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第1章 常用低压电器1

1.1 低压电器的定义、分类1

1.2 电磁式电器的组成与工作原理2

1.2.1 电磁机构2

1.2.2 触点系统5

1.2.3 灭弧系统6

1.3 接触器8

1.3.1 接触器的组成及工作原理8

1.3.2 接触器的分类8

1.3.3 接触器的主要技术参数10

1.3.4 接触器的选择与使用10

1.3.5 接触器的图形符号与文字符号11

1.4 继电器11

1.4.1 继电器的分类和特性11

1.4.2 电磁式继电器12

1.4.3 时间继电器13

1.4.4 热继电器15

1.4.5 速度继电器19

1.4.6 固态继电器20

1.5 主令电器21

1.5.1 控制按钮21

1.5.2 行程开关22

1.5.3 接近开关23

1.5.4 万能转换开关24

1.6 信号电器26

1.7 开关电器26

1.7.1 刀开关26

1.7.2 低压断路器28

1.8 熔断器30

1.8.1 熔断器的结构和工作原理30

1.8.2 熔断器的类型30

1.8.3 熔断器的主要技术参数32

1.8.4 熔断器的选择与使用32

1.9 电磁执行器件33

1.9.1 电磁铁33

1.9.2 电磁阀33

1.9.3 电磁制动器34

习题与思考题35

第2章 基本电气控制电路37

2.1 电气控制电路的绘制原则及标准37

2.1.1 电气图中的图形符号及文字符号37

2.1.2 电气原理图的绘制原则38

2.1.3 电气安装接线图40

2.1.4 电气元件布置图41

2.2 交流电动机的基本控制电路41

2.2.1 三相笼型异步电动机直接起动控制电路41

2.2.2 三相笼型异步电动机减压起动控制电路48

2.2.3 三相绕线转子异步电动机起动控制电路50

2.2.4 三相笼型异步电动机制动控制电路51

2.2.5 三相笼型异步电动机调速控制电路54

2.2.6 组成电气控制电路的基本规律56

2.2.7 电气控制电路中的保护环节56

2.3 典型生产机械电气控制电路的分析58

2.3.1 电气控制电路分析的基础58

2.3.2 电气原理图阅读分析的方法与步骤58

2.3.3 C650型卧式车床电气控制电路的分析59

2.4 电气控制电路的一般设计法62

2.4.1 一般设计法的主要原则62

2.4.2 一般设计法中应注意的问题63

2.4.3 一般设计法控制电路举例63

习题与思考题64

第3章 可编程序控制器概述66

3.1 PLC的产生及定义66

3.1.1 PLC的产生66

3.1.2 PLC的定义67

3.2 PLC的发展与应用67

3.2.1 PLC的发展历程67

3.2.2 PLC的发展趋势68

3.2.3 PLC的应用领域70

3.3 PLC的特点72

3.4 PLC的分类73

3.4.1 按结构形式分类73

3.4.2 按功能分类75

3.4.3 按I/O点数分类76

3.4.4 按生产厂家分类76

3.5 PLC的硬件结构和各部分的作用76

3.6 PLC的工作原理79

3.6.1 PLC控制系统的组成79

3.6.2 PLC循环扫描的工作过程79

3.6.3 PLC用户程序的工作过程80

3.6.4 PLC工作过程举例说明82

3.6.5 输入、输出延迟响应82

3.6.6 PLC对输入、输出的处理规则84

习题与思考题85

第4章 S7-200 PLC的系统配置与接口模块86

4.1 S7-200 PLC控制系统的基本构成86

4.2 S7-200 PLC的输入/输出接口模块89

4.2.1 数字量模块90

4.2.2 模拟量模块93

4.2.3 S7-200 PLC的智能模块97

4.3 S7-200 PLC的系统配置97

4.3.1 主机加扩展模块的最大I/O配置97

4.3.2 I/O点数的扩展与编址98

4.3.3 内部电源的负载能力99

4.3.4 PLC外部接线与电源要求99

习题与思考题101

第5章 S7-200 PLC的基本指令及程序设计103

5.1 S7-200 PLC的编程语言103

5.2 S7-200 PLC的数据类型与存储区域104

5.2.1 位、字节、字、双字和常数104

5.2.2 数据类型及范围105

5.2.3 数据的存储区105

5.3 S7-200 PLC的编程元件107

5.3.1 编程元件107

5.3.2 编程元件及操作数的寻址范围112

5.4 寻址方式113

5.5 程序结构和编程规约115

5.5.1 程序结构115

5.5.2 编程的一般规约115

5.6 S7-200 PLC的基本指令117

5.6.1 位逻辑指令117

5.6.2 立即I/O指令119

5.6.3 逻辑堆栈指令120

5.6.4 取反指令和空操作指令122

5.6.5 正/负跳变触点指令123

5.6.6 定时器指令123

5.6.7 计数器指令127

5.6.8 比较指令130

5.6.9 移位寄存器指令131

5.6.10 顺序控制继电器指令132

5.7 典型控制环节的PLC程序设计135

5.7.1 单向运转电动机起动、停止控制程序135

5.7.2 单按钮起动、停止控制程序136

5.7.3 具有点动调整功能的电动机起动、停止控制程序136

5.7.4 电动机的正、反转控制程序136

5.7.5 大功率电动机的星-三角减压起动控制程序138

5.7.6 闪烁控制程序139

5.7.7 瞬时接通/延时断开程序139

5.7.8 定时器、计数器的扩展140

5.7.9 高精度时钟程序140

5.7.10 多台电动机顺序起动、停止控制程序141

5.7.11 故障报警程序144

5.8 梯形图编写规则145

习题与思考题147

第6章 S7-200 PLC的功能指令及使用149

6.1 S7-200 PLC的基本功能指令149

6.1.1 数据传送指令149

6.1.2 数学运算指令152

6.1.3 数据处理指令160

6.2 程序控制指令175

6.2.1 有条件结束指令175

6.2.2 暂停指令175

6.2.3 监视定时器复位指令175

6.2.4 跳转与标号指令176

6.2.5 循环指令176

6.2.6 诊断LED指令177

6.3 局部变量表与子程序177

6.3.1 局部变量表177

6.3.2 子程序178

6.4 中断程序与中断指令180

6.4.1 中断程序180

6.4.2 中断指令180

6.5 PID指令及应用184

6.5.1 PID算法184

6.5.2 PID回路指令185

6.5.3 PID指令向导编程190

6.5.4 PID参数自整定192

6.6 高速处理类指令197

6.6.1 高速计数器指令197

6.6.2 高速脉冲输出指令203

习题与思考题209

第7章 PLC控制系统设计与应用实例211

7.1 PLC控制系统设计的内容和步骤211

7.1.1 PLC控制系统设计的内容211

7.1.2 PLC控制系统设计的步骤211

7.2 PLC控制系统的硬件配置213

7.2.1 PLC机型的选择213

7.2.2 开关量I/O模块的选择215

7.2.3 模拟量I/O模块的选择216

7.2.4 智能模块的选择216

7.3 PLC控制系统梯形图程序的设计216

7.3.1 经验设计法217

7.3.2 顺序控制设计法与顺序功能图217

7.4 顺序控制梯形图的设计方法221

7.4.1 置位、复位指令编程221

7.4.2 顺序控制继电器指令编程223

7.4.3 具有多种工作方式的顺序控制梯形图设计方法227

7.5 PLC在工业控制系统中的典型应用实例232

7.5.1 恒温控制232

7.5.2 基于增量式旋转编码器和PLC高速计数器的转速测量236

习题与思考题238

第8章 PLC的通信及网络240

8.1 SIEMENS工业自动化控制网络240

8.1.1 SIEMENS PLC网络的层次结构240

8.1.2 网络通信设备241

8.1.3 通信协议244

8.2 S7-200串行通信网络及应用245

8.2.1 S7系列PLC产品组建的几种典型网络245

8.2.2 在编程软件中设置通信参数247

8.3 通信指令及应用250

8.3.1 网络读、写指令及应用250

8.3.2 自由口通信指令及应用252

习题与思考题264

第9章 STEP7-Micro/WIN编程软件功能与使用265

9.1 软件安装及硬件连接265

9.1.1 软件安装265

9.1.2 硬件连接265

9.1.3 通信参数的设置和修改266

9.2 编程软件的主要功能267

9.2.1 基本功能267

9.2.2 主界面各部分功能267

9.2.3 系统组态270

9.3 编程软件的使用272

9.3.1 项目生成272

9.3.2 程序的编辑和传送273

9.3.3 程序的预览与打印输出276

9.4 程序的监控和调试276

9.4.1 用状态表监控程序277

9.4.2 在RUN方式下编辑程序278

9.4.3 梯形图程序的状态监视279

9.4.4 选择扫描次数279

9.4.5 S7-200的出错处理279

附录281

附录A 常用电器的图形符号及文字符号281

附录B 特殊继电器（SM）含义282

附录C 错误代码285

附录D S7-200可编程序控制器指令集288

附录E 实验指导书291

附录F 课程设计指导书303

附录G 课程设计任务书304

参考文献308