本書涵蓋了“電氣控制技術(shù)”和“可編程控制器應用技術(shù)”兩門課程的主要內(nèi)容,特色鮮明。第一部分由第1章和第2章組成,介紹以低壓電器、典型控制電路、常用生產(chǎn)機械設(shè)備的電氣控制電路為主要內(nèi)容的電氣控制技術(shù)。第二部分由第3~6章組成,以西門子S71200系列PLC為對象,系統(tǒng)地闡述了可編程控制器的功能、架構(gòu)與應用技術(shù)。其中,第3章介紹PLC的基本結(jié)構(gòu)、設(shè)備組成、工作原理和開發(fā)環(huán)境;第4章、第5章和第6章介紹S71200 PLC的編程方法、指令系統(tǒng)、工程應用及其設(shè)計方法。第三部分即第7章,介紹PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。本書編寫采取實用為主的方式,內(nèi)容以必需、夠用為度,減少了原有課程教學內(nèi)容中重復的部分。
本書的特點是講述透徹、深入淺出、通俗易懂、便于教學。本書可作為高等院校本科自動化、電氣工程及其自動化及相近專業(yè)的“現(xiàn)代電氣控制”或類似課程的教材,也可作為各類院校高職高專層次相關(guān)專業(yè)類似課程的教材,還可作為相關(guān)領(lǐng)域工程技術(shù)人員的參考書。
本書的特點是講述透徹、深入淺出、通俗易懂、便于教學。
前言
電氣控制與PLC原理及應用是綜合了繼電器-接觸器控制、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)的一門技術(shù),應用十分廣泛?删幊炭刂破(PLC)已廣泛應用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域,是現(xiàn)代工業(yè)自動化三大支柱(PLC技術(shù)、機器人、計算機輔助設(shè)計和制造)之一。特別是西門子S7系列PLC在過程控制、電力系統(tǒng)、數(shù)控機床、道路交通等行業(yè)市場占有率較高。因此本書在編寫過程中力求做到以下幾點:
(1)講究實際簡化低壓電氣控制方面的論述,突出基本環(huán)節(jié)與常用電器,精選傳統(tǒng)電器及繼電器-接觸器控制內(nèi)容,沒有介紹擴大機、磁放大器和順序控制器等應用越來越少的內(nèi)容,大幅度增加應用越來越廣泛的可編程控制器的內(nèi)容。
(2)強調(diào)應用著重介紹逐漸成為主流控制器的西門子S71200 PLC,以及以其為核心組成的控制系統(tǒng)設(shè)計和應用。介紹S71200的硬件結(jié)構(gòu)和硬件組態(tài)、指令、程序結(jié)構(gòu)、編程軟件和仿真軟件的使用方法,介紹一整套易學易用的開關(guān)量控制系統(tǒng)的編程方法、多種通信網(wǎng)絡(luò)的使用方法。
(3)方便教學盡可能深入淺出,通俗易懂,采用實際工程案例進行分析、講解,書后附有實驗指導書、課程設(shè)計指導書、課程設(shè)計任務書,同時針對以往在組織教學時,有些課程重復介紹可編程控制器相關(guān)知識的情況,本書較全面、系統(tǒng)地介紹了可編程控制器及其應用技術(shù)。
本書既可作為本科或高職高專院校相關(guān)專業(yè)的教材,也可供工程技術(shù)人員使用。
本書由三部分組成。第一部分由第1章和第2章組成,介紹電氣控制中常用的低壓電器、典型控制電路、典型電氣控制系統(tǒng)分析和設(shè)計方法。第二部分由第3~6章組成,介紹可編程控制器基礎(chǔ)、以西門子公司S71200 PLC為重點介紹西門子S7系列可編程控制器的結(jié)構(gòu)原理、指令系統(tǒng)及其應用、控制系統(tǒng)程序分析和設(shè)計方法。第三部分即第7章,主要針對可編程控制器的通信問題,簡單介紹S71200的PROFINET通信、PROFIBUS通信、S7通信和WEB服務器與通信處理器。其中,本書的第二部分可以單獨作為S71200 PLC 教材使用。
本書由陳建明和白磊擔任主編,馬強、郭香靜、王成鳳擔任副主編,何小可、趙明明、段愛霞、王亞輝參編。其中,第1章和第2章的21節(jié)、22節(jié)由郭香靜和王成鳳編寫;第3、4、6章和第5章51節(jié)由白磊和陳建明編寫;第2章23節(jié)和第5章52節(jié)由何小可和趙明明編寫;第7章由馬強編寫;S71200 PLC指令集、實驗指導書、課程設(shè)計指導書和課程設(shè)計任務書由段愛霞、王亞輝編寫;全書圖、表和程序代碼由王成鳳負責;陳建明負責全書統(tǒng)稿、定稿。
在編寫本書過程中,編者參考了兄弟院校的資料及其他相關(guān)教材,并得到許多同仁的關(guān)心和幫助,在此謹致謝意。
限于篇幅及編者的業(yè)務水平,在內(nèi)容上若有局限和欠妥之處,竭誠希望讀者提出寶貴的意見。
編者
高等院校教師
目錄
前言
第1章常用低壓電器
11概述
111電器的分類
112電力拖動自動控制系統(tǒng)中常用的低壓控制電器
113我國低壓控制電器的發(fā)展概況
12接觸器
121接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理
122交、直流接觸器的特點
123接觸器的型號與參數(shù)及其選用
13繼電器
131電磁式繼電器
132熱繼電器
133時間繼電器
134速度繼電器
14熔斷器
141熔斷器的結(jié)構(gòu)與工作原理
142熔斷器的型號與參數(shù)
143熔斷器的選用
15刀開關(guān)與斷路器
151膠殼刀開關(guān)
152低壓斷路器
153剩余電流動作保護器
154智能斷路器
16主令電器
161按鈕
162位置開關(guān)
163凸輪控制器與主令控制器
習題與思考題第2章電氣控制線路分析與設(shè)計
21電氣控制線路的基本要求
211電氣控制線路常用的圖形及文字符號
212電氣原理圖
213電氣元件布置圖
214電氣安裝接線圖
22三相異步電動機的起動控制
221三相籠型電動機直接起動控制
222三相籠型電動機減壓起動控制
223三相異步電動機的正、反轉(zhuǎn)控制
224三相異步電動機的制動控制
225多地點控制
226多臺電動機先后順序工作的控制
227自動循環(huán)控制
23電氣控制電路的設(shè)計方法
231經(jīng)驗設(shè)計法
232邏輯設(shè)計法
習題與思考題第3章可編程控制器基礎(chǔ)與S71200 PLC
31可編程控制器概述
311可編程控制器的產(chǎn)生與發(fā)展
312可編程控制器的特點
32可編程控制器的基本組成
321中央處理單元
322存儲器單元
323電源單元
324輸入、輸出單元
325其他接口單元
33可編程控制器的工作原理
331可編程控制器的等效電路
332可編程控制器的工作過程
34S71200 PLC系統(tǒng)及其基本組成
341S71200 PLC系統(tǒng)的基本組成
342基本單元(CPU模塊)
343信號板和信號模塊
344通信板和通信模塊
35S71200 PLC開發(fā)環(huán)境簡介
351開發(fā)軟件介紹
352開發(fā)軟件基本使用方法
353S71200 PLC與編程PC的連接
354PLC用戶程序編程
355程序的調(diào)試、運行監(jiān)控與故障診斷
習題與思考題第4章S71200 PLC及其常用基本指令
電氣控制與PLC原理及應用——西門子S7-1200 PLC第2版目錄41S71200 PLC編程基礎(chǔ)
411編程語言
412數(shù)據(jù)類型
413存儲器與地址
414構(gòu)建用戶程序
42基本指令
421位邏輯運算指令
422定時器和計數(shù)器指令
423比較指令
424數(shù)學運算指令
425移動操作指令
426邏輯運算指令
427移位和循環(huán)移位指令
習題與思考題第5章S71200 PLC及其擴展與工藝指令
51擴展指令
511日期、時間和時鐘功能指令
512字符串和字符指令
513中斷指令
514脈沖指令
515數(shù)據(jù)塊控制指令
516配方和數(shù)據(jù)日志指令
517處理地址指令
518擴展指令的常見錯誤代碼
52工藝指令
521高速計數(shù)器指令
522PID指令
523運動控制指令
習題與思考題第6章可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計與應用
61控制系統(tǒng)設(shè)計
611控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則
612控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟
613控制程序設(shè)計及設(shè)計技巧
62應用程序的典型環(huán)節(jié)及設(shè)計技巧
63PLC在工業(yè)控制中的應用
習題與思考題第7章S71200 PLC通信與網(wǎng)絡(luò)
71S71200 PLC通信基礎(chǔ)
711通信協(xié)議
712現(xiàn)場總線
713西門子的通信體系
72PROFINET通信
721本地/伙伴連接
722PROFINET指令
723與編程設(shè)備連接
724PLC到PLC通信
725分布式I/O指令
73PROFIBUS通信
731PROFIBUS通信模塊
732配置DP主站和從站設(shè)備
74S7通信
741GET和PUT指令
742組態(tài)兩臺設(shè)備間的本地/伙伴連接
743GET和PUT連接參數(shù)分配
744基于PROFINET中CPU間S7通信過程
75WEB服務器與點對點通信
751WEB服務器
752點對點通信
76ASi組態(tài)
77Modbus通信
771Modbus RTU
772Modbus TCP
78通用串行接口通信
習題與思考題附錄
附錄AS71200 PLC指令集
附錄B實驗指導書
實驗1熟悉S71200 PLC編程軟件
實驗2基本指令練習
實驗3三相異步電動機正、反轉(zhuǎn)控制
實驗4多人搶答器程序設(shè)計
實驗5運料小車的程序控制
實驗6循環(huán)流水燈
實驗7十字路口交通燈程序控制
實驗8PLC的通信編程
附錄C課程設(shè)計指導書
附錄D課程設(shè)計任務書
課程設(shè)計課題1:自動售貨機的PLC控制
課程設(shè)計課題2:水塔水位控制系統(tǒng)參考文獻