电气控制与PLC应用

绪论

第1章 常用低压控制电器

1.1 概述

1.1.1 电器的分类

1.1.2 电力拖动自动控制系统中常用的低压控制电器

1.1.3 我国低压控制电器的发展概况

1.2 接触器

1.2.1 结构和工作原理

1.2.2 交、直流接触器的特点

1.2.3 接触器的主要技术参数与选用原则

1.3 继电器

1.3.1 电磁式继电器

1.3.2 热继电器

1.3.3 时间继电器

1.3.4 速度继电器

1.4 熔断器

1.4.1 熔断器的工作原理

1.4.2 熔断器的选用

1.5 低压开关和低压断路器

1.5.1 低压断路器

1.5.2 漏电保护器

1.5.3 低压隔离器

1.6 主令电器

1.6.1 按钮

1.6.2 位置开关

1.6.3 凸轮控制器与主令控制器

1.7 低压电器的产品型号

1.7.1 全型号组成形式

1.7.2 全型号各组成部分的确定

习题与思考题

第2章 电气控制线路的基本原则和基本环节

2.1 电气控制线路的绘制

2.1.1 电气控制线路常用的图形、文字符号

2.1.2 电气原理图

2.1.3 电气元件布置图

2.1.4 电气安装接线图

2.2 三相异步电动机的启动控制

2.2.1 三相笼型电动机直接启动控制

2.2.2 三相笼型电动机减压启动控制

2.2.3 三相绕线转子电动机的启动控制

2.3 三相异步电动机的正、反转控制

2.4 三相异步电动机的调速控制

2.4.1 三相笼型电动机的变极调速控制

2.4.2 绕线转子电动机转子串电阻的调速控制

2.4.3 电磁调速异步电动机的控制

2.5 三相异步电动机的制动控制

2.5.1 三相异步电动机反接制动控制

2.5.2 三相异步电动机能耗制动控制

2.5.3 三相异步电动机电容制动控制

2.6 其他典型控制环节

2.6.1 多地点控制

2.6.2 多台电动机先后顺序工作的控制

2.6.3 自动循环控制

2.7 电气控制线路的设计方法

2.7.1 经验设计法

2.7.2 逻辑设计法

习题与思考题

第3章 可编程控制器基础

3.1 可编程控制器概述

3.1.1 可编程控制器的产生与发展

3.1.2 可编程控制器的特点

3.2 可编程控制器的组成

3.2.1 中央处理单元（CPU）

3.2.2 存储器单元

3.2.3 电源单元

3.2.4 输入／输出单元

3.2.5 接口单元

3.2.6 外部设备

3.3 可编程控制器的工作原理

3.3.1 可编程控制器的等效电路

3.3.2 可编程控制器的工作过程

3.4 可编程控制器的硬件基础

3.4.1 可编程控制器的I／O模块

3.4.2 可编程控制器的配置

3.5 可编程控制器的软件基础

3.5.1 系统监控程序

3.5.2 用户应用程序

3.6 可编程控制器的性能指标及分类

3.6.1 可编程控制器的性能指标

3.6.2 可编程控制器的分类

习题与思考题

第4章 S7—200 PLC的系统配置与开发环境

4.1 S7—200 PLC系统的基本组成

4.2 S7—200 PLC的接口模块

4.2.1 数字量I／O模块

4.2.2 模拟量I／O模块

4.2.3 智能模块

4.3 S7—200 PLC的系统配置

4.3.1 S7—200 PLC的基本配置

4.3.2 S7—200 PLC的扩展配置

4.3.3 内部电源的负载能力

4.4 STEP 7—Micro／WIN开发环境简介

4.4.1 系统要求

4.4.2 硬件连接

4.4.3 设置和修改PLC通信参数

4.4.4 软件功能与界面

4.4.5 程序来源

4.4.6 程序的调试及运行监控

习题与思考题

第5章 S7—200 PLC的指令系统

5.1 S7—200 PLC编程基础

5.1.1 编程语言

5.1.2 数据类型

5.1.3 存储器区域

5.1.4 寻址方式

5.1.5 用户程序结构

5.1.6 编程的一般规则

5.2 S7—200 PLC的基本指令及编程方法

5.2.1 基本逻辑指令

5.2.2 立即操作指令

5.2.3 复杂逻辑指令

5.2.4 取非触点指令和空操作指令

5.2.5 定时器和计数器指令

5.2.6 顺序控制继电器指令

5.2.7 移位寄存器指令

5.2.8 比较操作指令

5.3 S7—200 PLC的功能指令及编程方

5.3.1 数学运算指令

5.3.2 逻辑运算指令

5.3.3 其他数据处理指令

5.3.4 转换指令

5.3.5 表功能指令

5.3.6 程序控制指令

5.3.7 特殊指令

习题与思考题

第6章 可编程控制器系统设计与应用

6.1 PLC控制系统设计

6.1.1 PLC控制系统设计的基本原则

6.1.2 PLC控制系统设计的内容

6.1.3 PLC控制系统设计的一般步骤

6.2 PLC控制系统硬件配置

6.2.1 PLC的选型

6.2.2 I／O地址分配

6.2.3 响应时间

6.3 PLC控制系统软件设计

6.3.1 经验设计法

6.3.2 逻辑设计法

6.3.3 顺序功能图法

6.4 PLC应用程序的典型环节及设计技巧

6.4.1 应用程序的典型环节

6.4.2 PLC控制程序及设计技巧

6.5 PLC在工业控制中的应用

6.5.14台电动机的顺序启、停控制

6.5.2 电动机Y—△减压启动控制

6.5.3 节日彩灯的PLC控制

6.5.4 十字路口交通信号灯的PLC控制

6.5.5 造纸厂碱回收蒸发工段PLC控制

6.6 提高PLC控制系统可靠性的措施

6.6.1 PLC安装的环境条件

6.6.2 抗干扰措施

6.6.3 PLC系统的故障检查

6.6.4 PLC系统的试运行与维护

习题与思考题

第7章 S7—200可编程控制器的通信与网络

7.1 通信及网络基础

7.1.1 数据通信方式

7.1.2 网络概述

7.2 S7—200系列PLC的网络类型及配置

7.2.1 PLC网络类型

7.2.2 通信协议

7.2.3 通信设备

7.2.4 S7—２００系列PLC组建的几种典型网络

7.2.5 通信参数的设置

7.2.6 S7—200的参数设置

7.3 S7—200网络及应用

7.3.1 网络指令及应用

7.3.2 自由口指令及应用

7.4 自由口模式下PLC与计算机的通信

7.4.1 自由口模式下PLC串行通信编程要点

7.4.2 自由口模式下PLC与计算机通信应用实例

习题与思考题

第8章 基于SIMATIC S7的工业网络

8.1 概述

8.2 MPI网络

8.2.1 全局数据通信

8.2.2 S7基本通信

8.2.3 MPI网络实现S7通信

8.2.4 MPI网络的其他通信功能

8.3 Profibus网络

8.3.1 Profibus网络简介

8.3.2 Profibus光缆通信网络

8.3.3 Profibus的总线存取技术

8.3.4 Profibus—DP总线的设备分类

8.3.5 Profibus—DP网络组态

8.3.6 Profibus网络中的其他通信

8.4 工业以太网

8.4.1 SIMATIC NET工业以太网网络方案

8.4.2 网络部件

8.4.3 SIMATIC工业以太网网卡和通信处理器

8.4.4 工业以太网的STEP 7组态

8.4.5 PROFINET简介

习题与思考题

第9章 PLC与电气传动系统

9.1 电气传动系统简述

9.2 直流拖动系统简述

9.3 交流拖动系统及MM440变频器

9.3.1 MM440变频器的外部端口

9.3.2 MM440变频器参数简介

9.3.3 变频器的参数组

9.3.4 二进制互连连接（BiCo）功能

9.3.5 MM440变频器的USS通信

9.4 MM440变频器与S7—200 PLC的简单应用

9.5 基于PLC的电气传动自动控制系统实例分析

9.5.1 几种常见的控制系统拓扑结构

9.5.2 PLC与变频器的应用案例分析

习题与思考题

附录A 特殊寄存器（SM）标志位

附录B 错误代码信息

附录C S7—200可编程控制器指令集

附录D 实验指导书

附录E 课程设计指导书

附录F 课程设计任务书

参考文献

《普通高等教育"十二五"规划教材·电气工程、自动化专业规划教材电气控制与PLC应用(第3版)》可作为高等院校自动化、电气技术及相近专业的“现代电气控制”或类似课程的本科生教材，也可作为专科层次相关专业类似课程的教材，并可作为电子技术、电气技术、自动化技术工程技术人员的参考书。本书由3部分组成。第一部分由第1～2章组成，介绍电气控制中常用的低压电器、典型控制线路、典型电气控制系统分析和设计方法。第二部分由第3～6章组成，介绍可编程控制器基础，以西门子公司S7?200型PLC为重点，介绍西门子S7系列可编程控制器结构原理、指令系统及其应用、控制系统程序分析和设计方法。第三部分由第7～9章组成，介绍可编程控制器的通信与网络控制、与变频器结合在电气传动系统中的应用。【作者简介】陈建明，华北水利水电学院动力学院教授，多年来一直从事“电气控制技术”、“可编程序控制器原理及应用”等的科研与教学工作。