《电气控制与PLC应用技术》

前言

第1章 常用低压电器

1.1 低压电器的定义、分类

1.2 电磁式电器的组成与工作原理

1.2.1 电磁机构

1.2.2 触点系统

1.2.3 灭弧系统

1.3 接触器

1.3.1 接触器的组成及工作原理

1.3.2 接触器的分类

1.3.3 接触器的主要技术参数

1.3.4 接触器的选择与使用

1.3.5 接触器的图形符号与文字符号

1.4 继电器

1.4.1 继电器的分类和特性

1.4.2 电磁式继电器

1.4.3 时间继电器

1.4.4 热继电器

1.4.5 速度继电器

1.4.6 固态继电器

1.5 主令电器

1.5.1 控制按钮

1.5.2 行程开关

1.5.3 接近开关

1.5.4 万能转换开关

1.6 信号电器

1.7 开关电器

1.7.1 刀开关

1.7.2 低压断路器

1.8 熔断器

1.8.1 熔断器的结构和工作原理

1.8.2 熔断器的类型

1.8.3 熔断器的主要技术参数

1.8.4 熔断器的选择与使用

1.9 电磁执行器件

1.9.1 电磁铁

1.9.2 电磁阀

1.9.3 电磁制动器

习题与思考题

第2章 基本电气控制电路

2.1 电气控制电路的绘制原则及标准

2.1.1 电气图中的图形符号及文字符号

2.1.2 电气原理图的绘制原则

2.1.3 电气安装接线图

2.1.4 电气元件布置图

2.2 交流电动机的基本控制电路

2.2.1 三相笼型异步电动机直接起动控制电路

2.2.2 三相笼型异步电动机减压起动控制电路

2.2.3 三相绕线转子异步电动机起动控制电路

2.2.4 三相笼型异步电动机制动控制电路

2.2.5 三相笼型异步电动机调速控制电路

2.2.6 组成电气控制电路的基本规律

2.2.7 电气控制电路中的保护环节

2.3 典型生产机械电气控制电路的分析

2.3.1 电气控制电路分析的基础

2.3.2 电气原理图阅读分析的方法与步骤

2.3.3 C650型卧式车床电气控制电路的分析

2.4 电气控制电路的一般设计法

2.4.1 一般设计法的主要原则

2.4.2 一般设计法中应注意的问题

2.4.3 一般设计法控制电路举例

习题与思考题

第3章 可编程序控制器概述

3.1 PLC的产生及定义

3.1.1 PLC的产生

3.1.2 PLC的定义

3.2 PLC的发展与应用

3.2.1 PLC的发展历程

3.2.2 PLC的发展趋势

3.2.3 PLC的应用领域

3.3 PLC的特点

3.4 PLC的分类

3.4.1 按结构形式分类

3.4.2 按功能分类

3.4.3 按I/O点数分类

3.5 PLC的硬件结构和各部分的作用

3.6 PLC的工作原理

3.6.1 PLC控制系统的组成

3.6.2 PLC循环扫描的工作过程

3.6.3 PLC用户程序的工作过程

3.6.4 PLC工作过程举例说明

3.6.5 输入、输出延迟响应

3.6.6 PLC对输入、输出的处理规则

习题与思考题

第4章 S7-200 PLC的系统配置与接口模块

4.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成

4.2 S7-200 PLC的输入/输出接口模块

4.2.1 数字量模块

4.2.2 模拟量模块

4.2.3 S7-200 PLC的智能模块

4.3 S7-200 PLC的系统配置

4.3.1 主机加扩展模块的最大I/O配置

4.3.2 I/O点数的扩展与编址

4.3.3 内部电源的负载能力

4.3.4 PLC外部接线与电源要求

习题与思考题

第5章 S7-200 PLC的基本指令及程序设计

5.1 S7-200 PLC的编程语言

5.2 S7-200 PLC的数据类型与存储区域

5.2.1 位、字节、字、双字和常数

5.2.2 数据类型及范围

5.2.3 数据的存储区

5.3 S7-200 PLC的编程元件

5.3.1 编程元件

5.3.2 编程元件及操作数的寻址范围

5.4 寻址方式

5.5 程序结构和编程规约

5.5.1 程序结构

5.5.2 编程的一般规约

5.6 S7-200 PLC的基本指令

5.6.1 位逻辑指令

5.6.2 立即I/O指令

5.6.3 逻辑堆栈指令

5.6.4 取反指令和空操作指令

5.6.5 正/负跳变触点指令

5.6.6 定时器指令

5.6.7 计数器指令

5.6.8 比较指令

5.6.9 移位寄存器指令

5.6.10 顺序控制继电器指令

5.7 典型控制环节的PLC程序设计

5.7.1 单向运转电动机起动、停止控制程序

5.7.2 单按钮起动、停止控制程序

5.7.3 具有点动调整功能的电动机起动、停止控制程序

5.7.4 电动机的正、反转控制程序

5.7.5 大功率电动机的星三角减压起动控制程序

5.7.6 闪烁控制程序

5.7.7 瞬时接通/延时断开程序

5.7.8 定时器、计数器的扩展

5.7.9 高精度时钟程序

5.7.10 多台电动机顺序起动、停止控制程序

5.7.11 故障报警程序

5.8 梯形图编写规则

习题与思考题

第6章S7-200 PLC的功能指令及使用

6.1 S7-200 PLC的基本功能指令

6.1.1 数据传送指令

6.1.2 数学运算指令

6.1.3 数据处理指令

6.2 程序控制指令

6.2.1 有条件结束指令

6.2.2 暂停指令

6.2.3 监视定时器复位指令

6.2.4 跳转与标号指令

6.2.5 循环指令

6.2.6 诊断LED指令

6.3 局部变量表与子程序

6.3.1 局部变量表

6.3.2 子程序

6.4 中断程序与中断指令

6.4.1 中断程序

6.4.2 中断指令

6.5 PID算法与PID回路指令

6.5.1 PID算法

6.5.2 PID回路指令

6.6 高速处理类指令

6.6.1 高速计数器指令

6.6.2 高速脉冲输出指令

习题与思考题

第7章 PLC控制系统设计与应用实例

7.1 PLC控制系统设计的内容和步骤

7.1.1 PLC控制系统设计的内容

7.1.2 PLC控制系统设计的步骤

7.2 PLC控制系统的硬件配置

7.2.1 PLC机型的选择

7.2.2 开关量I/O模块的选择

7.2.3 模拟量I/O模块的选择

7.2.4 智能模块的选择

7.3 PLC控制系统梯形图程序的设计

7.3.1 经验设计法

7.3.2 顺序控制设计法与顺序功能图

7.4 顺序控制梯形图的设计方法

7.4.1 置位、复位指令编程

7.4.2 顺序控制继电器指令编程

7.4.3 具有多种工作方式的顺序控制梯形图设计方法

7.5 PLC在工业控制系统中的典型应用实例

7.5.1 节日彩灯的PLC控制

7.5.2 恒温控制

7.5.3 基于增量式旋转编码器和PLC高速计数器的转速测量

习题与思考题

第8章 PLC的通信及网络

8.1 SIEMENS工业自动化控制网络

8.1.1 SIEMENS PLC网络的层次结构

8.1.2 网络通信设备

8.1.3 通信协议

8.2 S7-200串行通信网络及应用

8.2.1 S7系列PLC产品组建的几种典型网络

8.2.2 在编程软件中设置通信参数

8.3 通信指令及应用

8.3.1 网络读、写指令及应用

8.3.2 自由口通信指令及应用

习题与思考题

第9章 STEP7-Micro/WIN编程软件功能与使用

9.1 软件安装及硬件连接

9.1.1 软件安装

9.1.2 硬件连接

9.1.3 通信参数的设置和修改

9.2 编程软件的主要功能

9.2.1 基本功能

9.2.2 主界面各部分功能

9.2.3 系统组态

9.3 编程软件的使用

9.3.1 项目生成

9.3.2 程序的编辑和传送

9.3.3 程序的预览与打印输出

9.4 程序的监控和调试

9.4.1 用状态表监控程序

9.4.2 在RUN方式下编辑程序

9.4.3 梯形图程序的状态监视

9.4.4 选择扫描次数

9.4.5 S7-200的出错处理

附录

附录A 常用电器的图形符号及文字符号

附录B 特殊继电器（SM）含义

附录C 错误代码

附录D S7-200可编程序控制器指令集

附录E 实验指导书

附录F 课程设计指导书

附录G 课程设计任务书

附录H 台达PWS1711触摸屏画面编辑简介

参考文献

《普通高等教育“十二五”电气信息类规划教材：电气控制与PLC应用技术》从实际工程应用和教学需要出发，介绍了常用低压电器和电气控制电路的基本知识；介绍了PLC的基本组成和工作原理；以西门子S7-200 PLC为教学机型，详细介绍了PLC的系统配置、指令系统、程序设计方法与编程软件应用等内容；书中安排了大量工程应用实例，包括开关量控制、模拟量信号检测与控制、网络与通信等具体应用程序。《普通高等教育“十二五”电气信息类规划教材：电气控制与PLC应用技术》实例涵盖了常用逻辑指令和功能指令的使用方法和技巧，实例程序均经过调试运行。《普通高等教育“十二五”电气信息类规划教材：电气控制与PLC应用技术》各章附有习题与思考题，附录有实验指导书和课程设计任务书供教学选用。

《普通高等教育“十二五”电气信息类规划教材：电气控制与PLC应用技术》可作为高等学校自动化、电气工程及其自动化、机电一体化、计算机应用技术及机械制造等相关专业的教学用书，也可供研究生及相关工程技术人员参考。

《电气控制与PLC综合应用技术》突出体现高职高专实践教学的特色，使理论与实际操作密切结合，贯彻“边动手边学习”的编写思路，以PLC、触摸屏和变频器的通用知识为主，即使读者使用的PLC、触摸屏和变频器的型号与《电气控制与PLC综合应用技术》不同，也不影响学习。书中大多数电路、指令和程序都有相应的实习操作内容，读者经过编程—上机验证—修改—通过—操作的实践过程，能较快地掌握PLC、触摸屏和变频器综合应用技术。《电气控制与PLC综合应用技术》配有电子课件和答案。

《电气控制与PLC应用技术 第3版》共分为10章，主要内容包括常用低压电器、电气控制电路的基本控制环节、机床电气控制系统、可编程序控制器（PLC）的基本组成、工作原理、逻辑元件、指令系统、编程方法、应用设计技术、编程器和编程软件的使用等知识。 《电气控制与PLC应用技术 第3版》尽可能做到语言简捷、通俗易懂、内容丰富、实用性强、理论联系实际，除了介绍传统的控制技术以外，还详细叙述了可编程序控制器的应用技术，并通过一些实例介绍了PLC的设计方法和技巧。《电气控制与PLC应用技术 第3版》大部分章节都配有相关技能训练项目，以突出实践技能和应用能力的培养。 《电气控制与PLC应用技术 第3版》可作为高职高专院校电气自动化、楼宇自动化、机电一体化、机械设计与制造、数控机床及其相关专业的教材用书，也可作为电气技术人员的参考书和培训教材。

本书是中等职业教育机电技术应用专业规划教材之一，是与《电气控制与PLC应用技术》相配套的实训教材。本书配有与《电气控制与PLC应用技术》内容相对应的14个实训项目，其中实训1至实训7为电力拖动（电气控制）的基本技能训练和常用机床电路的检修；实训8至实训13为PLC的应用及编程技能训练；实训14为变频器的使用技能训练。本书附有相关技术资料，在每个实训中还附有相关知识的思考题。