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绪论1

第1章 常用低压控制电器3

1.1 概述3

1.1.1 电器的分类3

1.1.2 电力拖动自动控制系统中常用的低压控制电器4

1.1.3 我国低压控制电器的发展概况4

1.2 接触器6

1.2.1 结构和工作原理6

1.2.2 交、直流接触器的特点9

1.2.3 接触器的主要技术参数与选用原则10

1.3 继电器12

1.3.1 电磁式继电器12

1.3.2 热继电器14

1.3.3 时间继电器17

1.3.4 速度继电器19

1.4 熔断器20

1.4.1 熔断器的工作原理20

1.4.2 熔断器的选用21

1.5 低压开关和低压断路器23

1.5.1 低压断路器23

1.5.2 漏电保护器24

1.5.3 低压隔离器26

1.6 主令电器30

1.6.1 按钮30

1.6.2 位置开关30

1.6.3 凸轮控制器与主令控制器32

1.7 低压电器的产品型号33

1.7.1 全型号组成形式33

1.7.2 全型号各组成部分的确定33

习题与思考题35

第2章 电气控制线路的基本原则和基本环节36

2.1 电气控制线路的绘制36

2.1.1 电气控制线路常用的图形、文字符号36

2.1.2 电气原理图41

2.1.3 电气元件布置图43

2.1.4 电气安装接线图44

2.2 三相异步电动机的启动控制45

2.2.1 三相笼型电动机直接启动控制45

2.2.2 三相笼型电动机减压启动控制47

2.2.3 三相绕线转子电动机的启动控制51

2.3 三相异步电动机的正、反转控制54

2.4 三相异步电动机的调速控制55

2.4.1 三相笼型电动机的变极调速控制55

2.4.2 绕线转子电动机转子串电阻的调速控制56

2.4.3 电磁调速异步电动机的控制57

2.5 三相异步电动机的制动控制58

2.5.1 三相异步电动机反接制动控制59

2.5.2 三相异步电动机能耗制动控制59

2.5.3 三相异步电动机电容制动控制61

2.6 其他典型控制环节61

2.6.1 多地点控制62

2.6.2 多台电动机先后顺序工作的控制62

2.6.3 自动循环控制63

2.7 电气控制线路的设计方法64

2.7.1 经验设计法64

2.7.2 逻辑设计法69

习题与思考题74

第3章 可编程控制器基础76

3.1 可编程控制器概述76

3.1.1 可编程控制器的产生与发展76

3.1.2 可编程控制器的特点78

3.2 可编程控制器的组成78

3.2.1 中央处理单元（CPU）79

3.2.2 存储器单元79

3.2.3 电源单元80

3.2.4 输入/输出单元80

3.2.5 接口单元80

3.2.6 外部设备81

3.3 可编程控制器的工作原理82

3.3.1 可编程控制器的等效电路82

3.3.2 可编程控制器的工作过程83

3.4 可编程控制器的硬件基础84

3.4.1 可编程控制器的I/O模块84

3.4.2 可编程控制器的配置86

3.5 可编程控制器的软件基础87

3.5.1 系统监控程序87

3.5.2 用户应用程序88

3.6 可编程控制器的性能指标及分类89

3.6.1 可编程控制器的性能指标89

3.6.2 可编程控制器的分类90

习题与思考题91

第4章 S7-20 0 PLC的系统配置与开发环境92

4.1 S7-20 0 PLC系统的基本组成92

4.2 S7-20 0 PLC的接口模块96

4.2.1 数字量I/O模块96

4.2.2 模拟量I/O模块99

4.2.3 智能模块100

4.3 S7-20 0 PLC的系统配置104

4.3.1 S7-20 0 PLC的基本配置104

4.3.2 S7-20 0 PLC的扩展配置104

4.3.3 内部电源的负载能力105

4.4 STEP 7-Micro/WIN开发环境简介106

4.4.1 系统要求106

4.4.2 硬件连接106

4.4.3 设置和修改PLC通信参数107

4.4.4 软件功能与界面107

4.4.5 程序来源108

4.4.6 程序的调试及运行监控109

习题与思考题110

第5章 S7-20 0 PLC的指令系统111

5.1 S7-20 0 PLC编程基础111

5.1.1 编程语言111

5.1.2 数据类型112

5.1.3 存储器区域114

5.1.4 寻址方式118

5.1.5 用户程序结构120

5.1.6 编程的一般规则121

5.2 S7-20 0 PLC的基本指令及编程方法121

5.2.1 基本逻辑指令123

5.2.2 立即操作指令128

5.2.3 复杂逻辑指令129

5.2.4 取非触点指令和空操作指令132

5.2.5 定时器和计数器指令132

5.2.6 顺序控制继电器指令139

5.2.7 移位寄存器指令140

5.2.8 比较操作指令145

5.3 S7-20 0 PLC的功能指令及编程方法147

5.3.1 数学运算指令147

5.3.2 逻辑运算指令154

5.3.3 其他数据处理指令157

5.3.4 转换指令159

5.3.5 表功能指令164

5.3.6 程序控制指令167

5.3.7 特殊指令171

习题与思考题176

第6章 可编程控制器系统设计与应用179

6.1 PLC控制系统设计179

6.1.1 PLC控制系统设计的基本原则179

6.1.2 PLC控制系统设计的内容179

6.1.3 PLC控制系统设计的一般步骤181

6.2 PLC控制系统硬件配置181

6.2.1 PLC的选型182

6.2.2 I/O地址分配183

6.2.3 响应时间183

6.3 PLC控制系统软件设计184

6.3.1 经验设计法184

6.3.2 逻辑设计法184

6.3.3 顺序功能图法184

6.4 PLC应用程序的典型环节及设计技巧186

6.4.1 应用程序的典型环节186

6.4.2 PLC控制程序及设计技巧193

6.5 PLC在工业控制中的应用195

6.5.1 4台电动机的顺序启、停控制195

6.5.2 电动机Y-△减压启动控制199

6.5.3 节日彩灯的PLC控制200

6.5.4 十字路口交通信号灯的PLC控制203

6.5.5 造纸厂碱回收蒸发工段PLC控制207

6.6 提高PLC控制系统可靠性的措施209

6.6.1 PLC安装的环境条件209

6.6.2 抗干扰措施210

6.6.3 PLC系统的故障检查212

6.6.4 PLC系统的试运行与维护213

习题与思考题214

第7章 S7-20 0可编程控制器的通信与网络215

7.1 通信及网络基础215

7.1.1 数据通信方式215

7.1.2 网络概述219

7.2 S7-20 0系列PLC的网络类型及配置222

7.2.1 PLC网络类型222

7.2.2 通信协议222

7.2.3 通信设备224

7.2.4 S7-20 0系列PLC组建的几种典型网络228

7.2.5 通信参数的设置230

7.2.6 S7-20 0的参数设置231

7.3 S7-20 0网络及应用232

7.3.1 网络指令及应用232

7.3.2 自由口指令及应用236

7.4 自由口模式下PLC与计算机的通信243

7.4.1 自由口模式下PLC串行通信编程要点243

7.4.2 自由口模式下PLC与计算机通信应用实例246

习题与思考题258

第8章 基于SIMATIC S7的工业网络259

8.1 概述259

8.2 MPI网络262

8.2.1 全局数据通信263

8.2.2 S7基本通信266

8.2.3 MPI网络实现S7通信268

8.2.4 MPI网络的其他通信功能270

8.3 Profibus网络270

8.3.1 Profibus网络简介270

8.3.2 Profibus光缆通信网络271

8.3.3 Profibus的总线存取技术271

8.3.4 Profibus-DP总线的设备分类272

8.3.5 Profibus-DP网络组态273

8.3.6 Profibus网络中的其他通信277

8.4 工业以太网277

8.4.1 SIMATIC NET工业以太网网络方案278

8.4.2 网络部件278

8.4.3 SIMATIC工业以太网网卡和通信处理器279

8.4.4 工业以太网的STEP 7组态279

8.4.5 PROFINE T简介281

习题与思考题281

第9章 PLC与电气传动系统282

9.1 电气传动系统简述282

9.2 直流拖动系统简述282

9.3 交流拖动系统及MM440变频器285

9.3.1 MM440变频器的外部端口286

9.3.2 MM440变频器参数简介287

9.3.3 变频器的参数组288

9.3.4 二进制互连连接（BiCo）功能289

9.3.5 MM440变频器的USS通信290

9.4 MM440变频器与S7-20 0 PLC的简单应用299

9.5 基于PLC的电气传动自动控制系统实例分析302

9.5.1 几种常见的控制系统拓扑结构302

9.5.2 PLC与变频器的应用案例分析305

习题与思考题312

附录A 特殊寄存器（SM）标志位313

附录B 错误代码信息317

附录C S7-20 0可编程控制器指令集320

附录D 实验指导书325

附录E 课程设计指导书332

附录F 课程设计任务书333

参考文献336