電氣與可編程控制器原理及應用

前言

　　可編程序控制器（PLC）自20世紀70年代誕生以來，得到了極其高速的發(fā)展，在各行各業(yè)都得到了廣泛的應用。它綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術，是一種新型的、通用的自動控制裝置。它以功能強、可靠性高、使用靈活方便、易于編程和適于在工業(yè)環(huán)境下應用等一系列優(yōu)點，成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。目前PLC在我國的應用相當廣泛，尤其是小型和微型PLC產品，使用十分方便，備受電氣工程技術人員的歡迎?！　〗陙鞵LC的新產品、新技術不斷涌現(xiàn)，為了適應這種情況，使讀者盡快地了解并掌握這些新技術，并將其應用于實踐中去，我們幾位長期從事PLC控制系統(tǒng)應用的教師合作撰寫了該書。本書系統(tǒng)地介紹了PLC的工作原理、特點與硬件結構，以目前廣泛使用的西門子S7?200系列小型PLC為主，介紹PLC的編程元件與指令系統(tǒng)、分析各種PLC程序設計方法，給出大量的常用基本環(huán)節(jié)編程。對于PLC的聯(lián)網通信、PLC控制系統(tǒng)的設計與調試、組態(tài)軟件及其應用與SCADA系統(tǒng)的設計與開發(fā)也作了重點介紹。對PLC的應用實例進行了詳細分析?！　”緯蓽\入深，通俗易懂，案例豐富；從單臺PLC過渡到PLC網絡；從指令學習過渡到利用PLC進行控制系統(tǒng)設計與應用軟件開發(fā)；從PLC控制到利用組態(tài)軟件和PLC開發(fā)計算機控制系統(tǒng)，使讀者對于PLC的應用從設備和裝置級過渡到系統(tǒng)級，應用的廣度和深度逐步深入?！　榉奖憬虒W，本書配套的電子課件可免費提供給采用本書作為教材的相關院校使用，如有需要，請發(fā)郵件至cipedu@163?com索取。　　本書的第1、2、3、5、6章和附錄由郭丙君編著，第4章由郭丙君和王華忠編著，第7章由孫京誥編著，第8章由王華忠編著。全書由王華忠統(tǒng)稿?！　”緯某霭娴玫搅巳A東理工大學教材出版基金和教務處的支持，在此表示感謝。　　由于編者水平有限，加之時間倉促，書中難免存在不當之處，懇請有關專家和廣大讀者不吝賜教?！　【幷摺　?011年12月于華東理工大學

內容概要

　　本書首先介紹了常用的低壓電器和電氣控制系統(tǒng)，然后系統(tǒng)地介紹了PLC的基本組成、工作原理及其應用技術。以西門子S7?200系列小型PLC為主，深入介紹了其組成、指令系統(tǒng)、I/O系統(tǒng)和特殊功能I/O模塊。對S7?200的編程語言、編程方法和PLC的網絡與通信技術也作了分析和介紹。對組態(tài)軟件、SCADA系統(tǒng)及將組態(tài)軟件與PLC用于SCADA系統(tǒng)開發(fā)也作了闡述。本書通過對應用實例的深入分析可使讀者掌握PLC的基本原理和編程方法，熟練利用PLC和組態(tài)軟件進行計算機控制系統(tǒng)的開發(fā)。
本書可作為普通高等學校電氣工程及其自動化、自動化、機械設計制造及其自動化、電子信息工程等相關專業(yè)的教材，也可作為各類成人教育PLC課程的教材。對于從事PLC應用的工程技術人員也是一本實用的參考書。

書籍目錄

緒論
　0.1 控制裝置的發(fā)展
　0.2 課程的性質、內容與任務
1 常用低壓電器
　1.1 概述
　　1.1.1 電器的定義與分類
　　1.1.2 低壓電器發(fā)展概況
　　1.1.3 低壓電器電磁機構及執(zhí)行機構
　　1.1.4 觸點系統(tǒng)
　　1.1.5 滅弧系統(tǒng)
　1.2 接觸器
　　1.2.1 接觸器結構和工作原理
　　1.2.2 接觸器的型號及主要技術參數(shù)
　1.3 繼電器
　　1.3.1 電流電壓繼電器
　　1.3.2 中間繼電器
　　1.3.3 熱繼電器
　　1.3.4 時間繼電器
　　1.3.5 速度繼電器
　　1.3.6 液位繼電器
　1.4 熔斷器
　1.5 低壓開關和低壓斷路器
　　1.5.1 低壓斷路器
　　1.5.2 漏電保護器
　　1.5.3 低壓隔離器
　1.6 主令電器
　　1.6.1 按鈕
　　1.6.2 行程開關
　　1.6.3 接近開關
　　1.6.4 凸輪控制器
　　1.6.5 主令控制器
　　習題與思考題
2 電氣控制基本線路與設計
　2.1 電氣控制線路的繪制
　　2.1.1 電氣原理圖
　　2.1.2 電氣元件布置圖
　　2.1.3 電氣安裝接線圖
　2.2 三相異步電動機的全壓啟動控制
　　2.2.1 啟動、點動和停止控制環(huán)節(jié)
　　2.2.2 可逆控制和互鎖環(huán)節(jié)
　　2.2.3 順序控制環(huán)節(jié)
　2.3 三相異步電動機的降壓啟動控制
　2.4 三相異步電動機的調速控制
　　2.4.1 三相籠型電動機的變極調速控制
　　2.4.2 繞線轉子電動機轉子串電阻的調速控制
　2.5 三相異步電動機的制動控制
　　2.5.1 三相異步電動機反接制動控制
　　2.5.2 三相異步電動機能耗制動控制
　2.6 其他典型控制環(huán)節(jié)
　2.7 電氣控制線路的設計方法
　　2.7.1 經驗設計法
　　2.7.2 邏輯設計法
　　2.7.3 原理圖設計中應注意的問題
　　習題與思考題
3 PLC的組成與工作原理
　3.1 可編程控制器概述
　3.2 可編程控制器的組成
　3.3 可編程控制器的工作原理
　3.4 主要的可編程控制器產品及其分類
　3.5 S7-200PLC系統(tǒng)的基本組成
　　3.5.1 基本單元
　　3.5.2 個人計算機或編程器
　　3.5.3 STEP7-Micro/WIN32編程軟件
　　3.5.4 通信電纜
　　3.5.5 人機界面
　3.6 S7-200PLC的接口模塊
　　3.6.1 數(shù)字量擴展模塊
　　3.6.2 模擬量輸入輸出擴展模塊
　　3.6.3 熱電偶、熱電阻擴展模塊
　　3.6.4 PROFIBUS-DP擴展模塊
　　3.6.5 SIMATICNETCP243-2通信處理器
　　3.6.6 智能擴展模塊
　3.7 S7-200PLC的系統(tǒng)配置
　　3.7.1 S7-200PLC的基本配置
　　3.7.2 S7-200PLC的擴展配置
　　習題與思考題
4 PLC基本指令
　4.1 可編程控制器的編程語言與IEC61131-3標準
　　4.1.1 傳統(tǒng)的可編程控制器編程語言及不足
　　4.1.2 IEC61131-3標準的產生
　　4.1.3 IEC61131-3標準的特點
　　4.1.4 IEC61131-3標準的5種編程語言
　　4.1.5 基于IEC61131-3標準的編程軟件
　　4.1.6 SIMATIC指令集與IEC61131-3指令集
　　4.1.7 可編程控制器的程序結構
　4.2 存儲器的數(shù)據(jù)類型與尋址方式
　　4.2.1 數(shù)據(jù)在存儲器中存取的方式
　　4.2.2 不同存儲區(qū)的尋址
　　4.2.3 直接尋址與間接尋址
　　4.2.4 絕對地址與符號地址
　4.3 S7-200PLC的基本指令及編程方法
　　4.3.1 位邏輯指令
　　4.3.2 定時器與計數(shù)器指令
　　4.3.3 比較操作指令
　4.4 功能圖及步進控制指令
　　4.4.1 功能圖主要類型
　　4.4.2 功能圖及步進控制指令應用實例
　　習題與思考題
5 PLC功能指令
　5.1 功能指令的基本形式
　5.2 功能指令及其應用
　　5.2.1 運算指令
　　5.2.2 數(shù)據(jù)處理指令
　　5.2.3 表功能指令
　　5.2.4 轉換指令
　　5.2.5 程序控制類指令
　　5.2.6 特殊指令
　　習題與思考題
6 PLC控制系統(tǒng)設計
　6.1 PLC程序設計的常用方法
　　6.1.1 經驗設計法
　　6.1.2 邏輯設計法
　　6.1.3 狀態(tài)分析法
　　6.1.4 利用狀態(tài)轉移圖設計法
　6.2 PLC應用程序設計基礎
　　6.2.1 應用程序設計步驟
　　6.2.2 應用程序設計流程
　6.3 常用基本環(huán)節(jié)編程
　6.4 PLC控制系統(tǒng)設計內容與步驟
　　6.4.1 控制設計原則
　　6.4.2 控制設計內容
　　6.4.3 系統(tǒng)設計和調試的主要步驟
　6.5 PLC控制系統(tǒng)硬件設計
　　6.5.1 PLC的選型
　　6.5.2 PLC容量估算
　　6.5.3 I/O模塊的選擇
　　6.5.4 分配輸入/輸出點
　6.6 PLC在全自動洗衣機控制系統(tǒng)中的應用
　　6.6.1 全自動洗衣機控制系統(tǒng)的控制要求
　　6.6.2 全自動洗衣機控制系統(tǒng)的PLC選型和資源配置
　　6.6.3 全自動洗衣機控制系統(tǒng)的程序設計和調試
　　6.6.4 全自動洗衣機控制系統(tǒng)PLC程序
　6.7 自動生產線控制系統(tǒng)
　　6.7.1 自動生產線穿銷釘單元
　　6.7.2 自動生產線檢測單元
　　6.7.3 自動生產線加蓋單元
　　習題與思考題
7 PLC通信與網絡技術
　7.1 PLC通信的基本概念
　　7.1.1 基本概念和術語
　　7.1.2 差錯控制
　　7.1.3 通信介質
　　7.1.4 串行通信接口標準
　7.2 工業(yè)局域網基礎
　　7.2.1 局域網的拓撲結構
　　7.2.2 網絡協(xié)議和體系結構
　　7.2.3 IEEE802通信標準
　　7.2.4 現(xiàn)場總線
　7.3 S7-200CPU所支持的通信協(xié)議
　　7.3.1 PPI協(xié)議
　　7.3.2 MPI協(xié)議
　　7.3.3 PROFIBUS協(xié)議
　　7.3.4 TCP/IP協(xié)議
　7.4 S7-200通信部件介紹
　　7.4.1 通信端口
　　7.4.2 PC／PPI電纜
　　7.4.3 網絡連接器
　　7.4.4 PROFIBUS網絡電纜
　　7.4.5 網絡中繼器
　　7.4.6 EM277PROFIBUS-DP模塊
　　7.4.7 S7-200通信的硬件選擇
　7.5 S7-200PLC的通信
　　7.5.1 概述
　　7.5.2 利用PPI協(xié)議進行網絡通信
　　7.5.3 利用MPI協(xié)議進行網絡通信
　　7.5.4 利用PROFIBUS協(xié)議進行網絡通信
　　7.5.5 利用ModBus協(xié)議進行網絡通信
　　7.5.6 工業(yè)以太網
　　習題與思考題
　8 組態(tài)軟件及其在SCADA系統(tǒng)開發(fā)中的應用
　8.1 SCADA系統(tǒng)概述
　　8.1.1 什么是SCADA系統(tǒng)
　　8.1.2 SCADA系統(tǒng)組成
　　8.1.3 SCADA系統(tǒng)的發(fā)展
　　8.1.4 SCADA系統(tǒng)應用
　8.2 組態(tài)軟件技術
　　8.2.1 組態(tài)軟件概述
　　8.2.2 組態(tài)軟件結構與功能部件
　　8.2.3 用組態(tài)軟件開發(fā)SCADA系統(tǒng)上位機人機界面
　8.3 組態(tài)王及其應用
　　8.3.1 組態(tài)王軟件介紹
　　8.3.2 組態(tài)王軟件結構
　　8.3.3 用組態(tài)王開發(fā)上位機人機界面一般過程
　8.4 組態(tài)王與外部設備通信及配置
　　8.4.1 組態(tài)王與外部設備通信概述
　　8.4.2 組態(tài)王與S7-200的通信方式
　　8.4.3 組態(tài)王與外部設備通信配置舉例
　8.5 組態(tài)王人機界面開發(fā)實例分析
　　8.5.1 人機界面開發(fā)概述
　　8.5.2 人機界面開發(fā)實例分析
　　習題與思考題
附錄A 特殊寄存器（SM）標志位
附錄B STEP7-Micro/WIN32編程軟件使用
附錄C S7-200仿真軟件的使用
附錄D 課程設計
參考文獻

圖書封面

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