本书贯彻了基本概念、工作原理与实际工程应用不可分割的理念，内容包含原理解析与应用实践两部分，特色鲜明。在PLC部分，本书以目前较为前沿的西门子S71500 PLC为对象，结合TIA博途V16软件，从系统结构、基本模块、基本配置和基本指令等基本内容开始，逐步深入到硬件组态、PROFINET接口配置、分布式I/O参数配置、编程与仿真等技术环节，最后以丰富多样的实际案例进一步讲解、示范真实工程应用，旨在帮助读者由浅入深、循序渐进地掌握PLC技术，实现轻松学习。
本书注重工程应用导向，讲解透彻、通俗易懂、图文并茂。本书可作为高等院校自动化、电气技术及相近专业的现代电气控制可编程控制器及技术或类似课程的教材，同时也适合广大从事自动化、智能控制领域的技术人员阅读和学习。
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本书遵循教指委相关指导文件和高等院校学生学习规律编写而成。践行四新理念，融入思政元素，注重理论与实践相结合。
电气控制与PLC应用是综合了继电-接触控制技术、计算机技术、自动控制技术和通信技术的一门新兴技术，应用十分广泛。由于电气控制与可编程控制器本是起源于同一体系，只是发展的阶段不同，在理论和应用上是一脉相承的。
本书共有9章。第1章通过介绍可编程控制器的基本组成和工作原理，了解PLC在控制系统中的作用以及以PLC为核心的控制系统的特点；第2、3章介绍S71500 PLC基本模块、开发环境以及硬件配置；第4章从数据类型、存储区与寻址和程序块出发，着重介绍位逻辑运算指令、定时器和计数器指令、数据操作指令、数学函数指令，简单介绍工艺指令和通信指令，最后通过电动机的起、停控制程序的仿真来介绍S71500 PLC仿真器（S7PLCSIM V16）；第5章介绍S71500 PLC的通信及其应用，包括通信基础、IDevice智能设备、S71500 PLC与驱动器的PROFINET通信、S71500 PLC与人机界面，以及S71500 PLC与第三方设备的通信；第6章重点介绍常用工艺指令的应用，包括PID控制的功能与编程、计数模块的功能与编程、运动控制的功能与编程；第7章介绍S71500 PLC的上位机WinCC RT，包括组态计算机的设置、运行计算机的设置、项目下载与运行以及OPC UA在WinCC RT上的应用；第8章介绍可编程控制器系统设计与应用，一方面介绍PLC控制系统设计的原则与方法、基于TIA博途软件的工程项目创建，另一方面介绍PLC输入输出模块的接线、PLC应用的典型环节及设计技巧，最后通过案例介绍PLC在工业控制中的应用；第9章简要介绍项目资料的打印与归档。
本书可作为高等院校自动化、电气技术及相近专业的现代电气控制可编程控制器及技术或类似课程的教材，也可作为电子技术、电气技术、自动化技术等工程技术人员的参考书。
郑州西亚斯学院陈建明教授担任本书的主编，华北水利水电大学赵明明、白磊老师担任本书的副主编，华北水利水电大学郭香静、王成凤老师参与编写。在编写过程中，西门子（中国）有限公司、河南省自动化类专业教学指导委员会、河南省科技协会的相关技术人员给予了很大的支持，并提供了许多工程实例，在此一并表示感谢。
限于篇幅及编者的水平，在内容上若有局限和欠妥之处，竭诚希望同行和读者提出宝贵的意见。
编者
第1章可编程控制器基础1
11可编程控制器概述1
111可编程控制器的产生与发展1
112可编程控制器的特点3
113可编程控制器的组成及分类4
12可编程控制器的工作原理7
121可编程控制器的等效电路7
122可编程控制器的工作过程8
13可编程控制器的硬件基础9
131可编程控制器的I/O单元10
132可编程控制器的系统配置11
第2章S71500 PLC的系统配置与
开发环境13
21S71500 PLC13
211S71500 PLC概述14
212S71500 CPU简介14
213电源选型16
22S71500 PLC功能模块17
221信号模块17
222通信模块21
223工艺模块22
23S71500 PLC开发环境24
231博途软件概述24
232博途软件安装25
233博途PLCSIM仿真软件30
第3章S71500 PLC的硬件配置33
31硬件配置基本流程33
311硬件配置的功能33
312配置一个S71500 PLC设备34
313配置S71500 PLC的中央机架34
32CPU的参数配置37
321常规配置38
322PROFINET接口配置38
323CPU的启动44
324CPU循环扫描45
325通信负载46
326系统和时钟存储器46
327显示屏的功能47
33I/O模块的硬件配置48
331数字量输入模块参数配置48
332数字量输出模块参数配置50
333模拟量输入模块参数配置54
334模拟量输出模块参数配置58
34分布式I/O参数配置62
341分布式I/O设备62
342配置ET200MP接口模块63
343PROFINET I/O模式下的DI
组态64
344PROFINET I/O模式下的DQ
组态68
35硬件配置的编译与下载70
351硬件配置的编译70
352硬件配置的下载71
第4章S71500 PLC基本指令系统76
41基本数据类型76
42存储区与寻址80
421存储区的地址表示格式80
422系统存储器寻址81
43程序块83
431程序块的类型83
432OB可实现的功能83
433用户程序的结构85
44基本指令86
441位逻辑运算指令86
442定时器和计数器指令90
443比较指令93
444数学运算指令94
445移动指令96
446转换指令97
447程序控制指令98
448字逻辑运算指令99
449移位和循环指令101
45工艺指令与通信指令103
451工艺指令103
452通信指令103
46S71500 PLC的仿真105
461启动S7PLCSIM仿真器105
462创建和填充SIM表格109
463创建和填充序列110
464仿真通信功能111
第5章S71500 PLC 的通信及其
应用112
51S71500 PLC通信基础112
511通信与网络结构112
512从PROFIBUS到PROFINET113
513S71500 PLC支持的以太网通信
服务114
514S71500 PLC PROFINET设备
名称116
52IDevice 智能设备117
521在相同项目中配置IDevice117
522在不同项目中配置IDevice120
53S71500 PLC与驱动器的PROFINET
通信125
531G120变频器的速度控制125
532V90伺服驱动器的速度控制131
54S71500 PLC与HMI135
541精简系列面板135
542精简系列面板的画面组态136
55S71500 PLC通信应用145
第6章S71500 PLC的工艺指令
应用149
61PID控制的功能与编程149
611PID控制概述149
612PID控制器150
613PID_Compact指令的PID控制
示例151
62高速计数模块的功能与编程161
621概述161
622TM Count 224V模块的计数功能
实现163
63运动控制的功能与编程169
631概述169
632TM PTO4模块在运动控制中的
应用169
第7章S71500 PLC的上位机
WinCC RT177
71组态计算机的设置177
711网络配置177
712共享配置179
713项目组态179
72运行计算机的设置185
721网络配置185
722共享配置186
723PG/PC接口配置186
73项目下载与运行187
731下载PLC187
732下载WinCC RT Professional187
733项目运行189
734关于授权191
74OPC UA在WinCC RT上的应用191
741OPC UA概述191
742S71500 PLC OPC UA通信
功能192
743服务器为WinCC RT 和客户端
为精智面板 OPC UA通信功能199
第8章可编程控制器系统设计与
应用205
81PLC控制系统设计205
811PLC控制系统设计的基本原则205
812PLC控制系统设计的内容205
813PLC控制系统设计的一般步骤207
82基于TIA博途软件的工程项目创建208
821工程项目案例介绍208
822硬件安装与接线209
823项目编辑210
824项目下载217
825项目调试219
826监视程序运行220
827在线查看故障222
83PLC输入输出模块的接线224
831数字量输入模块DI 3224VDC
BA224
832数字量输出模块DQ 3224VDC/
05A HF224
833模拟量输入模块AI 8U/I/RTD/TC
ST226
834模拟量输出模块AQ 8U/I
HS226
84PLC应用的典型环节及设计技巧229
85PLC在工业控制中的应用233
851S71500 PLC控制液体混料机234
852S71500 PLC控
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