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第1章 绪论 1

1.1 机电控制技术概述 1

1.1.1 机电控制技术的发展概况 1

1.1.2 机电控制技术的发展前景 2

1.2 可编程控制器概述 2

1.2.1 PLC的特点 3

1.2.2 PLC的发展概况 4

1.2.3 PLC在工业自动化领域的地位 5

1.2.4 PLC的发展趋势 5

1.3 机电控制及可编程控制器课程的性质、内容和任务 6

本章小结 7

第2章 常用低压电器 8

2.1 低压电器 8

2.2 接触器 9

2.2.1 接触器的分类 9

2.2.2 接触器的结构及工作原理 9

2.2.3 主要技术参数 10

2.2.4 接触器的选择与使用 11

2.3 继电器 12

2.3.1 电磁式继电器 12

2.3.2 热继电器 14

2.3.3 时间继电器 16

2.3.4 速度继电器 17

2.4 开关电器 18

2.4.1 刀开关 19

2.4.2 低压断路器 20

2.5 熔断器 23

2.5.1 熔断器的结构及工作原理 23

2.5.2 图形符号及文字符号 24

2.5.3 熔断器的选用原则 24

2.5.4 熔断器与断路器的区别 25

2.6 主令电器 25

2.6.1 控制按钮 25

2.6.2 转换开关 26

2.6.3 行程开关 28

2.6.4 接近开关 29

2.7 低压电器的安装使用原则 31

本章小结 31

练习题 32

第3章 电气控制电路的基本环节 33

3.1 电气控制系统图的绘制 34

3.1.1 电气控制系统图常用的图形符号和文字符号 34

3.1.2 电气原理图 34

3.1.3 电气元件布置图 39

3.1.4 电气安装接线图 41

3.2 电气控制系统常用的保护环节 42

3.2.1 短路保护 42

3.2.2 过电流保护 42

3.2.3 过载保护 42

3.2.4 失电压保护 43

3.2.5 欠电压保护 43

3.2.6 过电压保护 43

3.3 电气控制线路的常用基本回路 44

3.3.1 长动与点动控制回路 44

3.3.2 联锁控制回路 46

3.3.3 多点控制回路 47

3.3.4 顺序控制回路 48

3.3.5 自动往复循环控制线路 50

3.3.6 时间控制线路 51

3.4 异步电动机的启动控制线路 52

3.4.1 三相异步电动机的直接启动 52

3.4.2 三相异步电动机的降压启动 53

3.5 异步电动机的调速控制线路 56

3.5.1 异步电动机的调速原理 57

3.5.2 改变磁极对数调速的控制线路 59

3.5.3 绕线转子异步电动机转子回路串电阻调速控制线路 60

3.6 异步电动机的制动控制线路 62

3.6.1 三相异步电动机的能耗制动控制线路 62

3.6.2 反接制动控制线路 64

3.7 典型机床的控制线路分析 66

3.7.1 CA6140型卧式车床电气控制线路 66

3.7.2 X62W型万能铣床电气控制线路 69

本章小结 74

练习题 74

第4章 可编程控制器基础知识 81

4.1 PLC的定义 81

4.2 PLC控制基础 82

4.2.1 PLC控制的基本概念 82

4.2.2 PLC控制的等效电路 82

4.3 PLC的基本硬件结构 84

4.3.1 基本组成 84

4.3.2 CPU单元 86

4.3.3 存储器 86

4.3.4 输入输出接口单元 88

4.4 PLC基本工作原理 93

4.4.1 PLC的工作过程 93

4.4.2 梯形图程序的循环扫描过程 95

4.4.3 中断的输入处理 96

4.4.4 数据I/O操作和处理规则 97

4.4.5 PLC的I/O滞后现象 98

4.5 PLC的基本技术性能指标 99

4.6 S7-1200可编程控制器概述 100

4.6.1 S7系列PLC 100

4.6.2 S7-1200系列PLC 101

4.6.3 PLC的安装与接线 109

4.7 PLC软件基础——梯形图 110

4.7.1 梯形图的组成 110

4.7.2 梯形图的特点 110

4.7.3 梯形图编程的基本规则 111

4.7.4 梯形图程序的优化 111

本章小结 113

练习题 113

第5章 可编程控制器指令系统 115

5.1 PLC基本指令 115

5.1.1 基本逻辑指令 116

学习活动 PLC基本指令应用——设计电动机正反转的PLC控制系统 121

5.1.2 定时器指令 123

5.1.3 计数器指令 126

5.2 PLC功能指令 129

5.2.1 比较指令 129

5.2.2 数学运算指令 131

5.2.3 逻辑运算指令 138

5.2.4 移动指令与转换指令 139

5.2.5 移位指令与循环指令 143

5.2.6 字符串指令 145

5.3 其他指令 150

5.3.1 程序控制类指令 150

5.3.2 通信指令 152

5.3.3 中断、PID、脉冲指令 161

本章小结 169

练习题 169

第6章 可编程控制器基本控制程序设计 171

6.1 程序设计基础 172

6.1.1 程序的基本单元 172

6.1.2 程序设计对PLC的基本要求 172

6.1.3 程序设计的基本内容 173

6.2 控制系统程序设计 174

6.2.1 继电器控制电路移植法 174

6.2.2 经验设计法 175

学习活动6-1设计弹性轴承疲劳试验台控制系统 177

6.2.3 逻辑设计法 180

学习活动6-2用逻辑设计法设计进水口快速闸门运行状态监测系统 182

6.2.4 顺序控制设计法 187

学习活动6-3用顺序控制设计法设计多功能机具沿管爬行控制程序 196

6.3 典型控制程序 200

6.3.1 自锁功能控制程序 200

6.3.2 互锁及联锁功能控制程序 200

6.3.3 计数控制程序 203

6.3.4 时间控制程序 204

6.3.5 报警控制程序 207

6.3.6 优先控制程序 208

本章小结 210

练习题 211

第7章 可编程控制器系统设计和实例 212

7.1 PLC应用系统的设计 212

7.1.1 设计原则和内容 213

7.1.2 控制系统设计步骤 214

7.1.3 PLC的选型、测试和调试 215

7.2 PLC控制系统实例 217

7.2.1 液压闸刀式切管机 217

7.2.2 船用主机自动控制系统 227

7.2.3 水下分离器控制系统 240

学习活动 设计PLC实验控制台 257

本章小结 259

练习题 260

第8章 可编程控制器的通信及网络 262

8.1 通信及网络概述 263

8.1.1 数据通信基础 263

8.1.2 PLC网络系统结构 265

8.1.3 现场总线技术 266

8.2 S7-1200以太网通信 268

8.2.1 PLC网络通信方式 268

8.2.2 S7-1200与S7-300/400的通信 271

学习活动8-1 PLC网络通信应用实例——开放式用户的连接实例 279

8.3 S7-1200串行通信 281

8.3.1 S7-1200串行通信概述 281

8.3.2 S7-1200串行通信模块的通信协议 283

8.3.3 S7-1200串行通信模块的设置 291

学习活动8-2 串口通信模块与超级终端的数据通信 297

本章小结 302

练习题 302

参考答案 303

参考文献 324