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第一章 常用低压电器3

1.1 概述3

1.1.1 电器的定义3

1.1.2 电器的分类3

1.1.3 常用低压电器的分类3

1.2 常用电磁式低压电器4

1.2.1 电磁式低压电器的基本原理4

1.2.2 电磁式接触器9

1.2.3 电磁式继电器12

1.2.4 电磁式执行器15

1.3 常用其他低压电器16

1.3.1 主令电器16

1.3.2 信号继电器19

1.3.3 保护电器21

1.3.4 低压断路器27

1.4 常用电子式电器29

1.4.1 固态继电器29

1.4.2 晶体管时间继电器31

1.4.3 接近开关33

1.4.4 光电开关35

1.4.5 热敏电阻式温度继电器38

本章小结39

思考题与练习题39

第二章 电气控制线路的基本环节40

2.1 电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则40

2.1.1 电气控制系统图中的常用电气图形符号和文字符号40

2.1.2 电气控制线路图的绘制原则44

2.2 三相笼型异步电动机基本控制线路46

2.2.1 全压启动控制线路46

2.2.2 正反转控制线路47

2.2.3 点动控制线路48

2.2.4 多点控制线路49

2.2.5 顺序控制线路49

2.2.6 自动循环控制线路50

2.3 三相笼型异步电动机降压启动控制线路51

2.3.1 定子电路串电阻降压启动控制线路51

2.3.2 星形—三角形降压启动控制线路52

2.3.3 自耦变压器降压启动控制线路52

2.3.4 软启动控制线路54

2.4 三相笼型异步电动机制动控制线路55

2.4.1 反接制动控制线路55

2.4.2 能耗制动控制线路58

2.5 三相笼型异步电动机的速度控制线路60

2.5.1 基本概念60

2.5.2 变极调速控制线路61

2.5.3 变频调速与变频器的使用62

2.6 电气控制线路的简单设计法66

2.6.1 概述66

2.6.2 简单设计法介绍66

2.6.3 简单设计法设计举例69

本章小结70

思考题与练习题70

第三章 典型生产机械电气控制线路分析72

3.1 电气控制线路分析基础72

3.1.1 电气控制线路分析的内容与要求72

3.1.2 电气原理图阅读分析的方法与步骤73

3.2 C650卧式车床电气控制线路分析73

3.2.1 机床的主要结构和运动形式74

3.2.2 电力拖动及控制要求74

3.2.3 电气控制线路分析75

3.2.4 C650卧式车床电气控制线路的特点78

3.3 T68卧式镗床电器控制线路分析78

3.3.1 主要结构和运动形式78

3.3.2 电力拖动和控制要求79

3.3.3 电气控制线路分析79

3.4 X62W 型卧式铣床电气控制线路83

3.4.1 主要结构和运动形式83

3.4.2 电力拖动和控制要求83

3.4.3 电气控制线路分析84

3.4.4 X62W 卧式万能铣床电气控制线路特点89

本章小结89

思考题与练习题89

第四章 可编程序控制器概述91

4.1 可编程序控制器的产生和定义91

4.1.1 可编程序控制器的产生91

4.1.2 可编程序控制器的定义92

4.2 可编程序控制器的特点93

4.3 可编程序控制器的应用和发展94

4.3.1 国内外发展状况94

4.3.2 发展趋势94

4.3.3 应用领域95

4.4 可编程序控制器的分类96

4.5 可编程序控制器的系统组成97

4.5.1 中央处理单元(CPU)98

4.5.2 存储器98

4.5.3 输入/输出单元98

4.5.4 电源部分99

4.5.5 扩展接口99

4.5.6 通讯接口99

4.5.7 编程器100

4.5.8 其他部件100

4.6 可编程序控制器与继电器控制系统的区别100

4.7 可编程序控制器的工作原理101

4.7.1 可编程序控制器的工作方式与运行框图101

4.7.2 可编程序控制器的工作过程102

4.7.3 可编程序控制器对输入/输出的处理原则103

4.8 可编程序控制器的编程语言和程序结构103

4.8.1 可编程序控制器的编程语言103

4.8.2 可编程序控制器的程序结构105

本章小结105

思考题106

第五章 S7-200系列 PLC 的硬件系统及内部资源107

5.1 概述107

5.2 SIMATIC S7-200系列 PLC 的硬件系统107

5.2.1 S7-200系列 PLC 系统基本构成108

5.2.2 主机结构108

5.2.3 输入/输出的扩展110

5.2.4 主机性能指标113

5.3 SIMATIC S7-200系列 PLC 的内部资源114

5.3.1 软元件114

5.3.2 CPU 存储区域的直接寻址115

5.3.3 CPU 存储区域的间接寻址120

本章小结121

思考题与练习题122

第六章 可编程控制器的基本指令及程序设计123

6.1 可编程控制器的基本逻辑指令及举例123

6.1.1 逻辑取及线圈驱动指令123

6.1.2 触点串联指令124

6.1.3 触点并联指令124

6.1.4 串联电路块的并联连接指令125

6.1.5 并联电路块的串联连接指令125

6.1.6 置位(Set)、复位(Reset)指令126

6.1.7 立即指令127

6.1.8 边沿脉冲指令128

6.1.9 逻辑堆栈操作指令129

6.1.10 定时器131

6.1.11 计数器135

6.1.12 比较指令137

6.1.13 NOT 及 NOP 指令139

6.2 程序控制指令139

6.2.1 结束及暂停指令139

6.2.2 看门狗 WDR(WatchdogReset)指令140

6.2.3 跳转及标号指令141

6.2.4 循环指令(FOR 和 NEXT)141

6.2.5 子程序142

6.2.6 与 ENO 指令145

6.3 可编程序控制器初步编程指导146

6.3.1 梯形图编程的基本规则146

6.3.2 语句表编程的基本规则148

6.4 典型的简单电路编程148

6.4.1 延时脉冲产生电路148

6.4.2 瞬时接通/延时断开电路149

6.4.3 延时接通/延时断开电路149

6.4.4 脉冲宽度可控制电路150

6.4.5 计数器的扩展151

6.4.6 长定时电路151

6.4.7 闪烁电路152

6.4.8 报警电路153

6.5 可编程序控制器程序的简单设计法及应用举例155

6.5.1 可编程序控制器程序的简单设计法155

6.5.2 应用举例156

本章小结160

思考题与练习题160

第七章 可编程序控制器顺序控制指令及应用162

7.1 功能图的产生及基本概念162

7.1.1 功能图的产生162

7.1.2 功能图的基本概念162

7.1.3 功能图的构成规则163

7.2 顺序控制指令164

7.2.1 顺序控制指令介绍164

7.2.2 举例说明164

7.2.3 使用说明165

7.3 功能图的主要类型166

7.3.1 单流程166

7.3.2 可选择的分支和联接166

7.3.3 并行分支和联接167

7.3.4 跳转和循环169

7.4 顺序控制指令应用举例171

7.4.1 选择和循环电路举例171

7.4.2 并行分支和联接举例174

7.4.3 选择和跳转功能图举例177

本章小结180

思考题与练习题180

第八章 S7-200系列 PLC 的功能指令181

8.1 传送、移位和填充指令181

8.1.1 传送类指令182

8.1.2 移位与循环指令184

8.1.3 字节交换指令 SWAP(SWAP bytes)188

8.1.4 填充指令 FILL188

8.2 运算和数学指令189

8.2.1 加法指令189

8.2.2 减法指令190

8.2.3 乘法指令191

8.2.4 除法指令192

8.2.5 数学函数指令194

8.2.6 增、减指令196

8.2.7 逻辑运算198

8.3 表功能指令200

8.3.1 表存数指令 AD_T_TBL(ADd ToTABle)200

8.3.2 表取数指令201

8.3.3 表查找指令 TBL_FIND(TABleFIND)202

8.4 转换指令203

8.4.1 数据类型转换203

8.4.2 编码和译码206

8.4.3 七段码 SEG(SEGment)207

8.4.4 字符串转换208

8.5 时钟208

8.6 中断210

8.6.1 中断源210

8.6.2 中断调用212

8.6.3 中断程序214

8.7 高速计数输入与高速脉冲输出指令215

8.7.1 高速计数215

8.7.2 高速脉冲输出220

8.8 PID 回路指令226

本章小结230

练习题231

第九章 PLC 的网络通讯技术及应用232

9.1 通讯网络的基础知识232

9.1.1 数据通讯方式232

9.1.2 网络概述234

9.2 S7-200的通讯与网络236

9.2.1 S7系列 PLC 网络层次结构和协议236

9.2.2 网络部件240

9.3 S7-200 PLC 的通讯指令242

9.3.1 网络读/网络写指令242

9.3.2 发送与接收指令244

9.3.3 USS 通讯指令250

本章小结255

第十章 现代 PLC 控制系统综合设计实例256

10.1 可编程序控制器控制系统设计步骤及内容256

10.1.1 分析评估控制任务257

10.1.2 可编程序控制器的选型257

10.1.3 I/O 地址分配257

10.1.4 系统设计258

10.1.5 系统调试258

10.2 双恒压无塔供水控制系统设计259

10.2.1 工艺过程259

10.2.2 系统控制要求259

10.2.3 控制系统的 I/O 点及地址分配260

10.2.4 可编程序控制器选型260

10.2.5 电器控制系统原理图261

10.2.6 系统程序设计264

10.3 薄刀式分切压痕机控制系统270

10.3.1 生产线的工艺过程270

10.3.2 控制系统的工艺要求270

10.3.3 控制系统的 I/O 点及地址分配271

10.3.4 可编程序控制器选型271

10.3.5 系统原理图271

10.3.6 系统程序设计273

第十一章 S7-200 PLC 编程软件的使用278

11.1 编程软件安装278

11.1.1 系统要求278

11.1.2 软件安装278

11.1.3 硬件连接279

11.1.4 参数设置279

11.1.5 在线联系280

11.1.6 建立修改 PLC 通讯参数280

11.2 编程软件功能280

11.2.1 基本功能280

11.2.2 界面281

11.2.3 各部分功能281

11.2.4 系统组态283

11.3 编程283

11.3.1 程序文件操作283

11.3.2 编辑程序284

11.4 调试及运行监控288

11.4.1 选择扫描次数288

11.4.2 状态图表监控288

11.4.3 运行模式下编辑289

11.4.4 程序监视290

本章小结291

附录 A 实验指导书292

实验一 异步电动机可逆运行实验292

实验二 S7-200 PLC 编程软件使用实验292

实验三 抢答器程序设计实验293

实验四 人行道按钮控制交通灯程序设计实验294

实验五 水位控制程序设计实验295

附录 B S7-200 PLC 快速参考信息297

表 B-1 常用特殊继电器 SM0和 SM1的位信息297

表 B-2 S7-200 CPU 存储器范围和特性汇总297

表 B-3 S7-200 CPU 指令系统速查表299