电气控制及PLC应用技术

目　录

绪论　　1

第一章　常用低压电器　3

第一节　电器的基本知识　3

一、电器的定义和分类　3

二、电磁式电器　4

三、电器的触点系统　7

四、电弧的产生及灭弧方法　8

第二节　开关电器　10

一、刀开关　10

二、低压断路器　11

第三节　熔断器　12

一、熔断器的结构　13

二、熔断器的分类　14

三、熔断器的选择　14

第四节　主令电器　15

一、控制按钮　15

二、行程开关　16

三、接近开关　17

四、组合开关　17

第五节　接触器　18

一、接触器的结构及工作原理　18

二、直流接触器　19

三、交流接触器的技术参数　19

四、接触器选择　20

五、接触器常见故障分析　20

第六节　继电器　20

一、电磁式继电器　21

二、时间继电器　22

三、热继电器　23

四、速度继电器　24

五、液位继电器　25

习题与思考题　26

第二章　电气控制线路基础　27

第一节　电气控制系统图　27

一、电气图中的图形符号、文字符号和接线端子标记　27

二、电气控制原理图　28

三、电器元件布置图　30

四、电气元件接线图　31

第二节　三相笼型异步电动机全压启动控制　32

一、全压启动控制线路　32

二、点动控制与连续控制线路　34

三、正反转控制线路　35

四、自动往复控制电路　36

五、多点控制系统　37

六、顺序控制电路　37

第三节　三相笼型异步电动机降压启动控制　39

第四节　三相笼型异步电动机速度控制线路　43

第五节　三相异步电动机的制动控制　45

一、反接制动控制线路　45

二、能耗制动控制线路　48

第六节　电动机控制的保护环节　50

一、短路保护　50

二、过载保护　50

三、过电流保护　51

四、零电压和欠电压保护　51

第七节　电气控制线路的简单设计法　52

一、简单设计法介绍　52

二、简单设计法设计举例　56

习题与思考题　57

第三章　典型生产机械电气控制线路分析　59

第一节　电气控制线路分析基础　59

一、电气控制线路分析的内容与要求　59

二、电气原理图阅读分析的方法与步骤　60

第二节　C650卧式车床的电气控制线路分析　63

一、机床的主要结构和运动形式　63

二、电力拖动及控制要求　64

三、电气控制线路分析　64

四、C650卧式车床电气控制线路的特点　66

第三节　T68型卧式镗床电气控制线路分析　66

一、主要结构和运动形式　66

二、电力拖动形式和控制要求　67

三、电气控制线路分析　67

四、T68型卧式镗床电气控制线路的特点　70

第四节　X62W型卧式万能铣床电气控制线路分析　70

一、主要结构与运动分析　71

二、电力拖动和控制要求　72

三、电气控制线路分析　72

四、X62W卧式万能铣床电气控制线路的特点　78

习题与思考题　78

第四章　可编程控制器概述　79

第一节　PLC的概念　79

一、PLC的产生和定义　79

二、PLC的特点　80

三、PLC的分类　81

四、PLC的应用　81

第二节　PLC的结构和工作原理　82

一、PLC的结构　82

二、PLC的工作原理　84

第三节　PLC的编程语言　84

习题与思考题　85

第五章　S7-300 PLC的硬件与组态　86

第一节　S7-300 PLC的系统结构　86

一、S7-300 PLC的系统组成　86

二、S7-300 PLC的模块简介　87

三、将模拟量输入模块的输出值转换为实际的物理值　91

四、I/Ｏ模块的地址分配　92

第二节　STEP 7编程软件的使用　94

一、SIMATIC管理器　94

二、项目的创建　95

三、STEP 7与PLC通信连接的组态　97

四、硬件组态　98

五、生成梯形图　100

六、用PLCSIM调试程序　103

习题与思考题　108

第六章　S7-300 PLC的指令系统与应用　109

第一节　S7-300编程基础　109

一、数制　109

二、数据类型　110

三、S7-300 PLC的存储区　112

四、CPU中的寄存器　113

五、寻址方式　115

第二节　位逻辑指令　117

一、触点与线圈指令　117

二、置位和复位指令　120

三、RLO边沿检测指令　121

四、RS与SR触发器指令　123

五、触点信号边沿检测指令　124

第三节　定时器和计数器指令　126

一、定时器　126

二、定时器指令　128

三、计数器指令　136

第四节　数据处理功能指令　138

一、传送指令　139

二、比较指令　139

三、转换指令　141

四、数学运算指令　142

五、移位指令　144

六、字逻辑运算指令　145

七、状态位指令　145

第五节　控制指令　146

一、逻辑控制指令　146

二、程序控制指令　148

三、主控继电器指令　152

四、数据块指令　153

习题与思考题　154

第七章　S7-300 PLC程序设计方法　156

第一节　STEP 7的程序结构　156

一、S7 CPU中的程序　156

二、STEP 7用户程序结构　158

第二节　S7-300 PLC的应用系统设计　158

一、PLC应用系统设计的内容和步骤　158

二、应用实例设计　159

习题与思考题　182

第八章　S7-300 PLC的通信与网络　184

第一节　数据通信　184

一、数据通信的概念　184

二、数据传送方式　184

三、串行通信　185

四、网络通信协议　187

五、工业局域网　188

第二节　西门子PLC的通信网络　188

一、西门子PLC网络概述　188

二、网络通信方法　189

第三节　MPI网络通信技术　190

第四节　工业以太网通信技术　193

第五节　PROFIBUS通信技术　200

一、现场总线的主要类型与特点　200

二、PROFIBUS(过程现场总线)　200

三、PROFIBUS的物理结构　201

四、CPU31x-2DP之间的DP主从通信　201

习题与思考题　206

参考文献　207

●详细介绍常用低压电器的使用方法，电气控制线路分析方法以及S7-300 PLC在电气控制系统中的应用。●本书S7-300应用部分的绝大多数例题都有仿真练习，读者可按书中叙述生成项目、组态硬件、编写程序和仿真实验。同时在学习例题的基础上，做类似的或进一步的操作和练习，以巩固所学的知识。●本书注重实际，强调应用，是一本工程性较强的应用类教材。本书以大学本科教育工科类专业为背景，内容以电气控制系统和PLC应用技术为主，系统且有重点地介绍常用低压电器的使用方法，电气控制线路分析方法以及S7-300 PLC在电气控制系统中的应用。　　全书共分8章，内容包括常用低压电器、电气控制线路基础、典型生产机械电气控制线路分析、可编程控制器概述、S7-300 PLC的硬件与组态、S7-300 PLC的指令系统与应用、S7-300 PLC程序设计方法、S7-300 PLC的通信与网络等。　　本书可作为高等院校电气工程及其自动化、自动化、测控技术与仪器、电力系统自动化、机械设计制造及其自动化等相关专业教材，也可作为电力系统领域的广大工程技术人员和科技工作者的学习参考书。