电气控制与S7-300 PLC原理及应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 电气系统的接触器—继电器控制 1

1.2 电气系统的PLC控制 2

1.2.1 PLC的由来 2

1.2.2 PLC控制的基本原理 3

1.2.3 PLC的生产厂家 4

1.3 PLC控制的意义、要求及课程任务 5

第2章 常用低压电器 7

2.1 低压电器的作用与分类 7

2.1.1 电器的定义及作用 7

2.1.2 低压电器的分类 7

2.2 电磁式低压电器 7

2.2.1 电磁式电器的基本构成 8

2.2.2 电磁式接触器 11

2.3 继电器 13

2.3.1 电磁式继电器 13

2.3.2 热继电器 15

2.3.3 时间继电器 16

2.3.4 速度继电器 17

2.3.5 液位继电器 18

2.3.6 温度继电器 19

2.3.7 压力继电器 20

2.4 熔断器 20

2.4.1 用途 20

2.4.2 熔断器的结构与工作原理 20

2.4.3 熔断器的安秒特性 20

2.4.4 熔断器的选择 21

2.4.5 图形符号、文字符号及型号 21

2.5 低压断路器 22

2.5.1 用途 22

2.5.2 结构与工作原理 22

2.5.3 图形符号、文字符号及型号含义 22

2.6 低压隔离器 23

2.6.1 刀开关 23

2.6.2 组合开关 23

2.7 主令电器 24

2.7.1 控制按钮 24

2.7.2 位置开关 25

本章小结 26

习题 27

第3章 继电器—接触器控制系统 28

3.1 电气控制线路的图形符号、文字符号及绘制原则 28

3.1.1 常用电气设备图形符号和文字符号 28

3.1.2 电气控制线路图的绘制原则 31

3.1.3 电气原理图 31

3.1.4 电气元件布置图 32

3.1.5 电气安装接线图 32

3.2 继电器—接触器控制电路组成的基本规律 33

3.2.1 电气联锁控制规律 34

3.2.2 控制过程变化参量的控制规律 35

3.3 三相笼型异步电动机的常用控制电路 37

3.3.1 全压启动控制线路 37

3.3.2 降压启动控制线路 41

3.3.3 三相异步电动机的制动控制线路 44

3.3.4 异步电动机调速控制线路 48

3.4 其他典型控制环节 53

3.4.1 直流电动机常用控制电路 53

3.4.2 三相绕线电机启动控制 56

3.5 电气控制线路的常用保护环节 58

3.6 电气控制线路的阅读和分析方法 60

3.6.1 采用查线阅读分析法阅读、分析电气原理图的步骤 60

3.6.2 电气原理图阅读和分析举例 61

本章小结 62

习题 62

第4章 PLC的结构和工作原理 64

4.1 PLC的基本结构 64

4.1.1 PLC的硬件系统 64

4.1.2 可编程控制器的软件系统 68

4.2 PLC的工作原理 69

4.2.1 PLC的等效工作电路 69

4.2.2 PLC的工作过程 70

4.3 PLC的编程语言和程序结构 71

4.3.1 PLC的编程语言 71

4.3.2 PLC的程序结构 73

4.4 SIMATIC S7-30 0 PLC的硬件组成及硬件组态 75

4.4.1 S7-30 0系列PLC系统硬件组成 75

4.4.2 S7-30 0的模块简介 76

4.4.3 S7-30 0系列PLC的编程元件 83

4.4.4 S7-30 0的组态 86

本章小结 92

习题 93

第5章 S7-30 0的指令系统及编程 94

5.1 指令及其结构 94

5.1.1 指令的组成 94

5.1.2 操作数 95

5.2 位逻辑指令 95

5.2.1 位逻辑运算指令 95

5.2.2 位操作指令 97

5.2.3 跳变沿检测指令 103

5.3 定时器与计数器指令 105

5.3.1 定时器指令（Timers） 105

5.3.2 时钟存储器（Clock Memory） 113

5.3.3 计数器指令（Counter） 115

5.3.4 定时器与计数器的配合使用 120

5.4 数据处理功能指令 120

5.4.1 装入和传送指令（MOV） 120

5.4.2 转换指令（Converter） 122

5.5 运算指令 126

5.5.1 算术运算指令 126

5.5.2 字逻辑运算指令（Word Logic） 130

5.5.3 数据运算指令应用举例 131

5.6 移位指令 132

5.6.1 移位指令（Shift/Rotate）简介 132

5.6.2 移位指令应用（编辑步进架） 134

5.7 累加器操作和地址寄存器指令 136

5.8 控制指令 138

5.8.1 逻辑控制指令 138

5.8.2 程序控制指令 143

5.8.3 主控继电器指令 144

本章小结 146

习题 146

第6章 S7系列结构化程序设计 149

6.1 结构化编程 149

6.2 功能块的编程及调用 152

6.2.1 变量声明表（局部数据） 152

6.2.2 功能块的编辑及调用举例 154

6.3 程序结构化设计应用举例 156

6.3.1 程序结构设计 156

6.3.2 程序设计实例 157

本章小结 163

习题 164

第7章 S7的组织块和中断处理 166

7.1 组织块概述 166

7.2 循环执行的组织块 166

7.3 定期执行的组织块和中断处理 167

7.3.1 日期时间中断 167

7.3.2 循环中断组织块（OB30～OB38） 170

7.4 事件驱动的组织块和中断处理 173

7.4.1 延时中断组织块 173

7.4.2 异步故障中断组织块 174

7.4.3 同步故障中断（OB121、OB122） 176

7.5 启动组织块和中断处理 176

7.6 背景组织块 177

本章小结 178

习题 178

第8章 PLC的通信及网络 179

8.1 PLC网络基础 179

8.1.1 PLC网络含义 179

8.1.2 PLC网络的结构 179

8.2 PLC通信简介 180

8.2.1 基本概念和术语 180

8.2.2 串行通信接口标准 181

8.2.3 开放系统互连模型 182

8.3 西门子PLC网络 183

8.3.1 生产金字塔结构模型 183

8.3.2 西门子的几种通信网络 184

8.4 PROFIBUS现场总线 184

8.4.1 PROFIBUS的结构与硬件 184

8.4.2 S7系统中的PROFIBUS-DP及组态 186

8.5 AS-I总线 190

8.5.1 AS-I概述 190

8.5.2 AS-I主站模板CP343-2 191

本章小结 202

习题 203

第9章 WinCC简介 204

9.1 WinCC概述 204

9.2 组态第一个W inCC工程 205

9.2.1 建立项目 205

9.2.2 组态项目 206

9.2.3 WinCC运行 208

9.2.4 使用变量模拟器 209

9.3 组态变量 210

9.3.1 变量管理器（Tag Manag-ement） 210

9.3.2 创建和编辑变量 211

9.4 创建过程画面 212

9.4.1 WinCC图形编辑器 212

9.4.2 使用图形、对象和控件 213

9.4.3 使用图形编辑器的一些例子 216

本章小结 220

习题 220

第10章 S7-30 0系列PLC应用系统设计 221

10.1 PLC应用系统设计的内容和步骤 221

10.1.1 系统设计的原则与内容 221

10.1.2 系统设计和调试的主要步骤 222

10.2 PLC应用系统的硬件设计 224

10.2.1 PLC选型 224

10.2.2 PLC容量估算 226

10.2.3 I/O模块的选择 226

10.2.4 分配输入/输出点 227

10.2.5 外部接线设计 227

10.2.6 安全回路设计 228

10.3 PLC应用系统的软件设计 228

10.3.1 PLC应用软件设计的内容 228

10.3.2 PLC应用系统的软件设计步骤 229

10.4 PLC应用系统设计实例 230

本章小结 234

习题 235

附录A 其他主要PLC型号及指令介绍 236

A.1 三菱PLC简介 236

A.2 欧姆龙PLC简介 238

A.3 西门子S7-20 0PLC简介 240

附录B STEP7语句表指令一览表 249

附录C 实验指导书 249

实验一 STEP7编程软件的熟悉及基本指令联系 249

实验二 异步电动机可逆运行控制 250

实验三 异步电动机Y-△降压启动控制 252

实验四 异步电动机反接制动控制 253

实验五 定时器、计数器功能实验 254

实验六 移位指令练习 255

实验七 数据处理指令练习 256

实验八 结构化编程应用 257

实验九 S7-30 0组织块与中断 257

实验十 现场总线应用 258

实验十一 简单的WinCC项目的组态和监控 259