《電氣可編程控制原理與應用(S7-200 PLC)》選擇了西門子S7-200系列小型可編程控制器進行講述。
《電氣可編程控制原理與應用(S7-200 PLC)》共分11章,內容根據(jù)教學的需要進行編排,兼顧實際工程應用。第1、2章介紹常用低壓電器、電氣邏輯控制基礎知識和常見電器控制電路,作為可編程控制器的基礎知識;第3章是從常規(guī)電氣控制過渡到可編程控制的基礎,介紹兩者的共同點和特殊性,并進一步說明可編程控制器的基本控制原理;第4~7章分別介紹S7-200PLC指令系統(tǒng)的基本邏輯指令、步進順控指令、功能指令和高速指令;第8章介紹PLC的擴展模塊,主要介紹輸入/輸出擴展模塊和模擬量擴展模塊;第9章介紹PLC的基本設計方法和典型實例;第10章介紹編程軟件的使用方法;第11章列舉了電氣控制電路和PLC控制電路的實驗項目,以加強讀者的實踐能力。
《電氣可編程控制原理與應用(S7-200 PLC)》可作為高等院校的自動化、電氣工程及其自動化、機械工程及其自動化、電子工程自動化、機電一體化等相關專業(yè)的本科、專科教材,也可供相關工程技術人員參考。
目前在我國工業(yè)自動控制系統(tǒng)中,可編程控制器(PLC)的應用十分普及,各種品牌的PLC競相登場,但目前從實際應用和各高校的相關教學內容來看,仍以德國西門子S7系列PLC和日本三菱公司的FX系列PLC為主流。筆者于2007年編寫的《電氣可編程控制原理與應用》(FX系列PLC)已被多所院校選為教材,并得到廣大讀者一致好評。為了適應各類高等教育的不同教學要求,本書選擇了比較有代表性的西門子S7-200系列可編程控制器進行講述。
本書是《電氣可編程控制原理與應用》的同一種教材的西門子S7-200PLC版本。
本書采用獨特的講述方法,內容新穎,與眾不同;內容安排由易到難、由淺到深,有一定的廣度和深度。本書主要介紹西門子S7-200系列可編程控制器的基本工作原理及結構、基本邏輯指令、步進順控指令和功能指令的應用與編程等。由于課時有限,不可能面面俱到,未編入的內容可參考廠家的相關資料。本書中的大部分電氣控制電路都經過實際接線驗證,梯形圖和應用實例都是筆者經過反復推敲、多次修改而精選出來的。
書中注重精選內容、結合實際、突出應用。在編排上循序漸進,在內容闡述上力求簡明扼要、圖文并茂、通俗易懂,便于教學和自學。由于本課程的實踐性強,因此在編寫上也安排了電氣控制與可編程控制器的實驗內容。本書對部分比較煩瑣的控制電路和控制程序進行了簡化,提出了不少有代表性的控制電路和控制程序。本書力求內容精練,前后銜接自然,符合教學和自學的規(guī)律,理論聯(lián)系實際,有很強的實用性。
本書主要由王阿根編著,參加編寫工作的還有王晰、宋玲玲、顧春雷、王建岡、薛迎成、朱學來、李杜、李小凡、陳中、張美琪、姚志樹、潘秀萍。
本書適用于32~64學時的理論課程教學安排,建議實驗環(huán)節(jié)為8~16學時,課程設計安排為1~2周。對于少學時教學安排,可根據(jù)專業(yè)教學要求進行內容選擇。在本書的編寫過程中得到了鹽城工學院的資助。
對于使用本書的任課教師可提供電子課件(PPT)、習題解答及其他教學文件,可發(fā)電子郵件到進行聯(lián)系;也可登錄電子工業(yè)出版社旗下的華信教育資源網(wǎng)查找本書免費下載。
本書內容未經本人同意,謝絕引用。
由于水平有限,書中不足之處在所難免,敬請讀者批評指正。
王阿根
2013年1月
第1章 常用低壓電器
1.1 常用低壓電器的分類
1.2 電力開關
1.2.1 刀開關
1.2.2 組合開關
1.2.3 負荷開關
1.2.4 斷路器
1.3 控制開關
1.3.1 按鈕
1.3.2 行程開關
1.3.3 轉換開關
1.3.4 主令控制器和凸輪控制器
1.4 接觸器和控制繼電器
1.4.1 接觸器
1.4.2 電磁式繼電器
1.4.3 中間繼電器
1.4.4 時間繼電器
1.4.5 速度繼電器
1.4.6 液位繼電器
1.4.7 壓力繼電器
1.5 保護電器
1.5.1 熔斷器
1.5.2 熱繼電器
1.5.3 電流繼電器和電壓繼電器
1.6 其他常用電器
1.6.1 電阻器
1.6.2 電磁鐵
1.6.3 信號燈
1.6.4 報警器
1.6.5 液壓控制元件
1.7 電器的文字符號和圖形符號
1.7.1 電器的文字符號
1.7.2 電器的圖形符號
習題
第2章 電氣控制基本電路
2.1 控制電路的基本邏輯概念
2.1.1 控制電路的基本組成
2.1.2 控制電器的狀態(tài)和值
2.1.3 控制電路的邏輯表達式
2.1.4 基本邏輯電路的類型
2.2 三相交流異步電動機基本控制電路
2.2.1 鼠籠型電動機直接啟動控制電路
2.2.2 鼠籠型電動機降壓啟動控制電路
2.2.3 繞線型異步電動機啟動控制電路
2.2.4 異步電動機的制動控制電路
2.2.5 異步電動機的調速控制電路
2.3 直流電動機的控制電路
2.3.1 直流電動機的基本控制特點
2.3.2 直流電動機的基本控制電路
習題
第3章 PLC的基本結構和工作原理
3.1 PLC的組成
3.1.1 概述
3.1.2 初步認識PLC
3.2 PLC的基本工作原理
3.2.1 PLC的等效電路
3.2.2 PLC的工作過程
3.2.3 PLC的接線圖和梯形圖的繪制方法
3.2.4 串行工作方式對梯形圖控制結果的影響
3.3 PLC的輸入/輸出接口電路
3.3.1 開關量輸入接口電路
3.3.2 開關量輸出接口電路
3.4 PLC中常用的軟繼電器
3.4.1 輸入/輸出繼電器(I、Q)
3.4.2 輔助繼電器(M)
3.4.3 特殊輔助繼電器(SM)
3.4.4 順序控制繼電器(S)
3.4.5 定時器(T)
3.4.6 計數(shù)器(C)
習題
第4章 常用基本指令及應用
4.1 單接點指令
4.1.1 普通單接點指令
4.1.2 立即單接點
4.2 連接導線指令
4.2.1 接點組連接導線指令
4.2.2 回路分支導線指令
4.3 接點邏輯取反指令和邊沿接點指令
4.3.1 接點邏輯取反指令
4.3.2 邊沿接點指令
4.3.3 邊沿常閉接點
4.4 比較接點指令
4.5 邏輯線圈指令
4.5.1 普通線圈、定時器和計數(shù)器指令
4.5.2 置位線圈指令和復位線圈指令
4.5.3 SR觸發(fā)器和RS觸發(fā)器
4.6 程序控制指令
4.6.1 有條件結束(END)指令
4.6.2 停止(STOP)指令
4.6.3 看門狗復位(WDR)指令
4.6.4 跳轉指令(JMP)及標號(LBL)指令
4.6.5 循環(huán)(FOR、NEXT)指令
4.6.6 子程序
4.7 編程注意事項
4.7.1 繪制梯形圖時的注意事項
4.7.2 減少指令的方法
4.7.3 輸出線圈的重復使用
4.8 編程實例
4.8.1 十字路口交通燈控制
4.8.2 按鈕人行道
4.8.3 三相異步電動機點動、連動、能耗制動電路
4.8.4 送料車自動循環(huán)控制
習題
第5章 步進順序控制
5.1 步進順控指令與狀態(tài)轉移圖
5.1.1 步進順控指令
5.1.2 狀態(tài)轉移圖
5.1.3 狀態(tài)轉移條件的有關處理方法
5.2 狀態(tài)轉移圖的分支與跳轉
5.2.1 狀態(tài)轉移圖的跳轉
5.2.2 狀態(tài)轉移圖的分支
習題
第6章 功能指令
6.1 功能指令中的數(shù)據(jù)
6.1.1 數(shù)據(jù)的長度
6.1.2 數(shù)據(jù)的類型
6.2 加、減、乘、除指令
6.2.1 加減法指令
6.2.2 乘除法指令
6.2.3 加一和減一指令
6.3 傳送指令
6.3.1 字節(jié)、字、雙字和實數(shù)傳送指令
6.3.2 字節(jié)、字、雙字的塊傳送指令
6.3.3 字節(jié)立即傳送指令
6.3.4 字節(jié)交換指令
6.4 邏輯操作指令
6.4.1 取反指令
6.4.2 與、或和異或指令
6.5 轉換指令
6.5.1 數(shù)據(jù)類型轉換指令
6.5.2 BCD碼和整數(shù)的轉換指令
6.5.3 四舍五入和取整指令
6.5.4 編碼和解碼指令
6.5.5 七段碼指令
6.6 移位指令
6.6.1 右移和左移指令
6.6.2 循環(huán)右移和循環(huán)左移指令
6.6.3 移位寄存器指令
6.7 數(shù)學功能指令
6.7.1 正弦、余弦和正切指令
6.7.2 自然對數(shù)和自然指數(shù)指令
6.7.3 平方根指令
6.8 表指令
6.8.1 存儲器填充指令
6.8.2 填表指令
6.8.3 先進先出指令和后進先出指令
6.8.4 查表指令
6.9 時鐘指令
6.9.1 寫實時時鐘指令
6.9.2 讀實時時鐘指令
6.10 中斷指令
6.10.1 中斷的概念和類型
6.10.2 中斷的優(yōu)先級和中斷隊列
習題
第7章 高速指令
7.1 高速計數(shù)器指令
7.2 高速計數(shù)器HSC類型應用舉例
7. 3 脈沖輸出指令
7.3.1 PTO脈沖串輸出
7.3.2 PWM脈寬調制
7. 4 脈沖輸出應用舉例
7.4.1 多段PTO控制脈沖輸出應用實例
7.4.2 單段PTO控制脈沖輸出應用實例
7.4.3 PWM高速脈沖輸出應用實例
習題
第8章 擴展模塊及PID控制
8.1 常用擴展模塊與基本模塊的連接
8.2 數(shù)字量擴展模塊
8. 3 模擬量擴展模塊
8.3.1 模擬量輸入擴展模塊EM231
8.3.2 模擬量輸出擴展模塊EM232
8.3.3 模擬量輸入/輸出擴展模塊EM235
8.4 PID回路控制指令
8.4.1 PID算法
8.4.2 PID控制指令
8.4.3 PID控制實例
8.5 智能擴展模塊
8.5.1 熱電偶、熱電阻擴展模塊EM231
8.5.2 定位控制擴展模塊EM253
8.5.3 通信模塊
習題
第9章 可編程控制器的設計及示例
9.1 PLC控制系統(tǒng)設計概述
9.1.1 PLC控制設計的基本原則
9.1.2 PLC控制設計的基本步驟
9.2 輸入/輸出接線圖的設計
9.2.1 輸入接線圖的設計
9.2.2 節(jié)省輸入點的幾種方法
9.2.3 輸出接線圖的設計
9.2.4 節(jié)省輸出點的幾種方法
9.3 PLC基本設計編程方法
9.4 PLC控制設計示例
9.4.1 電鍍自動生產線PLC設計
9.4.2 傳送帶機械手動作控制PLC設計
9.4.3 氣動機械手控制
9.4.4 6人投票選舉
習題
第10章 S7-200編程軟件的使用
10.1 安裝編程軟件
10.1.1 操作系統(tǒng)與硬件要求
10.1.2 軟件安裝
10.1.3 設置中文界面
10.1.4 編程軟件主界面
10. 2 系統(tǒng)塊配置
10.2.1 輸入濾波器配置
10.2.2 輸出表配置
10.2.3 脈沖捕捉配置
10.2.4 斷電數(shù)據(jù)保持的配置
10.2.5 CPU密碼配置
10.2.6 背景時間配置
10.2.7 LED指示燈(SF/DIAG)配置
10.2.8 增加存儲器配置
10.3 數(shù)據(jù)塊的使用
10.4 程序編輯
10.4.1 建立項目文件
10.4.2 在LAD中建立串行和并行
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