电气控制与可编程控制技术及应用PDF电子书下载

第1章 常用低压电器 1

1.1 低压电器的基本知识 1

1.2 开关电器 2

1.2.1 刀开关 2

1.2.2 低压断路器 6

1.3 控制器 7

1.4 接触器 8

1.4.1 交流接触器 8

1.4.2 直流接触器 9

1.4.3 接触器的选择 9

1.5 启动器 9

1.6 控制继电器 10

1.6.1 电磁式继电器 11

1.6.2 中间继电器 12

1.6.3 电流继电器和电压继电器 12

1.6.4 热继电器 13

1.6.5 时间继电器 15

1.6.6 速度继电器 16

1.6.7 液位继电器 17

1.6.8 压力继电器 17

1.6.9 接触器与继电器的区别 18

1.7 熔断器 18

1.7.1 概述 18

1.7.2 熔断器的主要技术参数 19

1.7.3 熔断器特点和分类 19

1.7.4 熔断器应用 20

1.8 主令电器 20

1.8.1 按钮开关 20

1.8.2 位置开关 21

1.8.3 接近开关 21

1.8.4 万能转换开关 21

1.9 电阻器 22

1.10 变阻器 22

1.11 电压调整器 23

1.12 电磁铁 23

1.13 其他 23

1.13.1 信号灯 23

1.13.2 报警器 24

1.13.3 液压控制元件 25

1.14 电器的文字符号和图形符号 25

1.14.1 电器的文字符号 25

1.14.2 电器的图形符号 26

习题一 27

第2章 电气控制线路的基本控制环节 28

2.1 电气图形符号及控制线路绘制规则 28

2.1.1 电气控制系统图 28

2.1.2 电气图的图形符号和文字符号 28

2.1.3 电气原理图的绘制规则 29

2.2 基本控制线路 30

2.2.1 点动控制 30

2.2.2 自锁控制 31

2.2.3 异地控制 31

2.2.4 互锁控制 32

2.2.5 顺序控制 34

2.2.6 行程控制 36

2.2.7 时间控制 37

2.2.8 速度控制 37

2.3 几种典型的电动机控制线路 37

2.3.1 三相异步电动机启动控制线路 37

2.3.2 三相异步电动机制动控制线路 42

2.4 电动机控制的保护环节 47

2.4.1 短路保护 47

2.4.2 过电流保护 47

2.4.3 过载保护 47

2.4.4 零电压和欠电压保护 47

2.4.5 弱磁保护 48

习题二 48

第3章 可编程控制器基本结构与工作原理 49

3.1 可编程控制器概述 49

3.1.1 可编程控制器的产生 49

3.1.2 可编程控制器的定义 49

3.1.3 可编程控制器的特点 50

3.1.4 可编程控制器的应用范围 51

3.1.5 可编程控制器国内发展状况 51

3.1.6 可编程控制器的发展趋势 52

3.2 可编程控制器的硬件构成 52

3.2.1 中央处理器 52

3.2.2 存储器 53

3.2.3 输入／输出接口 54

3.2.4 电源 55

3.2.5 各种接口 55

3.2.6 编程器 56

3.2.7 其他部件 56

3.3 可编程控制器的编程语言 56

3.3.1 梯形图语言 56

3.3.2 语句表语言 57

3.3.3 逻辑图语言 57

3.3.4 功能表图语言 57

3.3.5 高级语言 58

3.4 可编程控制器的工作原理 58

3.4.1 可编程控制器的工作方式 58

3.4.2 可编程控制器的工作过程 59

3.4.3 可编程控制器的中断处理 62

3.5 可编程控制器的结构特点与技术指标 62

3.5.1 可编程控制器的结构特点 62

3.5.2 可编程控制器的主要性能指标 63

3.6 可编程控制与微型计算机及继电器控制系统的区别 64

3.6.1 可编程控制系统与微型计算机（PC）控制系统的区别 64

3.6.2 可编程控制系统与继电器控制系统的区别 64

习题三 65

第4章 西门子S7-200PLC的结构与编程元件 66

4.1 S7-200PLC的功能 66

4.2 S7-200PLC的结构 66

4.3 S7-200PLC的功能模块 68

4.3.1 CPU模块 68

4.3.2 数字量模块 70

4.3.3 模拟量模块 72

4.3.4 温度模块 76

4.3.5 智能接口模块 78

4.4 S7-200PLC内部元器件 81

4.4.1 数据存储类型 81

4.4.2 编址方式 82

4.4.3 寻址方式 83

4.4.4 元件功能及地址分配 83

习题四 86

第5章 西门子S7-200PLC的基本指令 87

5.1 常用指令及其应用 87

5.1.1 常用指令及其说明 87

5.1.2 常用指令的应用举例 97

5.2 定时器与计数器指令及其应用 101

5.2.1 定时器指令 101

5.2.2 计数器指令 104

5.2.3 定时器与计数器编程举例 107

5.3 数据运算指令及其应用 109

5.3.1 算术运算指令 109

5.3.2 逻辑运算指令 116

5.3.3 数据运算指令编程举例 119

习题五 121

第6章 西门子S7-200PLC的功能指令 123

6.1 数据处理功能指令及其应用 123

6.1.1 指令简介 123

6.1.2 传送指令 124

6.1.3 表功能指令 128

6.1.4 转换指令 132

6.1.5 比较指令 141

6.1.6 移位和循环移位指令 143

6.1.7 应用举例 147

6.2 程序控制指令及其应用 148

6.2.1 基本控制指令 148

6.2.2 跳转及循环指令 150

6.2.3 子程序指令 153

6.2.4 中断程序控制指令 156

6.2.5 应用举例 160

6.3 顺序控制指令及其应用 161

6.3.1 功能流程图 161

6.3.2 顺序控制指令 161

6.3.3 多流程顺序控制 163

6.4 特殊功能指令及其应用 166

6.4.1 高速计数器指令 166

6.4.2 高速脉冲输出指令 172

6.4.3 PID回路指令 177

6.4.4 时钟功能指令 184

习题六 185

第7章 西门子S7-200PLC的通信与网络 187

7.1 S7-200PLC通信部件介绍 187

7.1.1 通信端口 187

7.1.2 PC/PPI电缆 187

7.1.3 网络连接器 189

7.1.4 PROFIBUS网络电缆 189

7.1.5 网络中继器 189

7.1.6 EM277 PROFIBUS-DP模块 190

7.2 S7-200PLC的通信 191

7.2.1 概述 191

7.2.2 利用PPI协议进行网络通信 193

7.2.3 利用MPI协议进行网络通信 194

7.2.4 利用PROFIBUS协议进行网络通信 194

7.2.5 利用ModBus协议进行网络通信 198

7.2.6 工业以太网 200

7.3 CP5611的安装和使用 200

7.3.1 CP5611硬件的安装 200

7.3.2 CP5611软件的驱动说明 200

7.3.3 CP5611硬件自检 201

7.3.4 CP5611在STEP 7软件中的选择和设置 202

7.3.5 利用TCP/IP协议实现以太网通信 204

习题七 206

第8章 三菱FX系列PLC的基本指令与步进指令 208

8.1 三菱FX系列PLC简介 208

8.1.1 三菱FX系列PLC的命名 208

8.1.2 三菱FX1N PLC的构成 209

8.2 三菱FX系列PLC的编程元件 210

8.2.1 输入／输出继电器（X,Y） 210

8.2.2 辅助继电器（M） 210

8.2.3 状态元件（S） 211

8.2.4 报警器 212

8.2.5 指针（P/I） 212

8.2.6 定时器（T） 212

8.2.7 计数器（C） 214

8.2.8 数据寄存器（D） 215

8.3 三菱FX系列PLC的基本指令 216

8.3.1 单触点指令 216

8.3.2 块和堆栈指令 218

8.3.3 主控指令 220

8.3.4 触点逻辑取反指令 221

8.3.5 逻辑线圈指令 222

8.3.6 空操作和结束指令 225

8.4 三菱FX系列PLC的步进指令 226

8.4.1 步进梯形图指令 226

8.4.2 状态转移图 227

8.5 状态转移图常见流程状态的编程 229

8.5.1 单流程状态编程 229

8.5.2 选择性分支与汇合的编程 231

8.5.3 并行性分支与汇合的编程 233

习题八 237

第9章 三菱FX系列PLC的功能指令 239

9.1 功能指令的格式及说明 239

9.1.1 功能指令使用的软元件 239

9.1.2 指令格式 240

9.1.3 元件的数据长度 240

9.1.4 执行形式 240

9.1.5 变址操作 241

9.2 程序流向控制指令 241

9.2.1 跳转指令（CJ） 242

9.2.2 子程序调用、子程序返回和主程序结束指令（CALL、SRET、FEND） 244

9.2.3 中断指令（IRET、EI、DI） 244

9.2.4 监视定时器指令（WDT） 247

9.2.5 循环指令（FOR、NEXT） 247

9.3 传送比较指令 248

9.3.1 比较指令（CMP） 248

9.3.2 区间比较指令（ZCP） 250

9.3.3 传送指令（MOV） 250

9.3.4 移位传送指令（SMOV） 251

9.3.5 取反传送指令（CML） 252

9.3.6 成批传送指令（BMOV） 253

9.3.7 多点传送指令（FMOV） 254

9.3.8 交换指令（XCH） 254

9.3.9 BCD交换指令（BCD） 255

9.3.10 BIN交换指令（BIN） 255

9.4 算术与逻辑运算指令 256

9.4.1 BIN加法指令（ADD） 257

9.4.2 BIN减法指令（SUB） 258

9.4.3 BIN乘法指令（MUL） 259

9.4.4 BIN除法指令（DIV） 260

9.4.5 BIN加1指令（INC） 260

9.4.6 BIN减1指令（DEC） 261

9.4.7 逻辑字与指令（WAND） 262

9.4.8 逻辑字或指令（WOR） 263

9.4.9 逻辑字异或指令（WXOR） 263

9.4.10 求补码指令（NEG） 265

9.5 循环移位指令 265

9.5.1 循环右移指令（ROR） 266

9.5.2 循环左移指令（ROL） 266

9.5.3 循环带进位右移指令（RCR） 267

9.5.4 循环带进位左移指令（RCL） 268

9.5.5 位右移指令（SFTR） 268

9.5.6 位左移指令（SFTL） 269

9.5.7 字右移指令（WSFR） 271

9.5.8 字左移指令（WSFL） 271

9.5.9 位移写入指令（SFWR） 271

9.5.10 位移读出指令（SFRD） 272

习题九 273

第10章 可编程控制器的编程软件 276

10.1 SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件 276

10.1.1 概述 276

10.1.2 程序编制 278

10.1.3 程序检查 279

10.1.4 程序的传送 279

10.1.5 软元件的监控和强制执行 279

10.1.6 其他 281

10.1.7 顺序功能图的绘制 281

10.2 GX Developer编程软件 284

10.2.1 概述 284

10.2.2 编程软件的界面 285

10.2.3 工程的创建 286

10.2.4 编程操作 286

10.2.5 程序的运行与检查 287

10.2.6 仿真 289

10.3 STEP 7-Micro/WIN编程软件 290

10.3.1 概述 290

10.3.2 主要编程功能 293

10.3.3 通信 296

10.3.4 程序的调试与监控 297

10.3.5 项目管理 298

10.4 S7-200 PLC仿真软件 299

10.4.1 软件界面 299

10.4.2 常用菜单命令 299

10.4.3 准备工作 300

10.4.4 程序仿真 300

习题十 303

第11章 可编程控制系统的设计 304

11.1 可编程控制系统设计的一般方法 304

11.1.1 系统设计的主要内容 304

11.1.2 系统设计的基本步骤 304

11.2 可编程控制器应用系统的硬件设计 306

11.2.1 总体方案的确定 307

11.2.2 机型的选择 308

11.2.3 智能I/O模块的选择 309

11.2.4 其他控制硬件的选择 310

11.2.5 分配PLC的I/O地址绘制硬件系统接线图 310

11.2.6 其他问题 310

11.3 可编程控制器应用系统的软件设计 311

11.3.1 可编程控制器应用系统程序设计的基本原则 311

11.3.2 可编程控制器应用系统编程的基本步骤 311

11.3.3 可编程控制器应用系统程序设计方法 312

11.4 可编程控制器应用系统的可靠性设计 317

11.4.1 可编程控制器应用系统中漏电流和冲击电流的处理 317

11.4.2 可编程控制器应用系统的电磁兼容性设计 319

11.4.3 可编程控制器应用系统的接地设计 323

11.4.4 可编程控制器应用系统的软件抗干扰设计 324

11.4.5 安装及环境条件设计 326

11.4.6 控制系统的冗余设计 327

11.4.7 控制系统的供电设计 329

11.4.8 静电预防 330

习题十一 330

第12章 可编程控制器的应用 332

12.1 装配流水线控制设计 332

12.1.1 概述 332

12.1.2 控制要求 332

12.1.3 程序设计 333

12.2 多路信息检测与显示控制系统设计 337

12.2.1 控制系统原理 337

12.2.2 控制要求 337

12.2.3 硬件设计 338

12.2.4 软件设计 339

12.2.5 系统调试 344

12.3 十字路口交通信号灯控制设计 344

12.3.1 概述 344

12.3.2 逻辑指令编程 345

12.3.3 其他指令编程 346

12.3.4 通行时间显示 348

12.4 交流双速5层5站电梯PLC控制系统设计 349

12.4.1 概述 349

12.4.2 电梯程序 351

习题十二 356

附录A 常用电器分类及图形符号、文字符号表 357

附录B 西门子S7-200系列PLC指令表 361

附录C 三菱FX系列PLC指令集表 364

参考文献 368