PLC应用技术（第4版）（微课版）（西门子S7-200 SMART）（附实训工单）-图书-人邮教育社区

特别说明

本书为“十四五”职业教育国家规划教材。

内容摘要

本书按照项目导向、任务驱动的模式编写，突出PLC 的实际应用，重点介绍德国西门子公司生产的S7-200 SMART 系列PLC 的工作原理、硬件资源和应用技术，书中所有的应用案例及指令用法对S7-200 系列PLC 也适用。全书共8 个项目，主要内容包括认识PLC、PLC 编程元件和基本逻辑指令应用、PLC 步进顺控指令应用、PLC 功能指令应用、PLC 特殊功能模块应用、PLC 与触摸屏、PLC 与变频器、PLC 的工程应用实例等。本书在附录中提供了常用特殊继电器的含义、S7-200 SMART系列PLC 指令系统以及STEP 7-Micro/WIN SMART 编程软件的使用方法等内容，供读者查阅。
本书既可作为高职高专院校机电、电气、电子类专业的教材，也可作为相关工程技术人员的参考书。

前言

PLC 是一种以微处理器为基础的通用工业控制装置，它继承了继电器-接触器控制系统的良好性能，将计算机技术、自动控制技术和通信技术融为一体，代表了电气工程技术的先进水平，广泛应用于机电一体化、工业自动化控制等各个领域。目前在高职高专院校的机电、电气类专业，PLC 应用技术已被列为重要的专业课程。
本书作为修订版教材，以西门子S7-200 SMART 系列PLC 为教学机型，在保留旧版教材特色的基础上，融入了课程思政元素；根据技术更新发展以及为了满足学生调试程序的需求，修改或增加了相应内容介绍。本书具有如下特点。
（1）专业知识和课程思政元素有机统一
本书秉承立德树人的教学理念，将专业知识和课程思政元素有机统一。结合课程内容和企业实践、功勋名人的榜样实例和我国科技迅猛发展实例，挖掘其中的思政教育要素，潜移默化地融入工匠精神、职业精神、社会责任和爱国情怀，激发学生的责任担当意识和爱国爱家的品德情怀，弘扬精益求精的工匠精神和严谨科学的职业精神，引导学生树立正确的人生观和价值观，培养德才兼备、全面发展的合格人才。
（2）学校教师和企业工程师共同开发编写
本书由具有丰富教学与实践经验的教师和企业一线的项目工程师联合开发编写，选取企业生产中的典型工作任务，体现“行动导向”等职业教育理念，具有鲜明的行业特点和职教特点，并能根据科技发展不断更新相关内容。
（3）任务驱动，产教融合，符合1+X 精神的课证融通模式
本书按照任务驱动模式编写，以工作过程为导向，便于实现在工作中学习、在学习中工作的目标。本书内容和中高级电工证、机电设备安装调试工程师、可编程控制系统设计师等职业资格考试内容相衔接，充分体现职教特色，符合1+X 精神的课证融通模式。
（4）便于拓展学习，引导学生迁移
大部分任务实施环节后都安排知识拓展和任务拓展环节。任务拓展采用活页式编写，旨在让学生将所学知识和技能活学活用，或在任务拓展的学习中强化应用能力，养成良好的自主学习习惯，为日后的职业迁移打下良好的基础。
本书的最后引入传统设备的PLC 应用改造和自动生产线上对气动机械手的控制两个任务，让学生了解PLC 控制系统在大型任务以及复杂工作方式中的应用，以拓宽视野、激发爱国情怀和责任使命感。
（5）配套课程资源丰富
本书配套开发了丰富的教学资源库，包括PPT 课件、电子教案、习题答案等，并能做到实时更新。任课教师可到人邮教育社区（www.ryjiaoyu.com）免费下载。
本书针对重要的知识点开发了动画/视频资源，并以二维码的形式嵌入书中相应位置，学生可通过手机等移动终端扫描书中二维码观看学习。课程思政内容也以二维码的形式嵌入书中相应位置，学生可通过手机等移动终端扫描书中二维码观看领会。
本书由湖北三峡职业技术学院黄中玉、王君君、于宁波任主编，王伟奇任副主编，参与编写的人员还有朱晓培和宜昌天美国际化妆品有限公司设备主管祁华力。黄中玉负责拟定全书的编写大纲，项目一、项目二、项目三、项目四、项目八由黄中玉、王君君编写，项目五、项目六由于宁波、王伟奇编写，项目七由朱晓培、祁华力编写，附录由王君君编写，全书由黄中玉统稿。
本书在编写过程中得到了祁华力和其他生产技术人员的大力支持，他们提供了丰富的企业典型生产案例和新技术资料，在此表示诚挚的谢意！
由于编者水平有限，书中难免存在疏漏和不妥之处，敬请广大读者批评指正。

项目一认识PLC ...................................................... 1
【项目导读】 ....................................................... 1
【学习目标】 ....................................................... 1
【素质目标】 ....................................................... 1
【思维导图】 ....................................................... 1
一、继电器-接触器控制系统 ........................... 2
二、PLC 的产生及定义 .................................... 4
三、PLC 的特点及分类 .................................... 6
四、PLC 的应用及发展趋势 ............................ 8
五、PLC 的基本组成....................................... 10
六、PLC 的编程语言....................................... 15
七、PLC 的内部等效电路及工作过程 .......... 16
八、S7-200 SMART 系列PLC 简介 .............. 19
习题 ............................................................................. 25

项目二 PLC 编程元件和基本逻辑指令应用 ................ 26
【项目导读】 ..................................................... 26
【学习目标】 ..................................................... 26
【素质目标】 ..................................................... 26
【思维导图】 ..................................................... 26
任务一三相异步电动机的全压启停控制 ............. 27
一、任务分析 ................................................... 27
二、相关知识——输入/输出继电器、PLC基本逻辑指令（一） ........ 27
三、任务实施 ................................................... 30
四、知识拓展——常闭触点的输入信号处理、置位/复位指令 .......... 31
五、任务拓展——三相异步电动机的两地启停控制 ..... 33
任务二三相异步电动机的正、反转运行控制 ..... 33
一、任务分析 ................................................... 33
二、相关知识——PLC 基本逻辑指令
（二） ....................................................... 35
三、任务实施 ................................................... 37
四、知识拓展——S7-200 SMART 仿真软件的使用 .......... 38
五、任务拓展——机床工作台的自动往返运动控制 .......... 40
任务三三相异步电动机的延时启动控制 ............ 41
一、任务分析 .................................................. 41
二、相关知识——定时器、辅助继电器 ...... 41
三、任务实施 .................................................. 46
四、知识拓展——定时器延时扩展电路、振荡电路、自复位电路 ............ 48
五、任务拓展——两台电动机的顺序启停控制 ........ 51
任务四进库物品的统计监控 ................................ 52
一、任务分析 .................................................. 52
二、相关知识——计数器、特殊继电器 ...... 52
三、任务实施 .................................................. 54
四、知识拓展——加减双向计数器、计数器自复位电路 ........ 57
五、任务拓展—间歇润滑装置的自动控制 ....... 60
任务五洗手间的冲水清洗控制 ............................ 61
一、任务分析 .................................................. 61
二、相关知识——跳变触点指令 .................. 61
三、任务实施 .................................................. 63
任务六七段数码管显示设计 ................................ 64
一、任务分析 .................................................. 64
二、相关知识——梯形图程序设计规则与梯形图程序优化、经验设计法 ....... 65
三、任务实施 .................................................. 66
四、知识拓展—PLC 控制系统设计 .............. 69
五、任务拓展——酒店自动门的开关控制 ............ 70
综合实训竞赛抢答器控制系统设计 .................... 70
习题 ............................................................................. 70
【实战演练】3 人抢答控制设计 ............................... 75

项目三 PLC 步进顺控指令应用 ..................... 76
【项目导读】 .................................................... 76
【学习目标】 .................................................... 76
【素质目标】 .................................................... 76
【思维导图】 .................................................... 76
任务一自动送料小车的运行控制 ........................ 77
一、任务分析 .................................................. 77
二、相关知识——PLC 状态元件及单流程结构的步进顺控设计法 ..77
三、任务实施 .................................................. 82
四、知识拓展——步进顺控程序的其他编制方式 ..... 85
五、任务拓展—多个传送带的自动控制 ...... 86
任务二按钮式人行横道交通信号灯控制 ............ 86
一、任务分析 .................................................. 86
二、相关知识——并行分支结构的步进顺控设计法 ........ 86
三、任务实施 .................................................. 88
任务三物料分拣机构的自动控制 ........................ 91
一、任务分析 .................................................. 91
二、相关知识—选择分支结构的步进顺控设计法..... 91
三、任务实施 .................................................. 93
四、任务拓展—剪板机的自动控制 .............. 96
综合实训十字路口交通信号灯的控制 ................ 96
习题 ............................................................................. 96
【实战演练】设计一个用PLC 控制的液体搅拌装置控制系统 ...... 98

项目四 PLC 功能指令应用 ............................... 99
【项目导读】 .................................................... 99
【学习目标】 .................................................... 99
【素质目标】 .................................................... 99
【思维导图】 .................................................... 99
任务一设备维护提醒装置的设计 ...................... 100
一、任务分析 ................................................ 100
二、相关知识——数据类型、变量存储器、累加器、功能指令的表达形式、传送指令、比较指令 ................................................ 101
三、任务实施 ................................................ 107
四、知识拓展——数据块传送指令、交换
指令、存储器字填充指令 .................... 108
任务二电子四则运算器的设计 .......................... 109
一、任务分析 ................................................ 109
二、相关知识——四则运算指令、数据转换指令 ....110
【乘除法指令拓展应用】 .............................. 112
三、任务实施 ................................................. 114
四、知识拓展——加1 指令和减1 指令、逻辑运算指令、实数函数运算指令 .... 116
任务三霓虹灯闪烁控制 ....................................... 119
一、任务分析 ................................................. 119
二、相关知识——移位指令、循环移位指令、移位寄存器位指令 .... 119
三、任务实施 ................................................. 122
四、知识拓展——译码指令、编码指令 .... 125
五、任务拓展——广告字牌的灯光闪烁控制 ........ 127
任务四变地址数据显示控制 .............................. 127
一、任务分析 ................................................. 127
二、相关知识——寻址方式、BCD 码转换指令、七段译码指令 . 127
三、任务实施 ................................................. 130
四、任务拓展——送料小车多地点随机卸料的PLC 控制 ......... 132
任务五寻找数组最大值及求和运算 .................. 132
一、任务分析 ................................................. 132
二、相关知识——跳转指令与标号指令、循环指令、子程序指令与局部变量 .... 132
三、任务实施 ................................................. 138
四、任务拓展——酒店自动门的开关控制 ........... 139
综合实训自动售货机的PLC 控制 ........... 140
习题 ................................................................. 140
【实战演练】智慧停车场控制设计 .............. 141

项目五 PLC 功能模块应用 ............................. 142
【项目导读】 ................................................... 142
【学习目标】 ................................................... 142
【素质目标】 ................................................... 142
【思维导图】 ................................................... 142
任务一电热水炉温度控制 .................................. 143
一、任务分析 ................................................. 143
二、相关知识——A/D 转换 ........................ 143
三、任务实施 ................................................. 146
四、知识拓展——D/A 转换 ......................... 147
任务二供料单元与仓储单元的以太网通信 ....... 147
一、任务分析 ................................................. 147
二、相关知识——两台PLC 之间的通信 ... 147
三、任务实施 ................................................. 150
四、知识拓展——多台设备之间的通信 ..... 153
习题 ........................................................................... 153
【实战演练】恒流供水系统控制设计 ..................... 154

项目六 PLC 与触摸屏 ........................................ 155
【项目导读】 ................................................... 155
【学习目标】 ................................................... 155
【素质目标】 ................................................... 155
【思维导图】 ................................................... 156
任务触摸屏控制的碱液配制系统 ....................... 156
一、任务分析 ................................................. 156
二、相关知识——MCGS 触摸屏 ................ 156
三、任务实施 ................................................. 159
四、知识拓展——PLC 与MCGS 触摸屏的其他连接方式、WinCC 简介 .... 165
五、任务拓展——三相异步电动机正、反转运行的触摸屏控制 .......... 167
习题 ........................................................................... 168
【实战演练】水塔水位自动控制系统设计 ............. 168

项目七 PLC 与变频器 ........................................ 169
【项目导读】 ................................................... 169
【学习目标】 ................................................... 169
【素质目标】 ................................................... 169
【思维导图】 ................................................... 169
任务钢琴琴弦绕丝机的电气控制 ....................... 170
一、任务分析 ................................................. 170
二、相关知识——变频器 ............................. 170
三、任务实施 ................................................. 178
四、知识拓展——PLC 与变频器的通信应用 ..... 180
习题 ........................................................................... 184
【实战演练】电动机自动变频运行控制设计 ......... 184

项目八 PLC 的工程应用实例 ........................ 185
【项目导读】 .................................................. 185
【学习目标】 .................................................. 185
【素质目标】 .................................................. 185
【思维导图】 .................................................. 185
任务一 C650 卧式车床PLC 控制 ....................... 185
一、任务分析 ................................................ 185
二、相关知识——C650 卧式车床的电力驱动形式、C650 卧式车床控制电路与PLC 型号的选择 ................................................ 186
三、任务实施 ................................................ 188
任务二气动机械手的自动运行控制 .................. 190
一、任务分析 ................................................ 190
二、相关知识—具有多种工作方式的步进顺控设计法 .... 192
三、任务实施 ................................................ 192
综合实训单台供水泵的PLC 控制 ..................... 196
习题 ........................................................................... 196
【实战演练】自动线上供料装置的PLC 控制系统设计 .. 197

附录A 常用特殊继电器的含义 ............. 198
附录B S7-200 SMART 系列PLC 指令 199
附录C STEP 7-Micro/WIN SMART 编程软件的使用方法 ....... 210
一、STEP 7-Micro/WIN SMART 编程软件简介 ....... 210
二、STEP 7-Micro/WIN SMART 编程软件的安装 ....... 210
三、STEP 7-Micro/WIN SMART 编程软件的主要界面 ...... 210
四、硬件连接与通信 .................................... 212
五、编辑程序 ................................................ 214
六、监控与调试 ............................................ 217
参考文献 ............................................... 224

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出版信息

书　　名：PLC应用技术（第4版）（微课版）（西门子S7-200 SMART）（附实训工单）
执行编辑：本书的内容有任何问题，请联系刘晓东
出版日期：2025-08-02
书　　号：978-7-115-66415-0
作　　者： 黄中玉
定　　价：69.80 元
页　　数：223
印刷方式：黑白印刷
开　　本：16开
出版状态：上市销售

作者介绍

黄中玉，湖北荆州人，1982年毕业于华中科技大学机械系，中共党员，湖北三峡职业技术学院教授、教学名师。曾在相关企业从事过七年的技术工作，长期从事机电控制、数控技术方面的教学教研工作。主编教材有《PLC应用技术》、《电气控制与PLC技术》；相关论文有《基于有效职业学习原则的“PLC应用技术”课程设计》、《数控机床PLC步进顺控编程新方法解析》、《使用PLC模拟量输出模块对输入模块进行偏置增益校准的方法研究》等，指导学生参加“西门子杯中国智能制造挑战赛”获全国决赛一等奖；指导学生参加“工业机器人应用”大赛获省赛一等奖。