PLC应用技术项目式教程

本书从实用角度出发，采用项目实践的形式，详细阐述工业互联网关键技术中的PLC在电气控制中的应用与实践。 本书共17个项目，首先介绍PLC的基础知识和西门子TIA博途软件的使用方法，其次介绍PLC控制技术在电动机启/停控制、电动机正/反转控制、小车自动往复运动控制、三相异步电机星?三角降压启动控制、四节传送带控制、液体混合控制、循环灯控制等实现方法，最后介绍PLC控制技术在双智能温室大棚、抢答器控制、小车多工位运料控制、停车场车位控制、全自动洗衣机控制、物流次品监测系统、十字路口交通信号灯控制、机械手控制等典型应用的实现。 本书采用行业应用比较广泛的西门子S7系列PLC为实验工具，并在西门子TIA博途软件的模拟环境下设置实践案例，让读者更易学习和掌握相关内容。本书可以作为工业互联网从业人员的入门级参考用书，也可以作为工业互联网相关专业的教学用书。

许桂秋，主要研究方向为专注于大数据、人工智能技术领域的产教融合研究，负责机器学习、计算机视觉、人工智能导论、深度学习原理与TensorFlow实践、样本数据处理、自然语言处理授课任务。已出版专著：《大数据导论》、《Python编程基础与应用》、《NoSQL数据库原理与应用》、《数据挖掘与机器学习》等9本系列教材。

项目1 认识PLC 1 1.1 PLC的发展概况 1 1.1.1 PLC的含义 1 1.1.2 PLC的发展史 2 1.1.3 PLC的发展趋势 3 1.2 PLC的基础知识 4 1.2.1 PLC的特征 4 1.2.2　PLC的功能 6 1.2.3　PLC的分类 7 1.3　PLC的组成结构和工作原理 9 1.3.1　PLC的硬件结构 9 1.3.2　PLC的软件构成 16 1.3.3　PLC的工作原理 19 1.3.4　PLC的工作过程 20 1.3.5　PLC的I/O原则 21 1.4　西门子S7系列PLC产品介绍 22 1.4.1　S7-300/400系列PLC 22 1.4.2　S7-1500系列PLC 23 习题 24 项目2 TIA博途软件的安装与基本使用方法 26 2.1 TIA博途软件的安装 26 2.1.1 初识TIA博途软件 26 2.1.2 安装TIA博途软件的硬件条件 27 2.1.3 安装TIA博途软件的注意事项 27 2.1.4 安装和卸载TIA博途软件 27 2.2 TIA视图与项目视图 31 2.2.1 视图结构 31 2.2.2 项目视图 32 2.3 创建和编辑项目 33 2.3.1 创建项目 33 2.3.2 添加设备 34 2.3.3 编辑项目 36 2.4 下载和上传 37 2.4.1 下载 37 2.4.2 上传 38 习题 39 项目3 电动机启/停PLC控制 41 3.1 项目要求 41 3.2 学习目标 42 3.3　相关知识 42 3.3.1　常开触点 42 3.3.2　常闭触点 42 3.3.3　输出线圈 43 3.3.4　WinCC简介 43 3.3.5　WinCC主要功能 43 3.3.6　用程序状态监视与调试程序 44 3.3.7　用监控表监视与调试程序 45 3.4　项目实施 47 3.4.1　新建项目 47 3.4.2　添加PLC设备和HMI设备 48 3.4.3　编写主程序 50 3.4.4　定义变量 51 3.4.5　设置HMI 53 3.4.6 编译运行 58 3.4.7　程序的状态监控 61 习题 63 项目4 电动机正/反转PLC控制 65 4.1　项目要求 65 4.2　学习目标 66 4.3　相关知识 66 4.3.1　在PLCSIM中使用符号地址 66 4.3.2　用变量表监控与调试程序 66 4.3.3　置位输出指令与复位输出指令 68 4.3.4　触发器 68 4.3.5　跳变沿检测指令 68 4.4　项目实施 69 4.4.1 输入/输出信号器件 69 4.4.2 硬件组态 69 4.4.3 输入/输出地址分配 70 4.4.4 接线图 70 4.4.5 定义变量 70 4.4.6 编写程序 70 4.4.7 调试程序 71 习题 76 项目5 小车自动往复运动PLC控制 77 5.1 项目要求 77 5.2 学习目标 77 5.3 项目实施 78 5.3.1 输入/输出信号器件 78 5.3.2 硬件组态 78 5.3.3 输入/输出地址分配 78 5.3.4 接线图 79 5.3.5 定义变量 79 5.3.6 编写程序 80 5.3.7 调试程序 81 习题 84 项目6 三相异步电机星-三角降压 启动PLC控制 85 6.1 项目要求 85 6.2 学习目标 86 6.3　相关知识 86 6.3.1　定时器 86 6.3.2　接通延时定时器 87 6.4　项目实施 87 6.4.1　输入/输出信号器件 87 6.4.2　硬件组态 88 6.4.3　输入/输出地址分配 89 6.4.4　接线图 89 6.4.5　定义变量 89 6.4.6　编写程序 90 6.4.7　绘制显示屏 90 6.4.8　调试程序 91 习题 92 项目7 四节传送带PLC控制 93 7.1 项目要求 93 7.2 学习目标 94 7.3 相关知识 94 7.3.1 逻辑块的结构 94 7.3.2 逻辑块的编程 95 7.3.3 有参功能的结构化编程 95 7.4 项目实施 96 7.4.1 输入/输出信号器件 96 7.4.2 硬件组态 96 7.4.3 输入/输出地址分配 97 7.4.4 接线图 97 7.4.5 定义变量 97 7.4.6 编写程序 98 7.4.7 绘制显示屏 102 7.4.8 调试程序 103 习题 105 项目8 液体混合PLC控制 106 8.1 项目要求 106 8.2 学习目标 107 8.3　项目实施 107 8.3.1　硬件组态 107 8.3.2　定义变量 108 8.3.3　编写程序 110 8.3.4　调试程序 119 习题 120 项目9 循环灯PLC控制 122 9.1 项目要求 122 9.2 学习目标 124 9.3 项目实施 124 9.3.1 输入/输出信号器件 124 9.3.2 硬件组态 124 9.3.3 输入/输出地址分配 125 9.3.4 接线图 126 9.3.5 定义变量 126 9.3.6 编写程序 128 9.3.7 调试程序 135 习题 136 项目10 双智能温室大棚 137 10.1 项目要求 137 10.2 学习目标 138 10.3 相关知识 138 10.3.1 计数器指令 138 10.3.2 数据传送与转换指令 139 10.3.3 整数运算 139 10.3.4 浮点数运算与浮点数函数 140 10.3.5 字逻辑运算指令 141 10.3.6 比较指令 141 10.3.7 模拟量的检测 142 10.3.8 比例变换块FC105的调用 143 10.4 项目实施 144 10.4.1 硬件组态 144 10.4.2 定义变量 145 10.4.3 编写程序 147 10.4.4 绘制显示屏 151 10.4.5 调试程序 153 习题 155 项目11 抢答器控制 156 11.1 项目要求 156 11.2 学习目标 157 11.3 相关知识 158 11.3.1 置位指令 158 11.3.2 复位指令 158 11.4 项目实施 159 11.4.1 硬件组态 159 11.4.2 定义变量 160 11.4.3 编写程序 162 11.4.4 绘制显示屏 166 11.4.5 调试程序 167 习题 170 项目12 小车多工位运料控制 171 12.1 项目要求 171 12.2 学习目标 172 12.3 项目实施 172 12.3.1 硬件组态 172 12.3.2 输入/输出地址分配 173 12.3.3 定义变量 173 12.3.4 接线图 175 12.3.5 拓扑图 176 12.3.6 连接图 176 12.3.7 设备图 176 12.3.8 编写程序 177 12.3.9 调试程序 179 习题 182 项目13 停车场车位控制 183 13.1 项目要求 183 13.2 学习目标 183 13.3 相关知识 184 13.3.1 PLC光电传感器 184 13.3.2 PLC传送类指令 185 13.4 项目实施 188 13.4.1 硬件组态 188 13.4.2 输入/输出地址分配 188 13.4.3 定义变量 189 13.4.4 接线图 191 13.4.5 拓扑图 192 13.4.6 建立网络图 192 13.4.7 设备图 192 13.4.8 编写程序 193 13.4.9 调试程序 197 习题 198 项目14 全自动洗衣机控制 199 14.1 项目要求 199 14.2 学习目标 200 14.3 相关知识 200 14.3.1 计数质量 200 14.3.2 步控指令 201 14.4 项目实施 201 14.4.1 硬件组态 201 14.4.2 输入/输出地址分配 202 14.4.3 接线图 202 14.4.4 定义变量 204 14.4.5 编写程序 204 14.4.6 绘制显示屏 206 14.4.7 调试程序 208 习题 209 项目15 物流次品监测系统 210 15.1 项目要求 210 15.2 学习目标 210 15.3 项目实施 211 15.3.1 硬件组态 211 15.3.2 输入/输出地址分配 212 15.3.3 定义变量 212 15.3.4 接线图 213 15.3.5 拓扑图 213 15.3.6 建立网络图 214 15.3.7 设备图 214 15.3.8 编写程序 214 15.3.9 调试程序 216 习题 218 项目16 十字路口交通信号灯控制 219 16.1 项目要求 219 16.2 学习目标 221 16.3 相关知识 221 16.4 项目实施 223 16.4.1 输入/输出信号器件 223 16.4.2 硬件组态 223 16.4.3 输入/输出地址分配 224 16.4.4 定义变量 225 16.4.5 接线图 228 16.4.6 编写程序 229 16.4.7 调试程序 238 习题 241 项目17 机械手控制 242 17.1 项目要求 242 17.2 学习目标 244 17.3　相关知识 244 17.3.1　移位指令和循环移位指令 244 17.3.2　移位指令和循环移位指令举例 245 17.4　项目实施 246 17.4.1　输入/输出信号器件规划 246 17.4.2　硬件组态 247 17.4.3　输入/输出地址分配 248 17.4.4　定义变量 248 17.4.5　接线图 255 17.4.6　编写程序 255 17.4.7　调试程序 265 习题 266