第1章 电气控制基础 1
1.1 电器的基本知识 1
1.1.1 电器的定义及分类 1
1.1.2 电磁式电器的工作原理与结构特点 2
1.2 常用低压电器 8
1.2.1 开关电器 8
1.2.2 熔断器 15
1.2.3 主令电器 18
1.2.4 接触器 25
1.2.5 继电器 28
1.2.6 信号电器 38
1.2.7 电磁执行机构 39
1.3 电气控制系统图的类型及有关规定 42
1.3.1 电气控制系统图的图形符号和文字符号 42
1.3.2 电气控制系统图的绘制原则 42
1.4 电气控制的基本电路 51
1.4.1 全压起动控制电路 51
1.4.2 三相交流电动机的减压起动控制电路 56
1.4.3 三相笼型异步电动机的制动控制电路 58
1.5 三相异步电动机速度控制电路 61
1.5.1 概述 61
1.5.2 变极调速控制电路 62
1.5.3 变压调速 63
1.6 变频调速控制电路 64
1.6.1 变频调速概述 64
1.6.2 变频器的类型 64
1.6.3 变频器的组成 67
1.6.4 变频器的额定值和技术指标 68
1.6.5 变频器的选择 69
1.6.6 变频器的主要功能 70
1.6.7 变频器的应用举例 71
1.7 电气控制电路分析基础 73
1.7.1 电气控制分析的内容与要求 73
1.7.2 电气原理图阅读分析的方法与步骤 74
1.7.3 C650卧式车床电气控制电路分析 75
1.8 思考题与练习题 78
第2章 可编程序控制器概述 80
2.1 PLC的产生和发展 80
2.1.1 PLC的产生 80
2.1.2 PLC的发展 81
2.1.3 目前PLC的主流产品 82
2.2 PLC的定义及特点 84
2.2.1 PLC的定义 84
2.2.2 PLC的特点 84
2.3 PLC的主要应用 86
2.4 PLC与微机及继电接触器控制系统的区别 87
2.4.1 PLC与微型计算机的区别 87
2.4.2 PLC与继电接触器控制系统的比较 87
2.5 思考题与练习题 88
第3章 PLC的结构和工作原理 89
3.1 PLC的分类 89
3.1.1 按I/O点数分类 89
3.1.2 按结构形式分类 89
3.2 PLC的基本结构和控制系统的组成 90
3.2.1 PLC的基本结构 90
3.2.2 PLC控制系统的组成 94
3.3 PLC的主要性能指标 95
3.4 PLC的工作原理 95
3.5 PLC的编程语言 96
3.5.1 梯形图 97
3.5.2 语句表 97
3.5.3 功能块图 98
3.5.4 顺序功能图 98
3.5.5 结构化文本 98
3.6 思考题与练习题 99
第4章 S7-200 PLC的硬件配置 100
4.1 主机结构及特性 100
4.2 I/O扩展模块和功能扩展模块 102
4.3 PLC内部资源分配 105
4.4 思考题与练习题 108
第5章 S7-200 PLC的基本指令及应用 109
5.1 数据类型和寻址方式 109
5.1.1 数据类型 109
5.1.2 指令格式 110
5.1.3 寻址方式 112
5.2 S7-200 PLC的基本指令 115
5.2.1 PLC的基本逻辑指令及编程方法 115
5.2.2 梯形图的编程格式与规则 130
5.2.3 典型环节的编程应用 132
5.3 程序结构 138
5.4 程序控制指令 138
5.5 顺序控制指令及编程应用 144
5.6 STEP 7编程软件 157
5.6.1 编程软件概述 158
5.6.2 软件功能 160
5.6.3 软件的编程 162
5.6.4 程序的调试及运行监控 167
5.6.5 状态表监控和趋势图监控 168
5.6.6 运行模式下编辑程序 168
5.6.7 程序监控 169
5.7 思考题与练习题 170
第6章 S7-200 PLC功能指令 172
6.1 数据处理指令 173
6.1.1 传送类指令 173
6.1.2 移位与循环指令 174
6.1.3 字节交换指令 178
6.1.4 填充指令 178
6.2 数学运算指令 178
6.2.1 加法指令 179
6.2.2 减法指令 179
6.2.3 乘法指令 179
6.2.4 除法指令 180
6.2.5 增／减指令 180
6.2.6 数学功能指令 181
6.3 逻辑运算指令 184
6.4 转换指令 184
6.4.1 数据类型转换指令 185
6.4.2 编码和译码指令 187
6.4.3 段码指令 187
6.4.4 ASCII码转换指令 188
6.4.5 字符串转换指令 192
6.5 字符串指令 194
6.6 表功能指令 196
6.7 特殊指令 200
6.7.1 时钟指令 200
6.7.2 中断 202
6.7.3 高速计数器指令 207
6.7.4 高速脉冲输出指令 212
6.7.5 PID回路指令 220
6.8 思考题与练习题 225
第7章 S7-200 PLC的通信与网络 227
7.1 通信及网络的基础知识 227
7.1.1 串行通信的基本概念 227
7.1.2 串行通信的接口标准 230
7.1.3 网络概述 231
7.2 S7-200 PLC的通信协议与典型网络配置 231
7.2.1 西门子工业网络结构 232
7.2.2 S7-200 PLC支持的通信协议 233
7.2.3 S7-200 PLC的几种典型网络配置 236
7.3 S7-200 PLC通信接口及网络部件 239
7.3.1 S7-200 PLC通信接口 239
7.3.2 网络连接器 240
7.3.3 通信电缆 240
7.3.4 中继器 242
7.4 S7-200 PLC的通信指令及应用 242
7.4.1 网络读／写指令及PPI通信实例 243
7.4.2 发送／接收指令及自由口通信实例 246
7.4.3 USS通信指令 254
7.4.4 Modbus指令 255
7.5 思考题与练习题 256
第8章 PLC控制系统设计实例 257
8.1 三相异步电动机的PLC控制 257
8.1.1 三相异步电动机的正、反转控制 257
8.1.2 三相异步电动机的星形—三角形减压起动控制 259
8.2 十字路口交通信号灯的PLC控制 261
8.2.1 控制要求 261
8.2.2 PLC的选型及外部接线 262
8.2.3 控制程序设计 262
8.3 液体混合装置的PLC控制 263
8.3.1 控制要求 263
8.3.2 PLC的选型及外部接线 264
8.3.3 PLC控制程序设计 264
8.4 货物传输带及机械手臂控制系统 268
8.4.1 控制要求 268
8.4.2 PLC的选型及外部接线 268
8.4.3 顺序功能图设计 269
8.4.4 梯形图设计 271
8.5 电镀专用行车PLC控制系统 273
8.5.1 控制要求 273
8.5.2 电镀行车电动机的主电路设计 274
8.5.3 PLC的选型及外部接线 274
8.5.4 电镀行车PLC控制程序设计 276
8.6 温、湿度监测与数据处理 278
8.6.1 控制要求及系统构成 278
8.6.2 PLC的选型及外部接线 279
8.6.3 PLC程序设计 280
8.6.4 文本显示界面设计 284
8.7 思考题与练习题 286
第9章 PLC控制系统的设计 287
9.1 PLC控制系统的设计内容及步骤 287
9.1.1 PLC控制系统的设计内容 287
9.1.2 PLC控制系统的设计步骤 288
9.2 PLC控制系统的硬件设计 289
9.3 PLC控制系统的软件设计 296
9.3.1 PLC软件设计过程 296
9.3.2 PLC软件设计方法 299
9.4 人机界面设计 300
9.4.1 人机界面的功能及分类 300
9.4.2 人机界面设计的有关注意事项 301
9.4.3 人机界面的设计步骤和原则 303
9.5 PLC在工程应用中的注意事项 304
9.5.1 PLC的安装 304
9.5.2 PLC的抗干扰措施 305
9.5.3 PLC的故障诊断与维护 309
9.6 思考题与练习题 312
附录 313
附录A S7-200 PLC的CPU规范和特性速查 313
附录B S7-200 PLC指令集简表 316
附录C S7-200 PLC的特殊存储器（SM）标志位 319
附录D S7-200 PLC CPU224外围典型接线 321
参考文献 323