本書(shū)涵蓋了“電氣控制技術(shù)”和“可編程控制器應(yīng)用技術(shù)”兩門(mén)課程的主要內(nèi)容,特色鮮明。第一部分由第1章和第2章組成,介紹以低壓電器、典型控制電路、常用生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備的電氣控制電路為主要內(nèi)容的電氣控制技術(shù)。第二部分由第3~6章組成,以西門(mén)子S71200系列PLC為對(duì)象,系統(tǒng)地闡述了可編程控制器的功能、架構(gòu)與應(yīng)用技術(shù)。其中,第3章介紹PLC的基本結(jié)構(gòu)、設(shè)備組成、工作原理和開(kāi)發(fā)環(huán)境;第4章、第5章和第6章介紹S71200 PLC的編程方法、指令系統(tǒng)、工程應(yīng)用及其設(shè)計(jì)方法。第三部分即第7章,介紹PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。本書(shū)編寫(xiě)采取實(shí)用為主的方式,內(nèi)容以必需、夠用為度,減少了原有課程教學(xué)內(nèi)容中重復(fù)的部分。
本書(shū)的特點(diǎn)是講述透徹、深入淺出、通俗易懂、便于教學(xué)。本書(shū)可作為高等院校本科自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化及相近專業(yè)的“現(xiàn)代電氣控制”或類似課程的教材,也可作為各類院校高職高專層次相關(guān)專業(yè)類似課程的教材,還可作為相關(guān)領(lǐng)域工程技術(shù)人員的參考書(shū)。
本書(shū)的特點(diǎn)是講述透徹、深入淺出、通俗易懂、便于教學(xué)。
前言
電氣控制與PLC原理及應(yīng)用是綜合了繼電器-接觸器控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)的一門(mén)技術(shù),應(yīng)用十分廣泛?删幊炭刂破(PLC)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域,是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化三大支柱(PLC技術(shù)、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造)之一。特別是西門(mén)子S7系列PLC在過(guò)程控制、電力系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床、道路交通等行業(yè)市場(chǎng)占有率較高。因此本書(shū)在編寫(xiě)過(guò)程中力求做到以下幾點(diǎn):
(1)講究實(shí)際簡(jiǎn)化低壓電氣控制方面的論述,突出基本環(huán)節(jié)與常用電器,精選傳統(tǒng)電器及繼電器-接觸器控制內(nèi)容,沒(méi)有介紹擴(kuò)大機(jī)、磁放大器和順序控制器等應(yīng)用越來(lái)越少的內(nèi)容,大幅度增加應(yīng)用越來(lái)越廣泛的可編程控制器的內(nèi)容。
(2)強(qiáng)調(diào)應(yīng)用著重介紹逐漸成為主流控制器的西門(mén)子S71200 PLC,以及以其為核心組成的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用。介紹S71200的硬件結(jié)構(gòu)和硬件組態(tài)、指令、程序結(jié)構(gòu)、編程軟件和仿真軟件的使用方法,介紹一整套易學(xué)易用的開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)的編程方法、多種通信網(wǎng)絡(luò)的使用方法。
(3)方便教學(xué)盡可能深入淺出,通俗易懂,采用實(shí)際工程案例進(jìn)行分析、講解,書(shū)后附有實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū),同時(shí)針對(duì)以往在組織教學(xué)時(shí),有些課程重復(fù)介紹可編程控制器相關(guān)知識(shí)的情況,本書(shū)較全面、系統(tǒng)地介紹了可編程控制器及其應(yīng)用技術(shù)。
本書(shū)既可作為本科或高職高專院校相關(guān)專業(yè)的教材,也可供工程技術(shù)人員使用。
本書(shū)由三部分組成。第一部分由第1章和第2章組成,介紹電氣控制中常用的低壓電器、典型控制電路、典型電氣控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)方法。第二部分由第3~6章組成,介紹可編程控制器基礎(chǔ)、以西門(mén)子公司S71200 PLC為重點(diǎn)介紹西門(mén)子S7系列可編程控制器的結(jié)構(gòu)原理、指令系統(tǒng)及其應(yīng)用、控制系統(tǒng)程序分析和設(shè)計(jì)方法。第三部分即第7章,主要針對(duì)可編程控制器的通信問(wèn)題,簡(jiǎn)單介紹S71200的PROFINET通信、PROFIBUS通信、S7通信和WEB服務(wù)器與通信處理器。其中,本書(shū)的第二部分可以單獨(dú)作為S71200 PLC 教材使用。
本書(shū)由陳建明和白磊擔(dān)任主編,馬強(qiáng)、郭香靜、王成鳳擔(dān)任副主編,何小可、趙明明、段愛(ài)霞、王亞輝參編。其中,第1章和第2章的21節(jié)、22節(jié)由郭香靜和王成鳳編寫(xiě);第3、4、6章和第5章51節(jié)由白磊和陳建明編寫(xiě);第2章23節(jié)和第5章52節(jié)由何小可和趙明明編寫(xiě);第7章由馬強(qiáng)編寫(xiě);S71200 PLC指令集、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)和課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)由段愛(ài)霞、王亞輝編寫(xiě);全書(shū)圖、表和程序代碼由王成鳳負(fù)責(zé);陳建明負(fù)責(zé)全書(shū)統(tǒng)稿、定稿。
在編寫(xiě)本書(shū)過(guò)程中,編者參考了兄弟院校的資料及其他相關(guān)教材,并得到許多同仁的關(guān)心和幫助,在此謹(jǐn)致謝意。
限于篇幅及編者的業(yè)務(wù)水平,在內(nèi)容上若有局限和欠妥之處,竭誠(chéng)希望讀者提出寶貴的意見(jiàn)。
編者
高等院校教師
目錄
前言
第1章常用低壓電器
11概述
111電器的分類
112電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用的低壓控制電器
113我國(guó)低壓控制電器的發(fā)展概況
12接觸器
121接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理
122交、直流接觸器的特點(diǎn)
123接觸器的型號(hào)與參數(shù)及其選用
13繼電器
131電磁式繼電器
132熱繼電器
133時(shí)間繼電器
134速度繼電器
14熔斷器
141熔斷器的結(jié)構(gòu)與工作原理
142熔斷器的型號(hào)與參數(shù)
143熔斷器的選用
15刀開(kāi)關(guān)與斷路器
151膠殼刀開(kāi)關(guān)
152低壓斷路器
153剩余電流動(dòng)作保護(hù)器
154智能斷路器
16主令電器
161按鈕
162位置開(kāi)關(guān)
163凸輪控制器與主令控制器
習(xí)題與思考題第2章電氣控制線路分析與設(shè)計(jì)
21電氣控制線路的基本要求
211電氣控制線路常用的圖形及文字符號(hào)
212電氣原理圖
213電氣元件布置圖
214電氣安裝接線圖
22三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制
221三相籠型電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)控制
222三相籠型電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制
223三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制
224三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制
225多地點(diǎn)控制
226多臺(tái)電動(dòng)機(jī)先后順序工作的控制
227自動(dòng)循環(huán)控制
23電氣控制電路的設(shè)計(jì)方法
231經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法
232邏輯設(shè)計(jì)法
習(xí)題與思考題第3章可編程控制器基礎(chǔ)與S71200 PLC
31可編程控制器概述
311可編程控制器的產(chǎn)生與發(fā)展
312可編程控制器的特點(diǎn)
32可編程控制器的基本組成
321中央處理單元
322存儲(chǔ)器單元
323電源單元
324輸入、輸出單元
325其他接口單元
33可編程控制器的工作原理
331可編程控制器的等效電路
332可編程控制器的工作過(guò)程
34S71200 PLC系統(tǒng)及其基本組成
341S71200 PLC系統(tǒng)的基本組成
342基本單元(CPU模塊)
343信號(hào)板和信號(hào)模塊
344通信板和通信模塊
35S71200 PLC開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介
351開(kāi)發(fā)軟件介紹
352開(kāi)發(fā)軟件基本使用方法
353S71200 PLC與編程PC的連接
354PLC用戶程序編程
355程序的調(diào)試、運(yùn)行監(jiān)控與故障診斷
習(xí)題與思考題第4章S71200 PLC及其常用基本指令
電氣控制與PLC原理及應(yīng)用——西門(mén)子S7-1200 PLC第2版目錄41S71200 PLC編程基礎(chǔ)
411編程語(yǔ)言
412數(shù)據(jù)類型
413存儲(chǔ)器與地址
414構(gòu)建用戶程序
42基本指令
421位邏輯運(yùn)算指令
422定時(shí)器和計(jì)數(shù)器指令
423比較指令
424數(shù)學(xué)運(yùn)算指令
425移動(dòng)操作指令
426邏輯運(yùn)算指令
427移位和循環(huán)移位指令
習(xí)題與思考題第5章S71200 PLC及其擴(kuò)展與工藝指令
51擴(kuò)展指令
511日期、時(shí)間和時(shí)鐘功能指令
512字符串和字符指令
513中斷指令
514脈沖指令
515數(shù)據(jù)塊控制指令
516配方和數(shù)據(jù)日志指令
517處理地址指令
518擴(kuò)展指令的常見(jiàn)錯(cuò)誤代碼
52工藝指令
521高速計(jì)數(shù)器指令
522PID指令
523運(yùn)動(dòng)控制指令
習(xí)題與思考題第6章可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用
61控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
611控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則
612控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟
613控制程序設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)技巧
62應(yīng)用程序的典型環(huán)節(jié)及設(shè)計(jì)技巧
63PLC在工業(yè)控制中的應(yīng)用
習(xí)題與思考題第7章S71200 PLC通信與網(wǎng)絡(luò)
71S71200 PLC通信基礎(chǔ)
711通信協(xié)議
712現(xiàn)場(chǎng)總線
713西門(mén)子的通信體系
72PROFINET通信
721本地/伙伴連接
722PROFINET指令
723與編程設(shè)備連接
724PLC到PLC通信
725分布式I/O指令
73PROFIBUS通信
731PROFIBUS通信模塊
732配置DP主站和從站設(shè)備
74S7通信
741GET和PUT指令
742組態(tài)兩臺(tái)設(shè)備間的本地/伙伴連接
743GET和PUT連接參數(shù)分配
744基于PROFINET中CPU間S7通信過(guò)程
75WEB服務(wù)器與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信
751WEB服務(wù)器
752點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信
76ASi組態(tài)
77Modbus通信
771Modbus RTU
772Modbus TCP
78通用串行接口通信
習(xí)題與思考題附錄
附錄AS71200 PLC指令集
附錄B實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)
實(shí)驗(yàn)1熟悉S71200 PLC編程軟件
實(shí)驗(yàn)2基本指令練習(xí)
實(shí)驗(yàn)3三相異步電動(dòng)機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制
實(shí)驗(yàn)4多人搶答器程序設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)5運(yùn)料小車的程序控制
實(shí)驗(yàn)6循環(huán)流水燈
實(shí)驗(yàn)7十字路口交通燈程序控制
實(shí)驗(yàn)8PLC的通信編程
附錄C課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)
附錄D課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
課程設(shè)計(jì)課題1:自動(dòng)售貨機(jī)的PLC控制
課程設(shè)計(jì)課題2:水塔水位控制系統(tǒng)參考文獻(xiàn)