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第1章 常用低压电器1

1.1低压电器的基本知识1

1.1.1低压电器的分类1

1.1.2电磁式低压电器基本结构1

1.2电磁式接触器9

1.2.1接触器的结构及工作原理9

1.2.2接触器的主要技术参数11

1.2.3常用典型接触器12

1.2.4接触器的选用13

1.3电磁式继电器13

1.3.1电磁式继电器的基本结构及分类14

1.3.2电磁式继电器的特性及主要参数15

1.3.3电磁式电压继电器与电流继电器15

1.4时间继电器19

1.4.1直流电磁式时间继电器20

1.4.2空气阻尼式时间继电器20

1.4.3晶体管时间继电器23

1.4.4时间继电器的选用25

1.5热继电器25

1.5.1电气控制对热继电器性能的要求25

1.5.2双金属片热继电器的结构及工作原理26

1.5.3具有断相保护的热继电器26

1.5.4热继电器典型产品及主要技术参数28

1.5.5热继电器的选用29

1.6熔断器29

1.6.1熔断器结构及工作原理29

1.6.2熔断器的保护特性30

1.6.3熔断器的主要技术参数及典型产品31

1.6.4熔断器的选择32

1.7低压断路器33

1.7.1低压断路器的结构和工作原理34

1.7.2低压断路器的主要技术数据和保护特性35

1.7.3塑壳式低压断路器典型产品36

1.7.4塑壳式低压断路器的选用37

1.8主令电器37

1.8.1控制按钮38

1.8.2行程开关39

1.8.3接近开关41

1.8.4万能转换开关43

1.8.5主令控制器44

1.9速度继电器与干簧继电器46

1.9.1速度继电器46

1.9.2干簧继电器47

1.10低压电器产品型号48

习题一49

第2章 常用电气控制电路分析与设计50

2.1电气控制系统图50

2.1.1电气图常用的图形与文字符号50

2.1.2电气原理图51

2.1.3电器布置图53

2.1.4安装接线图54

2.2电气控制电路基本控制规律54

2.2.1自锁与互锁的控制55

2.2.2点动与连续运转的控制56

2.2.3多地联锁控制57

2.2.4顺序控制57

2.2.5自动往复循环控制59

2.3三相异步电动机的起动控制60

2.3.1星形-三角形减压起动控制61

2.3.2自耦变压器减压起动控制62

2.3.3三相绕线型异步电动机的起动控制63

2.4三相异步电动机的制动控制64

2.4.1电动机单向反接制动控制65

2.4.2电动机可逆运行反接制动控制66

2.4.3电动机单向运行能耗制动控制67

2.4.4电动机可逆运行能耗制动控制68

2.4.5无变压器单管能耗制动控制68

2.5三相异步电动机的调速控制69

2.5.1三相笼型异步电动机变极调速控制69

2.5.2三相绕线型异步电动机转子串电阻调速控制70

2.5.3三相异步电动机的变频调速控制72

2.6电气控制系统常用的保护环节74

2.6.1短路保护74

2.6.2过电流保护74

2.6.3过载保护75

2.6.4失电压保护75

2.6.5欠电压保护75

2.6.6过电压保护76

2.6.7直流电动机的弱磁保护76

2.6.8其他保护76

2.7电气控制电路分析76

2.7.1电气控制电路分析概述76

2.7.2 X62W型卧式铣床电气控制电路分析78

2.8电气控制线路的设计方法85

2.8.1电气原理图设计的基本内容85

2.8.2经验设计法86

2.8.3逻辑设计法90

习题二92

第3章 可编程控制器基础95

3.1可编程控制器概述95

3.1.1可编程控制器的产生与定义95

3.1.2可编程控制器的特点与应用96

3.1.3可编程控制器的发展状况与展望98

3.1.4可编程控制器的分类与性能指标99

3.2可编程控制器的硬件基础100

3.2.1中央处理器101

3.2.2存储器101

3.2.3输入、输出接口102

3.2.4电源105

3.2.5各种接口105

3.2.6编程工具106

3.2.7智能单元106

3.2.8其他部件106

3.3可编程控制器的软件基础106

3.3.1可编程控制器的软件组成106

3.3.2可编程控制器的编程语言108

3.3.3可编程控制器的程序结构110

3.4可编程控制器的工作原理110

3.4.1可编程控制器的等效电路111

3.4.2可编程控制器的工作过程112

3.5可编程控制系统与微机及继电器控制系统的区别113

3.5.1可编程控制系统与微机控制系统的区别113

3.5.2可编程控制系统与继电器控制系统的区别113

习题三114

第4章S7-200系列PLC的系统配置与编程基础115

4.1 S7-200系列PLC的系统配置115

4.1.1 S7-200系列PLC的基本组成115

4.1.2 CPU模块的输出结构及性能119

4.2 S7-200系列PLC的功能模块120

4.2.1数字量模块120

4.2.2模拟量模块122

4.2.3智能模块127

4.3 S7-200系列PLC编程基础128

4.3.1寻址方式128

4.3.2操作数130

4.3.3状态字134

4.3.4用户程序结构134

4.3.5编程的一般规则135

习题四136

第5章S7-200系列PLC的基本指令137

5.1常用指令及其应用137

5.1.1常用指令137

5.1.2常用指令的应用148

5.2定时器与计数器指令及其应用152

5.2.1定时器指令152

5.2.2计数器指令156

5.2.3定时器与计数器指令的应用159

5.3数据运算指令及其应用162

5.3.1算术运算指令162

5.3.2逻辑运算指令169

5.3.3数据运算指令应用173

习题五175

第6章S7-200系列PLC的功能指令178

6.1数据处理指令及其应用178

6.1.1指令简介178

6.1.2传送指令179

6.1.3表功能指令184

6.1.4转换指令189

6.1.5比较指令199

6.1.6移位和循环移位指令201

6.1.7应用举例206

6.2程序控制指令及其应用207

6.2.1基本控制指令207

6.2.2跳转及循环指令209

6.2.3子程序指令213

6.2.4中断程序控制指令217

6.2.5应用举例222

6.3顺序控制指令及其应用224

6.3.1功能流程图224

6.3.2顺序控制指令225

6.3.3多流程顺序控制228

6.4特殊功能指令及其应用233

6.4.1高速计数器指令233

6.4.2高速脉冲输出指令240

6.4.3 PID回路指令245

6.4.4时钟功能指令254

习题六256

第7章S7-200系列PLC的通信与网络258

7.1通信及网络基础258

7.1.1数据通信方式258

7.1.2网络概述261

7.2 S7-200系列PLC的通信部件264

7.2.1通信端口264

7.2.2网络连接器265

7.2.3通信电缆266

7.2.4网络中继器268

7.2.5调制解调器268

7.2.6 PROFIBUS-DP通信模块269

7.2.7工业以太网通信处理器269

7.3 S7-200系列PLC的通信网络270

7.3.1单主站PPI网络270

7.3.2多主站PPI网络271

7.3.3复杂的PPI网络272

7.4 S7-200系列PLC通信协议272

7.4.1利用PPI协议进行网络通信272

7.4.2利用MP协议进行网络通信273

7.4.3利用PROFIBUS协议进行网络通信274

7.4.4利用其他协议进行网络通信275

7.5 S7-200系列PLC网络及其应用275

7.5.1通信参数的设置275

7.5.2 S7-200系列PLC的参数设置277

7.5.3网络指令及应用278

习题七281

第8章S7-200系列PLC的编程与仿真软件282

8.1 STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP9的安装282

8.1.1 STEP 7-Micro/WIN V4.0软件安装282

8.1.2 STEP 7-Micro/WIN V4.0软件功能283

8.2 STEP 7-Micro/WIN V4.0编程软件的组态286

8.2.1 STEP 7-Micro/WIN V4.0系统组态的方法286

8.2.2设置数字量输入、输出滤波287

8.2.3设置脉冲截取与数字输出表288

8.2.4设置存储器保持范围与CPU密码289

8.3 STEP 7-Micro/WIN V4.0编程概念291

8.3.1程序编辑器显示地址291

8.3.2全局范围与局部范围291

8.3.3控制程序的基本构成元素291

8.3.4 LAD、 FBD、 STL编辑器比较292

8.3.5 SMATIC、 IEC编程模式比较292

8.4 STEP 7-Micro/WIN V4.0编程软件的基本操作293

8.4.1建立项目文件293

8.4.2编辑程序文件294

8.4.3显示梯形图中的输入错误297

8.5 S7-200系列PLC程序的状态监控调试298

8.5.1程序的运行298

8.5.2选择扫描次数298

8.5.3用状态图监控程序298

8.5.4运行模式下编辑程序299

8.5.5程序监控299

8.6 S7-200系列PLC仿真软件300

8.6.1软件界面300

8.6.2常用菜单命令301

8.6.3导入程序302

8.6.4程序仿真302

习题八304

第9章S7-200系列PLC控制系统的设计306

9.1可编程控制器系统设计的一般方法306

9.1.1设计内容306

9.1.2设计步骤306

9.2可编程控制器系统的硬件设计308

9.2.1总体方案的确定309

9.2.2 PLC机型的选择310

9.2.3智能I/O模块的选择311

9.2.4其他控制硬件的选择312

9.2.5绘制硬件系统接线图312

9.2.6在线和离线编程的选择312

9.3可编程控制器系统的软件设计312

9.3.1设计基本原则312

9.3.2设计步骤313

9.3.3设计方法313

9.4可编程控制器系统的可靠性设计327

9.4.1漏电流和冲击电流的处理328

9.4.2电磁兼容性设计328

9.4.3接地设计331

9.4.4软件抗干扰设计332

9.4.5安装及环境条件设计333

9.4.6冗余设计334

9.4.7供电设计335

9.4.8静电预防336

习题九337

第10章S7-200系列PLC的应用338

10.1多台电动机顺序起停控制338

10.1.1概述338

10.1.2利用顺序控制继电器指令设计338

10.1.3利用移位寄存器指令设计342

10.2运料小车控制343

10.2.1概述343

10.2.2工作过程344

10.2.3 PLC设计345

10.3 X62W万能铣床电气控制部分PLC改造设计349

10.3.1改造方法349

10.3.2硬件设计350

10.3.3软件设计351

10.4多路信息检测与显示控制系统354

10.4.1控制系统原理354

10.4.2控制要求355

10.4.3硬件设计355

10.4.4软件设计360

10.4.5系统调试363

习题十363

附录A低压电器型号编制方法364

附录B常用电器元件图形符号及文字符号一览表366

附录C逻辑运算及定律表371

附录D S7-200系列PLC指令集373

参考文献378