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第一章 常用低压电器 3

1.1 概述 3

1.1.1 电器的定义 3

1.1.2 电器的分类 3

1.1.3 常用低压电器的分类 3

1.2 常用电磁式低压电器 4

1.2.1 电磁式低压电器的基本原理 4

1.2.2 电磁式接触器 9

1.2.3 电磁式继电器 12

1.2.4 电磁式执行器 15

1.3 常用其他低压电器 16

1.3.1 主令电器 16

1.3.2 信号继电器 19

1.3.3 保护电器 21

1.3.4 低压断路器 27

1.4 常用电子式电器 29

1.4.1 固态继电器 29

1.4.2 晶体管时间继电器 31

1.4.3 接近开关 33

1.4.4 光电开关 35

1.4.5 热敏电阻式温度继电器 38

本章小结 39

思考题与练习题 39

第二章 电气控制线路的基本环节 40

2.1 电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则 40

2.1.1 电气控制系统图中的常用电气图形符号和文字符号 40

2.1.2 电气控制线路图的绘制原则 44

2.2 三相笼型异步电动机基本控制线路 46

2.2.1 全压启动控制线路 46

2.2.2 正反转控制线路 47

2.2.3 点动控制线路 48

2.2.4 多点控制线路 49

2.2.5 顺序控制线路 49

2.2.6 自动循环控制线路 50

2.3 三相笼型异步电动机降压启动控制线路 51

2.3.1 定子电路串电阻降压启动控制线路 51

2.3.2 星形—三角形降压启动控制线路 52

2.3.3 自耦变压器降压启动控制线路 52

2.3.4 软启动控制线路 54

2.4 三相笼型异步电动机制动控制线路 55

2.4.1 反接制动控制线路 55

2.4.2 能耗制动控制线路 58

2.5 三相笼型异步电动机的速度控制线路 60

2.5.1 基本概念 60

2.5.2 变极调速控制线路 61

2.5.3 变频调速与变频器的使用 62

2.6 电气控制线路的简单设计法 66

2.6.1 概述 66

2.6.2 简单设计法介绍 66

2.6.3 简单设计法设计举例 69

本章小结 70

思考题与练习题 70

第三章 典型生产机械电气控制线路分析 72

3.1 电气控制线路分析基础 72

3.1.1 电气控制线路分析的内容与要求 72

3.1.2 电气原理图阅读分析的方法与步骤 73

3.2 C650卧式车床电气控制线路分析 73

3.2.1 机床的主要结构和运动形式 74

3.2.2 电力拖动及控制要求 74

3.2.3 电气控制线路分析 75

3.2.4 C650卧式车床电气控制线路的特点 78

3.3 T68卧式镗床电器控制线路分析 78

3.3.1 主要结构和运动形式 78

3.3.2 电力拖动和控制要求 79

3.3.3 电气控制线路分析 79

3.4 X62W 型卧式铣床电气控制线路 83

3.4.1 主要结构和运动形式 83

3.4.2 电力拖动和控制要求 83

3.4.3 电气控制线路分析 84

3.4.4 X62W 卧式万能铣床电气控制线路特点 89

本章小结 89

思考题与练习题 89

第四章 可编程序控制器概述 91

4.1 可编程序控制器的产生和定义 91

4.1.1 可编程序控制器的产生 91

4.1.2 可编程序控制器的定义 92

4.2 可编程序控制器的特点 93

4.3 可编程序控制器的应用和发展 94

4.3.1 国内外发展状况 94

4.3.2 发展趋势 94

4.3.3 应用领域 95

4.4 可编程序控制器的分类 96

4.5 可编程序控制器的系统组成 97

4.5.1 中央处理单元(CPU) 98

4.5.2 存储器 98

4.5.3 输入/输出单元 98

4.5.4 电源部分 99

4.5.5 扩展接口 99

4.5.6 通讯接口 99

4.5.7 编程器 100

4.5.8 其他部件 100

4.6 可编程序控制器与继电器控制系统的区别 100

4.7 可编程序控制器的工作原理 101

4.7.1 可编程序控制器的工作方式与运行框图 101

4.7.2 可编程序控制器的工作过程 102

4.7.3 可编程序控制器对输入/输出的处理原则 103

4.8 可编程序控制器的编程语言和程序结构 103

4.8.1 可编程序控制器的编程语言 103

4.8.2 可编程序控制器的程序结构 105

本章小结 105

思考题 106

第五章 S7-200系列 PLC 的硬件系统及内部资源 107

5.1 概述 107

5.2 SIMATIC S7-200系列 PLC 的硬件系统 107

5.2.1 S7-200系列 PLC 系统基本构成 108

5.2.2 主机结构 108

5.2.3 输入/输出的扩展 110

5.2.4 主机性能指标 113

5.3 SIMATIC S7-200系列 PLC 的内部资源 114

5.3.1 软元件 114

5.3.2 CPU 存储区域的直接寻址 115

5.3.3 CPU 存储区域的间接寻址 120

本章小结 121

思考题与练习题 122

第六章 可编程控制器的基本指令及程序设计 123

6.1 可编程控制器的基本逻辑指令及举例 123

6.1.1 逻辑取及线圈驱动指令 123

6.1.2 触点串联指令 124

6.1.3 触点并联指令 124

6.1.4 串联电路块的并联连接指令 125

6.1.5 并联电路块的串联连接指令 125

6.1.6 置位(Set)、复位(Reset)指令 126

6.1.7 立即指令 127

6.1.8 边沿脉冲指令 128

6.1.9 逻辑堆栈操作指令 129

6.1.10 定时器 131

6.1.11 计数器 135

6.1.12 比较指令 137

6.1.13 NOT 及 NOP 指令 139

6.2 程序控制指令 139

6.2.1 结束及暂停指令 139

6.2.2 看门狗 WDR(WatchdogReset)指令 140

6.2.3 跳转及标号指令 141

6.2.4 循环指令(FOR 和 NEXT) 141

6.2.5 子程序 142

6.2.6 与 ENO 指令 145

6.3 可编程序控制器初步编程指导 146

6.3.1 梯形图编程的基本规则 146

6.3.2 语句表编程的基本规则 148

6.4 典型的简单电路编程 148

6.4.1 延时脉冲产生电路 148

6.4.2 瞬时接通/延时断开电路 149

6.4.3 延时接通/延时断开电路 149

6.4.4 脉冲宽度可控制电路 150

6.4.5 计数器的扩展 151

6.4.6 长定时电路 151

6.4.7 闪烁电路 152

6.4.8 报警电路 153

6.5 可编程序控制器程序的简单设计法及应用举例 155

6.5.1 可编程序控制器程序的简单设计法 155

6.5.2 应用举例 156

本章小结 160

思考题与练习题 160

第七章 可编程序控制器顺序控制指令及应用 162

7.1 功能图的产生及基本概念 162

7.1.1 功能图的产生 162

7.1.2 功能图的基本概念 162

7.1.3 功能图的构成规则 163

7.2 顺序控制指令 164

7.2.1 顺序控制指令介绍 164

7.2.2 举例说明 164

7.2.3 使用说明 165

7.3 功能图的主要类型 166

7.3.1 单流程 166

7.3.2 可选择的分支和联接 166

7.3.3 并行分支和联接 167

7.3.4 跳转和循环 169

7.4 顺序控制指令应用举例 171

7.4.1 选择和循环电路举例 171

7.4.2 并行分支和联接举例 174

7.4.3 选择和跳转功能图举例 177

本章小结 180

思考题与练习题 180

第八章 S7-200系列 PLC 的功能指令 181

8.1 传送、移位和填充指令 181

8.1.1 传送类指令 182

8.1.2 移位与循环指令 184

8.1.3 字节交换指令 SWAP(SWAP bytes) 188

8.1.4 填充指令 FILL 188

8.2 运算和数学指令 189

8.2.1 加法指令 189

8.2.2 减法指令 190

8.2.3 乘法指令 191

8.2.4 除法指令 192

8.2.5 数学函数指令 194

8.2.6 增、减指令 196

8.2.7 逻辑运算 198

8.3 表功能指令 200

8.3.1 表存数指令 AD_T_TBL(ADd ToTABle) 200

8.3.2 表取数指令 201

8.3.3 表查找指令 TBL_FIND(TABleFIND) 202

8.4 转换指令 203

8.4.1 数据类型转换 203

8.4.2 编码和译码 206

8.4.3 七段码 SEG(SEGment) 207

8.4.4 字符串转换 208

8.5 时钟 208

8.6 中断 210

8.6.1 中断源 210

8.6.2 中断调用 212

8.6.3 中断程序 214

8.7 高速计数输入与高速脉冲输出指令 215

8.7.1 高速计数 215

8.7.2 高速脉冲输出 220

8.8 PID 回路指令 226

本章小结 230

练习题 231

第九章 PLC 的网络通讯技术及应用 232

9.1 通讯网络的基础知识 232

9.1.1 数据通讯方式 232

9.1.2 网络概述 234

9.2 S7-200的通讯与网络 236

9.2.1 S7系列 PLC 网络层次结构和协议 236

9.2.2 网络部件 240

9.3 S7-200 PLC 的通讯指令 242

9.3.1 网络读/网络写指令 242

9.3.2 发送与接收指令 244

9.3.3 USS 通讯指令 250

本章小结 255

第十章 现代 PLC 控制系统综合设计实例 256

10.1 可编程序控制器控制系统设计步骤及内容 256

10.1.1 分析评估控制任务 257

10.1.2 可编程序控制器的选型 257

10.1.3 I/O 地址分配 257

10.1.4 系统设计 258

10.1.5 系统调试 258

10.2 双恒压无塔供水控制系统设计 259

10.2.1 工艺过程 259

10.2.2 系统控制要求 259

10.2.3 控制系统的 I/O 点及地址分配 260

10.2.4 可编程序控制器选型 260

10.2.5 电器控制系统原理图 261

10.2.6 系统程序设计 264

10.3 薄刀式分切压痕机控制系统 270

10.3.1 生产线的工艺过程 270

10.3.2 控制系统的工艺要求 270

10.3.3 控制系统的 I/O 点及地址分配 271

10.3.4 可编程序控制器选型 271

10.3.5 系统原理图 271

10.3.6 系统程序设计 273

第十一章 S7-200 PLC 编程软件的使用 278

11.1 编程软件安装 278

11.1.1 系统要求 278

11.1.2 软件安装 278

11.1.3 硬件连接 279

11.1.4 参数设置 279

11.1.5 在线联系 280

11.1.6 建立修改 PLC 通讯参数 280

11.2 编程软件功能 280

11.2.1 基本功能 280

11.2.2 界面 281

11.2.3 各部分功能 281

11.2.4 系统组态 283

11.3 编程 283

11.3.1 程序文件操作 283

11.3.2 编辑程序 284

11.4 调试及运行监控 288

11.4.1 选择扫描次数 288

11.4.2 状态图表监控 288

11.4.3 运行模式下编辑 289

11.4.4 程序监视 290

本章小结 291

附录 A 实验指导书 292

实验一 异步电动机可逆运行实验 292

实验二 S7-200 PLC 编程软件使用实验 292

实验三 抢答器程序设计实验 293

实验四 人行道按钮控制交通灯程序设计实验 294

实验五 水位控制程序设计实验 295

附录 B S7-200 PLC 快速参考信息 297

表 B-1 常用特殊继电器 SM0和 SM1的位信息 297

表 B-2 S7-200 CPU 存储器范围和特性汇总 297

表 B-3 S7-200 CPU 指令系统速查表 299