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　　编辑推荐

　　适读人群 ：本书可供电气控制工程技术人员使用，也可作为大中专院校机电类、信息类专业的参考书和工具书。

　　详细介绍PLC与伺服系统的基本原理知识与应用方法。

　　注重结合中国工控市场现状，选取大量工程实例，讲述利用PLC控制伺服系统的原理与操作方法。在实例中详细讲述了SINAMICS V90和三菱MR-J4伺服驱动系统的结构与系统原理、接线与参数设置;以及利用PLC实现对SINAMICS V90和三菱MR-J4/MR-JE伺服驱动系统速度、位置和转矩控制，伺服系统的应用与调试等。

　　内容简介

　　本书从实用的角度出发，以案例引导学习的方式，结合视频讲解，全面系统地介绍了西门子S7-200 SMART PLC编程技术、西门子SINAMICS V90、三菱MR-J4/MR-JE伺服驱动系统及其系统集成。

　　全书分为三部分，第一部分介绍西门子S7-200 SMART PLC的编程技术;第二部分讲解西门子SINAMICS V90和三菱MR-J4/MR-JE伺服驱动系统基础，主要介绍三款伺服驱动系统的接线与参数设置;第三部分介绍西门子SINAMICS V90、三菱MR-J4/MR-JE伺服驱动系统工程应用，包括伺服驱动系统的速度控制及应用、伺服驱动系统的位置控制及应用、伺服驱动系统的转矩控制及参数读写和伺服驱动系统调试。本书采用双色图解，内容全面丰富，重点突出，且注重实用性，配有大量的典型实用案例，每个实例都有详细的软件、硬件配置清单，并配有接线图和程序。对重点和复杂内容还配有微课视频资料，方便读者学习。

　　本书可供电气控制工程技术人员使用，也可作为大中专院校机电类、信息类专业的参考书和工具书。

　　目录

　　第1篇 西门子S7-200 SMART PLC编程

　　第1章 西门子S7-200 SMART PLC的硬件 002

　　1.1 认识PLC 002

　　1.1.1 PLC是什么 002

　　1.1.2 PLC的应用范围 003

　　1.2 S7-200 SMART PLC概述 003

　　1.2.1 西门子S7系列模块简介 003

　　1.2.2 S7-200 SMART PLC的产品特点 005

　　1.3 S7-200 SMART CPU模块及其接线 006

　　1.3.1 S7-200 SMART CPU模块的介绍 006

　　0101-CPU模块的接线 008

　　1.3.2 S7-200 SMART CPU模块的接线 008

　　1.4 S7-200 SMART PLC扩展模块及其接线 010

　　0102-数字量模块的接线 011

　　1.4.1 数字量输入和输出扩展模块 011

　　0103-模拟量模块的接线 012

　　1.4.2 模拟量输入和输出扩展模块 012

　　1.4.3 其他扩展模块 014

　　0104-S7-200 SMART扩展模块的地址分配 016

　　1.5 最大输入和输出点配置 016

　　1.5.1 模块的地址分配 016

　　1.5.2 最大输入和输出点配置 017

　　第2章 西门子S7-200 SMART PLC编程软件使用入门 019

　　2.1 STEP7-Micro/WIN SMART编程软件简介与下载 019

　　2.1.1 STEP7-Micro/WIN SMART编程软件简介 019

　　0201-安装STEP7-Micro/WIN SMART软件 020

　　2.1.2 STEP7-Micro/WIN SMART编程软件的下载 020

　　2.2 STEP7-Micro/WIN SMART编程软件的使用 020

　　2.2.1 STEP7-Micro/WIN SMART编程软件的打开 020

　　2.2.2 STEP7-Micro/WIN SMART编程软件的界面介绍 021

　　2.2.3 创建新工程 027

　　2.2.4 保存工程 028

　　2.2.5 打开工程 028

　　0202-系统块的使用 030

　　2.2.6 系统块 030

　　0203-程序调试 038

　　2.2.7 程序调试 038

　　2.2.8 交叉引用 040

　　2.2.9 工具 041

　　0204-软件中使用快捷键 042

　　2.2.10 帮助菜单 042

　　2.2.11 使用快捷键 042

　　0205-用STEP7-Micro/WIN SMART软件建立一个完整的项目 043

　　2.3 用STEP7-Micro/WIN SMART软件建立一个完整的项目 043

　　0206-仿真软件S7-200 SIM 2.0的使用 051

　　2.4 仿真软件的使用 051

　　2.4.1 仿真软件简介 051

　　2.4.2 仿真软件S7-200 SIM 2.0的使用 051

　　第3章 西门子S7-200 SMART PLC的编程语言 053

　　3.1 S7-200 SMART PLC的编程基础知识 053

　　3.1.1 数据的存储类型 053

　　3.1.2 元件的功能与地址分配 055

　　0301-PLC的三个运行阶段 056

　　3.1.3 STEP7中的编程语言 061

　　3.2 位逻辑指令 061

　　3.2.1 基本位操作指令 061

　　3.2.2 置位/复位指令 063

　　0302-边沿触发指令的应用 064

　　3.2.3 置位优先和复位优先双稳态触发器指令(SR/RS) 064

　　3.2.4 边沿触发指令 064

　　0303-电动机的单键启停 065

　　3.2.5 取反指令(NOT) 066

　　3.3 定时器与计数器指令 066

　　3.3.1 定时器指令 066

　　0304-定时器及其应用——气炮 068

　　0305-鼓风机的控制程序讲解 070

　　3.3.2 计数器指令 072

　　3.3.3 基本指令的应用实例 076

　　0306-综合应用之三级皮带的控制 082

　　3.4 功能指令 085

　　3.4.1 比较指令 085

　　3.4.2 数据处理指令 087

　　0307-MOVE指令编写星三角启动控制程序 090

　　3.4.3 移位与循环指令 091

　　3.4.4 算术运算指令 095

　　0308-将英寸转换成厘米 105

　　3.4.5 功能指令的应用 109

　　0309-用气动比例调压阀控制气压 113

　　3.5 中断与子程序及其应用 114

　　3.5.1 子程序调用指令 115

　　3.5.2 中断指令 117

　　第4章 逻辑控制编程的编写方法 121

　　4.1 顺序功能图 121

　　4.1.1 顺序功能图的画法 121

　　4.1.2 梯形图编程的原则 127

　　4.2 逻辑控制的梯形图编程方法 130

　　4.2.1 利用“启保停”编写梯形图程序 130

　　4.2.2 利用复位和置位指令编写逻辑控制程序 132

　　0401-利用MOVE指令编写逻辑控制程序 133

　　4.2.3 利用MOVE指令编写逻辑控制程序 133

　　第2篇 西门子、三菱伺服驱动系统入门

　　第5章 伺服驱动系统的结构及其系统原理 138

　　5.1 伺服系统概述 138

　　5.1.1 伺服系统的概念 138

　　5.1.2 伺服系统的应用场合 140

　　5.1.3 伺服系统的行业应用 142

　　5.1.4 主流伺服系统品牌 143

　　5.2 伺服驱动器主要元器件 143

　　5.3 伺服驱动器 148

　　5.3.1 交—直—交变换简介 148

　　5.3.2 变频变压的原理 149

　　5.3.3 正弦脉宽调制波的实现方法 151

　　5.3.4 交—直—交伺服驱动器的主电路 153

　　5.3.5 伺服驱动器的控制电路 155

　　5.4 伺服电动机 156

　　5.4.1 直流伺服电动机 156

　　5.4.2 交流伺服电动机 158

　　5.4.3 偏差计数器和位置增益 159

　　5.5 编码器 161

　　5.5.1 编码器简介 161

　　5.5.2 增量式编码器 162

　　5.5.3 绝对值编码器 162

　　5.5.4 编码器应用 163

　　第6章 西门子SINAMICS V90伺服驱动系统接线与参数设置 164

　　6.1 西门子伺服系统介绍 164

　　6.2 SINAMICS V90伺服驱动系统 165

　　6.2.1 SINAMICS V90伺服驱动器 165

　　6.2.2 SINAMICS V90伺服电动机 168

　　0601-SINAMICS V90伺服驱动系统的接口与接线 169

　　6.3 SINAMICS V90伺服驱动系统的接口与接线 169

　　6.3.1 SINAMICS V90伺服系统的强电回路接线 169

　　0602-SINAMICS V90伺服系统的参数介绍 170

　　6.3.2 SINAMICS V90伺服系统的控制回路接线 170

　　6.4 SINAMICS V90伺服系统的参数 173

　　6.4.1 SINAMICS V90伺服系统的参数概述 173

　　6.4.2 SINAMICS V90伺服系统的参数说明 174

　　6.5 SINAMICS V90伺服系统的参数设置 182

　　6.5.1 用基本操作面板(BOP)设置SINAMICS V90伺服系统的参数 182

　　0603-SINAMICS V90伺服系统的参数设置 185

　　6.5.2 用V-ASSISTANT软件设置SINAMICS V90伺服系统的参数 185

　　第7章 三菱MR-J4伺服驱动系统接线及参数设置 189

　　0701-MR-J4伺服系统主回路的接线 189

　　7.1 三菱MR-J4伺服系统的主回路接线 189

　　7.1.1 MR-J4伺服系统的硬件功能 189

　　7.1.2 MR-J4伺服驱动器主回路的接口 189

　　7.1.3 伺服驱动器的主电路接线 189

　　7.1.4 伺服驱动器和伺服电动机的连接 192

　　7.2 三菱MR-J4伺服系统控制电路接线 193

　　7.2.1 MR-J4伺服驱动器的接口 193

　　7.2.2 数字量输入电路的接线 196

　　7.2.3 数字量输出电路的接线 200

　　7.2.4 位置控制模式脉冲输入方法 202

　　7.2.5 外部模拟量输入电路的接线 204

　　7.2.6 模拟量输出电路的接线 204

　　7.2.7 编码器输出电路的接线 205

　　7.3 驱动器常用参数 206

　　7.3.1 驱动器功能参数简介 206

　　7.3.2 基本设定参数 207

　　7.3.3 增益、滤波器调整设定参数 216

　　7.3.4 扩展设定参数 218

　　7.3.5 I/O设定参数 222

　　0702-MR-J4/MR-JE伺服驱动系统的参数设置 226

　　7.4 MR-J4/MR-JE伺服系统的参数设置 226

　　7.4.1 用操作单元设置三菱伺服系统参数 226

　　7.4.2 用MR Configurator2软件设置三菱伺服系统参数 228

　　第3篇 西门子、三菱伺服驱动系统工程应用

　　第8章 西门子SINAMICS V90和三菱MR-J4/MR-JE伺服驱动系统的速度控制及应用 230

　　8.1 运动控制基础知识 230

　　8.1.1 伺服系统的控制模式 230

　　8.1.2 三环控制 230

　　0801-基于数字量输入端子实现MR-J4/MR-JE速度控制 232

　　8.2 基于数字量输入端子实现MR-J4/MR-JE速度控制 232

　　8.3 基于模拟量输入端子实现MR-J4/MR-JE速度控制 235

　　8.4 S7-200 SMART PLC通过现场总线与SINAMICS V90通信实现速度控制 238

　　8.4.1 PROFIdrive通信介绍 238

　　8.4.2 SINAMICS通信报文类型 238

　　8.4.3 SINAMICS通信报文解析 239

　　0802-S7-200 SMART PLC通过I/O地址控制SINAMICS V90实现速度控制 241

　　8.4.4 S7-200 SMART PLC通过IO地址控制SINAMICS V90 实现速度控制 241

　　0803-S7-200 SMART通过指令SINA_SPEED控制SINAMICS V90实现速度控制 248

　　8.4.5 S7-200 SMART通过指令SINA_SPEED控制SINAMICS V90实现速度控制 248

　　第9章 西门子SINAMICS V90和三菱MR-J4/MR-JE伺服驱动系统的位置控制及应用 250

　　9.1 S7-200 SMART PLC的原点回归及指令应用 250

　　9.1.1 脉冲当量和电子齿轮比 251

　　9.1.2 运动控制中的指令向导法硬件配置 252

　　9.1.3 原点回归指令AXISx_LDPOS和AXISx_RSEEK的应用 263

　　9.2 S7-200 SMART PLC位置控制轴移动相关指令及应用 268

　　9.2.1 点动轴指令AXISx_MAN的应用 268

　　9.2.2 运动轴转到所需位置指令AXISx_GOTO的应用 269

　　0901-S7-200 SMART PLC对MR-J4/MR-JE伺服系统的外部脉冲位置控制 271

　　9.3 S7-200 SMART PLC对MR-J4/MR-JE伺服系统的外部脉冲位置控制应用 271

　　9.4 通信在SINAMICS V90位置控制中的应用 274

　　9.4.1 S7-200 SMART PLC通信控制SINAMICS V90 PN实现回参考点 274

　　9.4.2 S7-200 SMART PLC通信控制SINAMICS V90 PN实现定位 283

　　第10章 伺服驱动系统的转矩控制及参数读写 286

　　1001-MR-J4/MR-JE伺服系统转矩控制 286

　　10.1 MR-J4/MR-JE伺服系统转矩控制 286

　　10.1.1 MR-J4/MR-JE伺服系统的转矩控制方式的接线 286

　　10.1.2 MR-J4/MR-JE伺服系统的转矩控制应用举例 288

　　10.2 MR-J4/MR-JE伺服系统转矩限制 289

　　10.3 S7-200 SMART PLC读写SINAMICS V90轴参数及应用 291

　　10.3.1 直接用通信报文读写参数 291

　　10.3.2 用指令块读写参数 294

　　10.3.3 用库指令SINA_PARA_S读写参数 295

　　第11章 西门子SINAMICS V90和三菱MR-J4/MR-JE伺服驱动系统调试 300

　　11.1 SINAMICS V90伺服系统的调试 300

　　11.1.1 用BOP调试SINAMICS V90伺服系统 300

　　11.1.2 用V-ASSISTANT软件调试SINAMICS V90伺服系统 301

　　1101-SINAMICS V90伺服系统的一键优化 305

　　11.1.3 SINAMICS V90伺服系统的一键优化 305

　　11.1.4 SINAMICS V90伺服系统的实时自动优化 306

　　11.2 MR-J4/MR-JE伺服系统的调试 307

　　11.2.1 MR-J4/MR-JE伺服系统的测试运行 307

　　1102-MR-J4/MR-JE伺服系统的一键式调整 310

　　11.2.2 MR-J4/MR-JE伺服系统的一键式调整 310

　　参考文献 312

　　前言/序言

　　随着计算机技术的发展，以可编程控制器(PLC)、变频器、伺服驱动系统和计算机通信及组态软件等技术为主体的新型电气控制系统已经逐渐取代传统的继电器控制系统，并广泛应用于各个行业。其中，西门子、三菱PLC、变频器、触摸屏及伺服驱动系统具有卓越的性能，且有很高的性价比，因此在工控市场占有非常大的份额，应用十分广泛。

　　笔者与化学工业出版社合作已有十个年头，期间出版了一系列自动化专业的图书，深受广大读者的喜爱。最近几年，许多读者来电或者来函，希望能够编写风格统一的系列丛书。笔者也有意愿把十余年的企业工作经验和十余年的教学经验融入系列丛书，分享给广大读者，以回馈读者的厚爱。因此，我们决定编写丛书“老向讲工控”，包含以下图书：

　　(1)三菱FX5U PLC编程从入门到精通

　　(2)三菱FX系列PLC完全精通教程(第2版)

　　(3)西门子SINAMICS V90 伺服驱动系统从入门到精通

　　(4)西门子S7-1500 PLC编程从入门到精通

　　(5)PLC编程手册

　　(6)西门子S7-1200/1500PLC编程从入门到精通

　　(7)三菱iQ-R PLC编程从入门到精通

　　(8)三菱MR-J4/JE 伺服系统从入门到精通

　　丛书具有以下特点：

　　(1)内容全面，知识系统。既适合初学者全面掌握工控技术，也适合有一定基础的读者结合实例深入学习工控技术。

　　(2)实例引导学习。大部分知识点采用实例讲解，便于读者举一反三，快速掌握编程技巧及应用。

　　(3)案例丰富，实用性强。精选大量工程实用案例，便于读者模仿应用，重点实例都包含软硬件配置清单、原理图和程序，且程序已经在PLC上运行通过。

　　(4)对于重点及复杂内容，配有大量微课视频。读者扫描书中二维码即可观看，配合文字讲解，学习效果更好。

　　本书为《PLC编程与伺服控制从入门到工程实战》。

　　PLC对伺服驱动系统的控制是PLC控制中公认的难点，对于那些工控刚入门的读者来说就更是如此，考虑到伺服驱动系统在工控中的应用情况，本书选用了西门子SINAMICS V90(PN通信版本)和三菱MR-J4/MR-JE(脉冲版本)伺服驱动系统进行介绍。

　　为了使读者能更好地掌握PLC对伺服驱动系统的控制技术，我们在总结长期的教学经验和工程实践的基础上，联合相关企业人员，共同编写了本书。

　　本书在编写时，力求简单和详细，用较多的小例子引领读者入门，让读者读完入门部分后，能完成简单的工程。应用部分精选工程的实际案例，供读者模仿学习，提高读者的学习兴趣和解决实际问题的能力。

　　全书共分十一章。第1~3章由西安中诺工业自动化科技有限公司的郭浩编写;第4~9章由无锡职业技术学院的向晓汉编写;第10章由无锡博疆机电有限公司的曹英强编写;第11章由无锡博疆机电有限公司的刘摇摇编写。本书由向晓汉任主编，郭浩任副主编。陆金荣高级工程师任主审。

　　由于编者水平有限，不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。

　　编者