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第1篇 电气控制技术 1

第1章 常用低压电器 1

1.1 低压电器基本知识 1

1.1.1 电器概论 1

1.1.2 低压电器分类 1

1.1.3 低压电器主要技术参数 2

1.2 电磁式低压电器结构和工作原理 2

1.2.1 基本结构 2

1.2.2 电磁机构 2

1.2.3 触点系统 6

1.2.4 电弧及灭弧装置 7

1.3 电磁式接触器 9

1.3.1 接触器结构和工作原理 9

1.3.2 接触器基本参数 10

1.3.3 接触器选择 11

1.4 继电器 12

1.4.1 继电器工作特性 12

1.4.2 电磁式继电器 13

1.4.3 时间继电器 14

1.4.4 信号继电器 15

1.4.5 固态继电器 17

1.4.6 热继电器 18

1.5 主令电器 21

1.5.1 控制按钮 21

1.5.2 行程开关 22

1.5.3 接近开关 23

1.5.4 光电开关 23

1.5.5 转换开关 24

1.6 低压开关与断路器 25

1.6.1 低压开关 25

1.6.2 低压断路器 26

1.6.3 漏电保护器 28

1.7 熔断器 30

1.7.1 熔断器结构和工作特性 30

1.7.2 熔断器类型 30

1.7.3 熔断器选择原则 32

习题与思考题 32

第2章 电气控制电路 34

2.1 电气控制电路图图形、文字符号及绘制原则 34

2.1.1 电气图形符号和文字符号 34

2.1.2 电气控制电路绘制原则 34

2.2 三相笼型异步电动机的基本控制电路 36

2.2.1 单向全压启动控制电路 36

2.2.2 正反转控制电路 39

2.2.3 自动循环控制电路 40

2.2.4 多地控制电路 41

2.2.5 顺序控制电路 41

2.3 三相笼型异步电动机降压启动控制电路 43

2.3.1 星形一三角形（Y-△）降压启动控制电路 43

2.3.2 自耦变压器降压启动控制电路 44

2.3.3 软启动器降压启动控制电路 45

2.4 三相笼型异步电动机制动控制电路 49

2.4.1 反接制动控制电路 49

2.4.2 能耗制动控制线路 50

2.5 三相笼型异步电动机转速控制电路 52

2.5.1 变极调速控制电路 52

2.5.2 变频调速控制电路 54

2.6 电气控制电路设计方法 57

2.6.1 设计法分类 57

2.6.2 一般设计法举例 60

习题与思考题 63

第2篇 可编程序控制器原理 64

第3章 可编程序控制器概述 64

3.1 PLC产生、发展与用途 64

3.1.1 PLC产生 64

3.1.2 PLC发展趋势 65

3.1.3 PLC用途 65

3.2 PLC特点、分类及技术指标 66

3.2.1 PLC特点 66

3.2.2 PLC分类 67

3.2.3 PLC技术指标 69

3.3 PLC与其他控制系统的比较 71

3.3.1 其他计算机控制装置的特点 71

3.3.2 PLC与继电器控制系统的比较 71

3.3.3 PLC与DCS的比较 72

3.4 PLC组成和工作原理 72

3.4.1 PLC组成 72

3.4.2 PLC工作原理 75

3.5 PLC编程语言 79

3.5.1 梯形图（LAD） 79

3.5.2 语句表（STL） 79

3.5.3 顺序功能流程图（SFC） 80

3.5.4 功能块图（FBD） 80

3.6 PLC的硬件系统 80

3.6.1 PLC系统组成 80

3.6.2 I/O地址分配与接线 82

3.7 PLC数据存储区及寻址方式 83

3.7.1 数据存储区分配 83

3.7.2 寻址方式 85

习题与思考题 87

第3篇 S7-200PLC指令系统及编程实例 89

第4章 S7-200PLC基本指令及编程实例 89

4.1 基本逻辑指令 89

4.1.1 位逻辑指令 89

4.1.2 定时器指令 96

4.1.3 计数器指令 98

4.1.4 逻辑堆栈指令 101

4.2 编辑规则 102

4.2.1 梯形图编程基本规则 102

4.2.2 语句表编辑规则 104

4.3 典型电路及编程实例 104

4.3.1 典型电路 104

4.3.2 编程实例 107

习题与思考题 112

第5章 S7-200PLC顺序控制指令及编程实例 114

5.1 功能图及顺序控制指令 114

5.1.1 功能图 114

5.1.2 顺序控制指令 114

5.2 功能图主要类型 117

5.2.1 单流程 117

5.2.2 选择分支 118

5.2.3 并行分支 119

5.2.4 跳转和循环 120

5.3 编程实例 122

5.3.1 布料车控制 122

5.3.2 人行道交通灯控制 124

习题与思考题 127

第6章 S7-200PLC基本功能指令及编程实例 129

6.1 功能指令基本概念 129

6.1.1 功能框及指令的标题 129

6.1.2 语句表达格式 129

6.1.3 操作数 129

6.1.4 指令的执行 129

6.1.5 ENO状态 129

6.1.6 指令适用机型 129

6.2 基本功能指令及编程实例 129

6.2.1 传送类指令 130

6.2.2 移位与循环指令 132

6.2.3 数学运算指令 135

6.2.4 逻辑运算指令 138

6.2.5 表指令 141

6.2.6 转换指令 144

6.2.7 时钟指令 147

6.2.8 跳转指令 147

6.2.9 循环指令 149

6.2.10 子程序 150

6.2.11 中断指令 153

6.2.12 其他指令 158

6.2.13 编程实例 159

习题与思考题 168

第7章 S7-200PLC特殊功能指令及编程实例 169

7.1 高速计数器指令 169

7.1.1 高速计数器介绍 169

7.1.2 高速计数器指令 172

7.1.3 高速计数器编程 173

7.2 脉冲输出指令 178

7.2.1 PWM指令 178

7.2.2 PTO指令 179

7.2.3 PTO/PWM控制寄存器 181

7.2.4 脉冲输出指令 182

7.2.5 PTO/PWM初始化及编程 183

7.3 PID指令 189

7.3.1 PID控制器 189

7.3.2 输入量转换及标准化 192

7.3.3 输出量转换 193

7.3.4 PID指令 193

7.3.5 PID编程 194

7.4 特殊功能指令编程实例 196

7.4.1 高速计数器 196

7.4.2 脉冲输出 199

习题与思考题 200

第8章 S7-200PLC网络通信及编程实例 201

8.1 PLC网络通信概述 201

8.1.1 PLC网络通信类型 201

8.1.2 PLC网络通信方式 203

8.2 个人计算机与PLC通信 204

8.2.1 计算机与PLC通信的方法与条件 204

8.2.2 计算机与PILC通信内容 206

8.2.3 计算机与PLC通信的程序设计要点与方法 206

8.3 S7-200 PLC通信协议及编程实例 208

8.3.1 S7-200 PLC通信功能 208

8.3.2 S7-200 PLC通信指令 211

8.3.3 自由端口模式通信 215

8.3.4 Modbus通信 216

8.3.5 USS通信 221

8.3.6 网络通信编程实例 224

习题与思考题 234

第4篇 三菱FX系列PLC指令系统及编程实例 235

第9章 三菱FX系列PLC基本指令及编程实例 235

9.1 三菱FX系列PLC简介及型号命名含义 235

9.1.1 三菱FX系列PLC简介 235

9.1.2 FX系列PLC型号命名含义 235

9.2 三菱FX系列PLC编程元件 236

9.2.1 PLC软元件概述 236

9.2.2 输入继电器X 238

9.2.3 输出继电器Y 238

9.2.4 辅助继电器M 239

9.2.5 状态器S 242

9.2.6 定时器T 243

9.2.7 计数器C 244

9.2.8 数据寄存器D 248

9.2.9 指针P、I 249

9.2.10 常数K、H 251

9.3 FX系列PLC基本指令及编程 251

9.3.1 概述 251

9.3.2 逻辑取指令LD和取反指令LDI 251

9.3.3 输出指令OUT 252

9.3.4 触点串联指令AND和ANI 252

9.3.5 触点并联指令OR和ORI 253

9.3.6 串联电路块的并联指令ORB 253

9.3.7 并联电路块的串联指令ANB 254

9.3.8 多重输出指令MPS、MRD和MPP 254

9.3.9 主控与主控复位指令MC和MCR 256

9.3.10 置位与复位指令SET和RST 256

9.3.11 微分指令PLS和PLF 257

9.3.12 空操作指令NOP 258

9.3.13 程序结束指令END 259

9.4 基本逻辑指令编程实例 259

9.4.1 基本电路的梯形图编程 259

9.4.2 基本逻辑指令编程实例 263

思考题与习题 271

第10章 三菱FX系列PLC步进顺控指令及编程实例 274

10.1 顺序功能图 274

10.1.1 顺序功能图组成 275

10.1.2 顺序功能图基本结构 277

10.2 步进指令STL、RET 278

10.3 顺序功能图编程 281

10.3.1 单序列顺序功能图编程 281

10.3.2 选择序列顺序功能图编程 282

10.3.3 并行序列顺序功能图编程 284

10.4 步进指令编程实例 285

10.4.1 台车自动运行控制 285

10.4.2 机械手自动控制 286

10.4.3 十字路口交通信号灯的控制 289

思考题与习题 295

第11章 三菱FX系列PLC功能指令及编程实例 297

11.1 功能指令概述 297

11.1.1 功能指令表示格式 297

11.1.2 功能指令执行方式 297

11.1.3 功能指令数据长度 298

11.1.4 功能指令数据格式 298

11.1.5 变址寄存器V、Z 298

11.2 功能指令及使用 299

11.2.1 程序流向控制指令FNC00～FNC09 299

11.2.2 传送和比较指令FNC10～FNC19 303

11.2.3 算术运算与逻辑运算指令FNC20～FNC29 308

11.2.4 循环移位与移位指令FNC30～FNC39 311

11.2.5 数据处理指令（FNC40～FNC49） 315

11.2.6 高速处理指令（FNC50～FNC59） 318

11.2.7 其他功能指令FNC60～FNC246 322

思考题与习题 323

第12章 三菱FX系列PLC网络通信及编程实例 324

12.1 PLC通信概述 324

12.1.1 通信系统组成 324

12.1.2 通信方式 324

12.1.3 通信介质 327

12.1.4 PLC常用通信接口 331

12.1.5 通信协议 336

12.2 FX系列PLC通信类型 337

12.3 PC机与PLC之间的通信 338

12.3.1 PC机与PLC之间通信的作用 338

12.3.2 PC机与PLC通信接口 338

12.3.3 PC机与PLC互联的结构形式 339

12.3.4 FX系列PLC点对点通信协议 341

12.3.5 PLC与PC点对点通信程序的编写 343

12.3.6 PC机与多台FX系列PLC（1：N）链接通信协议 344

12.4 PLC与PLC之间通信 347

12.4.1 并行通信（1：1方式） 347

12.4.2 N：N网络 349

12.5 无协议通信 355

12.6 三菱PLC通信网络 357

12.6.1 PLC联网通信的意义和联网主要形式 357

12.6.2 三菱PLC通信网络 358

思考题与习题 359

第5篇 PLC控制系统设计与应用实例 360

第13章 PLC控制系统设计与应用实例 360

13.1 PLC控制系统设计原则与流程 360

13.1.1 设计原则 360

13.1.2 设计流程 360

13.1.3 控制对象和范围的确定 362

13.2 PLC控制系统总体设计 362

13.2.1 PLC控制系统硬件设计 362

13.2.2 PLC控制系统软件设计 362

13.2.3 PLC控制系统调试 363

13.3 PLC程序设计方法 363

13.3.1 经验设计法 363

13.3.2 继电器控制电路转换为梯形图法 363

13.3.3 逻辑流程图设计法 364

13.3.4 步进顺控设计法 364

13.4 PLC控制系统应用实例 364

13.4.1 S7-200 PLC与FX2N-32MR PLC自由口通信实例 364

13.4.2 S7-200 PLC之间的PPI通信 368

13.4.3 烘干箱PID温度控制 371

13.4.4 变频恒压供水控制 378

13.4.5 液体混合搅拌控制 387

参考文献 392