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目录1

译者序1

前言1

第1章 什么是PLC1

1.1 学习目标1

1.2 PLC基础2

1.2.1 PLC的结构2

1.2.2 操作系统和应用程序3

10.3.1 ALLEN-BRADLEY PLC-5

1.2.3 PLC用户程序5

1.3 选择合适的PLC6

1.4 PLC的革新8

1.5 故障检修11

习题12

2.1 学习目标13

第2章 PLC组件13

2.2 CPU模块14

2.3 框架或总线15

2.4 电源15

2.5 I/O模块16

2.5.1 数字I/O模块17

2.5.2 模拟I/O模块24

2.5.3 智能I/O模块27

2.6 编程器29

2.7 故障检修30

习题30

3.1 学习目标32

第3章 二进制逻辑编程（布尔逻辑）32

3.2 按位操作的梯形图33

3.2.1 梯形图元素34

3.2.2 创建梯形图程序35

3.3 按位操作的指令表程序37

3.3.1 指令表布尔逻辑元素（STL）38

3.3.2 创建指令表程序（STL）38

3.4 一些常见的二进制逻辑编程技巧40

3.4.1 一次翻转法40

3.4.2 锁定和封装法40

3.4.3 顺序器法42

3.5 故障检修43

习题44

编程练习（不需要PLC）45

推荐的PLC实验室练习46

4.1 学习目标48

第4章 计数器和定时器48

4.2 计数器指令49

4.3 定时器指令49

4.3.1 Allen-Bradley计数器和定时器50

4.3.2 SIEMENS S5计数器和定时器53

4.3.3 SIEMENS STEP 7计数器和定时器57

4.3.4 OMRON CQM1计数器和定时器58

4.4 故障检修59

习题60

编程练习（不需要PLC）61

推荐的PLC实验室练习61

第5章 存储器组织和数据操作62

5.1 学习目标62

5.2 存储器概述62

5.3 数据类型63

5.4 寻址方式64

5.5.1 ALLEN-BRADLEY PLC中的数据文件和可寻址数据65

5.5 PLC中可寻址的数据存储65

5.5.2 ALLEN BRADLEY PLC-5中的可寻址数据72

5.5.3 ALLEN-BRADLEY SLC 500中的可寻址数据75

5.5.4 SIEMENS STEP 5中的可寻址数据76

5.5.5 Siemens STEP 7中的可寻址数据85

5.5.6 OMRON CQM1中的数据寄存器和可寻址数据102

5.6 故障检修105

习题106

第6章 操作简单数据元素109

6.2 微处理器基础109

6.1 学习目标109

6.3 数据操作指令110

6.4 简单数据元素111

6.4.1 简单数据元素的移动111

6.4.2 简单数据元素的比较117

6.4.3 简单数据元素的数学、逻辑和转换操作121

6.5 故障检修133

习题135

推荐的PLC实验练习137

7.1 学习目标139

第7章 文件、块、数组和结构体中的数据处理139

7.2.2 SIEMENS STEP 5的数据块140

7.2 文件、块、数组和结构体定义140

7.2.1 ALLEN-BRADLEY的数据文件140

7.3 位数组和移位指令141

7.2.3 SIEMENS STEP 7的数据块、数组和结构体141

7.2.4 OMRON CQM1的数据集合141

7.3.1 ALLEN-BRADLEY的移位指令142

7.3.2 SIEMENS STEP 5的移位指令144

7.3.3 SIEMENS STEP 7的移位指令144

7.3.4 OMRON CQM1的移位指令145

7.4 数组移位指令（包括FIFO及LIFO）146

7.4.1 ALLEN-BRADLEY的FIFO及LIFO指令146

7.4.2 SIEMENS STEP5的数组移位指令148

7.4.3 SIEMENS STEP 7的数组移位指令148

7.4.4 OMRON CQM1的数组移位指令（包括FIFO和LIFO）148

7.5 文件、数组和结构体的移动151

7.5.1 ALLEN-BRADLEY的文件移动、顺序器和块传送指令151

7.5.3 PLC-5专用：块传送指令153

7.5.2 SLC 500专用：顺序器差分和交换指令153

7.5.4 SIEMENS STEP 5数据集的移动指令（带有传送和接收功能块）154

7.5.5 SIEMENS STEP 7数据集的移动（使用系统函数）157

7.5.6 OMRON CQM1文件、数组和结构体移动指令160

7.6 文件、数组和结构体的比较162

7.6.1 ALLEN-BRADLEY文件比较指令162

7.6.2 PLC-5的文件搜索与比较（FSC）、文件位比较（FBC）以及诊断检测（DDT）163

7.6.3 SIEMENS文件、数组和结构体比较指令165

7.6.4 OMRON CQM1文件、数组和结构体比较指令165

7.7 文件、数组和结构体的数学及逻辑指令166

7.7.1 ALLEN-BRADLEY的文件数学及逻辑指令166

7.7.2 SIEMENS文件、数组和结构体的数学及逻辑指令167

7.7.3 OMRON CQM1文件、数组和结构体的数学及逻辑指令167

7.8 故障检修169

习题170

推荐的PLC实验室练习171

8.1 学习目标173

第8章 程序结构和结构化编程173

8.2 在单独的程序中影响执行的指令174

8.2.1 主控继电器174

8.2.2 跳转指令179

8.2.3 循环184

8.3 在程序扫描的过程中影响子程序或函数执行的指令185

8.3.1 ALLEN-BRADLEY的子程序调用186

8.3.2 SIEMENS STEP 5的函数调用188

8.3.3 Siemens STEP 7的函数调用191

8.3.4 OMRON CQM1的子程序调用202

8.4 影响程序执行的配置202

8.4.1 对ALLEN-BRADLEY PLC-5中结构化编程配置203

8.4.2 ALLEN-BRADLEY SLC 500的结构化编程配置204

8.4.3 Siemens STEP 5的结构化编程配置204

8.4.4 Siemens STEP 7的结构化编程配置205

8.4.5 OMRON CQM1中结构化编程配置206

8.5 故障检修206

8.5.3 子程序调用的故障检修207

8.5.2 跳转和循环指令的故障检修207

8.5.1 主控继电器的故障检修207

8.5.4 允许离开扫描循环的程序配置的故障检修208

习题208

推荐的PLC实验室练习211

第9章 IEC 1131-3：通用编程语言213

9.1 学习目标213

9.2 IEC 1131概述213

9.3 IEC 1131-3编程语言214

9.4 IEC 1131-3结构化程序的通用元素215

9.4.2 配置215

9.4.1 算法和数据类型215

9.4.3 资源216

9.4.4 任务217

9.4.5 程序217

9.4.6 功能块219

9.5 程序组织单元219

9.5.1 程序220

9.5.2 函数220

9.5.3 功能块223

9.6 变量和变量声明224

9.6.1 配置层的变量声明224

9.6.2 资源层的变量声明227

9.6.3 程序层的变量声明228

9.6.4 功能块层的变量声明230

9.6.5 函数层的变量声明231

9.7 IEC 1131-3的编程语言231

9.7.1 梯形图232

9.7.2 指令表234

9.7.3 结构文本235

9.7.4 顺序功能图236

9.7.5 功能块图表239

9.7.6 连续功能图241

9.8 总结242

9.9 故障检修243

参考文献244

习题244

10.3 安装硬件245

10.2 安装和配置新的PLC245

10.1 学习目标245

第10章 PLC的设置和配置245

的硬件安装246

10.3.2 ALLEN-BRADLEY SLC 500硬件安装248

10.3.3 SIEMENS S5硬件安装249

10.3.4 SIEMENS S7硬件安装251

10.3.5 OMRON CQM1的硬件安装254

10.4.1 Allen-Bradley PLC-5的第一次配置256

10.4 为一个应用准备的PLC系统的第一次配置256

10.4.2 ALLEN-BRADLEY SLC 500的第一次配置265

10.4.3 SIMENS S5的第一次配置269

10.4.4 SIMENS S7第一次的配置276

10.4.5 OMRON CQM1的第一次配置285

10.5 在PLC程序重启过程中重新配置289

10.5.1 ALLEN-BRADLEY重启配置290

10.5.2 SIEMENS S5重启配置290

10.5.3 SIEMENS S7重启配置290

10.5.4 OMRON CQM1重启配置292

10.6 故障检修293

习题295

第11章 中断297

11.1 学习目标297

11.2 问题297

11.3 中断的解决方案298

11.4 关于中断响应的更多细节描述300

11.4.1 立即输入和立即输出指令301

11.4.2 I/O中断306

11.4.3 定时中断324

11.4.4 出错程序中断338

11.4.5 初始化中断346

11.4.6 通信中断349

11.5 总结351

11.6 故障检修352

习题354

推荐的PLC实验室练习356

12.1 学习目标357

12.2 过程控制导言357

第12章 过程控制357

12.3 PLC在过程控制中的应用359

12.4 改进PLC程序在过程控制中的性能361

12.4.1 过程变量和控制变量的标度变换362

12.4.2 对过程变量进行限幅363

12.4.3 减少过程控制的扫描时间延时364

12.4.4 定时中断368

12.4.5 输出量计算中的其他量371

12.4.6 复杂的过程控制程序374

12.4.8 根据检测到的情况的不同而选用不同的计算控制输出方法420

12.4.7 系统的手动控制420

12.5 故障检修423

习题424

推荐的PLC实验室练习425

第13章 通信427

13.1 学习目标427

13.2 PLC的通信能力427

13.3 ALLEN-BRADLEY PLC的通信429

13.3.1 ALLEN-BRADLEY PLC-5的通信431

13.3.2 ALLEN-BRADLEY SLC 500的通信436

13.4 使用PROFIBUS的SIEMENS的PLC通信442

13.4.1 使用SIEMENS S5的通信443

13.4.2 使用SIEMENS S7 PLC的通信447

13.5 OMRON CQM1的通信454

13.5.1 CQM1通信通道的配置456

13.5.2 对CQM1编程实现通信457

13.6 故障检修459

习题460

推荐的PLC实验室练习461

14.2 车间里的机器人和PLC462

14.3 机器人控制器与PLC的不同462

第14章 机器人技术、自动化和PLC462

14.1 学习目标462

14.4 机器人控制器与PLC的相似点464

14.5 编程使机器人和PLC共同工作464

14.6 机器人程序466

14.7 PLC程序468

15.3 PLC外围硬件的故障检修472

15.2 系统方法472

15.1 学习目标472

第15章 故障检修472

15.4 PLC硬件、配置及编程的故障检修474

15.5 ALLEN-BRADLEY PLC-5的故障检修475

15.5.1 PLC-5的硬件故障检修475

15.5.2 PLC-5启动出错检测的配置475

15.5.3 PLC-5硬件状态475

15.5.4 PLC-5通信通道状态477

15.5.5 PLC-5的CPU状态477

15.5.6 Allen-Bradley的主要出错及次要出错478

15.5.7 PLC-5程序故障检修480

15.5.8 PLC-5编程器在调试中的特性482

15.6 Allen-Bradley SLC 500的故障检修482

15.6.1 SLC 500硬件故障检修482

15.6.2 配置SLC 500启动时的出错检测482

15.6.3 SLC 500硬件状态483

15.6.4 SLC 500主要及次要出错483

15.6.5 SLC 500程序故障检修483

15.7.1 S5致命及非致命错误484

15.7 SIEMENS S5的故障检修484

15.7.2 STEP 5逻辑错误调试工具489

15.7.3 普通编程错误490

15.7.4 STEP 5编程器的调试特性490

15.8 SIEMENS S7的故障检修490

15.8.1 STEP 7的编程器问题491

15.8.2 S7硬件故障检修491

15.8.3 S7的故障检修配置491

15.8.4 S7状态信息492

15.8.6 使用编程器观察的S7诊断信息496

15.8.5 出错响应组织块496

15.8.7 STEP 7逻辑错误调试工具497

15.9 OMRON CQM1的故障检修498

15.9.1 CQM1故障检修配置498

15.9.2 CQM1致命和非致命错误499

15.9.3 CQM1逻辑错误调试工具501

15.10 总结504

习题505

16.2 明天的PLC506

16.1 学习目标506

第16章 未来：PLC前途是否黯淡506

16.3 现场总线和传感器——执行器网络507

16.4 SCADA系统509

16.5 软件逻辑510

16.6 过程仿真511

16.7 反射性存储器511

16.8 OMAC运动与过程控制512

习题512

附录A Allen-Bradley PLC-5状态文件结构体513

附录B Allen-Bradley SLC 500状态文件结构体516

附录C OMRON CQM1 SR和AR存储区域518

附录D Allen-Bradley比较指令算子526

附录E Allen-Bradley计算指令算子和优先权527

附录F Siemens S7被数学和逻辑操作影响的状态位529

附录G Siemens S7系统函数（FC）、系统功能块（SFB）和IEC函数（FC）531

附录H Allen-Bradley PLC-5主要和次要出错位及代码536

附录I ALLEN-BRADLEY SLC 500主要出错代码541

附录J ALLEN-BRADLEY PLC-5 PID控制块548