西门子S7-200 SMART PLC编程从入门到实践

作为S7-200 PLC的替代产品，S7-200 SMART PLC以其机型丰富、配置灵活、软件友好、编程高效等特点，在工控领域得到了广泛应用。近年来，S7-200 SMART PLC也出现了不少新的功能，并且扩展模块也更加丰富。基于此，笔者结合多年的教学与工程设计经验，立足基础，兼顾新兴技术和综合应用，推陈出新，历时1年编写了本书。 本书以S7-200 SMART PLC硬件系统组成、指令系统及应用为基础，以开关量、模拟量、运动量、通信控制的编程方法与案例为重点，以能够设计实际的工控系统为终目的，全面系统地讲述了西门子S7-200 SMART PLC的编程技巧与实际应用。 该书在编写的过程中有以下特色： ① 言简意赅，去粗取精，直击要点。 ② 以图解形式讲解，生动形象，易于读者学习。 ③ 案例多且典型，读者可边学边用。 ④ 开关量、模拟量、运动量、通信等编程方法阐述系统、详细，让读者编程时，有“法”可依，易于模仿和上手。 ⑤ 综合性和实用性强。本书给出了西门子和昆仑通态触摸屏与S7-200 SMART PLC的综合应用，给出了西门子WinCC和北京亚控组态王监控组态软件与S7-200 SMART PLC的综合应用，便于读者适应复杂的工程环境，有助于提高读者的综合设计能力。 全书共分10章，主要内容为S7-200 SMART PLC硬件系统组成与编程基础、S7-200 SMART PLC编程软件快速应用、指令系统及案例、开关量控制程序设计、模拟量控制程序设计、通信控制程序设计、运动量控制程序设计、PLC控制系统的设计、S7-200 SMART PLC与触摸屏综合应用和S7-200 SMART PLC与监控组态软件综合应用。 本书实用性强，图文并茂，不仅为初学者提供了一套有效的编程方法，还为工程技术人员提供了大量的编程技巧和实践经验，可作为广大电气工程技术人员自学和参考用书，也可作为高等工科院校、高等职业技术院校工业自动化、电气工程及自动化、机电一体化等相关专业的PLC教材。 为便于读者学习，本书提供西门子S7-200 SMART PLC外部接线图的电子版文件，读者扫描二维码即可下载。 全书由韩相争编著，乔海、刘江帅审阅，韩霞、张振生、韩英、马力、李艳昭、郑鸿俊、杜海洋校对，宁伟超、张孝雨为本书的编写提供了帮助，在此一并表示衷心的感谢。 由于笔者水平有限，书中难免有不足之处，敬请广大专家和读者批评指正。 笔者于沈阳

本书以S7-200 SMART PLC硬件系统组成、指令系统及应用为基础，以开关量、模拟量、运动量、通信控制的编程方法与案例为重点，以能够设计实际的工控系统为*终目的，全面系统地介绍西门子S7-200 SMART PLC的编程技巧与实际应用。 全书共分10章，主要内容为S7-200 SMART PLC硬件系统组成与编程基础、指令系统及案例、开关量控制程序设计、模拟量控制程序设计、通信控制程序设计、运动量控制程序设计、S7-200 SMART PLC控制系统的设计、S7-200 SMART PLC与触摸屏综合应用和S7-200 SMART PLC与监控组态软件综合应用。 本书实用性强，图文并茂，不仅为初学者提供了一套有效的编程方法，还为工程技术人员提供了大量的编程技巧和实践经验，可作为广大电气工程技术人员的自学和参考用书，也可作为高等工科院校、高等职业技术院校工业自动化、电气工程及自动化、机电一体化等相关专业的PLC教材。

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第1章 S7-200 SMART PLC硬件系统组成与编程基础 1.1　S7-200 SMART PLC概述与硬件系统组成　/ 2 1.1.1　S7-200 SMART PLC概述　/ 2 1.1.2　S7-200 SMART PLC硬件系统组成　/ 2 1.2　S7-200 SMART PLC的CPU模块外部结构及外部接线　/ 5 1.2.1　CPU模块的外部结构　/ 5 1.2.2　CPU模块的外部接线　/ 6 1.2.3　S7-200 SMART PLC电源需求与计算　/ 9 1.3　S7-200 SMART PLC的数据类型、数据区划分与地址格式　/ 11 1.3.1　数据类型　/ 11 1.3.2　存储器数据区划分　/ 12 1.3.3　数据区存储器的地址格式　/ 17 1.4　S7-200 SMART PLC的寻址方式　/ 19 1.4.1　立即寻址　/ 19 1.4.2　直接寻址　/ 19 1.4.3　间接寻址　/ 20 第2章 S7-200 SMART PLC编程软件快速应用 2.1　STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件的界面　/ 23 2.2　STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件应用举例　/ 27 2.2.1　项目要求　/ 27 2.2.2　任务实施　/ 27 第3章 S7-200 SMART PLC指令系统及案例 3.1　位逻辑指令及案例　/ 38 3.1.1　触点类指令与线圈输出指令　/ 39 3.1.2　置位与复位指令　/ 40 3.1.3　脉冲生成指令　/ 41 3.1.4　触发器指令　/ 42 3.1.5　逻辑堆栈指令　/ 43 3.2　定时器指令及案例　/ 44 3.2.1　定时器指令介绍　/ 44 3.2.2　定时器指令的工作原理　/ 45 3.2.3　定时器指令应用案例　/ 48 3.3　计数器指令及案例　/ 49 3.3.1　加计数器（CTU）　/ 49 3.3.2　减计数器（CTD）　/ 50 3.3.3　加减计数器（CTUD）　/ 51 3.3.4　计数器指令应用案例　/ 52 3.4　常用的经典编程环节　/ 53 3.4.1　启保停电路与置位复位电路　/ 53 3.4.2　互锁电路　/ 54 3.4.3　延时断开电路　/ 55 3.4.4　延时接通/断开电路　/ 56 3.4.5　长延时电路　/ 56 3.4.6　脉冲发生电路　/ 57 3.5　基本指令应用案例　/ 61 3.5.1　延边三角形减压启动　/ 61 3.5.2　两种液体混合控制　/ 64 3.6　程序控制类指令及案例　/ 67 3.6.1　跳转/标号指令　/ 67 3.6.2　子程序指令　/ 68 3.6.3　综合案例——3台电动机顺序控制　/ 70 3.7　比较指令及案例　/ 73 3.7.1　指令格式　/ 73 3.7.2　指令用法　/ 73 3.7.3　应用案例　/ 74 3.8　数据传送指令及案例　/ 75 3.8.1　单一传送指令　/ 76 3.8.2　数据块传送指令　/ 76 3.8.3　字节交换指令　/ 79 3.8.4　数据传送指令综合案例　/ 80 3.9　移位与循环指令及案例　/ 83 3.9.1　移位指令　/ 83 3.9.2　循环移位指令　/ 85 3.9.3　移位寄存器指令　/ 87 3.10　数据转换指令及案例　/ 91 3.10.1　数据类型转换指令　/ 91 3.10.2　译码与编码指令　/ 94 3.11　数学运算类指令及案例　/ 96 3.11.1　四则运算指令　/ 96 3.11.2　数学功能指令　/ 98 3.11.3　递增、递减指令　/ 101 3.11.4　综合应用案例　/ 102 3.12　逻辑操作指令及案例　/ 104 3.12.1　逻辑与指令　/ 104 3.12.2　逻辑或指令　/ 105 3.12.3　逻辑异或指令　/ 106 3.12.4　取反指令　/ 108 3.12.5　综合应用案例——点评器控制　/ 108 3.13　实时时钟指令及案例　/ 110 3.13.1　指令格式　/ 111 3.13.2　应用案例　/ 111 3.14　中断指令及案例　/ 112 3.14.1　中断事件　/ 113 3.14.2　中断指令及中断程序　/ 114 3.14.3　中断指令应用案例　/ 115 第4章 S7-200 SMART PLC开关量控制程序设计 4.1　送料小车控制　/ 118 4.1.1　控制要求　/ 118 4.1.2　方法解析　/ 118 4.1.3　编程实现　/ 119 4.2　锯床控制　/ 121 4.2.1　控制要求　/ 121 4.2.2　方法解析　/ 122 4.2.3　编程实现　/ 125 4.3　顺序控制设计法与顺序功能图　/ 128 4.3.1　顺序控制设计法　/ 128 4.3.2　顺序功能图简介　/ 128 4.4　启保停电路编程法　/ 132 4.4.1　单序列编程　/ 132 4.4.2　选择序列编程　/ 136 4.4.3　并行序列编程　/ 140 4.5　置位复位指令编程法　/ 144 4.5.1　单序列编程　/ 144 4.5.2　选择序列编程　/ 146 4.5.3　并行序列编程　/ 147 4.6　顺序控制继电器指令编程法　/ 151 4.6.1　单序列编程　/ 151 4.6.2　选择序列编程　/ 153 4.6.3　并行序列编程　/ 155 4.7　移位寄存器指令编程法　/ 159 4.8　交通信号灯程序设计　/ 161 4.8.1　控制要求　/ 161 4.8.2　程序设计　/ 161 第5章 S7-200 SMART PLC模拟量控制程序设计 5.1　模拟量控制概述　/ 174 5.1.1　模拟量控制简介　/ 174 5.1.2　模块扩展连接　/ 174 5.2　模拟量模块及内码与实际物理量的转换　/ 175 5.2.1　模拟量输入模块　/ 175 5.2.2　模拟量输出模块　/ 178 5.2.3　模拟量输入输出混合模块　/ 181 5.2.4　热电偶模块　/ 181 5.2.5　热电阻模块　/ 183 5.2.6　内码与实际物理量的转换　/ 186 5.3　空气压缩机改造项目　/ 189 5.3.1　控制要求　/ 189 5.3.2　设计过程　/ 190 5.4　PID控制及应用案例　/ 195 5.4.1　PID控制简介　/ 195 5.4.2　PID指令　/ 197 5.4.3　PID控制编程思路　/ 197 5.4.4　PID控制工程实例——恒压控制　/ 199 5.5　PID向导及应用案例　/ 204 5.5.1　PID向导编程步骤　/ 204 5.5.2　PID向导应用案例——恒压控制　/ 208 第6章 S7-200 SMART PLC通信控制程序设计 6.1　通信基础知识　/ 211 6.1.1　通信方式　/ 211 6.1.2　通信传输介质　/ 212 6.1.3　串行通信接口标准　/ 214 6.2　S7-200 SMART PLC Modbus通信及案例　/ 215 6.2.1　Modbus寻址　/ 215 6.2.2　主站指令与从站指令　/ 216 6.2.3　应用案例　/ 218 6.3　S7-200 SMART PLC基于以太网的S7通信及案例　/ 221 6.3.1　S7-200 SMART PLC基于以太网的S7通信简介　/ 221 6.3.2　GET/PUT指令　/ 222 6.3.3　GET/PUT指令应用案例　/ 223 6.3.4　例解PUT/GET向导　/ 226 6.4　S7-200 SMART PLC基于以太网的开放式用户通信　/ 229 6.4.1　开放式用户通信的相关协议简介　/ 229 6.4.2　开放式用户通信（OUC）指令　/ 230 6.5　TCP通信应用实例　/ 233 6.5.1　TCP通信控制要求　/ 233 6.5.2　硬件接线图　/ 233 6.5.3　程序设计　/ 233 6.6　ISO-on-TCP通信应用案例　/ 237 6.6.1　控制要求　/ 237 6.6.2　以太网硬件连接及IP地址配置　/ 237 6.6.3　程序设计　/ 238 6.7　UDP通信应用案例　/ 240 6.7.1　控制要求　/ 240 6.7.2　程序设计　/ 240 第7章 S7-200 SMART PLC运动量控制程序设计 7.1　步进电机及步进电机驱动器　/ 245 7.1.1　步进电机　/ 245 7.1.2　步进电机驱动器　/ 246 7.2　步进电机控制应用案例　/ 249 7.2.1　控制要求　/ 249 7.2.2　软硬件配置　/ 249 7.2.3　PLC地址输入输出分配　/ 249 7.2.4　步进电机控制系统的接线图　/ 249 7.2.5　运动控制向导　/ 250 7.2.6　图说常用的运动控制指令　/ 253 7.2.7　步进电机控制程序　/ 254 第8章 S7-200 SMART PLC控制系统的设计 8.1　PLC控制系统设计基本原则与步骤　/ 257 8.1.1　PLC控制系统设计的应用环境　/ 257 8.1.2　PLC控制系统设计的基本原则　/ 257 8.1.3　PLC控制系统设计的一般步骤　/ 258 8.2　机械手PLC控制系统的设计　/ 261 8.2.1　机械手的控制要求及功能简介　/ 262 8.2.2　PLC及相关元件选型　/ 263 8.2.3　硬件设计　/ 265 8.2.4　硬件组态　/ 270 8.2.5　程序设计　/ 270 8.2.6　机械手自动控制调试　/ 275 8.2.7　编制控制系统使用说明　/ 276 8.3　两种液体混合PLC控制系统的设计　/ 277 8.3.1　两种液体混合控制系统的控制要求　/ 276 8.3.2　PLC及相关元件选型　/ 277 8.3.3　硬件设计　/ 278 8.3.4　硬件组态　/ 281 8.3.5　程序设计　/ 282 8.3.6　两种液体混合自动控制调试　/ 288 8.3.7　编制控制系统使用说明　/ 288 第9章 S7-200 SMART PLC与触摸屏综合应用 9.1　西门子SMART LINE V3触摸屏及WinCC flexible SMART V3组态软件简介　/ 291 9.1.1　西门子SMART LINE V3触摸屏简介　/ 291 9.1.2　西门子WinCC flexible SMART V3组态软件界面　/ 291 9.1.3　WinCC flexible SMART V3组态软件应用快速入门　/ 293 9.2　西门子S7-200 SMART PLC与SMART LINE V3触摸屏在水位控制中的应用　/ 301 9.2.1　任务导入　/ 301 9.2.2　任务分析　/ 301 9.2.3　任务实施　/ 301 9.3　昆仑通态触摸屏简介　/ 311 9.3.1　TPC7062K触摸屏简介　/ 311 9.3.2　TPC7062K触摸屏外形、接口及安装　/ 312 9.4　MCGS嵌入版组态软件　/ 313 9.4.1　新建工程　/ 313 9.4.2　MCGS嵌入版组态软件工作平台结构组成　/ 314 9.5　西门子S7-200 SMART PLC与昆仑通态触摸屏在彩灯循环控制中的应用　/ 324 9.5.1　任务导入　/ 324 9.5.2　任务分析　/ 324 9.5.3　任务实施　/ 324 9.6　模拟量信号发生与接收应用案例　/ 334 9.6.1　控制要求　/ 334 9.6.2　硬件设计　/ 335 9.6.3　硬件组态　/ 337 9.6.4　模拟量信号发生PLC程序设计　/ 337 9.6.5　模拟量信号发生触摸屏界面设计及组态　/ 338 9.6.6　模拟量信号接收PLC程序设计　/ 345 第10章 S7-200 SMART PLC与监控组态软件综合应用 10.1　S7-200 SMART PLC和组态王在交通信号灯控制中的应用　/ 348 10.1.1　任务导入　/ 348 10.1.2　任务实施——PLC软硬件设计　/ 349 10.1.3　任务实施——S7-200 PC Access SMART地址分配　/ 352 10.1.4　任务实施——组态王画面设计及组态　/ 355 10.2　S7-200 SMART PLC和WinCC在低压洒水控制中的应用　/ 362 10.2.1　任务导入　/ 362 10.2.2　任务分析　/ 362 10.2.3　任务实施　/ 363 参考文献　/ 373

本书以S7-200 SMART PLC硬件系统组成、指令系统及应用为基础，以开关量、模拟量、运动量、通信控制的编程方法与案例为重点，以能够设计实际的工控系统为*终目的，全面系统地介绍西门子S7-200 SMART PLC的编程技巧与实际应用。 全书共分10章，主要内容为S7-200 SMART PLC硬件系统组成与编程基础、指令系统及案例、开关量控制程序设计、模拟量控制程序设计、通信控制程序设计、运动量控制程序设计、S7-200 SMART PLC控制系统的设计、S7-200 SMART PLC与触摸屏综合应用和S7-200 SMART PLC与监控组态软件综合应用。 本书实用性强，图文并茂，不仅为初学者提供了一套有效的编程方法，还为工程技术人员提供了大量的编程技巧和实践经验，可作为广大电气工程技术人员的自学和参考用书，也可作为高等工科院校、高等职业技术院校工业自动化、电气工程及自动化、机电一体化等相关专业的PLC教材。

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