PLC编程实用指南

第2版前言
第1版前言

绪论 1
0.1PLC的产生 1
0.1.1继电控制电路 1
0.1.2可接插逻辑控制器与顺序控制器 5
0.1.3GM10条 6
0.1.4PLC的诞生 6
0.2PLC的原理 8
0.2.1PLC实现控制的要点 8
0.2.2PLC实现控制的过程 9
0.2.3PLC实现控制的方式 10
0.2.4PLC响应时间的计算 10
0.3PLC的组成 11
0.3.1从结构看 11
0.3.2从功能看 12
0.4PLC的类型 17
0.4.1按控制规模分 17
0.4.2按结构特点分 17
0.4.3按生产厂商分 18
0.4.4按其他特点划分 18
0.5PLC的特点 19
0.5.1功能丰富 19
0.5.2使用方便 19
0.5.3工作可靠 21
0.5.4经济合算 22
0.6PLC的性能 23
0.6.1工作速度 23
0.6.2控制规模 23
0.6.3组成模块 24
0.6.4内存容量 24
0.6.5指令系统 25
0.6.6支持软件 25
0.6.7可靠措施 25
0.6.8连网通信 25
0.6.9经济指标 26
0.7PLC的应用 26
0.7.1PLC用于系统控制自动化 26
0.7.2PLC用于系统控制网络化 27
0.7.3PLC用于系统控制信息化 27
0.7.4PLC用于系统控制智能化 27
0.8PLC的使用 28
0.8.1系统配置 28
0.8.2程序设计 33
结束语 39
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第1章 PLC编程技术基础 40
1.1PLC程序概念 40
1.1.1PLC 指令 40
1.1.2PLC 功能（Function） 41
1.1.3PLC 功能块（Function block） 41
1.1.4PLC 程序块（POU） 42
1.1.5PLC 任务（Task） 43
1.1.6PLC工程（Project） 43
1.2PLC程序语言 44
1.2.1指令表 45
1.2.2结构化文本语言 45
1.2.3梯形图 47
1.2.4功能块图 50
1.2.5连续功能图 50
1.2.6顺序功能图 51
1.2.7系统流程语言 52
1.2.8SAMA图及G编程语言 54
1.3PLC程序数据 55
1.3.1地址 55
1.3.2变量 65
1.3.3常量 71
1.3.4其他操作数 72
1.4PLC指令系统 72
1.4.1基本逻辑类指令 75
1.4.2定时、计数指令 82
1.4.3应用指令 87
1.4.4功能、功能块 104
1.5PLC编程软件 107
1.5.1概述 107
1.5.2组成 109
1.5.3操作 120
1.5.4安装 120
1.5.5使用 123
1.5.6帮助及其他 143
1.6PLC典型程序 144
1.6.1控制输出程序 144
1.6.2起停程序 146
1.6.3状态转换程序 150
1.6.4定时控制程序 152
1.6.5动作控制程序 153
1.6.6步进程序 155
1.6.7转换程序 158
1.6.8数据存储程序 159
1.6.9联锁、互锁程序 160
1.6.10求公因数程序 161
结束语 163
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第2章 PLC顺序控制程序设计 164
2.1PLC顺序控制概述 164
2.1.1顺序控制类型 164
2.1.2顺序控制编程方法 168
2.1.3顺序控制输入器件 171
2.1.4顺序控制执行器 172
2.2组合逻辑编程 175
2.2.1组合逻辑表达式与真值表 175
2.2.2组合逻辑分析 180
2.2.3组合逻辑综合 181
2.2.4组合逻辑综合实例 181
2.3异步时序逻辑编程 186
2.3.1异步时序逻辑表达式与通电表 186
2.3.2异步时序逻辑分析 190
2.3.3异步时序逻辑综合 192
2.3.4异步时序逻辑综合举例 196
2.4同步时序逻辑编程 205
2.4.1异步时序逻辑同步化 205
2.4.2同步时序逻辑表达式与状态图 207
2.4.3同步时序逻辑分析 208
2.4.4同步时序逻辑综合 210
2.4.5同步时序逻辑综合实例 210
2.5标志值法编程 222
2.5.1基本思路 222
2.5.2实现方法 222
2.5.3实际应用 223
2.6高级指令编程 228
2.6.1用字逻辑指令处理 229
2.6.2用子程序处理 233
2.6.3用宏处理 236
2.6.4用功能块处理 238
2.7图解法编程 240
2.7.1时序图法编程 240
2.7.2流程图法编程 243
2.7.3Petri网法编程 245
2.8工程法编程 252
2.8.1分散控制及其应用 252
2.8.2集中控制及其应用 256
2.8.3混合控制及其应用 263
2.8.4线性链表控制 272
2.8.5工程法编程再思考 288
结束语 289
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第3章 模拟量控制程序设计 291
3.1模拟量控制概述 291
3.1.1PLC模拟量控制过程 291
3.1.2PLC模拟量控制目的 293
3.1.3PLC模拟量控制类型 294
3.1.4PLC模拟量控制特点 297
3.1.5PLC模拟量控制要求及性能指标 298
3.2PLC模拟量输入及输出 300
3.2.1模拟量传感器 300
3.2.2模拟量输入 302
3.2.3PLC模拟量输出方法 304
3.2.4模拟量模块访问与数据处理 306
3.2.5模拟量执行器 308
3.3模拟量开环控制 308
3.3.1开环特性 308
3.3.2开环控制 310
3.4模拟量闭环基本控制 316
3.4.1ON/OFF闭环控制 316
3.4.2负反馈控制 318
3.4.3偏差控制 319
3.4.4无静差控制 321
3.5模拟量一般PID控制 323
3.5.1PID控制基本公式 323
3.5.2PID控制输出及参数 324
3.5.3PID控制程序实现 325
3.5.4PID控制改进算法 328
3.5.5PID控制参数整定 330
3.5.6PID控制应用 331
3.6欧姆龙PLC 用PID指令实现PID控制 332
3.6.1PID 指令说明 332
3.6.2两个自由度PID控制 334
3.6.3PID参数整定 334
3.6.4PID指令执行 335
3.6.5使用PID指令有关细节 337
3.7三菱 PLC 用PID指令实现PID控制 339
3.7.1FX 机PID指令格式 339
3.7.2FX机PID指令要点 340
3.7.3FX机PID指令应用 343
3.7.4三菱中、大型机PID 指令 344
3.8西门子用PLC PID指令、函数块实现PID控制 350
3.8.1S7-200 PID 指令格式 350
3.8.2S7-200 PID 指令要点 351
3.8.3S7-200 PID 指令使用 354
3.8.4PID功能块 354
3.8.5PID功能块应用 358
3.8.6PID模块化控制 359
3.9和利时PLC LM机PID控制 360
3.9.1运用高等数学功能块实现PID控制 360
3.9.2运用PID功能块实现PID控制 365
3.10PID控制高级应用 367
3.10.1串级PID控制 367
3.10.2串级双辅助回路PID比例控制 367
3.10.3串级比例并交叉限幅双辅回路PID控制 368
3.10.4前馈与PID混合控制 369
3.11模拟量模糊控制程序设计 370
3.11.1模糊控制原理 370
3.11.2模糊控制算法 372
3.11.3模糊算法实现 375
3.12模拟量控制其他高级算法 382
3.12.1最优控制 382
3.12.2适应控制 385
3.12.3预测控制 386
3.12.4学习控制 388
3.12.5专家控制 391
3.13模拟量硬件模块控制 396
3.13.1专用控制模块 396
3.13.2回路控制模块 397
3.13.3过程控制CPU 399
结束语 399
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第4章 脉冲量控制程序设计 401
4.1脉冲量控制概述 401
4.1.1脉冲量控制的类型 401
4.1.2脉冲量控制的目的 403
4.1.3脉冲量控制的特点 404
4.2脉冲量控制硬件基础 405
4.2.1脉冲信号生成 405
4.2.2脉冲信号采集 409
4.2.3脉冲信号输出 426
4.2.4脉冲信号执行 439
4.3高速计数比较控制 446
4.3.1内置高速计数器比较控制 446
4.3.2高速计数模块比较控制 456
4.4脉冲量闭环控制编程 459
4.4.1脉冲量入模拟量出闭环控制 459
4.4.2模拟量入脉冲量出闭环控制 461
4.4.3脉冲量入脉冲量出闭环控制 463
4.5脉冲量开环控制编程 465
4.5.1独立运动控制 465
4.5.2两轴协调运动控制 471
4.5.3多轴协调运动控制 495
4.5.4运动控制细节处理 496
4.6同步运动控制编程 497
4.6.1开环同步控制 497
4.6.2闭环同步控制 499
4.6.3和利时LM机同步控制 499
4.7硬件模块实现运动控制 502
4.7.1用位置控制、运动控制模块实现 502
4.7.2用运动控制CPU实现运动控制 504
4.7.3专用于运动控制PLC网络 505
结束语 505
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第5章 PLC数据处理程序设计 506
5.1数据终端是PLC的新角色 506
5.1.1专职数据终端实例 506
5.1.2兼职数据终端实例 508
5.2数据终端条件及其使用 509
5.2.1欧姆龙PLC DM、EM区及对其访问 509
5.2.2西门子的V区、DB块及对其访问 511
5.2.3三菱的D区及对其访问 513
5.2.4新型PLC数据区及对其访问 515
5.3数据采集程序设计 515
5.3.1实时时钟 515
5.3.2开关量采集 520
5.3.3模拟量采集 521
5.3.4脉冲量采集 528
5.3.5脉冲选通采集 530
5.4数据录入程序设计 532
5.4.1录入数据设备 532
5.4.2用通用指令录入 533
5.4.3用特殊指令录入 538
5.4.4用编码键盘录入 538
5.4.5用模拟方法录入 540
5.5数据存储程序设计 542
5.5.1记录存储 542
5.5.2压缩存储 550
5.5.3安全存储 552
5.6数据显示程序设计 552
5.6.1数据数码管显示 553
5.6.2数据动态显示 553
5.6.3数据脉冲选通显示 556
5.6.4高档数据显示设施 557
5.7PLC数据传送 559
5.8数表处理程序设计 560
5.8.1求最大、最小数 560
5.8.2排序 563
5.8.3求总数 565
5.8.4求平均数 567
5.8.5数据查询 568
5.8.6字符串处理 570
结束语 571
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第6章 PLC通信程序设计 573
6.1概述 573
6.1.1PLC连网通信目的 573
6.1.2PLC连网通信平台 574
6.1.3PLC连网通信方法 587
6.1.4PLC通信程序特点 595
6.2PLC与PLC通信程序设计 597
6.2.1PLC与PLC地址映射通信程序设计 597
6.2.2PLC与PLC地址链接通信程序设计 603
6.2.3PLC与PLC 用串口指令通信程序设计 618
6.2.4PLC与PLC串口协议通信编程 628
6.2.5PLC与PLC网络指令通信程序设计 631
6.3PLC与计算机串口通信编程 641
6.3.1计算机方程序设计要点 642
6.3.2计算机用微软控件通信编程 644
6.3.3计算机用微软应用程序接口通信编程 667
6.3.4计算机用PLC厂商通信控件编程 681
6.3.5计算机用PLC厂商通信函数编程 683
6.3.6计算机用OPC编程 684
6.3.7计算机与PLC用公网平台通信编程 693
6.3.8PLC方程序设计 694
6.4PLC与计算机以太网通信编程 697
6.4.1计算机用Winsock API函数通信编程 697
6.4.2计算机用Winsock控件通信编程 701
6.4.3互联网通信编程 704
6.4.4PLC方程序设计 706
6.5PLC与计算机组态软件通信编程 708
6.5.1组态软件概念 709
6.5.2组态软件简介 710
6.5.3组态软件编程 723
6.6PLC与人机界面通信程序设计 731
6.6.1常用的人机界面 731
6.6.2人机界面方程序设计 734
6.6.3PLC方程序设计 736
6.7PLC与智能装置通信程序设计 737
6.7.1用通信指令通信 737
6.7.2用从站地址通信 739
6.8PLC与计算机通信协议 739
6.8.1欧姆龙HostLink协议 739
6.8.2欧姆龙FINS协议 744
6.8.3S-200 PPI通信协议 748
6.8.4三菱PLC编程口通信协议 751
6.8.5Modbus串口通信协议 754
6.8.6Modbus TCP协议 759
结束语 760
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第7章 PLC控制可靠性程序设计 762
7.1PLC控制可靠性概述 762
7.1.1PLC控制可靠性概念 762
7.1.2PLC控制干扰及对策 763
7.1.3PLC控制可靠性类型 765
7.1.4PLC控制可靠性意义 765
7.2PLC自身工作可靠性 766
7.2.1PLC错误（故障）类型 767
7.2.2系统错误记录 772
7.2.3PLC故障及其排除 773
7.3PLC输入程序可靠性 773
7.4PLC输出程序可靠性 778
7.5PLC通信程序可靠性 780
7.6PLC异常处理程序 782
结束语 785
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第8章 PLC程序组织 787
8.1PLC程序组织概述 787
8.1.1PLC程序组织步骤 787
8.1.2PLC程序组织简例 794
8.2程序模块化组织 795
8.2.1程序模块化组织概念 795
8.2.2使用子程序法模块化 796
8.2.3使用跳转指令模块化 796
8.2.4使用步进指令模块化 797
8.2.5用SFC语言编程 797
8.2.6用程序、功能块及函数编程 797
8.2.7用自建库编程 799
8.3多PLC、多任务（程序、模块）程序组织 800
8.3.1欧姆龙PLC多任务组织 800
8.3.2S7-300、400机多模块组织 804
8.3.3三菱PLC多程序组织 805
8.3.4和利时LM机多任务组织 807
8.3.5多CPU系统程序组织 810
8.4PLC程序柔性化 812
8.4.1程序使用柔性 812
8.4.2地址分配柔性 813
8.4.3参数设定柔性 813
8.4.4动作选择柔性 816
8.4.5信号反馈柔性 816
8.5PLC程序调试 816
8.5.1PLC程序调试概述 816
8.5.2PLC程序仿真调试 817
8.5.3PLC工作模式及其改变 826
8.5.4PLC程序联机调试 827
8.5.5PLC程序现场调试 827
8.5.6PLC程序文档 828
8.5.7PLC程序评价 829
结束语 831
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后记 833