电气控制与PLC应用——基于S7-1200PLC

绪论

第1章 常用低压控制电器

1.1 概述

1.1.1 电器的分类

1.1.2 电力拖动自动控制系统中常用的低压控制电器

1.1.3 我国低压控制电器的发展概况

1.2 接触器

1.2.1 结构和工作原理

1.2.2 交、直流接触器的特点

1.2.3 接触器的选用

1.3 继电器

1.3.1 电磁式继电器

1.3.2 热继电器

1.3.3 时间继电器

1.3.4 速度继电器

1.4 熔断器

1.4.1 熔断器的工作原理

1.4.2 熔断器的选用

1.5 低压保护电器

1.5.1 低压断路器

1.5.2 漏电保护器

1.5.3 低压隔离器

1.6 主令电器

1.6.1 按钮

1.6.2 位置开关

1.6.3 凸轮控制器与主令控制器

习题与思考题

第2章 电气控制线路的基本原则和基本环节

2.1 电气控制线路的绘制

2.1.1 电气控制线路常用的图形、文字符号

2.1.2 电气原理图

2.1.3 电气元件布置图

2.1.4 电气安装接线图

2.2 三相异步电动机的启动控制

2.2.1 三相笼型电动机直接启动控制

2.2.2 三相笼型电动机减压启动控制

2.2.3 三相绕线式电动机的启动控制

2.3 三相异步电动机的正、反转控制

2.4 三相异步电动机的调速控制

2.4.1 三相笼型电动机的变极调速控制

2.4.2 绕线式电动机转子串电阻的调速控制

2.4.3 电磁调速异步电动机的控制

2.5 三相异步电动机的制动控制

2.5.1 三相异步电动机反接制动控制

2.5.2 三相异步电动机能耗制动控制

2.5.3 三相异步电动机电容制动控制

2.6 其他典型控制环节

2.6.1 多地点控制

2.6.2 多台电动机先后顺序控制

2.6.3 自动循环控制

2.7 电气控制线路的设计方法

2.7.1 经验设计法

2.7.2 逻辑设计法

习题与思考题

第3章 可编程控制器基础

3.1 可编程控制器概述

3.1.1 可编程控制器的产生和定义

3.1.2 可编程控制器的特点

3.2 可编程控制器的组成

3.3 可编程控制器的工作原理

3.3.1 可编程控制器等效电路

3.3.2 可编程控制器工作过程

3.4 可编程控制器的硬件基础

3.4.1 可编程控制器的I/O单元

3.4.2 可编程控制器的配置

3.5 可编程控制器的软件基础

3.5.1 系统监控程序

3.5.2 用户应用程序

3.6 可编程控制器的性能指标及分类

3.6.1 可编程控制器的性能指标

3.6.2 可编程控制器的分类

习题与思考题

第4章 S7-1200 PLC的系统配置及开发环境

4.1 S7-1200 PLC的基本组成

4.2 CPU模块

4.2.1 各CPU模块的共同点

4.2.2 CPU模块的电源配置

4.2.3 CPU模块的集成工艺功能

4.2.4 CPU模块的相关硬件概念

4.3 信号板、信号模块

4.3.1 信号板

4.3.2 信号模块

4.4 通信板、通信模块

4.5 S7-1200 PLC系统配置——功率预算

4.6 编程软件

4.6.1 软件介绍

4.6.2 软件基本使用方法

4.6.3 硬件组态

4.6.4 PLC编程

4.6.5 程序的调试、运行监控与故障诊断

习题与思考题

第5章 S7-1200 PLC的指令系统

5.1 S7-1200 PLC编程基础

5.1.1 编程语言

5.1.2 数据类型

5.1.3 存储器与地址

5.2 基本指令

5.2.1 位逻辑运算指令

5.2.2 定时器和计数器指令

5.2.3 比较指令

5.2.4 数学运算指令

5.2.5 移动指令

5.2.6 转换指令

5.2.7 程序控制指令

5.2.8 逻辑运算指令

5.2.9 移位和循环移位指令

习题与思考题

第6章 PLC控制系统设计与应用

6.1 PLC控制系统设计

6.1.1 PLC控制系统设计的基本原则

6.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤

6.2 PLC控制系统硬件配置

6.2.1 PLC的选型

6.2.2 I/O地址分配

6.2.3 响应时间

6.3 PLC控制系统软件设计

6.3.1 经验设计法

6.3.2 逻辑设计法

6.4 PLC应用程序的典型环节及设计技巧

6.4.1 PLC应用程序的典型环节

6.4.2 PLC应用程序的设计技巧

6.5 PLC在控制中的应用

6.5.1 电动机Y-△减压启动控制

6.5.2 十字路口交通信号灯的PLC控制

6.6 提高PLC控制系统可靠性的措施

6.6.1 PLC安装的环境条件

6.6.2 抗干扰措施

6.6.3 PLC控制系统的故障检查

6.6.4 PLC控制系统的试运行与维护

习题与思考题

第7章 PROFINET通信

7.1 通信基本知识

7.1.1 开放系统互连参考模型

7.1.2 工业以太网与PROFINET

7.2 S7-1200 PLC与编程设备的通信

7.3 S7-1200 PLC之间的通信

7.3.1 通信步骤

7.3.2 使用TCP协议连接的通信实例

7.3.3 使用ISO-on-TCP协议的通信实例

7.4 S7-1200 PLC与S7-200 PLC的通信

习题与思考题

第8章 点对点通信

8.1 串行通信概述

8.2 点对点通信的组态与设计

8.2.1 点对点通信模块的组态

8.2.2 设计PtP通信

8.3 S7-1200 PLC与变频器的USS通信

8.3.1 USS通信简介

8.3.2 硬件连接与组态

8.3.3 USS通信编程的实现

8.3.4 PLC监控变频器实验

习题与思考题

附录A S7-1200 PLC指令集

附录B 实验指导书

附录C 课程设计指导书

附录D 课程设计任务书

参考文献 2100433B

本书由三部分组成。第一部分为第1～2章，介绍电气控制中常用的低压电器、典型控制线路、典型电气控制系统分析和设计方法。第二部分为第3～6章，介绍可编程控制器基础、西门子公司S7-1200 PLC的系统配置及开发环境、指令系统、PLC控制系统程序设计与应用。第三部分为第7～8章，介绍S7-1200 PLC的PROFINET通信和点对点通信。 本书可作为高等院校自动化、电气技术及相近专业的“现代电气控制”或类似课程的教材，也可作为电子技术、电气技术、自动化技术工程技术人员的参考书。

本书全面介绍了西门子公司新推出的S7-1200PLC编程与应用。介绍了PLC的基础知识、硬件安装与维护、编程基础、基本指令等。

《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技术应用实训教程》为21世纪高等学校规划教材。每章设有学生开发性实验内容，由学生自行设计实验程序，同时还备有针对实验内容的思考题和综合实训的项目。《电气控制与PLC技术应用实训教程》注重结合实际、突出工程实践应用能力的培养，在编排实验内容上循序渐进、由浅入深，简明扼要，图文并茂，通俗易懂，便于教学和自学。全书分为电气控制技术实验与实训、可编程控制器（PLC）技术实验与实训、特殊I/O单元的应用实训与设计举例共三篇，主要内容包括电气控制基本线路及典型设备的实验、电路故障的分析方法和排除技巧、OMRON公司CJlM系列PLC的结构和工作原理、编程器的操作方法、CX-Programmer软件的使用、基本逻辑指令编程实验、功能指令编程实验、高机能模块（如高速计数单元、A/D转换模块、D/A转换模块、PID调节模块、温度控制模块等）的应用、PLC与变频器综合应用、PLC网络通信应用实验、CJ系列位置控制单元的应用等内容。

《电气控制与PLC技术应用实训教程》可作为高等院校自动化、电气工程及其自动化、机械工程及其自动化等相关专业的本专科实训教材，也可作为相关技能培训的教材，还可供相关工程技术人员参考。