機械電氣控制與PLC應用

第1章緒論001

1.1機械電氣控制目的和任務001

1.2機械電氣控制技術的發(fā)展001

1.3電氣控制系統(tǒng)的組成002

第2章常用低壓電器004

2.1常用低壓電器分類與應用004

2.1.1常用低壓電器分類004

2.1.2低壓電器的應用005

2.2電磁式低壓電器結構與工作原理005

2.2.1電器的觸點和電弧005

2.2.2電磁機構009

2.3接觸器013

2.3.1接觸器的結構及工作原理013

2.3.2接觸器的主要特性和參數(shù)014

2.3.3接觸器的選用原則016

2.4繼電器016

2.4.1概述016

2.4.2電磁式繼電器017

2.4.3時間繼電器019

2.4.4速度繼電器022

2.4.5熱繼電器022

2.5低壓開關025

2.5.1刀開關025

2.5.2組合開關026

2.5.3低壓斷路器028

2.6主令電器030

2.6.1控制按鈕030

2.6.2行程開關032

2.6.3轉換開關032

2.6.4接近開關033

2.6.5主令控制器034

2.7控制變壓器035

2.8熔斷器035

2.9智能電器036

習題與思考題037

第3章機械電氣控制的基本電路039

3.1電器控制電路的繪制原則039

3.1.1電氣圖的圖形符號、文字符號及

接線端子標記039

3.1.2電路圖的布局044

3.1.3電氣原理圖044

3.1.4電器元件布置圖046

3.1.5電器安裝接線圖048

3.2閱讀電氣圖的基本方法和步驟049

3.3三相異步電動機控制的基本電路050

3.3.1交流異步電動機的結構050

3.3.2單向旋轉控制電路053

3.3.3電動機正反向可逆控制電路057

3.3.4順序控制電路059

3.3.5電液(氣)控制電路061

3.3.6三相籠型異步電動機啟動控制電路062

3.4三相繞線轉子異步電動機啟動控制電路065

3.4.1轉子繞組串電阻啟動電路065

3.4.2轉子繞組串接頻敏變阻器啟動電路068

3.5三相交流電動機的制動控制電路070

3.5.1能耗制動控制電路070

3.5.2反接制動控制電路072

3.6電器控制電路中的保護環(huán)節(jié)074

習題與思考題076

第4章電氣控制電路的設計方法077

4.1電氣控制設計的主要內(nèi)容077

4.2電氣控制設備的設計步驟078

4.3電氣設計的一般原則079

4.4電氣控制系統(tǒng)的設計方法082

4.4.1經(jīng)驗設計法082

4.4.2邏輯設計方法085

習題與思考題087

第5章常用機械的電氣控制電路089

5.1C650臥式車床電氣控制電路089

5.1.1主要結構和運動形式089

5.1.2中小型車床對電氣控制的要求089

5.1.3電氣控制電路分析090

5.2T68臥式鏜床電氣控制電路092

5.2.1主要結構和運動形式092

5.2.2電力拖動方式和控制要求093

5.2.3電氣控制電路分析093

5.2.4電氣控制電路的特點096

5.3交流式起重機電氣控制電路096

5.3.1橫梁的移動控制098

5.3.2小車的移動控制099

5.3.3副鉤的動作控制099

5.3.4主鉤的動作控制100

5.3.5動作的限位與保護101

習題與思考題103

第6章可編程序控制器的組成及工作原理104

6.1PLC的產(chǎn)生、發(fā)展及特點104

6.1.1PLC的產(chǎn)生104

6.1.2PLC的發(fā)展107

6.1.3PLC的功能107

6.1.4PLC的特點108

6.1.5PLC的典型應用110

6.2可編程控制器的組成111

6.3PLC的工作原理115

6.4PLC技術性能指標及分類120

6.4.1PLC的性能指標120

6.4.2PLC的分類121

6.5S7200 PLC系統(tǒng)的基本組成122

6.5.1物理結構123

6.5.2基本單元123

6.5.3數(shù)字量擴展模塊127

6.5.4模擬量擴展模塊131

6.5.5PROFIBUSDP擴展模塊133

6.5.6SIMATIC NET CP2432通信處理器133

6.5.7智能擴展模塊134

6.6S7200 PLC的系統(tǒng)配置134

6.6.1S7200 PLC的基本配置134

6.6.2S7200 PLC的擴展配置134

6.6.3PLC的安裝與接線137

習題與思考題139

第7章可編程控制器軟件系統(tǒng)140

7.1PLC的編程語言140

7.1.1傳統(tǒng)的PLC語言及不足140

7.1.2IEC 611313標準的產(chǎn)生141

7.1.3基于IEC 611313標準的編程軟件142

7.1.4S7200 PLC的編程語言1437.2PLC的軟件系統(tǒng)145

7.2.1PLC的軟件構成145

7.2.2PLC的程序結構146

7.3S7200 PLC的數(shù)據(jù)區(qū)的分配及尋址方式147

7.3.1PLC的數(shù)據(jù)區(qū)147

7.3.2尋址方式149

7.4PLC的程序開發(fā)環(huán)境154

7.4.1STEP 7Micro/Win操作界面154

7.4.2軟件編程應用156

習題與思考題161

第8章PLC的指令系統(tǒng)及編程方法162

8.1PLC的指令系統(tǒng)概述162

8.2S7200 PLC的基本指令164

8.2.1位操作類指令164

8.2.2定時和計數(shù)器指令170

8.3編程規(guī)則與技巧178

8.4S7200 PLC的功能指令183

8.4.1功能指令概述183

8.4.2程序控制指令185

8.4.3運算指令193

8.4.4傳送指令199

8.4.5比較指令202

8.4.6數(shù)據(jù)轉換指令204

8.4.7移位操作指令209

8.4.8邏輯運算指令213

8.4.9表功能指令215

8.4.10中斷指令218

8.4.11高速處理類指令223

8.4.12PID指令238

習題與思考題244

第9章順序控制梯形圖的設計方法246

9.1功能圖的基本概念246

9.2順序功能圖247

9.3順序功能圖的編程方法及梯形圖表示249

9.3.1使用通用邏輯指令的方法249

9.3.2使用SCR指令的方法253

9.3.3使用置位、復位(S、R)指令的方法257

習題與思考題260

第10章PLC控制系統(tǒng)的設計與應用261

10.1PLC控制系統(tǒng)的設計方法及步驟261

10.1.1PLC控制系統(tǒng)設計的基本步驟261

10.1.2PLC硬件系統(tǒng)設計263

10.1.3PLC軟件系統(tǒng)設計一般步驟264

10.2PLC系統(tǒng)控制程序設計方法265

10.2.1經(jīng)驗設計法266

10.2.2邏輯設計方法268

10.2.3移植設計法274

10.2.4順序功能圖設計法278

10.3變頻器及其PLC控制278

10.3.1變壓變頻調速原理278

10.3.2變頻器的基本結構和分類279

10.3.3變頻器的選用、運行和維護279

10.3.4變頻器的操作方式及使用280

10.3.5MM440變頻器PLC控制282

習題與思考題285

第11章PLC人機界面與網(wǎng)絡通信287

11.1人機界面287

11.1.1人機界面概述287

11.1.2人機界面的硬件裝置289

11.1.3人機界面的組態(tài)軟件292

11.2通信基礎知識2961

1.2.1并行通信與串行通信297

11.2.2異步通信與同步通信298

11.2.3串行通信工作模式299

11.2.4串行通信的接口標準300

11.2.5IEEE802通信標準302

11.2.6現(xiàn)場總線303

11.2.7PLC數(shù)據(jù)通信介質304

11.3西門子PLC通信306

11.3.1西門子工業(yè)通信網(wǎng)絡306

11.3.2S7200 PLC通信連接方式308

11.4S7200 PLC串行通信網(wǎng)絡配置310

11.4.1通信協(xié)議種類310

11.4.2PPI網(wǎng)絡通信313

11.4.3S7200 PLC通信部件314

11.4.4S7200 PLC的通信指令316

11.4.5S7200 PLC的自由端口通信318

習題與思考題323

參考文獻324

全書內(nèi)容主要包括：常用低壓電器，電氣控制的基本電路，電氣控制電路的設計方法，常用機床的電氣控制電路，可編程控制器的組成及其工作原理，S7-200 PLC的系統(tǒng)配置，S7-200 PLC的基本指令和功能指令，順序控制梯形圖的設計，PLC控制系統(tǒng)的程序設計方法，變頻器及其控制，PLC人機界面與網(wǎng)絡通信等。本書從應用出發(fā)詳述了實用的電氣控制的典型功能電路，介紹的電氣控制系統(tǒng)分析、設計方法簡便、直觀。本書內(nèi)容的闡述深入淺出，便于自學和實踐。

《電氣控制與PLC綜合應用技術》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》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?！峨姎饪刂婆cPLC綜合應用技術》配有電子課件和答案。

《電氣控制與PLC技術應用實訓教程》為21世紀高等學校規(guī)劃教材。每章設有學生開發(fā)性實驗內(nèi)容，由學生自行設計實驗程序，同時還備有針對實驗內(nèi)容的思考題和綜合實訓的項目?！峨姎饪刂婆cPLC技術應用實訓教程》注重結合實際、突出工程實踐應用能力的培養(yǎng)，在編排實驗內(nèi)容上循序漸進、由淺入深，簡明扼要，圖文并茂，通俗易懂，便于教學和自學。全書分為電氣控制技術實驗與實訓、可編程控制器（PLC）技術實驗與實訓、特殊I/O單元的應用實訓與設計舉例共三篇，主要內(nèi)容包括電氣控制基本線路及典型設備的實驗、電路故障的分析方法和排除技巧、OMRON公司CJlM系列PLC的結構和工作原理、編程器的操作方法、CX-Programmer軟件的使用、基本邏輯指令編程實驗、功能指令編程實驗、高機能模塊（如高速計數(shù)單元、A/D轉換模塊、D/A轉換模塊、PID調節(jié)模塊、溫度控制模塊等）的應用、PLC與變頻器綜合應用、PLC網(wǎng)絡通信應用實驗、CJ系列位置控制單元的應用等內(nèi)容。

《電氣控制與PLC技術應用實訓教程》可作為高等院校自動化、電氣工程及其自動化、機械工程及其自動化等相關專業(yè)的本?？茖嵱柦滩?，也可作為相關技能培訓的教材，還可供相關工程技術人員參考。

《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》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?！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》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》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》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人員參考。