电气控制与S7-300 PLC原理及应用

第1章 绪 论

1.1 电气系统的接触器-继电器控制

1.2 电气系统的PLC控制

1.2.1 PLC的由来

1.2.2 PLC控制的基本原理

1.2.3 PLC的生产厂家

1.3 PLC控制的意义、要求及课程任务

第2章 常用低压电器

2.1 低压电器的作用与分类

2.1.1 电器的定义及作用

2.1.2 低压电器的分类

2.2 电磁式低压电器

2.2.1 电磁式电器的基本构成

2.2.2 电磁式接触器

2.3 继电器

2.3.1 电磁式继电器

2.3.2 热继电器

2.3.3 时间继电器

2.3.4 速度继电器

2.3.5 液位继电器

2.3.6 温度继电器

2.3.7 压力继电器

2.4 熔断器

2.4.1 用途

2.4.2 熔断器的结构与工作原理

2.4.3 熔断器的安秒特性

2.4.4 熔断器的选择

2.4.5 图形符号、文字符号及型号

2.5 低压断路器

2.5.1 用途

2.5.2 结构与工作原理

2.5.3 图形符号、文字符号及型号含义

2.6 低压隔离器

2.6.1 刀开关

2.6.2 组合开关

2.7 主令电器

2.7.1 控制按钮

2.7.2 位置开关

本章小结

习题

第3章 继电器-接触器控制系统

3.1 电气控制线路的图形符号、文字符号及绘制原则

3.1.1 常用电气设备图形符号和文字符号

3.1.2 电气控制线路图的绘制原则

3.1.3 电气原理图

3.1.4 电气元件布置图

3.1.5 电气安装接线图

3.2 继电器-接触器控制电路组成的基本规律

3.2.1 电气联锁控制规律

3.2.2 控制过程变化参量的控制规律

3.3 三相笼型异步电动机的常用控制电路

3.3.1 全压启动控制线路

3.3.2 降压启动控制线路

3.3.3 三相异步电动机的制动控制线路

3.3.4 异步电动机调速控制线路

3.4 其他典型控制环节

3.4.1 直流电动机常用控制电路

3.4.2 三相绕线电机启动控制

3.5 电气控制线路的常用保护环节

3.6 电气控制线路的阅读和分析方法

3.6.1 采用查线阅读分析法阅读、分析电气原理图的步骤

3.6.2 电气原理图阅读和分析举例

本章小结

习题

第4章 PLC的结构和工作原理

4.1 PLC的基本结构

4.1.1 PLC的硬件系统

4.1.2 可编程控制器的软件系统

4.2 PLC的工作原理

4.2.1 PLC的等效工作电路

4.2.2 PLC的工作过程

4.3 PLC的编程语言和程序结构

4.3.1 PLC的编程语言

4.3.2 PLC的程序结构

4.4 SIMATIC S7-300 PLC的硬件组成及硬件组态

4.4.1 S7-300系列PLC系统硬件组成

4.4.2 S7-300的模块简介

4.4.3 S7-300系列PLC的编程元件

4.4.4 S7-300的组态

本章小结

习题

第5章 S7-300的指令系统及编程

5.1 指令及其结构

5.1.1 指令的组成

5.1.2 操作数

5.2 位逻辑指令

5.2.1 位逻辑运算指令

5.2.2 位操作指令

5.2.3 跳变沿检测指令

5.3 定时器与计数器指令

5.3.1 定时器指令（Timers）

5.3.2 时钟存储器（ClockMemory）

5.3.3 计数器指令（Counter）

5.3.4 定时器与计数器的配合使用

5.4 数据处理功能指令

5.4.1 装入和传送指令（MOV）

5.4.2 转换指令（Converter）

5.5 运算指令

5.5.1 算术运算指令

5.5.2 字逻辑运算指令（WordLogic）

5.5.3 数据运算指令应用举例

5.6 移位指令

5.6.1 移位指令（Shift/Rotate）简介

5.6.2 移位指令应用（编辑步进架）

5.7 累加器操作和地址寄存器指令

5.8 控制指令

5.8.1 逻辑控制指令

5.8.2 程序控制指令

5.8.3 主控继电器指令

本章小结

习题

第6章 S7系列结构化程序设计

6.1 结构化编程

6.2 功能块的编程及调用

6.2.1 变量声明表（局部数据）

6.2.2 功能块的编辑及调用举例

6.3 程序结构化设计应用举例

6.3.1 程序结构设计

6.3.2 程序设计实例

本章小结

习题

第7章 S7的组织块和中断处理

7.1 组织块概述

7.2 循环执行的组织块

7.3 定期执行的组织块和中断处理

7.3.1 日期时间中断

7.3.2 循环中断组织块（OB30～OB38）

7.4 事件驱动的组织块和中断处理

7.4.1 延时中断组织块

7.4.2 异步故障中断组织块

7.4.3 同步故障中断（OB121、OB122）

7.5 启动组织块和中断处理

7.6 背景组织块

本章小结

习题

第8章 PLC的通信及网络

8.1 PLC网络基础

8.1.1 PLC网络含义

8.1.2 PLC网络的结构

8.2 PLC通信简介

8.2.1 基本概念和术语

8.2.2 串行通信接口标准

8.2.3 开放系统互连模型

8.3 西门子PLC网络

8.3.1 生产金字塔结构模型

8.3.2 西门子的几种通信网络

8.4 PROFIBUS现场总线

8.4.1 PROFIBUS的结构与硬件

8.4.2 S7系统中的PROFIBUS-DP及组态

8.5 AS-I总线

8.5.1 AS-I概述

8.5.2 AS-I主站模板CP343-2

本章小结

习题

第9章 WinCC简介

9.1 WinCC概述

9.2 组态第一个WinCC工程

9.2.1 建立项目

9.2.2 组态项目

9.2.3 WinCC运行

9.2.4 使用变量模拟器

9.3 组态变量

9.3.1 变量管理器（Tag Manag-ement）

9.3.2 创建和编辑变量

9.4 创建过程画面

9.4.1 WinCC图形编辑器

9.4.2 使用图形、对象和控件

9.4.3 使用图形编辑器的一些例子

本章小结

习题

第10章 S7-300系列PLC应用系统设计

10.1 PLC应用系统设计的内容和步骤

10.1.1 系统设计的原则与内容

10.1.2 系统设计和调试的主要步骤

10.2 PLC应用系统的硬件设计

10.2.1 PLC选型

10.2.2 PLC容量估算

10.2.3 I/O模块的选择

10.2.4 分配输入/输出点

10.2.5 外部接线设计

10.2.6 安全回路设计

10.3 PLC应用系统的软件设计

10.3.1 PLC应用软件设计的内容

10.3.2 PLC应用系统的软件设计步骤

10.4 PLC应用系统设计实例

本章小结

习题

附录A 其他主要PLC型号及指令介绍

A.1 三菱PLC简介

A.2 欧姆龙PLC简介

A.3 西门子S7-200PLC简介

附录B STEP7语句表指令一览表

附录C 实验指导书

实验一 STEP7编程软件的熟悉及基本指令联系

实验二 异步电动机可逆运行控制

实验三 异步电动机Y-△降压启动控制

实验四 异步电动机反接制动控制

实验五 定时器、计数器功能实验

实验六 移位指令练习

实验七 数据处理指令练习

实验八 结构化编程应用

实验九 S7-300组织块与中断

实验十 现场总线应用

实验十一 简单的WinCC项目的组态和监控

参考文献

《电气控制与S7-300 PLC原理及应用/高等院校电气信息类规划教材》从工程应用的角度出发，突出应用性和实践性，介绍了常用低压电器、继电器—接触器控制系统、PLC的结构和工作原理、S7-300的指令系统及编程、S7系列结构化程序设计、S7的组织块和中断处理、WinCC简介和S7-300系列PLC应用设计。通过大量有针对性的工程实例，详尽介绍工程上常用的PLC控制系统的设计思想、设计步骤及设计方法。
　　《电气控制与S7-300 PLC原理及应用/高等院校电气信息类规划教材》可作为高等院校工业电气自动化、机电一体化、计算机应用等相关专业的教学用书。对于广大电气工程技术人员来说，也是一本非常有价值的参考书和技术手册。