《PLC编程与应用》主要包括传统的继电接触器控制和PLC应用两大部分，注重示例，强调应用。其中，第1、2章介绍了传统的低压电器的基本结构和工作原理、典型控制电路的分析方法及简单设计等，其余章节介绍了PLC的概述、硬件结构、编程基础、指令系统、编程方法、扩展功能及系统设计等。
    《PLC编程与应用》可作为高等院校自动化、电气工程及其自动化、机电一体化及相关专业的教材，也可供高职高专相关专业选用，并可作为电气工程技术人员培训及自学用书。

    PLC（可编程序控制器）作为典型的控制器广泛应用于工业现场，同时传统的继电接触器技术也是必不可少的。全书包括继电接触器控制和PLC应用两大部分，PLC部分以西门子s7.200小型自动化产品为例进行介绍。
    本书共分为11章。其中，第1章系统地介绍了常用低压电器的基本结构和工作原理；第2章介绍了典型电气控制电路的分析方法和简单设计，它们是PLC和其他电气控制技术的基础；第3章概述了PLC的诞生、特点、性能指标和应用领域；第4章介绍了PLC的硬件结构及接线；第5章介绍了PLC的编程基础，包括工作原理、程序结构、寻址方式等；第6章和第7章系统地介绍了PLC的指令，包括基本指令和功能指令；第8章详细介绍了PLC的程序设计方法；第9章和第10章介绍了PLC的扩展功能和通信功能；第11章给出了PLC应用系统的设计步骤及示例。
    本书由何文雪、刘华波和吴贺荣编著，于海生教授主审。何文雪编写了第3、4、5、9、10章，刘华波编写了第1、2、8、11章，吴贺荣编写了第6、7章，另外，丁军航参与了部分章节的编写工作。全书由何文雪统稿。
    本书编写过程中得到了于海生教授和徐淑华教授的大力支持，西门子（中国）有限公司的各位同仁提供了大量资料，提出了宝贵建议，在此一并表示衷心的感谢。

前言
第1章 常用低压电器1
1.1 概述1
1.1.1 电器的分类1
1.1.2 电磁式电器的基本结构和工作原理2
1.2 熔断器3
1.2.1 熔断器的基本结构4
1.2.2 熔断器的技术参数4
1.2.3 熔体的材料与形状5
1.2.4 熔断器的选择5
1.3 开关电器6
1.3.1 刀开关6
1.3.2 组合开关6
1.3.3 断路器7
1.3.4 漏电保护断路器8
1.4 主令电器9
1.4.1 按钮9
1.4.2 万能转换开关9
1.4.3 主令控制器与凸轮控制器10
1.4.4 行程开关11
.1.4.5 接近开关11
1.5 接触器12
1.5.1 接触器的基本结构和工作原理12
1.5.2 接触器的技术参数13
1.5.3 接触器的选择13
1.6 继电器13
1.6.1 中间继电器14
1.6.2 热继电器14
1.6.3 时间继电器15
1.6.4 速度继电器16
1.6.5 电压继电器16
1.6.6 电流继电器16
1.6.7 固态继电器16
1.7 习题17

第2章 电气控制电路基础18
2.1 电气控制系统图的分类及有关标准18
2.1.1 电气控制系统图的分类18
2.1.2 电气原理图的绘制原则18
2.2 三相笼型异步电动机的基本控制20
2.2.1 全压起动控制电路20
2.2.2 正反转控制电路21
2.2.3 点动控制电路22
2.2.4 多点控制电路23
2.2.5 顺序控制电路23
2.2.6 自动循环控制电路24
2.3 三相笼型异步电动机的降压起动控制24
2.3.1 定子串电阻降压起动25
2.3.2 星-三角降压起动26
2.4 三相异步电动机的制动控制26
2.4.1 反接制动27
2.4.2 能耗制动27
2.5 三相笼型异步电动机的调速28
2.6 典型控制电路分析29
2.7 电气控制电路的简单设计30
2.7.1 电气控制系统设计的一般原则30
2.7.2 电气控制系统设计的基本任务31
2.7.3 电气控制系统设计的一般步骤31
2.7.4 电气控制电路设计举例32
2.8 习题33

第3章 可编程序控制器的概述35
3.1 PLC的基础知识35
3.1.1 PLC的诞生及发展35
3.1.2 PLC的定义36
3.2 PLC的特点及技术性能指标37
3.2.1 PLC的特点37
3.2.2 PLC的技术性能指标38
3.2.3 S7-200PLC的技术性能指标39
3.3 PLC的应用领域39
3.4 PLC的分类及与单片机、计算机的比较40
3.4.1 PLC的分类40
3.4.2 PLC与单片机、计算机的比较41
3.5 习题42

第4章 PLC的硬件43
4.1 PLC的基本结构43
4.2 S7-200PLC的简介45
4.2.1 概述45
4.2.2 S7-200PLC的扩展模块46
4.2.3 电源计算51
4.3 S7-200PLC的接线52
4.3.1 安装现场的接线52
4.3.2 隔离电路时的接地与电路参考点53
4.3.3 电源连接方式53
4.3.4 数字量输入接线54
4.3.5 数字量输出接线55
4.3.6 模拟量输入／输出接线55
4.3.7 外部电路抗干扰的其他措施57
4.4 习题58

第5章 S7-200PLC的编程基础59
5.1 PLC的基本工作原理59
5.1.1 PLC的工作模式59
5.1.2 S7-200PLC的工作原理59
5.1.3 S7-200PLC的控制过程62
5.2 PLC的编程语言与程序结构62
5.2.1 PLC的编程语言62
5.2.2 SIMATIC指令集与IEC1131-3指令集63
5.2.3 程序结构64
5.3 存储器与寻址方式65
5.3.1 S7-200PLC的存储器65
5.3.2 不同存储区的寻址67
5.3.3 数据类型71
5.3.4 数据在存储器中的寻址71
5.3.5 绝对地址与符号地址72
5.4 习题72

第6章 S7-200PLC的指令系统74
6.1 概述74
6.2 基本逻辑指令75
6.3 定时器与计数器指令84
6.3.1 定时器指令84
6.3.2 计数器指令88
6.4 数据处理指令90
6.4.1 比较指令90
6.4.2 数据传送指令92
6.4.3 移位和循环指令93
6.4.4 数据转换指令96
6.4.5 表功能指令103
6.4.6 字符串指令106
6.4.7 时钟指令109
6.5 数学运算指令110
6.6 程序控制指令115
6.7 子程序指令119
6.7.1 子程序指令与子程序的调用119
6.7.2 局部变量表120
6.7.3 子程序的编写与调用122
6.8 PID操作指令125
6.8.1 PID回路控制指令125
6.8.2 PID指令编程举例126
6.9 习题129

第7章 中断及高速处理指令130
7.1 中断程序与中断指令130
7.1.1 中断程序130
7.1.2 中断指令131
7.1.3 中断源133
7.2 高速处理指令137
7.2.1 高速计数操作指令137
7.2.2 高速脉冲输出指令144
7.3 习题157

第8章 S7-200PLC程序设计158
8.1 经验设计法158
8.1.1 常用的典型梯形图电路158
8.1.2 PLC程序设计原则160
8.2 顺序控制与顺序功能图161
8.2.1 顺序控制161
8.2.2 顺序功能图161
8.2.3 顺序控制的设计思想164
8.2.4 顺序功能图的基本结构165
8.2.5 绘制顺序功能图的基本规则165
8.2.6 绘制顺序功能图的注意事项166
8.3 顺序控制设计法166
8.3.1 使用起保停电路166
8.3.2 使用置位复位指令170
8.3.3 使用SCR指令172
8.4 使用向导178
8.4.1 使用PID指令向导及编写程序178
8.4.2 PID参数自整定与PID调节控制面板184
8.5 习题193

第9章 S7-200PLC的扩展功能194
9.1 使用配方功能194
9.2 使用数据记录197
9.3 定位控制200
9.3.1 使用向导配置EM253定位模块200
9.3.2 相关子程序202
9.3.3 应用举例207
9.3.4 使用EM253控制面板207
9.4 称重功能214
9.4.1 SIWAREXMS称重模块的参数214
9.4.2 SIWAREXMS称重模块的命令218
9.4.3 SIWATOOLMS的使用222
9.4.4 编程示例225
9.5 习题230

第10章 S7-200PLC的通信功能231
10.1 PPI通信231
10.1.1 概述231
10.1.2 使用网络读写指令实现PPI通信233
10.1.3 使用向导实现PPI通信236
10.2 自由口通信237
10.2.1 自由口模式下的发送和接收指令238
10.2.2 自由口通信举例239
10.3 Modbus通信244
10.3.1 Modbus报文格式244
10.3.2 Modbus通信协议指令247
10.3.3 编程实例252
10.4 MODEM通信253
10.4.1 配置主叫调制解调器模块和被叫调制解调器模块254
10.4.2 编程255
10.4.3 远程诊断257
10.5 USS通信258
10.5.1 变频器概述258
10.5.2 USS通信报文格式259
10.5.3 USS指令260
10.5.4 MM440变频器的参数设置264
10.6 S7-200PLC与S7-300PLC的MPI通信266
10.7 Profibus-DP通信268
10.8 工业以太网通信270
10.8.1 工业以太网概述270
10.8.2 S7-200PLC之间的以太网通信273
10.8.3 S7-200PLC和S7-300PLC的以太网连接277
10.8.4 PCAccess通过以太网访问S7-200PLC278
10.9 习题281

第11章 PLC应用系统设计282
11.1 PLC应用系统设计的内容282
11.1.1 PLC应用系统设计的流程282
11.1.2 PLC应用系统设计的原则283
11.2 PLC应用系统的硬件设计283
11.2.1 PLC的选型283
11.2.2 I/O模块选择及I/O地址分配285
11.2.3 安全回路设计287
11.2.4 可靠性设计287
11.3 PLC应用系统设计实例289
11.3.1 系统的工艺流程和控制要求289
11.3.2 系统的硬件设计290
11.3.3 系统的软件设计291
11.4 习题292
参考文献293

    5）时间一电流特性：熔断器的时间一电流特性也称保护特性或安秒特性，是熔断器的基本特性，表示熔断器的熔断时间与流过熔体电流的关系，为反时限特性，即流过熔体的电流越大，熔化（或熔断）时间越短。
    6）I2t特性：当分断电流甚大时，以弧前时间一电流特性表征熔断器的性能已经不够，当熔断器弧前时间小于0.1s时，熔断器的保护特性用I2t特性表示。
    1.2.3熔体的材料与形状
    熔断器的熔体材料有低熔点和高熔点金属两类。低熔点材料有锡、锌、铅及其合金，高熔点材料有铜、银，近年来也采用铝来代替银。
    熔体的形状大体有两种：丝状和片状。丝状熔体多用于小电流场合；片状熔体是用薄金属片冲制而成，有的是宽窄不等的变截面，也有的是在带形薄片上冲出一些孔，不同形状可以改变熔断器的时间一电流特性。对变截面熔体而言，其狭窄部分的段数取决于额定电流和额定电压，当熔断器额定电压高时，要求狭窄部分的段数就多。
    在绝缘管中装入填充材料（简称填料），是加速灭弧、提高熔断器分断能力的有效措施。目前，常用的填料有石英砂和三氧化二铝砂。
    熔管是熔断器主要部件之一，作用是包容熔体和填料并散热和隔弧，因而要求熔管机械强度高，耐热性及耐弧性好。熔管的外形以方管形和圆管形为主，但熔管的内型腔均为圆形或近似圆形，以使在相同的几何尺寸下有最大的容积，同时，圆形的内腔还能均匀承受电弧能量造成的压力，有利于提高熔断器的分断能力。
    1.2.4熔断器的选择
    熔断器的选择主要考虑以下几方面因素：
    1）熔断器类型应根据电路要求、使用场合、安装条件和各类熔断器的适用范围来确定。例如，作电网配电用，应选择一般工业用熔断器；作硅元件保护用，应选择保护半导体器件熔断器；供家庭使用，宜选用螺旋式或半封闭插入式熔断器。
    2）熔断器额定电压应大于或等于电路的工作电压。