電氣控制與西門子PLC應用技術(shù)

電氣控制與西門子PLC應用技術(shù)

所屬類別

科技 >> 電工電子 >> 自動控制

作者：郭明良 主編 任思璟、李忠勤 副主編

出版日期：2018年7月

書號：978-7-122-31511-3

開本：16K　787×1092　1/16

裝幀：平版次：1版1次

頁數(shù)：235頁

第1章 常用低壓電器1

1.1低壓電器的基本知識1

1.1.1低壓電器的分類1

1.1.2低壓電器的型號表示法1

1.1.3低壓電器的主要技術(shù)參數(shù)2

1.1.4低壓電器的選用原則2

1.1.5低壓電器的電磁機構(gòu)3

1.1.6低壓電器的觸點及滅弧方法5

1.2低壓開關7

1.2.1刀開關7

1.2.2低壓斷路器9

1.3熔斷器12

1.3.1熔斷器的組成、工作原理及特性12

1.3.2熔斷器的類型及使用13

1.3.3熔斷器的符號及型號含義14

1.4主令電器14

1.4.1常用主令電器的類型及適用場合14

1.4.2主令電器的符號及型號含義16

1.4.3主令電器的使用17

1.5接觸器17

1.5.1交流接觸器17

1.5.2直流接觸器18

1.5.3接觸器的類型及主要技術(shù)參數(shù)18

1.5.4接觸器的使用20

1.6繼電器20

1.6.1常用繼電器的類型及工作原理20

1.6.2繼電器的符號及型號含義23

1.6.3繼電器的使用23

思考與練習24

第2章 電氣控制基礎25

2.1控制元器件符號25

2.2電氣原理圖的繪制原則26

2.2.1電氣原理圖的繪制原則26

2.2.2圖上位置的表示方法27

2.3電路圖分析28

2.3.1電氣控制線路分析28

2.3.2電氣原理圖的閱讀分析29

2.4三相籠型異步電動機啟動控制31

2.4.1全壓啟動控制線路32

2.4.2電動機的點動控制線路32

2.4.3電動機的正反轉(zhuǎn)控制線路33

2.4.4自動往復行程控制線路34

2.5三相異步電動機的制動控制34

2.5.1反接制動控制線路35

2.5.2能耗制動控制線路36

思考與練習37

第3章 典型機械設備電氣控制系統(tǒng)38

3.1鉆床電氣控制電路38

3.1.1電力拖動特點與控制要求38

3.1.2電氣控制電路分析38

3.2X62W型臥式萬能銑床電氣控制電路41

3.2.1電力拖動特點與控制要求41

3.2.2電氣控制電路分析41

3.3M7120型平面磨床的電氣控制電路45

3.3.1電力拖動形式和控制要求45

3.3.2電氣控制電路分析46

思考與練習48

第4章 可編程控制器的基礎知識49

4.1PLC概述49

4.1.1PLC的定義49

4.1.2PLC的產(chǎn)生與發(fā)展49

4.1.3PLC的特點51

4.2PLC的組成及工作原理52

4.2.1PLC的基本結(jié)構(gòu)52

4.2.2PLC的工作原理55

4.3PLC的性能指標和編程語言57

4.3.1PLC的性能指標57

4.3.2PLC的編程語言58

4.4S7-200 PLC概述59

4.4.1S7-200 PLC的技術(shù)性能指標59

4.4.2I/O點的地址分配與接線61

4.5S7-200 PLC的內(nèi)部元件63

4.5.1S7-200 PLC的編程軟元件63

4.5.2S7-200的尋址方式73

思考與練習75

第5章 S7-200 PLC的基本指令及應用76

5.1S7-200的程序結(jié)構(gòu)76

5.2S7-200的位邏輯指令77

5.3S7-200的定時器和計數(shù)器指令83

5.4比較指令91

5.5程序控制類指令93

思考與練習106

第6章 S7-200 PLC的功能指令及應用108

6.1傳送指令108

6.2S7-200的運算指令111

6.2.1四則運算指令111

6.2.2邏輯運算118

6.3移位指令122

6.4表功能指令128

6.5S7-200的特殊功能指令131

6.5.1中斷指令131

6.5.2高速計數(shù)器136

思考與練習144

第7章 STEP 7-Micro/WIN編程軟件145

7.1編程軟件概述145

7.1.1編程軟件的安裝與項目的組成145

7.1.2通信參數(shù)的設置與在線連接的建立148

7.1.3幫助功能的使用與S7-200的出錯處理150

7.2程序的編寫與傳送152

7.2.1編程的準備工作152

7.2.2編寫與傳送用戶程序153

7.2.3數(shù)據(jù)塊的使用156

7.3用編程軟件監(jiān)控與調(diào)試程序157

7.3.1基于程序編輯器的程序狀態(tài)監(jiān)控157

7.3.2用狀態(tài)表監(jiān)控與調(diào)試程序159

7.3.3用狀態(tài)表強制改變數(shù)值161

7.3.4在RUN模式下編輯用戶程序161

7.3.5調(diào)試用戶程序的其他方法162

7.4使用系統(tǒng)塊設置PLC的參數(shù)162

7.4.1斷電數(shù)據(jù)保持的設置162

7.4.2創(chuàng)建CPU密碼163

7.4.3輸出表與輸入濾波器的設置165

7.4.4脈沖捕捉功能與后臺通信時間的設置166

7.5S7-200 PLC仿真軟件的使用167

思考與練習169

第8章 PLC的通信與自動化通信網(wǎng)絡170

8.1計算機通信概述170

8.1.1串行通信170

8.1.2串行通信的端口標準171

8.2計算機通信的國際標準172

8.2.1開放系統(tǒng)互連模型172

8.2.2IEEE 802通信標準173

8.2.3現(xiàn)場總線及其國際標準175

8.3西門子的工業(yè)自動化通信網(wǎng)絡176

8.4S7-200的通信功能與串行通信網(wǎng)絡177

8.4.1S7-200的網(wǎng)絡通信協(xié)議177

8.4.2S7-200的通信功能179

8.4.3S7-200的串行通信網(wǎng)絡180

8.5S7-200的通信指令182

8.5.1網(wǎng)絡讀寫指令182

8.5.2發(fā)送指令與接收指令184

8.6使用自由端口模式的計算機與PLC的通信188

8.7Modbus協(xié)議在通信中的應用191

8.7.1Modbus RTU通信協(xié)議191

8.7.2基于Modbus RTU主站協(xié)議的通信191

8.7.3基于Modbus RTU從站協(xié)議的通信194

思考與練習197

第9章 PLC基本實驗198

9.1繼電器類指令實驗198

9.1.1實驗目的198

9.1.2實驗任務198

9.1.3實驗步驟198

9.2計時器類指令實驗200

9.2.1實驗目的200

9.2.2實驗任務200

9.2.3實驗步驟200

9.3計數(shù)器指令實驗203

9.3.1實驗目的203

9.3.2實驗任務203

9.3.3實驗步驟203

9.4微分指令、鎖存器指令實驗205

9.4.1實驗目的205

9.4.2實驗任務205

9.4.3實驗步驟205

9.5移位指令實驗208

9.5.1實驗目的208

9.5.2實驗任務208

9.5.3實驗步驟209

9.6算術(shù)指令和模擬量輸入指令實驗212

9.6.1實驗目的212

9.6.2實驗任務212

9.6.3實驗步驟212

9.7特殊功能指令實驗214

9.7.1實驗目的214

9.7.2實驗任務214

9.7.3實驗步驟214

思考與練習216

第10章 WinCC flexible入門217

10.1WinCC flexible概述217

10.1.1WinCC flexible簡介217

10.1.2WinCC flexible的安裝218

10.1.3WinCC flexible的用戶接口221

10.1.4鼠標的使用方法與技巧224

10.2一個簡單的例子226

10.2.1創(chuàng)建項目226

10.2.2變量的生成與組態(tài)228

10.2.3畫面的生成與組態(tài)228

10.2.4指示燈與文本域的生成和組態(tài)229

10.2.5按鈕的生成與組態(tài)231

10.3項目的運行與模擬233

10.3.1WinCC flexible運行系統(tǒng)簡介233

10.3.2模擬調(diào)試的方法234

思考與練習234

參考文獻235

本書在介紹電氣控制知識的基礎上，以西門子S7-200系列PLC為對象，介紹了PLC的組成、工作原理、指令系統(tǒng)、通信技術(shù)和系統(tǒng)設計方法等。內(nèi)容包括：常用低壓電器、電氣控制基礎、典型機械設備電氣控制系統(tǒng)、可編程控制器的基礎知識、S7-200 PLC的基本指令及應用、S7-200 PLC的功能指令及應用、step 7-Micor/WIN編程軟件、PLC的通信與自動化通信網(wǎng)絡、PLC基礎實驗、WinCC flexible入門。書中引用了大量的編程實例，能幫助初學者快速提高對PLC認識能力，熟練掌握編程技巧。

本書既可以作為高等學校電氣類及相關專業(yè)本科生的教材，也可供大專、成人教育等相關專業(yè)使用，還可作為電氣技術(shù)人員的參考書。

《電氣控制與PLC綜合應用技術(shù)》突出體現(xiàn)高職高專實踐教學的特色，使理論與實際操作密切結(jié)合，貫徹“邊動手邊學習”的編寫思路，以PLC、觸摸屏和變頻器的通用知識為主，即使讀者使用的PLC、觸摸屏和變頻器的型號與《電氣控制與PLC綜合應用技術(shù)》不同，也不影響學習。書中大多數(shù)電路、指令和程序都有相應的實習操作內(nèi)容，讀者經(jīng)過編程—上機驗證—修改—通過—操作的實踐過程，能較快地掌握PLC、觸摸屏和變頻器綜合應用技術(shù)?！峨姎饪刂婆cPLC綜合應用技術(shù)》配有電子課件和答案。

第1章西門子PLC及應用基礎 /001

1.1西門子PLC概述/001

1.1.1西門子PLC的發(fā)展歷程/001

1.1.2產(chǎn)品分類/001

1.2西門子PLC在機械電氣控制的應用/003

1.2.1基于PLC的機械電氣控制/003

1.2.2PLC機械電氣控制系統(tǒng)設計/004

1.2.3西門子PLC機電控制主要應用/005

第2章西門子S7-200 PLC /007

2.1西門子S7-200 PLC概況/007

2.1.1S7-200 PLC的結(jié)構(gòu)/007

2.1.2S7-200存儲器的數(shù)據(jù)類型與尋址方式/009

2.2S7-200系列PLC的基本指令/010

2.2.1基本邏輯指令/010

2.2.2程序控制指令/015

2.2.3PLC順序控制程序設計/017

2.2.4順序控制指令/018

2.3S7-200系列PLC功能指令/020

2.3.1數(shù)據(jù)處理指令/020

2.3.2算術(shù)和邏輯運算指令/023

2.3.3表功能指令/026

2.3.4轉(zhuǎn)換指令/027

2.3.5中斷指令/029

2.3.6高速處理指令/029

2.4S7-200 PLC編程軟件及應用/030

2.4.1編程軟件系統(tǒng)概述/030

2.4.2STEP 7-Micro/WIN32軟件功能/031

2.4.3程序編程/033

2.4.4調(diào)試及運行監(jiān)控/035

第3章西門子S7-200 PLC機電控制設計實例 /036

3.1基于S7-200 PLC的變頻調(diào)速電梯控制系統(tǒng)的設計/036

3.1.1電梯結(jié)構(gòu)與性能要求/036

3.1.2PLC的系統(tǒng)配置及控制功能/038

3.1.3FR-A540變頻器的參數(shù)設置/041

3.1.4系統(tǒng)框圖及電氣圖設計/042

3.1.5電梯的控制方式與系統(tǒng)程序設計/045

3.2基于S7-200 PLC的閘門卷揚啟閉機測控系統(tǒng)設計/050

3.2.1閘門卷揚啟閉機測控系統(tǒng)需求分析/050

3.2.2閘門卷揚啟閉機測控系統(tǒng)總體框架/052

3.2.3閘門卷揚啟閉機測控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡/053

3.2.4閘門卷揚啟閉機測控系統(tǒng)主回路設計/056

3.2.5閘門卷揚啟閉機測控系統(tǒng)控制回路設計/058

3.2.6閘門卷揚啟閉機測控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊設計/060

3.2.7S7-200 PLC程序設計/065

3.2.8觸摸屏及上位機組態(tài)軟件程序設計/071

3.3液壓泵-馬達綜合試驗臺PLC系統(tǒng)設計開發(fā)/076

3.3.1液壓泵-馬達綜合試驗臺功能需求分析/076

3.3.2液壓泵-馬達綜合試驗臺液壓技術(shù)方案/077

3.3.3測試系統(tǒng)設計/079

3.3.4PLC控制系統(tǒng)設計/084

3.3.5測試系統(tǒng)的軟件開發(fā)/088

第4章西門子S7-300/400PLC /092

4.1S7-300/400 PLC概況/092

4.1.1S7-300 PLC概況/092

4.1.2S7-300 PLC模塊/095

4.1.3S7 400 PLC概況/103

4.1.4S7-300/400 PLC存儲區(qū)/105

4.2S7-300/400編程語言與指令系統(tǒng)/108

4.2.1STEP 7編程語言/108

4.2.2STEP 7數(shù)據(jù)類型/110

4.2.3S7-300/400指令基礎/112

4.2.4位邏輯指令/115

4.2.5定時器與計數(shù)器指令/123

4.2.6數(shù)字指令/133

4.2.7控制指令/145

4.3STEP 7使用初步/148

4.3.1STEP 7軟件安裝/148

4.3.2SIMATIC管理器的應用/151

4.3.3STEP 7快速入門/153

4.3.4下載和調(diào)試程序/161

第5章西門子S7-300/400 PLC機電控制設計實例 /163

5.1基于S7-300 PLC的車門包邊機控制系統(tǒng)設計開發(fā)/163

5.1.1包邊機工藝要求和控制要求/163

5.1.2包邊機控制系統(tǒng)硬件設計/166

5.1.3包邊機PLC控制系統(tǒng)軟件設計/169

5.1.4包邊機人機界面設計/176

5.2基于S7-300 PLC的水套加熱爐控制系統(tǒng)設計/178

5.2.1水套加熱爐控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)/178

5.2.2加熱爐燃燒器選型/178

5.2.3PLC及其模塊選取/180

5.2.4人機界面選型/182

5.2.5現(xiàn)場儀表選型/182

5.2.6PLC硬件組態(tài)與編程方式選擇/184

5.2.7控制程序設計/186

5.2.8人機界面設計/194

5.3基于雙S7-300 PLC卡軌車冗余控制系統(tǒng)的設計/197

5.3.1卡軌車系統(tǒng)參數(shù)及工藝/198

5.3.2PLC控制系統(tǒng)硬件設計/199

5.3.3雙S7-300 PLC冗余控制系統(tǒng)軟件設計/201

5.3.4顯示屏設計/219

5.3.5遠程通信設計/223

5.4基于西門子S7-400系列PLC的原料煤儲運系統(tǒng)的設計/225

5.4.1原料煤儲運系統(tǒng)概況/225

5.4.2PLC控制系統(tǒng)總體設計/226

5.4.3PLC控制系統(tǒng)硬件選型/227

5.4.4PLC控制系統(tǒng)軟件設計/228

參考文獻/231 2100433B

《普通高等教育“十二五”電氣信息類規(guī)劃教材：電氣控制與PLC應用技術(shù)》從實際工程應用和教學需要出發(fā)，介紹了常用低壓電器和電氣控制電路的基本知識；介紹了PLC的基本組成和工作原理；以西門子S7-200 PLC為教學機型，詳細介紹了PLC的系統(tǒng)配置、指令系統(tǒng)、程序設計方法與編程軟件應用等內(nèi)容；書中安排了大量工程應用實例，包括開關量控制、模擬量信號檢測與控制、網(wǎng)絡與通信等具體應用程序。《普通高等教育“十二五”電氣信息類規(guī)劃教材：電氣控制與PLC應用技術(shù)》實例涵蓋了常用邏輯指令和功能指令的使用方法和技巧，實例程序均經(jīng)過調(diào)試運行?！镀胀ǜ叩冉逃笆濉彪姎庑畔㈩愐?guī)劃教材：電氣控制與PLC應用技術(shù)》各章附有習題與思考題，附錄有實驗指導書和課程設計任務書供教學選用。

《普通高等教育“十二五”電氣信息類規(guī)劃教材：電氣控制與PLC應用技術(shù)》可作為高等學校自動化、電氣工程及其自動化、機電一體化、計算機應用技術(shù)及機械制造等相關專業(yè)的教學用書，也可供研究生及相關工程技術(shù)人員參考。