEP 7-Micro/WIN的安装        91
3.3  西门子STEP 7-Micro/WIN的窗口组件        92
3.4  西门子STEP 7-Micro/WIN软件编程        94
3.5  西门子STEP 7-Micro/WIN的调试与监控        98
3.6  本章小结        100
第4章  S7-200CN PLC应用系统设计        101
4.1  装配流水线模拟控制        101
4.2  交通信号灯模拟控制        110
4.3  三相交流异步电动机星形/三角形启动模拟控制        117
4.4  灯光塔模拟控制        120
4.5  LED数码管显示模拟控制        126
4.6  步进电动机模拟控制        135
4.7  机械手动作模拟控制        142
4.8  轧钢机模拟控制        147
4.9  液体混合装置模拟控制        151
4.10  霓虹灯模拟控制        157
4.11  电梯系统模拟控制        164
4.12  邮件分拣系统模拟控制        179
4.13  水塔水位模拟控制        187
4.14  温度模拟控制        191
第5章  PLC控制系统设计、安装与维护        198
5.1  PLC控制系统设计的基本原则        198
5.2  PLC控制系统设计的基本步骤        199
5.3  PLC的选择        204
5.3.1  PLC机型的选择        204
5.3.2  PLC容量的选择        205
5.4  PLC硬件电路设计技术        205
5.4.1  PLC开关量输入、输出电路的设计        206
5.4.2  PLC供电系统设计        210
5.4.3  PLC应用中的抗干扰技术        211
5.4.4  电气柜结构及现场布线图设计        214
5.5  PLC的故障诊断与维护        215
5.5.1  安装S7-200的方法及注意事项        215
5.5.2  S7-200配线        217
5.5.3  PLC的定期检查        218
5.5.4  PLC控制系统故障检修        218
5.6  本章小结        220
5.7  习题        221
第6章  PLC工程设计应用技术        222
6.1  PLC在皮带运输监控系统中的应用        222
6.1.1  系统控制要求        222
6.1.2  方案分析及硬件选型配置        223
6.1.3  PLC控制系统模块选择及信号分配        225
6.1.4  硬件原理接线图        226
6.1.5  PLC编程及分析        227
6.2  PLC在变频恒压供水控制系统中的应用        236
6.2.1  变频恒压供水的工作原理        236
6.2.2  系统控制要求及分析        237
6.2.3  控制系统I/O配置        237
6.2.4  控制系统硬件选型设计        238
6.2.5  PLC电气控制系统原理图        239
6.2.6  变频器参数设置        243
6.2.7  PLC软件分析及编程        245
6.3  活塞式空气压缩机PLC监控系统改造        251
6.3.1  活塞式空压机工作原理简介        251
6.3.2  空压机的基本参数        252
6.3.3  空压机原控制原理分析        252
6.3.4  改造方案设计        254
6.3.5  改造原理图设计        256
6.3.6  PLC编程及分析        259
6.3.7  存储单元地址分配        272
6.4  PLC在MB322型联合烫剪机上的应用        273
6.4.1  MB322联合烫剪机的构造及人造皮毛后整理的工艺过程        273
6.4.2  MB322型联合烫剪机的操作控制要求及控制系统配置        274
6.4.3  PLC控制程序设计        277
6.5  本章小结        284
第7章  S7-200CN PLC通信技术应用设计        285
7.1  S7-200CN PLC网络通信方式        285
7.1.1  S7-200CN通信概述        285
7.1.2  PPI网络通信        287
7.1.3  PROFIBUS-DP网络通信        287
7.1.4  自由口通信        288
7.1.5  以太网通信        288
7.1.6  Modem远程通信        289
7.2  网络通信硬件        289
7.3  基于USS协议库的PLC与变频器的通信        291
7.3.1  USS通信协议        291
7.3.2  USS协议指令        292
7.3.3  USS协议的使用        295
7.3.4  MicroMaster 440变频器参数设置        296
7.3.5  通信程序设计实例        297
7.4  基于Modbus协议的通信程序设计        299
7.4.1  Modbus从站协议        299
7.4.2  Modbus从站协议支持的功能        301
7.4.3  Modbus从站协议指令        302
7.4.4  Modbus从站协议的使用        304
7.4.5  Modbus RTU主站协议指令        305
7.4.6  Modbus RTU主站协议指令库使用步骤        306
7.4.7  Modbus RTU主站协议指令库使用例程        307
7.5  基于工业以太网的通信设计        309
7.5.1  硬件连接        309
7.5.2  硬件和软件配置        309
7.5.3  S7-200CN之间的以太网通信        309
7.6  基于 GPRS 的无线数据通信        316
7.6.1  系统概述        317
7.6.2  系统配置需求        317
7.6.3  中心站的配置        318
7.6.4  远程站的配置        321
7.6.5  中心站计算机监控远程站数据        325
7.7  本章小结        327
7.8  习题        327
参考文献        328