电气控制与S7-300 PLC工程应用技术

前言第1章绪论第2章常用低压电器2.1低压电器概述2.1.1定义与分类2.1.2发展趋势2.2低压电器基础知识2.2.1电磁式电器的组成2.2.2主要技术参数2.2.3产品型号规定2.3主令电器2.3.1控制按钮2.3.2行程开关2.3.3接近开关2.3.4万能转换开关2.4接触器2.4.1交流接触器2.4.2直流接触器2.4.3技术参数与选型2.5继电器2.5.1电磁式继电器2.5.2时间继电器2.5.3热继电器2.5.4速度继电器2.5.5固态继电器2.6开关与断路器2.6.1开关与熔断器2.6.2断路器2.7习题第3章电气控制基础3.1电气控制电路图绘制原则与国标符号3.1.1电气控制电路图绘制原则3.1.2电气控制电路图国标符号3.2电气控制常用技术3.2.1点动控制3.2.2自锁控制3.2.3多地控制3.2.4互锁控制3.2.5联锁控制3.2.6点动与连续控制3.2.7限位控制3.3三相异步电动机减压起动控制3.3.1定子串电阻减压起动控制3.3.2-△转换减压起动控制3.3.3自耦变压器减压起动控制3.4三相异步电动机制动控制3.4.1反接制动控制3.4.2能耗制动控制3.5习题第4章电气控制电路分析与设计4.1电气控制电路分析4.1.1电气控制电路分析基础4.1.2C650型卧式车床电气控制电路分析4.2电气控制电路设计4.2.1电气控制电路设计原则4.2.2电气控制电路经验设计法4.2.3电气控制电路逻辑设计法4.2.4电气控制电路的综合设计法4.3习题第5章可编程序控制器概述5.1工业自动化与全集成自动化5.2PLC的定义及特点5.2.1PLC的定义5.2.2PLC的特点5.3PLC的组成和工作原理5.3.1PLC的组成5.3.2PLC的工作原理5.4PLC在工业自动化中的地位和作用5.5获取资料、软件和帮助5.6习题第6章SIMATIC管理器6.1SIMATIC管理器简介6.1.1SIMATIC管理器概述6.1.2STEP 7的安装6.1.3STEP 7的通信连接6.2项目的管理与创建6.2.1STEP 7自动化项目解决方案6.2.2STEP 7项目的创建6.3符号表与逻辑块6.3.1符号表的创建与管理6.3.2逻辑块的插入与编辑6.4硬件组态6.4.1硬件组态的任务6.4.2硬件组态实例6.4.3CPU模块的参数设置6.4.4数字量I/O模块的参数设置6.4.5模拟量I/O模块的参数设置6.5网络组态6.5.1网络组态的任务6.5.2网络组态工具NetPro6.5.3网络组态的方法6.5.4连接表6.6程序调试工具PLCSIM6.6.1PLCSIM概述6.6.2PLCSIM仿真实例6.7程序的下载、上传与调试6.7.1程序的下载与上传6.7.2程序的调试6.8故障诊断6.9参考数据功能6.9.1参考数据的作用6.9.2参考数据的生成与显示6.9.3程序结构6.9.4赋值表6.9.5未使用的符号6.9.6没有在符号表中定义的地址6.9.7在程序中快速查找地址的位置6.10习题第7章S7-300硬件系统7.1S7-300硬件简介7.2S7-300机架7.3S7-300电源模块7.4S7-300 CPU模块7.5S7-300接口模块7.6S7-300信号模块7.6.1数字量输入模块7.6.2数字量输出模块7.6.3模拟量输入模块7.6.4模拟量输出模块7.6.5其他信号模块7.7S7-300功能模块7.8S7-300通信模块7.9ET 200分布式I/O7.9.1ET 200分布式I/O简介7.9.2ET 200分类7.10S7-300模块的安装与扩展7.11习题第8章S7-300软件基础8.1IEC 61131-3国际标准简介8.2S7-300 PLC编程语言简介8.3变量、数制与编码8.4数据类型8.4.1基本数据类型8.4.2复合数据类型8.4.3参数数据类型8.4.4用户自定义数据类型8.5S7-300 PLC编程资源及其编址8.5.1S7-300 PLC编程资源8.5.2PLC存储区的划分8.5.3S7-300模块的编址8.6S7-300寻址方式8.6.1寻址方式简介8.6.2立即寻址8.6.3直接寻址8.6.4存储器间接寻址8.6.5寄存器间接寻址8.6.6POINTER与ANY数据类型指针8.7习题第9章S7-300指令系统及编程9.1位逻辑指令9.1.1触点与线圈9.1.2基本逻辑指令9.1.3取反指令9.1.4SAVE指令9.1.5置位与复位指令9.1.6RS和SR触发器指令9.1.7边沿检测指令9.2定时器指令9.2.1定时器简介9.2.2定时器功能指令9.2.3定时器线圈指令9.2.4IEC定时器9.3计数器指令9.3.1计数器简介9.3.2计数器功能指令9.3.3计数器线圈指令9.3.4IEC计数器9.4数据处理指令9.4.1装入指令和传送指令9.4.2比较指令9.4.3移位和循环指令9.4.4字逻辑运算指令9.5运算指令9.5.1转换指令9.5.2数学运算指令9.6程序控制指令9.6.1跳转指令9.6.2状态位指令9.6.3主控继电器指令9.6.4数据块指令9.7库分类及应用9.7.1库的分类9.7.2库的应用9.7.3库的生成9.7.4库中FC、FB、SFC及SFB的使用9.8习题第10章程序结构与程序设计10.1系统程序和用户程序10.2用户程序结构10.2.1用户程序编程方法10.2.2用户程序分层调用10.2.3用户程序使用的堆栈10.3组织块10.3.1组织块的分类及优先级10.3.2组织块的变量声明表10.3.3启动组织块10.3.4循环执行组织块10.3.5时间中断组织块10.3.6事件驱动组织块10.3.7背景组织块10.3.8其他组织块10.4功能和功能块10.4.1发动机控制系统的程序结构10.4.2符号表与变量声明表10.4.3功能与功能块的生成10.4.4功能与功能块的调用10.4.5时间标记冲突与一致性检查10.5数据块10.5.1数据块的生成10.5.2数据块的访问10.6多重背景10.6.1生成多重背景功能块10.6.2生成多重背景数据块10.6.3在OB1中调用多重背景10.6.4FC、FB与OB的区别10.7系统块10.8标准库中的FC、FB10.9程序设计10.9.1图解法10.9.2经验设计法10.9.3状态表程序设计法10.9.4顺序功能图设计方法10.10PLC典型常用程序10.10.1位逻辑指令应用实例10.10.2定时器/计数器指令应用实例10.10.3移位指令应用实例10.10.4跳转指令应用实例10.10.5运算指令应用实例10.10.6模拟量采集滤波实例10.11习题第11章故障诊断11.1故障诊断基础知识11.1.1故障分类11.1.2故障诊断机理11.1.3故障诊断方法11.2LED故障诊断11.3SIMATIC诊断软件11.4STEP 7故障诊断11.4.1诊断符号11.4.2故障诊断过程11.4.3模块信息11.4.4硬件诊断11.4.5Monitor/ModifyVariables11.4.6参考数据11.4.7其他诊断功能11.5OB和SFC故障诊断11.6重新接线功能的应用11.6.1重新接线功能11.6.2SIMATIC Manager重新接线11.6.3地址与符号优先重新接线11.6.4源程序优先程序接线11.7习题第12章S7-300 PLC模拟量闭环控制12.1模拟量闭环控制基础12.1.1模拟量闭环控制系统的组成12.1.2闭环控制的主要性能指标12.1.3闭环控制反馈极性的确定12.2数字PID控制器12.2.1PID控制器的优点12.2.2PID控制器数字化12.3S7-300模拟量闭环控制功能12.3.1S7-300实现闭环控制方法12.3.2使用闭环控制软件包中的功能块实现闭环控制12.3.3模拟量输入及数值整定12.3.4输入量软件滤波12.3.5模拟量输出及整定12.4连续PID控制器FB4112.4.1设定值和过程变量的处理12.4.2PID控制算法12.4.3控制器输出值的处理12.4.4FB41的参数12.5步进PI控制器FB4212.5.1步进控制器的结构12.5.2PI控制算法12.5.3FB42的参数12.6脉冲发生器FB4312.6.1脉冲发生器的工作原理12.6.2三级控制器12.6.3二级控制器12.6.4FB43的参数12.7PID参数整定12.7.1PID参数与系统性能的关系12.7.2PID参数的整定方法12.8S7-300 PLC模拟量闭环控制应用实例12.9习题第13章PLC控制系统设计13.1PLC控制系统的设计原则及流程13.2被控对象的分析与描述13.3PLC控制系统的总体设计13.4PLC控制系统的硬件设计13.4.1传感器与执行器的确定13.4.2PLC控制系统的模块的选择13.4.3控制柜设计13.4.4I/O模块原理图设计13.5PLC控制系统软件设计13.5.1控制软件设计13.5.2监控软件设计13.6PLC控制系统的调试13.6.1模拟调试13.6.2现场调试13.7习题第14章PLC控制系统工程实例14.1MPS虚拟仿真系统——供料站14.1.1被控对象分析与描述14.1.2系统总体设计14.1.3系统硬件设计14.1.4系统软件设计14.1.5系统调试14.1.6技术文档整理14.2电厂废水处理控制系统14.2.1被控对象分析与描述14.2.2系统总体设计14.2.3系统硬件设计14.2.4系统软件设计14.2.5系统调试14.2.6技术文档整理14.3习题附录附录A实验指导书A.1电气控制实验A.2S7-300 PLC基础实验A.3S7-300 PLC应用实验A.4S7-300 PLC综合实验A.5S7-300 PLC控制系统设计实验附录BS7-300 STL指令速查附录C软件标准库速查C.1软件标准库FC、FB速查C.2软件标准库SFC、SFB速查参考文献

本书以电气控制为技术基础，把西门子S7-300作为PLC应用技术教学目标机，用理论与工程应用技术相结合的方式讨论了工业自动化中的电气控制与PLC应用技术。本书力图把传统控制技术与先进自动化产品思想、理念相结合,将PLC控制系统工程设计思想和方法介绍给读者，使读者能通过本书内容学习、掌握、理解电气控制基础知识及PLC理论基础知识，自如地应用书中涉及的工程应用技术。　　本书内容包括电气控制与PLC应用两部分。电气控制部分包括常用低压电器的工作原理及选型、电气控制电路的分析与设计等；PLC应用部分包括PLC的组成及原理、S7-300硬件结构、SIMATIC管理器、程序结构、指令系统、编程语言及程序设计方法、故障诊断与排除、闭环控制的实现、PLC控制工程实例等，使读者系统地掌握PLC知识，联系工程实际恰当地对PLC控制系统进行设计和维护。　　本书可作为高等院校电气控制、机电工程、计算机控制、自动化等相关专业教学用书，也可作为专科学校学生及工程技术人员的培训和自学用书。