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第1章 常用低压电器与电动机1

1.1电气控制系统概述1

1.1.1什么是电气控制系统1

1.1.2继电-接触器控制系统2

1.2常用低压电器4

1.2.1低压电器概述4

1.2.2开关电器6

1.2.3主令电器10

1.2.4交流接触器13

1.2.5继电器14

1.2.6熔断器20

1.3电动机21

1.3.1三相交流异步电动机22

1.3.2直流电动机28

1.3.3步进电动机31

1.3.4伺服电动机32

习题33

第2章 电气控制基础35

2.1识读和绘制电气图的原则35

2.1.1电路原理图35

2.1.2电器元件布置图38

2.1.3电气接线图38

2.2电气控制的基本环节40

2.2.1点动控制40

2.2.2自锁控制41

2.2.3点动与连续控制42

2.2.4多地控制42

2.2.5互锁控制43

2.2.6顺序控制44

2.2.7限位控制45

2.3三相交流异步电动机的降压起动控制46

2.3.1定子串电阻的降压起动控制46

2.3.2星-角变换的降压起动控制47

2.4三相交流异步电动机的制动48

2.4.1反接制动48

2.4.2能耗制动50

2.5三相交流异步电动机的变极调速52

2.6 T68型镗床的电气控制电路分析53

2.6.1 T68型镗床概述53

2.6.2电气控制电路分析54

2.6.3常见故障的分析处理58

习题61

第3章 可编程序控制器基础65

3.1可编程序控制器的基本概念65

3.1.1什么是PLC65

3.1.2 PLC有哪几类66

3.1.3 PLC有什么用途67

3.1.4现代PLC如何发展68

3.2 PLC如何工作71

3.2.1 PLC和电气控制的比较71

3.2.2 PLC基本结构75

3.2.3 PLC工作方式78

3.3 PLC的编程语言81

3.3.1梯形图81

3.3.2语句表81

3.3.3其他编程语言82

3.4 PLC编程的相关知识83

3.4.1变量、常量和数据类型83

3.4.2 PLC的寻址方式88

3.4.3梯形图的编程原则90

习题92

第4章 PLC的硬件配置及组态94

4.1 S7-300系列PLC的硬件模块94

4.1.1 CPU模块94

4.1.2信号模块（SM）102

4.1.3功能模块（FM）108

4.1.4通信模块（CP）110

4.1.5接口模块（IM）111

4.1.6电源模块（PS）112

4.2 S7-300的硬件安装113

4.2.1安装机架113

4.2.2 S7-300模块安装115

4.2.3安装后复查122

4.3 S7-300系统硬件组态与参数设置123

4.3.1 Step7软件简介123

4.3.2 S7-300单机硬件组态127

4.3.3 S7-300多机架硬件的组态133

4.3.4 CPU单元的参数设置138

4.3.5模拟量模块的量程设置142

4.3.6 PLC硬件组态问题的处理144

4.4 S7-400系列PLC简介145

4.4.1 S7-400系列PLC的硬件组成145

4.4.2 S7-400系列PLC的主要特点146

习题146

第5章 PLC的指令系统及编程应用147

5.1位逻辑控制147

5.1.1电动机的点动控制——位逻辑指令应用之一147

5.1.2电动机正反转控制——位逻辑指令应用之二151

5.1.3多人表决器——逻辑块指令的应用155

5.2 Step7的编程仿真实验159

5.2.1基本编程操作159

5.2.2使用Step7的仿真实验163

5.3定时器和计数器指令172

5.3.1定时器和计数器简介172

5.3.2电动机Y/△降压起动控制——定时指令的应用173

5.3.3产品的批量包装——计数指令的应用178

5.3.4定时器和计数器的应用案例180

5.3.5定时器和计数器的仿真实验182

5.4传送和比较控制185

5.4.1传送指令和比较指令简介185

5.4.2彩灯交替闪烁——传送指令的应用186

5.4.3水塔的水位报警——比较指令的应用187

5.5移位和循环控制191

5.5.1移位和循环指令简介191

5.5.2彩灯控制——循环移位指令的应用193

5.5.3不良产品检测——移位指令的应用195

5.6数据类型转换197

5.6.1数据类型转换指令简介197

5.6.2四路抢答器——整型数据转换为BCD码指令的应用198

5.6.3将英寸转换为厘米——转换指令的应用200

5.6.4编码与译码——数据转换指令应用203

5.7运算控制208

5.7.1运算指令简介208

5.7.2用浮点数进行四则运算——运算指令应用209

5.8程序控制212

5.8.1程序控制指令简介212

5.8.2汽车烤漆房任务切换——跳转指令应用214

5.8.3饮料调配机——主控继电器指令的应用216

习题219

第6章 PLC程序结构编程及应用227

6.1用户程序结构简介227

6.1.1用户程序块的类型及功能227

6.1.2传送带分拣系统——线性程序结构和堆栈概念231

6.1.3复合数据和参数类型234

6.2常见程序块的应用238

6.2.1水箱液位控制系统——组织块的应用238

6.2.2混合配料罐——功能（FC）与功能块（FB）的应用240

6.2.3打印机控制——数据块的应用245

6.3启动、中断、错误（诊断）处理的块指令应用251

6.3.1水箱液位系统的初始化——启动初始化指令的应用251

6.3.2极限液位控制——硬件中断指令的应用252

6.3.3模拟量输入断线的故障报警——错误诊断指令的应用254

6.4库指令的应用257

6.4.1库指令简介257

6.4.2锅炉温度控制——模拟量转换和PID指令应用259

6.5 蓄水池供水控制系统设计实例265

习题272

第7章 PLC程序的设计方法274

7.1经验设计方法274

7.1.1典型环节的经验设计法274

7.1.2根据继电-接触器线路设计梯形图278

7.2逻辑设计方法286

7.2.1 PLC程序的组合逻辑设计法286

7.2.2 PLC程序的时序逻辑设计法290

7.3顺序功能图设计方法294

7.3.1顺序功能图概述294

7.3.2单序列控制的编程方法——喷烤漆单元298

7.3.3选择及循环序列的编程方法——工件检测单元302

7.3.4并行序列的编程方法——物料混合控制304

习题306

第8章 PLC的综合应用设计310

8.1选用PLC的建议310

8.1.1如何选择合适的PLC310

8.1.2手册使用向导312

8.2机械手自动分拣装置案例314

8.2.1工作任务描述315

8.2.2被控对象分析315

8.2.3设计思路315

8.2.4程序设计317

8.3电梯控制装置案例320

8.3.1工作任务描述320

8.3.2被控对象分析321

8.3.3设计思路321

8.3.4程序设计323

8.4高压变电站进线与母联的自动切换案例331

8.4.1工作任务描述331

8.4.2被控对象分析332

8.4.3设计思路333

8.4.4系统程序设计335

8.5温度检测和控制装置案例340

8.5.1被控对象分析340

8.5.2设计思路340

8.5.3设计步骤342

习题346

第9章 PLC的调试及故障诊断348

9.1程序的下载、上传和复位操作348

9.1.1程序的下载348

9.1.2程序的上传349

9.1.3 CPU存储器复位350

9.1.4 CPU程序块的删除351

9.2使用程序编辑器调试程序351

9.2.1调试LAD/FBD程序351

9.2.2调试STL程序351

9.2.3使用断点单步调试程序352

9.3 PLC的硬件诊断354

9.3.1硬件的诊断符号354

9.3.2模板诊断信息354

9.4使用模拟器测试用户程序359

9.4.1设置PLC模拟器通信接口360

9.4.2设置CPU的操作模式361

9.4.3触发中断361

9.4.4回放功能361

9.5一般故障的诊断与处理362

9.5.1 S7-300的基本故障类型362

9.5.2 PLC常规维护及故障排除方法363

9.5.3常见故障的诊断与处理365

习题370

第10章 WinCC的组态应用371

10.1 WinCC组态软件简介371

10.2 WinCC组态软件的使用372

10.2.1 WinCC组态画面设计372

10.2.2 WinCC的参数设置与仿真380

10.3交通灯的WinCC组态设计382

10.3.1交通灯系统控制流程及设计382

10.3.2交通灯系统的WinCC设计386

习题394

主要参考文献395