电气控制与PLC应用技术

《电气控制与PLC应用技术》是普通高等教育“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s7-200plc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。本书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。本书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。 《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。

前言
第1章 常用低压电器1
1.1 低压电器的定义、分类1
1.2 电磁式电器的组成与工作原理2
1.2.1 电磁机构2
1.2.2 触点系统5
1.2.3 灭弧系统6
1.3 接触器7
1.3.1 接触器的组成及工作原理8
1.3.2 接触器的分类8
1.3.3 接触器的主要技术参数10
1.3.4 接触器的选择与使用10
1.3.5 接触器的图形符号与文字符号11
1.4 继电器11
1.4.1 继电器的分类和特性11
1.4.2 电磁式继电器12
1.4.3 时间继电器13
1.4.4 热继电器15
1.4.5 速度继电器19
1.4.6 固态继电器20
1.5 主令电器21
1.5.1 控制按钮21
1.5.2 行程开关22
1.5.3 接近开关23
1.5.4 万能转换开关24
1.6 信号电器25
1.7 开关电器26
1.7.1 刀开关26
1.7.2 低压断路器28
1.8 熔断器29
1.8.1 熔断器的结构和工作原理29
1.8.2 熔断器的类型30
1.8.3 熔断器的主要技术参数32
1.8.4 熔断器的选择与使用32
1.9 电磁执行器件33
1.9.1 电磁铁33
1.9.2 电磁阀33
1.9.3 电磁制动器34
习题与思考题34

第2章 基本电气控制电路36
2.1 电气控制电路的绘制原则及标准36
2.1.1 电气图中的图形符号及文字符号36
2.1.2 电气原理图的绘制原则36
2.1.3 电气安装接线图39
2.1.4 电气元件布置图39
2.2 交流电动机的基本控制电路40
2.2.1 三相笼型异步电动机直接起动控制电路40
2.2.2 三相笼型异步电动机减压起动控制电路47
2.2.3 三相绕线转子异步电动机起动控制电路49
2.2.4 三相笼型异步电动机制动控制电路50
2.2.5 三相笼型异步电动机调速控制电路53
2.2.6 组成电气控制电路的基本规律54
2.2.7 电气控制电路中的保护环节55
2.3 典型生产机械电气控制电路的分析56
2.3.1 电气控制电路分析的基础57
2.3.2 电气原理图阅读分析的方法与步骤57
2.3.3 C650型卧式车床电气控制电路的分析58
2.4 电气控制电路的一般设计法61
2.4.1 一般设计法的主要原则61
2.4.2 一般设计法中应注意的问题62
2.4.3 一般设计法控制电路举例62
习题与思考题63

第3章 可编程序控制器概述65
3.1 PLC的产生及定义65
3.1.1 PLC的产生65
3.1.2 PLC的定义65
3.2 PLC的发展与应用66
3.2.1 PLC的发展历程66
3.2.2 PLC的发展趋势66
3.2.3 PLC的应用领域68
3.3 PLC的特点69
3.4 PLC的分类70
3.4.1 按结构形式分类70
3.4.2 按功能分类72
3.4.3 按I/O点数分类72
3.5 PLC的硬件结构和各部分的作用72
3.6 PLC的工作原理75
3.6.1 PLC控制系统的组成75
3.6.2 PLC循环扫描的工作过程76
3.6.3 PLC用户程序的工作过程76
3.6.4 PLC工作过程举例说明78
3.6.5 输入、输出延迟响应79
3.6.6 PLC对输入、输出的处理规则80
习题与思考题81

第4章 S7-200.PLC的系统配置与接口模块82
4.1 S7-200.PLC控制系统的基本构成82
4.2 S7-200.PLC的输入/输出接口模块85
4.2.1 数字量模块85
4.2.2 模拟量模块89
4.2.3 S7-200.PLC的智能模块92
4.3 S7-200.PLC的系统配置93
4.3.1 主机加扩展模块的最大I/O配置93
4.3.2 I/O点数的扩展与编址93
4.3.3 内部电源的负载能力94
4.3.4 PLC外部接线与电源要求95
习题与思考题97

第5章 S7-200.PLC的基本指令及程序设计98
5.1 S7-200.PLC的编程语言98
5.2 S7-200.PLC的数据类型与存储区域99
5.2.1 位、字节、字、双字和常数99
5.2.2 数据类型及范围100
5.2.3 数据的存储区100
5.3 S7-200.PLC的编程元件101
5.3.1 编程元件102
5.3.2 编程元件及操作数的寻址范围106
5.4 寻址方式107
5.5 程序结构和编程规约109
5.5.1 程序结构109
5.5.2 编程的一般规约110
5.6 S7-200.PLC的基本指令111
5.6.1 位逻辑指令112
5.6.2 立即I/O指令113
5.6.3 逻辑堆栈指令114
5.6.4 取反指令和空操作指令117
5.6.5 正/负跳变触点指令117
5.6.6 定时器指令118
5.6.7 计数器指令122
5.6.8 比较指令124
5.6.9 移位寄存器指令125
5.6.1 0顺序控制继电器指令126
5.7 典型控制环节的PLC程序设计129
5.7.1 单向运转电动机起动、停止控制程序129
5.7.2 单按钮起动、停止控制程序130
5.7.3 具有点动调整功能的电动机起动、停止控制程序130
5.7.4 电动机的正、反转控制程序130
5.7.5 大功率电动机的星-三角减压起动控制程序132
5.7.6 闪烁控制程序133
5.7.7 瞬时接通/延时断开程序133
5.7.8 定时器、计数器的扩展134
5.7.9 高精度时钟程序134
5.7.1 0多台电动机顺序起动、停止控制程序135
5.7.1 1故障报警程序138
5.8 梯形图编写规则139
习题与思考题140

第6章 S7-200.PLC的功能指令及使用143
6.1 S7-200.PLC的基本功能指令143
6.1.1 数据传送指令143
6.1.2 数学运算指令145
6.1.3 数据处理指令153
6.2 程序控制指令166
6.2.1 有条件结束指令166
6.2.2 暂停指令167
6.2.3 监视定时器复位指令167
6.2.4 跳转与标号指令167
6.2.5 循环指令168
6.2.6 诊断LED指令168
6.3 局部变量表与子程序169
6.3.1 局部变量表169
6.3.2 子程序169
6.4 中断程序与中断指令171
6.4.1 中断程序171
6.4.2 中断指令172
6.5 PID算法与PID回路指令175
6.5.1 PID算法176
6.5.2 PID回路指令177
6.6 高速处理类指令181
6.6.1 高速计数器指令181
6.6.2 高速脉冲输出指令187
习题与思考题193

第7章 PLC控制系统设计与应用实例195
7.1 PLC控制系统设计的内容和步骤195
7.1.1 PLC控制系统设计的内容195
7.1.2 PLC控制系统设计的步骤195
7.2 PLC控制系统的硬件配置197
7.2.1 PLC机型的选择197
7.2.2 开关量I/O模块的选择199
7.2.3 模拟量I/O模块的选择200
7.2.4 智能模块的选择200
7.3 PLC控制系统梯形图程序的设计200
7.3.1 经验设计法200
7.3.2 顺序控制设计法与顺序功能图202
7.4 顺序控制梯形图的设计方法205
7.4.1 置位、复位指令编程205
7.4.2 顺序控制继电器指令编程206
7.4.3 具有多种工作方式的顺序控制梯形图设计方法208
7.5 PLC在工业控制系统中的典型应用实例214
7.5.1 节日彩灯的PLC控制214
7.5.2 恒温控制217
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220
习题与思考题223

第8章 PLC的通信及网络224
8.1 SIEMENS工业自动化控制网络224
8.1.1 SIEMENS.PLC网络的层次结构224
8.1.2 网络通信设备225
8.1.3 通信协议228
8.2 S7-200串行通信网络及应用229
8.2.1 S7系列PLC产品组建的几种典型网络229
8.2.2 在编程软件中设置通信参数231
8.3 通信指令及应用234
8.3.1 网络读、写指令及应用234
8.3.2 自由口通信指令及应用236
习题与思考题248

第9章 STEP7-Micro/WIN编程软件功能与使用249
9.1 软件安装及硬件连接249
9.1.1 软件安装249
9.1.2 硬件连接249
9.1.3 通信参数的设置和修改250
9.2 编程软件的主要功能251
9.2.1 基本功能251
9.2.2 主界面各部分功能251
9.2.3 系统组态254
9.3 编程软件的使用256
9.3.1 项目生成256
9.3.2 程序的编辑和传送257
9.3.3 程序的预览与打印输出261
9.4 程序的监控和调试261
9.4.1 用状态表监控程序261
9.4 2在RUN方式下编辑程序263
9.4.3 梯形图程序的状态监视263
9.4.4 选择扫描次数264
9.4.5 S7-200的出错处理264
附录265
附录A常用电器的图形符号及文字
符号265
附录B特殊继电器（SM）含义266
附录C错误代码269
附录DS7-200可编程序控制器指令集271
附录E实验指导书274
附录F课程设计指导书286
附录G课程设计任务书288
附录H台达PWS1711触摸屏画面编辑
简介291
参考文献293