電氣控制與PLC應(yīng)用

內(nèi)容概要

陳建明的《電氣控制與PLC應(yīng)用》由3部分組成、第一部分為第1～2章，介紹電氣控制中常用的低壓電器、典型控制線路、典型電氣控制系統(tǒng)分析和設(shè)計方法；第二部分為第3～8章，介紹可編程控制器基礎(chǔ)，以西門子公司
S7-200型PLC為重點介紹西門子S7系列可編程控制器結(jié)構(gòu)原理、指令系統(tǒng)及其應(yīng)用、控制系統(tǒng)程序分析和設(shè)計方法：第三部分為第9～10章，介紹可編程控制器的通信與網(wǎng)絡(luò)控制。
《電氣控制與PLC應(yīng)用》可作為高等院校自動化，電氣技術(shù)及相近專業(yè)的“現(xiàn)代電氣控制”或類似課程的教材，也可作為專科層次相關(guān)專業(yè)的教材，并可作為電子技術(shù)、電氣技術(shù)、自動化方面工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

緒論
第1章  常用低壓控制電器
  1.1  概述
    1.1.1  電器的分類
    1.1.2  電力拖動自動控制系統(tǒng)中常用的低壓控制電器
    1.1.3  我國低壓控制電器的發(fā)展概況
  1.2  接觸器
    1.2.1  結(jié)構(gòu)和工作原理
    1.2.2  交、直流接觸器的特點
    1.2.3  接觸器的主要技術(shù)參數(shù)與選用原則
  1.3  繼電器
    1.3.1  電磁式繼電器
    1.3.2  熱繼電器
    1.3.3  時間繼電器
    1.3.4  速度繼電器
  1.4  熔斷器
    1.4.1  熔斷器的工作原理
    1.4.2  熔斷器的選用
  1.5  低壓開關(guān)和低壓斷路器
    1.5.1  低壓斷路器
    1.5.2  漏電保護(hù)器
    1.5.3  低壓隔離器
  1.6  主令電器
    1.6.1  按鈕
    1.6.2  位置開關(guān)
    1.6.3  凸輪控制器與主令控制器
  1.7  低壓電器的產(chǎn)品型號
    1.7.1  全型號組成形式
    1.7.2  全型號各組成部分的確定
  習(xí)題與思考題
第2章  電氣控制線路的基本原則和基本環(huán)節(jié)
  2.1  電氣控制線路的繪制
    2.1.1  電氣控制線路常用的圖形、文字符號
    2.1.2  電氣原理圖
    2.1.3  電氣元件布置圖
    2.1.4  電氣安裝接線圖
  2.2  三相異步電動機(jī)的啟動控制
    2.2.1  三相籠型電動機(jī)直接啟動控制
    2.2.2  三相籠型電動機(jī)減壓啟動控制
    2.2.3  三相繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)的啟動控制
  2.3  三相異步電動機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制
  2.4  三相異步電動機(jī)的調(diào)速控制
    2.4.1  三相籠型電動機(jī)的變極調(diào)速控制
    2.4.2  繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速控制
    2.4.3  電磁調(diào)速異步電動機(jī)的控制
  2.5  三相異步電動機(jī)的制動控制
    2.5.1  三相異步電動機(jī)反接制動控制
    2.5.2  三相異步電動機(jī)能耗制動控制
    2.5.3  三相異步電動機(jī)電容制動控制
  2.6  其他典型控制環(huán)節(jié)
    2.6.1  多地點控制
    2.6.2  多臺電動機(jī)先后順序工作的控制
    2.6.3  自動循環(huán)控制
  2.7  電氣控制線路的設(shè)計方法
    2.7.1  經(jīng)驗設(shè)計法
    2.7.2  邏輯設(shè)計法
  習(xí)題與思考題
第3章  可編程控制器基礎(chǔ)
  3.1  可編程控制器概述
    3.1.1  可編程控制器的產(chǎn)生與發(fā)展
    3.1.2  可編程控制器的特點
  3.2  可編程控制器的組成
    3.2.1  中央處理單元（CPU）
    3.2.2  存儲器單元
    3.2.3  電源單元
    3.2.4  輸入/輸出單元
    3.2.5  接口單元
    3.2.6  外部設(shè)備
  3.3  可編程控制器的工作原理
    3.3.1  可編程控制器的等效電路
    3.3.2  可編程控制器的工作過程
  3.4  可編程控制器的硬件基礎(chǔ)
    3.4.1  可編程控制器的I/O模塊
    3.4.2  可編程控制器的配置
  3.5  可編程控制器的軟件基礎(chǔ)
    3.5.1  系統(tǒng)監(jiān)控程序
    3.5.2  用戶應(yīng)用程序
  3.6  可編程控制器的性能指標(biāo)及分類
    3.6.1  可編程控制器的性能指標(biāo)
    3.6.2  可編程控制器的分類
  習(xí)題與思考題
第4章  S7-200 PLC的系統(tǒng)配置
  4.1  S7-200 PLC系統(tǒng)的基本組成
  4.2  S7-200 PLC的接口模塊
    4.2.1  數(shù)字量I/O模塊
    4.2.2  模擬量I/O模塊
    4.2.3  智能模塊
  4.3  S7-200 PLC的系統(tǒng)配置
    4.3.1  S7-200 PLC的基本配置
    4.3.2  S7-200 PLC的擴(kuò)展配置
    4.3.3  內(nèi)部電源的負(fù)載能力
  習(xí)題與思考題
第5章  S7-200 PLC的指令系統(tǒng)
  5.1  S7-200 PLC編程基礎(chǔ)
    5.1.1  編程語言
    5.1.2  數(shù)據(jù)類型
    5.1.3  存儲器區(qū)域
    5.1.4  尋址方式
    5.1.5  用戶程序結(jié)構(gòu)
    5.1.6  編程的一般規(guī)則
  5.2  S7-200 PLC的基本指令及編程方法
    5.2.1  基本邏輯指令
    5.2.2  立即操作指令
    5.2.3  復(fù)雜邏輯指令
    5.2.4  取非觸點指令和空操作指令
    5.2.5  定時器和計數(shù)器指令
    5.2.6  順序控制繼電器指令
    5.2.7  移位寄存器指令
    5.2.8  比較操作指令
  5.3  S7-200 PLC的功能指令及編程方法
    5.3.1  數(shù)學(xué)運算指令
    5.3.2  邏輯運算指令
    5.3.3  其他數(shù)據(jù)處理指令
    5.3.4  轉(zhuǎn)換指令
    5.3.5  表功能指令
    5.3.6  程序控制指令
    5.3.7  特殊指令
  習(xí)題與思考題
第6章  STEP 7-Micro/WIN32編程軟件
  6.1  編程軟件的安裝
    6.1.1  系統(tǒng)要求
    6.1.2  軟件安裝
    6.1.3  硬件連接
    6.1.4  參數(shù)設(shè)置
    6.1.5  在線聯(lián)系
    6.1.6  設(shè)置和修改PLC通信參數(shù)
  6.2  編程軟件的功能
    6.2.1  基本功能
    6.2.2  主界面各部分的功能
    6.2.3  系統(tǒng)組態(tài)
  6.3  編程軟件的使用
    6.3.1  程序來源
    6.3.2  編輯程序
  6.4  程序的調(diào)試及運行監(jiān)控
    6.4.1  選擇掃描次數(shù)
    6.4.2  用狀態(tài)表監(jiān)控程序
    6.4.3  運行模式下編輯程序
    6.4.4  梯形圖程序的狀態(tài)監(jiān)視
    6.4.5  S7-200的出錯處理
  習(xí)題與思考題
第7章  S7-300和S7-400 PLC系統(tǒng)配置與編程
  7.1  S7-300 PLC和S7-400 PLC的系統(tǒng)配置
    7.1.1  S7-300 PLC的基本組成
    7.1.2  S7-300 PLC的結(jié)構(gòu)及功能特點
    7.1.3  S7-300的系統(tǒng)配置
    7.1.4  S7-300的CPU模塊
    7.1.5  S7-300的數(shù)字量模塊
    7.1.6  S7-300的模擬量模塊
    7.1.7  S7-300的電源模塊（PS）
    7.1.8  S7-300的I/O編址
    7.1.9  S7-400系統(tǒng)簡介
  7.2  S7-300和S7-400的指令系統(tǒng)
    7.2.1  基本概念
    7.2.2  基本指令
  7.3  S7-300和S7-400應(yīng)用系統(tǒng)的編程
    7.3.1  STEP 7軟件包
    7.3.2  應(yīng)用系統(tǒng)的程序結(jié)構(gòu)
    7.3.3  組織塊功能
    7.3.4  循環(huán)程序的處理過程
    7.3.5  編程的基本方法和步驟
  習(xí)題與思考題
第8章  可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用
  8.1  PLC控制系統(tǒng)設(shè)計
    8.1.1  PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則
    8.1.2  PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容
    8.1.3  PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟
  8.2  PLC控制系統(tǒng)硬件配置
    8.2.1  PLC的選型
    8.2.2  I/O地址分配
    8.2.3  響應(yīng)時間
  8.3  PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
    8.3.1  經(jīng)驗設(shè)計法
    8.3.2  邏輯設(shè)計法
    8.3.3  順序功能圖法
  8.4  PLC應(yīng)用程序的典型環(huán)節(jié)及設(shè)計技巧
    8.4.1  應(yīng)用程序的典型環(huán)節(jié)
    8.4.2  PLC控制程序及設(shè)計技巧
  8.5  PLC在工業(yè)控制中的應(yīng)用
    8.5.1  4臺電動機(jī)的順序啟、?？刂?br />    8.5.2  電動機(jī)Y-△減壓啟動控制
    8.5.3  節(jié)日彩燈的PLC控制
    8.5.4  十字路口交通信號燈的PLC控制
    8.5.5  造紙廠堿回收蒸發(fā)工段PLC控制
  8.6  提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施
    8.6.1  PLC安裝的環(huán)境條件
    8.6.2  抗干擾措施
    8.6.3  PLC系統(tǒng)的故障檢查
    8.6.4  PLC系統(tǒng)的試運行與維護(hù)
  習(xí)題與思考題
第9章  S7-200可編程控制器的通信與網(wǎng)絡(luò)
  9.1  通信及網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)
    9.1.1  數(shù)據(jù)通信方式
    9.1.2  網(wǎng)絡(luò)概述
  9.2  S7-200系列PLC的網(wǎng)絡(luò)類型及配置
    9.2.1  PLC網(wǎng)絡(luò)類型
    9.2.2  通信協(xié)議
    9.2.3  通信設(shè)備
    9.2.4  S7-200系列PLC組建的幾種典型網(wǎng)絡(luò)
    9.2.5  通信參數(shù)的設(shè)置
    9.2.6  S7-200的參數(shù)設(shè)置
  9.3  S7-200網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用
    9.3.1  網(wǎng)絡(luò)指令及應(yīng)用
    9.3.2  自由口指令及應(yīng)用
  9.4  自由口模式下PLC與計算機(jī)的通信
    9.4.1  自由口模式下PLC串行通信編程要點
    9.4.2  自由口模式下PLC與計算機(jī)通信應(yīng)用實例
  9.5  使用USS協(xié)議庫的S7-200與變頻器的通信
    9.5.1  USS通信協(xié)議簡介
    9.5.2  USS通信協(xié)議應(yīng)用要點
  習(xí)題與思考題
第10章  基于S7-300/400的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)
  10.1  概述
  10.2  MPI 網(wǎng)絡(luò)
    10.2.1  全局?jǐn)?shù)據(jù)通信
    10.2.2  S7基本通信
    10.2.3  MPI網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)S7通信
    10.2.4  MPI網(wǎng)絡(luò)的其他通信功能
  10.3  Profibus網(wǎng)絡(luò)
    10.3.1  Profibus網(wǎng)絡(luò)簡介
    10.3.2  Profibus光纜通信網(wǎng)絡(luò)
    10.3.3  Profibus的總線存取技術(shù)
    10.3.4  Profibus-DP總線的設(shè)備分類
    10.3.5  Profibus-DP網(wǎng)絡(luò)組態(tài)
    10.3.6  Profibus網(wǎng)絡(luò)中的其他通信
  10.4  工業(yè)以太網(wǎng)
    10.4.1  SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)方案
    10.4.2  網(wǎng)絡(luò)部件
    10.4.3  SIMATIC工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)卡和通信處理器
    10.4.4  工業(yè)以太網(wǎng)的STEP 7組態(tài)
    10.4.5  PROFINET簡介
  習(xí)題與思考題
附錄A  特殊寄存器(SM)標(biāo)志位
附錄B  錯誤代碼信息
附錄C  S7-200可編程控制器指令集
附錄D  實驗指導(dǎo)書
  實驗1  熟悉S7-200 PLC編程軟件
  實驗2  基本指令練習(xí)
  實驗3  直流電機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制
  實驗4  搶答器程序設(shè)計
  實驗5  運料小車的程序控制
  實驗6  彩燈的程序控制
  實驗7  十字路口交通燈程序控制
  實驗8  PLC的通信編程
附錄E  課程設(shè)計指導(dǎo)書
附錄F  課程設(shè)計任務(wù)書
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   4.應(yīng)具有必要的保護(hù)環(huán)節(jié) （1）短路保護(hù) 在電器控制線路中，通常采用熔斷器或斷路器作短路保護(hù)。當(dāng)電動機(jī)容量較小時，其控制線路不需另外設(shè)置熔斷器作短路保護(hù)，因主電路的熔斷器同時可作控制線路的短路保護(hù)，若電動機(jī)容量較大，則控制電路要單獨設(shè)置熔斷器作短路保護(hù)。斷路器既可作短路保護(hù)，又可作過載保護(hù)，線路出故障，斷路器跳閘，經(jīng)排除故障后，只要重新合上斷路器即能重新工作。 （2）過流保護(hù) 不正確的啟動方法和過大的負(fù)載轉(zhuǎn)矩常引起電動機(jī)的過電流故障。過電流一般比短路電流要小。過電流保護(hù)常用于直流電動機(jī)和繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)的控制線路中，采用過電流繼電器和接觸器配合使用。將過電流繼電器線圈串接于被保護(hù)的主電路中，其常閉觸頭串接于接觸器控制電路中，當(dāng)電流達(dá)到整定值時，過電流繼電器動作，其常閉觸頭斷開，切斷控制電路電源，接觸器斷開電動機(jī)的電源而起到保護(hù)作用。 （3）過載保護(hù) 三相籠型電動機(jī)的負(fù)載突然增加、斷相動作或電網(wǎng)電壓降低都會引起過載，籠型電動機(jī)長期過載運行，會引起過熱而使絕緣損壞。通常采用熱繼電器作籠型電動機(jī)的長期過載保護(hù)。 （4）零電壓保護(hù) 零電壓保護(hù)通常采用并聯(lián)在啟動按鈕兩端的接觸器的自鎖觸頭來實現(xiàn)。當(dāng)采用主令控制器SA控制電動機(jī)時，則通過零電壓繼電器來實現(xiàn)。零電壓保護(hù)線路如圖2—40所示。主令控制器SA置于“0”位時，零電壓繼電器KA吸合并自鎖。當(dāng)SA置于“1’’位時，保證了接觸器的接通。當(dāng)斷電時，KA釋放，當(dāng)電網(wǎng)再通電時，必須先將SA置于“0”位，使KA通電吸合，才能使電動機(jī)重新啟動，起到零電壓保護(hù)作用。 對電動機(jī)的基本保護(hù)，如過載保護(hù)、斷相保護(hù)、短路保護(hù)等，最好能在一個保護(hù)裝置內(nèi)同時實現(xiàn)，多功能保護(hù)器就是這種裝置。電動機(jī)多功能保護(hù)裝置品種很多，性能各異，如圖2—41所示為其中的一種。圖中保護(hù)信號由電流互感器TA1、TA2、TA2串聯(lián)后取得。這種互感器選用具有較低飽和磁密的磁環(huán)（如用軟磁鐵氧體MXO——2000型錳鋅磁環(huán)）做成。電動機(jī)運行時，磁環(huán)處于飽和狀態(tài)，因此互感器二次繞組中的感應(yīng)電動勢除基波外還有三次諧波成分。 電動機(jī)正常運行時，三相的線電流基本平衡（大小相等，相位互差120°），因此，在互感器二次繞組中的基波電動勢合成為零，但三次諧波電動勢合成后是每相電動勢的3倍。取得的三次諧波電動勢經(jīng)過二極管VD2整流、VD1穩(wěn)壓、電容器C1濾波，再經(jīng)過R1與R2分壓后，供給晶體管VT的基極，使VT飽和導(dǎo)通。于是繼電器KA吸合，KA常開觸頭閉合。按下啟動按鈕SB2時，接觸器KM通電。

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