目 录
第一章概述2
一、PLC的分类及特点2 二、PLC的结构与工作原理4
三、S7-200 PLC的硬件组成及指令系统6 四、PLC控制系统的设计与故障诊断7 五、PLC的应用及展望8
第二章实训项目9
PLC基本技能实操9
实训一 PLC认知实训9
实训二典型电动机控制实操12 实训三数码显示控制15 实训四抢答器控制17 实训五音乐喷泉控制20 实训六装配流水线控制22
实训七十字路口交通灯控制25 实训八水塔水位控制28 实训九天塔之光控制31
实训十自动配料装车系统控制34 实训十一四节传送带控制37
实训十二多种液体混合装置控制40 实训十三自动售货机控制43 实训十四自控轧钢机控制46 实训十五邮件分拣机控制49 实训十六自控成型机控制52 实训十七机械手控制55 实训十八加工中心控制57 实训十九三层电梯控制61 实训二十四层电梯控制64
实训二十一自动洗衣机控制70 实训二十二电镀生产线控制71 PLC实物控制实训74
实训二十三直线运动位置检测、定位控制74 实训二十四步进电机控制76 实训二十五直流电机控制79 实训二十六温度PID控制81 PLC高级技能实训83
实训二十七基于PLC的C620车床电气控制83
实训二十八基于PLC的C6140普通车床电气控制90 实训二十九基于PLC的C620车床两地电气控制89 实训三十基于PLC的M7130K平面磨床电气控制92 实训三十一基于PLC的Z3040摇臂钻床电气控制101 实训三十二基于PLC的X62W万能铣床电气控制99
实训三十三基于PLC的液压滑台式自动攻螺纹机电气控制104 实训三十四基于PLC的运行小车电气控制107 PLC、变频器、触摸屏综合应用技能实训109
1 / 185
实训三十五变频器功能参数设置与操作109 实训三十六外部端子点动控制114 实训三十七变频器控制电机正反转115 实训三十八多端速度选择变频器调速117 实训三十九变频器无级调速119
实训四十外部模拟量（电压/电流）方式的变频调速控制120 实训四十一瞬时停电启动控制122 实训四十二 PID变频调速控制123
实训四十三基于PLC的变频器外部端子的电机正反转控制124 实训四十四基于PLC数字量方式多段速控制126
实训四十五基于PLC模拟量方式变频开环调速控制128 实训四十六基于PLC模拟量方式变频恒压供水模拟控制129 实训四十七基于PLC通信方式的变频开环调速131 实训四十八基于PLC通信方式的速度闭环定位控制148 实训四十九基于PLC模拟量方式的变频闭环调速137 实训五十基于触摸屏控制方式的基本指令编程练习139 实训五十一基于触摸屏控制方式的数码显示控制140 实训五十二基于触摸屏控制方式的温度PID控制141 实训五十三 PLC、触摸屏及变频器通信控制143 PLC工业通讯网络技能实训144
实训五十四 PPI网络的组建144
实训五十五 PPI网络的MCGS组态监控146 实训五十六 PROFIBUS-DP网络的组建149
实训五十七 PROFIBUS-DP网络的MCGS组态监控151 实训五十八 Ethernet网络的组建153
实训五十九 Ethernet网络的MCGS组态监控156
附录一 STEP7 MicroWIN软件使用入门159 附录二 PLC仿真实训软件使用帮助166 附录三 MCGS工控组态软件使用说明书167 附录四 S7-200 PLC指令集175 附录五Ev5000软件的使用说明177
附录六 THPFSM-1型可编程控制器实训装置使用说明书204
附录七 THPFSM-2型网络型可编程控制器综合实训装置使用说明书错误!未定义书签。
第一章 概 述
一、 PLC的分类及特点
可编程控制器简称PLC（Programmable Logic Controller），在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 (一)
PLC的分类
2 / 185
按产地分，可分为日系、欧美、韩台、大陆等。其中日系具有代表性的为三菱、欧姆龙、松下、光洋等；欧美系列具有代表性的为西门子、A-B、通用电气、德州仪表等；韩台系列具有代表性的为LG、台达等；大陆系列具有代表性的为合利时、浙江中控等；
按点数分，可分为大型机、中型机及小型机等。大型机一般I/O点数>2048点；具有多CPU，16位/32位处理器，用户存储器容量8～16K，具有代表性的为西门子S7－400系列、通用公司的GE－Ⅳ系列等；中型机一般I/O点数为256～2048点；单/双CPU，用户存储器容量2～8K，具有代表性的为西门子S7－300系列、三菱Q系列等；小型机一般I/O点数<256点，单CPU，8位或16位处理器，用户存储器容量4K字以下，具有代表性的为西门子S7-200系列、三菱FX系列等；
按结构分，可分为整体式和模块式。整体式PLC是将电源、CPU、I/O接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低的特点；小型PLC一般采用这种整体式结构。模块式PLC由不同I/O点数的基本单元（又称主机）和扩展单元组成。基本单元内有CPU、I/O接口、与I/O扩展单元相连的扩展口，以及与编程器或EPROM写入器相连的接口等；扩展单元内只有I/O和电源等，没有CPU；基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接；整体式PLC一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。这种模块式PLC的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型PLC一般采用模块式结构。还有一些PLC将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式PLC。
按功能分，可分为低档、中档、高档三类。低档PLC 具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能；还可有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能；主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。中档PLC除具有低档PLC的功能外，还具有较强的模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能；有些还可增设中断控制、PID控制等功能，适用于复杂控制系统。高档PLC除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等；高档PLC机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。 (二)
PLC的特点
1. 可靠性高，抗干扰能力强
高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
2. 配套齐全，功能完善，适用性强
PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
3. 易学易用，深受工程技术人员欢迎
PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算
3 / 185
THPFSM-2型网络型可编程控制器综合实训装置实训指导书(含使用说明书)
