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第1章 常用低压元器件 1

1.1 低压电器的基本知识 1

1.1.1 低压电器的分类 1

1.1.2 低压电器的选用与安装 1

1.2 图形符号、文字符号及接线端子标记 3

1.2.1 图形符号 3

1.2.2 文字符号 4

1.3 接触器 5

1.3.1 接触器的用途与分类 5

1.3.2 交流接触器 6

1.3.3 直流接触器 7

1.3.4 接触器的选择与安装 8

1.3.5 接触器的维护 9

1.4 继电器 10

1.4.1 继电器的用途与分类 10

1.4.2 电压继电器 11

1.4.3 电流继电器 12

1.4.4 中间继电器 13

1.4.5 时间继电器 13

1.4.6 热继电器 15

1.4.7 速度继电器 17

1.5 主令电器 18

1.5.1 控制按钮 18

1.5.2 万能转换开关 20

1.5.3 行程开关 21

1.5.4 接近开关 22

1.5.5 指示灯 22

1.6 熔断器、低压刀开关及低压断路器 23

1.6.1 熔断器 23

1.6.2 低压刀开关 27

1.6.3 低压断路器 28

1.7 其他常用执行器件 31

1.7.1 电磁铁 31

1.7.2 电磁阀 31

1.7.3 电磁制动器 32

1.7.4 漏电保护器 33

1.7.5 启动器 34

本章小结 35

习题 35

第2章 电气控制系统的典型电路及应用 37

2.1 电气图的基本知识 37

2.1.1 接线端子标记 37

2.1.2 电气图 38

2.2 三相笼型感应电动机的基本控制电路 41

2.2.1 单向旋转控制电路 41

2.2.2 点动控制电路 43

2.2.3 多地控制电路 44

2.2.4 顺序控制电路 45

2.2.5 可逆旋转控制电路 46

2.3 三相异步电动机的典型应用控制电路 47

2.3.1 具有自动往返的可逆旋转电路 47

2.3.2 定子绕组串接电阻的减压启动控制 48

2.3.3 自耦变压器减压启动控制 49

2.3.4 星-三角（Y-D）减压启动控制电路 51

2.3.5 转子绕组串电阻启动控制电路 52

2.3.6 三相异步电动机的变极调速控制电路 53

2.3.7 三相异步电动机能耗制动控制电路 54

2.3.8 三相异步电动机反接制动控制电路 55

2.3.9 电路图的阅读分析方法 57

2.4 三相异步电动机的变频调速 58

2.4.1 变频调速 58

2.4.2 变频器 60

2.5 电气控制电路的设计方法 68

2.5.1 分析设计法 68

2.5.2 逻辑设计法 72

2.6 典型生产机械的电气控制实例 74

2.6.1 机床结构及控制特点 74

2.6.2 电路工作情况 77

本章小结 78

习题 79

第3章 PLC概述 82

3.1 PLC的定义、特点及应用 82

3.1.1 PLC的产生、发展及其定义 82

3.1.2 PLC的主要特点 83

3.1.3 PLC的应用 84

3.2 PLC的结构与工作原理 85

3.2.1 PLC的基本结构 85

3.2.2 PLC的工作原理 89

3.3 PLC分类 90

3.3.1 按硬件结构形式分类 90

3.3.2 按功能分类 91

3.3.3 按控制规模（I/O点数）分类 92

3.4 PLC的编程语言 92

3.5 PLC的典型产品介绍 94

3.5.1 美国的PLC产品 94

3.5.2 欧洲的PLC产品 96

3.5.3 日本的PLC产品 98

3.5.4 我国的PLC产品 99

本章小结 100

习题 101

第4章 西门子S7-200 PLC的基础知识 102

4.1 S7-200 PLC概述 102

4.2 S7-200 PLC的硬件组成与功能 104

4.2.1 CPU模块 104

4.2.2 数字量输入与数字量输出 107

4.3 S7-200 PLC的内部资源 110

4.3.1 S7-200 PLC编程软元件 110

4.3.2 软元件的类型和功能 111

4.4 S7-200 PLC的外部扩展模块 115

4.4.1 数字量扩展模块 115

4.4.2 模拟量输入模块 116

4.4.3 模拟量输出模块 117

4.4.4 称重模块与位置控制模块 118

4.4.5 STEP 7-Micro/WIN编程软件与显示面板简介 119

4.4.6 I/O地址分配与外部接线 120

4.5 S7-200 PLC的数据类型与寻址方式 122

4.5.1 S7-200 PLC的数据类型 123

4.5.2 S7-200 PLC的寻址方式 125

4.6 S7-200 PLC的编程语言与程序结构 127

4.6.1 S7-200 PLC的编程语言 127

4.6.2 S7-200的程序结构 128

4.6.3 PLC的操作模式 128

4.7 S7-1200系列PLC 129

本章小结 130

习题 131

第5章 西门子S7-200 PLC的基本指令与应用 132

5.1 S7-200 PLC的基本逻辑指令 132

5.1.1 触点指令 132

5.1.2 输出指令与其他指令 137

5.2 定时器与计数器指令 139

5.2.1 定时器指令 139

5.2.2 计数器指令 142

5.3 S7-200 PLC简单控制电路的编程与应用 144

5.3.1 有记忆功能的电路 144

5.3.2 定时器应用电路 144

本章小结 146

习题 147

第6章 西门子S7-200 PLC顺序控制程序设计 150

6.1 顺序功能图概述 150

6.1.1 顺序控制设计法 150

6.1.2 步与动作 151

6.1.3 有向连线与转换条件 153

6.1.4 顺序功能图的基本结构 154

6.1.5 顺序功能图中转换实现的基本规则 156

6.2 使用启保停电路的顺序控制梯形图设计方法 158

6.2.1 单序列的编程方法 159

6.2.2 选择序列与并行序列的编程方法 160

6.2.3 应用举例 163

6.3 以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法 166

6.3.1 单序列的编程方法 166

6.3.2 选择序列的编程方法 167

6.3.3 并行序列的编程方法 168

6.3.4 应用举例 169

6.4 使用SCR指令的顺序控制梯形图设计方法 169

6.4.1 顺序控制继电器指令 169

6.4.2 单序列的编程方法 171

6.4.3 选择序列与并行序列的编程方法 173

6.4.4 应用举例 174

6.5 具有多种工作方式的系统的顺序控制梯形图设计方法 176

6.5.1 系统的硬件结构与工作方式 176

6.5.2 使用启保停电路的编程方法 179

6.5.3 以转换为中心的编程方法 186

本章小结 188

习题 188

第7章 西门子S7-200 PLC的功能指令及应用 189

7.1 S7-200的指令规约 189

7.1.1 使能输入与使能输出 189

7.1.2 梯形图中的网络与指令 190

7.1.3 其他规约 191

7.2 程序控制指令 191

7.3 子程序指令（局部变量表与子程序） 194

7.3.1 局部变量表 194

7.3.2 子程序的编写与调用 196

7.4 数据处理类指令 200

7.4.1 比较指令 200

7.4.2 数据传送指令 201

7.4.3 移位与循环指令 202

7.4.4 数据转换指令 204

7.4.5 表功能指令 208

7.4.6 读／写实时时钟指令 211

7.4.7 字符串指令 213

7.5 数学运算指令 214

7.5.1 算术运算指令 214

7.5.2 浮点数函数运算指令 217

7.5.3 逻辑运算指令 217

7.6 中断程序与中断指令 219

7.6.1 中断程序 219

7.6.2 中断事件与中断指令 220

7.6.3 中断优先级与中断队列溢出 222

7.7 高速计数器与高速脉冲输出指令 224

7.7.1 编码器 225

7.7.2 高速计数器的工作模式与外部输入信号 226

7.7.3 高速计数器的程序设计 228

7.7.4 高速脉冲输出与开环位置控制 230

本章小结 234

习题 234

第8章 S7-200的通信与网络 236

8.1 通信的基本知只 236

8.1.1 基本概念和术语 236

8.1.2 差错控制 237

8.1.3 传输介质 239

8.1.4 串行通信接口标准 241

8.2 工业局域网基础 242

8.2.1 局域网的拓扑结构 242

8.2.2 网络协议和体系结构 244

8.2.3 现场总线 244

8.3 S7-200通信部件介绍 245

8.3.1 通信端口 245

8.3.2 PC/PPI电缆 246

8.3.3 网络连接器 248

8.3.4 PROFIBUS网络电缆 248

8.3.5 网络中继器 249

8.3.6 EM277 PROFIBUS-DP模块 249

8.4 S7-200 PLC的通信 251

8.4.1 概述 251

8.4.2 利用PPI协议进行网络通信 253

8.4.3 利用MPI协议进行网络通信 255

8.4.4 利用PROFIBUS协议进行网络通信 255

8.4.5 利用ModBus协议进行网络通信 259

本章小结 262

习题 262

第9章 现代PLC控制系统的综合设计 263

9.1 PLC控制系统的设计步骤及内容 263

9.1.1 分析评估及控制任务 264

9.1.2 PLC的选型 264

9.1.3 I/O地址分配 265

9.1.4 系统设计 265

9.1.5 系统调试 266

9.2 PLC与变频器之间的接口 266

9.2.1 变频器和PLC的关系 266

9.2.2 MM440变频器 267

9.2.3 MM440变频器的功能方框图 268

9.2.4 变频器和PLC典型应用举例 270

9.3 双恒压无塔供水控制系统设计 272

9.3.1 工艺过程 272

9.3.2 系统控制要求 273

9.3.3 控制系统的I/O点及地址分配 273

9.3.4 PLC系统选型 274

9.3.5 电路图 275

9.3.6 系统程序设计 277

9.4 PLC在工程应用中要注意的一些实际问题 284

9.4.1 PLC的安装 284

9.4.2 电源设计 284

9.4.3 系统接地 285

9.4.4 电缆设计与铺设 286

9.4.5 PLC输出负载的保护 287

本章小结 287

习题 287

第10章 西门子S7-200 PLC编程软件与系统开发 288

10.1 S7-200 PLC编程软件STEP 7的安装与设置 288

10.2 编程软件STEP 7的基本软件功能 290

10.3 S7-200 PLC的程序编辑、编译与调试运行 294

本章小结 296

附录A S7-200的特殊存储器（SM）标志位 297

附录B S7-200的SIMATIC指令集简表 300

参考文献 306