PLC与组态应用技术(职业教育自动化类专业规划教材)

前 言
可编程序控制器（PLC）是集计算机技术、现代控制技术和通信技术为一体的先进工业控制装置，广泛应用于工业企业的各个领域，特别是西门子系列PLC，市场占有率较高。组态软件是标准化、规模化、商品化的通用工程开发软件，只需进行标准功能模块的软件组态和简单编程，就可设计出标准化、专业化、通用性强、可靠性高的上位机人机界面工控程序。PLC与组态软件联合应用，可组成目前较为流行的企业控制和监控系统。本书以西门子公司的S7-200系列小型PLC及MCGS嵌入式组态软件为例，选取企业典型案例设计项目，强调工程技术应用，采用大量图片由浅入深地介绍嵌入式组态软件MCGS与PLC的联合应用，力求实现理论与实际的有机结合。
本书以能力培养为目标，力求突出知识的实用性，体现知识与技能有机结合。本书在编写过程中，选取企业典型案例并进行教学化项目设计，项目由简单到复杂，符合认识规律，每一个项目均通过“项目目标”“相关知识”“任务分析”“任务实施”“知识拓展”等环节详解项目知识点和操作步骤。现分述如下：
项目一介绍了PLC的产生与发展，对PLC的软、硬件组成和基本工作原理进行了详细讲解，并介绍了PLC输入/输出接线、内存结构及寻址方式等内容，*后通过电机启保停控制功能的实现为读者进一步学习PLC应用技术做了必要的准备。
项目二介绍了嵌入式MCGS组态软件的基本知识，并以触摸屏为上位机与按钮、指示灯、PLC组成控制系统为例，介绍了按钮、指示灯的PLC I/O接线、工作原理、PLC程序设计与调试、嵌入式MCGS组态软件组态方法等内容，使读者初步掌握嵌入式组态软件的基础知识与编程。
项目三在了解PLC内外部结构的基础上，通过电动机的正反转控制介绍了PLC的基本逻辑指令及嵌入式MCGS组态设计，为后续的进一步学习打下基础。
项目四介绍了星形-三角形降压启动的PLC设计及MCGS组态设计。通过对这一项目的学习，读者能够深入了解PLC的基本控制功能及MCGS组态的基础应用功能。
项目五以灯光喷泉控制电路设计为例介绍了位移位寄存器指令的功能及应用数据移位指令的功能及应用。PLC 中断指令的功能及应用。通过本项目的学习，读者可灵活运用三种指令实现企业工程中的实际控制要求。
项目六以多台电动机分时启动为例介绍了顺序控制继电器指令的格式和功能、比较指令的格式和功能、MCGS组态软件旋转动画制作方法。通过本项目的学习，读者可运用顺序控制继电器指令、比较指令、MCGS组态软件旋转动画制作解决企业工程实际问题。
项目七以触摸屏、PLC对变频器的模拟量开环调速为例，详细介绍了PLC的功能指令、PLC的数据处理方法。
项目八以自来水水塔液位控制为例介绍PID调节指令的格式及功能、使用PID指令向导配置相关参数、PID子程序指令输入/输出参数的意义。通过本项目的学习，读者可以使用模拟量输入/输出模块组成PLC过程控制系统，并能根据工艺要求设置模块参数、调用PID子程序指令编写控制程序。
项目九以机械手抓取运动控制为例介绍了PLC的运动控制功能，包括用于检测的高速计数器指令和用于运动控制驱动的高速脉冲输出指令、MAP库指令及其应用。通过本项目的学习，读者可在运动控制领域或机械手控制领域得心应手地处理步进电动机的控制问题。
项目十以在触摸屏上实现“跑马灯”图案为例详细讲解S7-200系列PLC网络通信协议及网通信的实现方法，介绍了S7-200系列PLC与变频器通信的实现方法、S7-200系列PLC自由由端端口通信协议的含义及实现方法。
本书在设计教学化项目时，遵循循序渐进的原则，依据“学中做，做中学”的指导思想，按照项目步骤详细讲解整个实践操作的过程，还将相关知识、编程原则、注意事项等穿插于项目之中，力求知识与技能的有机结合。
本书由烟台工程职业技术学院赵冰、李江、李明担任主编，由解增昆、陈杨、孙燕斐、于竹林担任副主编，孙彩玲担任主审。其中项目一由赵冰、于竹林编写，项目二由孙燕斐编写，项目三、四由陈杨编写，项目五、六由解增昆编写，项目七、九由李明编写，项目八、十由李江编写。
本书编写过程中得到了施耐德电气（中国）有限公司相关工程技术人员的指导和帮助，在此一并表示感谢。
本书可作为高等院校和职业院校自动化、机电一体化、应用电子、机器人及新能源等相关专业的教材，也可作为成人教育及企业培训教材，还可作为从事与PLC等技术工作的工程技术人员自学书。
由于编者水平有限，书中难免存在疏漏之处，希望广大读者批评指正。对本书的意见和建议请发送电子邮箱zb6933517@163.com。

编　者

本书以西门子公司的S7-200系列小型PLC联合目前较为流行的MCGS嵌入式组态软件为例，选取企业典型案例设计项目，强调工程技术应用，由浅入深地介绍嵌入式组态软件MCGS与PLC的联合应用，真正达到了理论与实际的有机结合。本书以能力培养为目标，力求突出知识的实用性，体现知识与技能有机结合。从企业典型案例出发组织教材内容，项目由简单到复杂，符合认识规律，每一个项目均通过"项目目标”，"相关知识”、"任务分析”、"任务实施”、"知识拓展”等环节详解项目知识点和操作步骤。