第1章 绪论 1
1.1 机械电气控制目的和任务 1
1.2 机械电气控制技术的发展 1
1.3 电气控制系统的组成 2
第2章 常用低压电器 4
2.1 常用低压电器分类与应用 4
2.1.1 常用低压电器分类 4
2.1.2 低压电器的应用 5
2.2 电磁式低压电器结构与工作原理 5
2.2.1 电器的触点和电弧 5
2.2.2 电磁机构 9
2.3 接触器 13
2.3.1 接触器的结构及工作原理 13
2.3.2 接触器的主要特性和参数 14
2.3.3 接触器的选用原则 16
2.4 继电器 16
2.4.1 概述 16
2.4.2 电磁式继电器 17
2.4.3 时间继电器 19
2.4.4 速度继电器 22
2.4.5 热继电器 22
2.5 低压开关 25
2.5.1 刀开关 25
2.5.2 组合开关 26
2.5.3 低压断路器 28
2.6 主令电器 30
2.6.1 控制按钮 30
2.6.2 行程开关 32
2.6.3 转换开关 32
2.6.4 接近开关 33
2.6.5 主令控制器 34
2.7 控制变压器 35
2.8 熔断器 35
2.9 智能电器 36
习题与思考题 37
第3章 机械电气控制的基本电路 39
3.1 电器控制电路的绘制原则 39
3.1.1 电气图的图形符号、文字符号及接线端子标记 39
3.1.2 电路图的布局 44
3.1.3 电气原理图 44
3.1.4 电器元件布置图 46
3.1.5 电器安装接线图 48
3.2 阅读电气图的基本方法和步骤 49
3.3 三相异步电动机控制的基本电路 50
3.3.1 交流异步电动机的结构 50
3.3.2 单向旋转控制电路 53
3.3.3 电动机正反向可逆控制电路 57
3.3.4 顺序控制电路 59
3.3.5 电液（气）控制电路 61
3.3.6 三相笼型异步电动机启动控制电路 62
3.4 三相绕线转子异步电动机启动控制电路 65
3.4.1 转子绕组串电阻启动电路 65
3.4.2 转子绕组串接频敏变阻器启动电路 68
3.5 三相交流电动机的制动控制电路 70
3.5.1 能耗制动控制电路 70
3.5.2 反接制动控制电路 72
3.6 电器控制电路中的保护环节 74
习题与思考题 76
第4章 电气控制电路的设计方法 77
4.1 电气控制设计的主要内容 77
4.2 电气控制设备的设计步骤 78
4.3 电气设计的一般原则 79
4.4 电气控制系统的设计方法 82
4.4.1 经验设计法 82
4.4.2 逻辑设计方法 85
习题与思考题 87
第5章 常用机械的电气控制电路 89
5.1 C650卧式车床电气控制电路 89
5.1.1 主要结构和运动形式 89
5.1.2 中小型车床对电气控制的要求 89
5.1.3 电气控制电路分析 90
5.2 T68卧式镗床电气控制电路 92
5.2.1 主要结构和运动形式 92
5.2.2 电力拖动方式和控制要求 93
5.2.3 电气控制电路分析 93
5.2.4 电气控制电路的特点 96
5.3 交流式起重机电气控制电路 96
5.3.1 横梁的移动控制 98
5.3.2 小车的移动控制 99
5.3.3 副钩的动作控制 99
5.3.4 主钩的动作控制 100
5.3.5 动作的限位与保护 101
习题与思考题 103
第6章 可编程序控制器的组成及工作原理 104
6.1 PLC的产生、发展及特点 104
6.1.1 PLC的产生 104
6.1.2 PLC的发展 107
6.1.3 PLC的功能 107
6.1.4 PLC的特点 108
6.1.5 PLC的典型应用 110
6.2 可编程控制器的组成 111
6.3 PLC的工作原理 115
6.4 PLC技术性能指标及分类 120
6.4.1 PLC的性能指标 120
6.4.2 PLC的分类 121
6.5 S7-200 PLC系统的基本组成 122
6.5.1 物理结构 123
6.5.2 基本单元 123
6.5.3 数字量扩展模块 127
6.5.4 模拟量扩展模块 131
6.5.5 PROFIBUS-DP扩展模块 133
6.5.6 SIMATIC NET CP243-2通信处理器 133
6.5.7 智能扩展模块 134
6.6 S7-200 PLC的系统配置 134
6.6.1 S7-200 PLC的基本配置 134
6.6.2 S7-200 PLC的扩展配置 134
6.6.3 PLC的安装与接线 137
习题与思考题 139
第7章 可编程控制器软件系统 140
7.1 PLC的编程语言 140
7.1.1 传统的PLC语言及不足 140
7.1.2 IEC 61131-3标准的产生 141
7.1.3 基于IEC 61131-3标准的编程软件 142
7.1.4 S7-200 PLC的编程语言 143
7.2 PLC的软件系统 145
7.2.1 PLC的软件构成 145
7.2.2 PLC的程序结构 146
7.3 S7-200 PLC的数据区的分配及寻址方式 147
7.3.1 PLC的数据区 147
7.3.2 寻址方式 149
7.4 PLC的程序开发环境 154
7.4.1 STEP 7-Micro/Win操作界面 154
7.4.2 软件编程应用 156
习题与思考题 161
第8章 PLC的指令系统及编程方法 162
8.1 PLC的指令系统概述 162
8.2 S7-200 PLC的基本指令 164
8.2.1 位操作类指令 164
8.2.2 定时和计数器指令 170
8.3 编程规则与技巧 178
8.4 S7-200 PLC的功能指令 183
8.4.1 功能指令概述 183
8.4.2 程序控制指令 185
8.4.3 运算指令 193
8.4.4 传送指令 199
8.4.5 比较指令 202
8.4.6 数据转换指令 204
8.4.7 移位操作指令 209
8.4.8 逻辑运算指令 213
8.4.9 表功能指令 215
8.4.10 中断指令 218
8.4.11 高速处理类指令 223
8.4.12 PID指令 238
习题与思考题 244
第9章 顺序控制梯形图的设计方法 246
9.1 功能图的基本概念 246
9.2 顺序功能图 247
9.3 顺序功能图的编程方法及梯形图表示 249
9.3.1 使用通用逻辑指令的方法 249
9.3.2 使用SCR指令的方法 253
9.3.3 使用置位、复位（S、 R）指令的方法 257
习题与思考题 260
第10章 PLC控制系统的设计与应用 261
10.1 PLC控制系统的设计方法及步骤 261
10.1.1 PLC控制系统设计的基本步骤 261
10.1.2 PLC硬件系统设计 263
10.1.3 PLC软件系统设计一般步骤 264
10.2 PLC系统控制程序设计方法 265
10.2.1 经验设计法 266
10.2.2 逻辑设计方法 268
10.2.3 移植设计法 274
10.2.4 顺序功能图设计法 278
10.3 变频器及其PLC控制 278
10.3.1 变压变频调速原理 278
10.3.2 变频器的基本结构和分类 279
10.3.3 变频器的选用、运行和维护 279
10.3.4 变频器的操作方式及使用 280
10.3.5 M M440变频器PLC控制 282
习题与思考题 285
第11章 PLC人机界面与网络通信 287
11.1 人机界面 287
11.1.1 人机界面概述 287
11.1.2 人机界面的硬件装置 289
11.1.3 人机界面的组态软件 292
11.2 通信基础知识 296
11.2.1 并行通信与串行通信 297
11.2.2 异步通信与同步通信 298
11.2.3 串行通信工作模式 299
11.2.4 串行通信的接口标准 300
11.2.5 I EEE802通信标准 302
11.2.6 现场总线 303
11.2.7 PLC数据通信介质 304
11.3 西门子PLC通信 306
11.3.1 西门子工业通信网络 306
11.3.2 S7-200 PLC通信连接方式 308
11.4 S7-200 PLC串行通信网络配置 310
11.4.1 通信协议种类 310
11.4.2 PPI网络通信 313
11.4.3 S7-200 PLC通信部件 314
11.4.4 S7-200 PLC的通信指令 316
11.4.5 S7-200 PLC的自由端口通信 318
习题与思考题 323
参考文献 324