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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X238

9.2.3 输出继电器Y238

9.2.4 辅助继电器M239

9.2.5 状态器S242

9.2.6 定时器T243

9.2.7 计数器C244

9.2.8 数据寄存器D248

9.2.9 指针P、I249

9.2.10 常数K、H251

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LDI251

9.3.3 输出指令OUT252

9.3.4 触点串联指令AND和ANI252

9.3.5 触点并联指令OR和ORI253

9.3.6 串联电路块的并联指令ORB253

9.3.7 并联电路块的串联指令ANB254

9.3.8 多重输出指令MPS、MRD和MPP254

9.3.9 主控与主控复位指令MC和MCR256

9.3.10 置位与复位指令SET和RST256

9.3.11 微分指令PLS和PLF257

9.3.12 空操作指令NOP258

9.3.13 程序结束指令END259

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、RET278

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、Z298

11.2 功能指令及使用299

11.2.1 程序流向控制指令FNC00～FNC09299

11.2.2 传送和比较指令FNC10～FNC19303

11.2.3 算术运算与逻辑运算指令FNC20～FNC29308

11.2.4 循环移位与移位指令FNC30～FNC39311

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～FNC246322

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