電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)

前言

為了貫徹落實(shí)教育部《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見(jiàn)》和《教育部關(guān)于以就業(yè)為導(dǎo)向深化高等職業(yè)教育改革的若干意見(jiàn)》的精神，加強(qiáng)教材建設(shè)，確保教材質(zhì)量，中國(guó)電力教育協(xié)會(huì)組織制訂了普通高等教育21世紀(jì)教材規(guī)劃，以適應(yīng)不同層次、不同類(lèi)型院校，滿(mǎn)足學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)的需求，堅(jiān)持專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課教材與教學(xué)急需的專(zhuān)業(yè)教材并重、新編與修訂相結(jié)合。本書(shū)為新編教材。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)的發(fā)展，電器元件的功能逐漸增強(qiáng)，不斷向電子化、智能化和可通信化方向發(fā)展，繼電接觸式控制系統(tǒng)也在不斷變化、豐富和完善。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程序控制器（PLC）作為以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的通用自動(dòng)控制器，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制中。它通過(guò)用戶(hù)存儲(chǔ)的應(yīng)用程序來(lái)控制生產(chǎn)過(guò)程，具有可靠性和穩(wěn)定性高以及實(shí)時(shí)處理能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。PLC是計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電器控制技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，目前它已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的三大支柱之一。繼電接觸式控制系統(tǒng)和可編程序控制器是互相聯(lián)系、密不可分的，同屬于電氣控制系統(tǒng)這一體系范疇。為了進(jìn)一步推廣先進(jìn)的電氣控制新技術(shù)，編者以常用低壓電器及其基本控制線(xiàn)路為基礎(chǔ)，以現(xiàn)在最流行的、有較高性能價(jià)格比的西門(mén)子（SIEMENS）s7-200系列PLC的應(yīng)用技術(shù)為主要內(nèi)容，編寫(xiě)了本書(shū)。本書(shū)是參照最新的有關(guān)教學(xué)大綱，并依據(jù)本課程應(yīng)遵循的電氣控制技術(shù)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)等因素而精心編寫(xiě)的。繼電接觸式控制系統(tǒng)部分以低壓電器和基本控制環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)，著重介紹了繼電接觸式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想與設(shè)計(jì)方法；可編程序控制器部分以西門(mén)子$7-200系列PLc為例，深入淺出地介紹了各種編程方法，比較詳細(xì)介紹了利用可編程序控制器對(duì)典型控制電路的編程設(shè)計(jì)及應(yīng)用實(shí)例，比較全面地介紹了PLC在工業(yè)設(shè)計(jì)與應(yīng)用方面的理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)。為了方便教學(xué)，各章配有習(xí)題與思考題，并附有實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，以利于教學(xué)的深化。在附錄中提供了有關(guān)特殊存儲(chǔ)器、錯(cuò)誤代碼以及S7-200 CPU接線(xiàn)規(guī)范的內(nèi)容，以便于在教學(xué)和學(xué)習(xí)中參考。本書(shū)由崔繼仁主編，負(fù)責(zé)全書(shū)的組織、統(tǒng)稿工作，并編寫(xiě)了緒論、第10章及附錄部分。第3章和第6章由王越男編寫(xiě)，第2章和第5章由張艷麗編寫(xiě)，第8章和第9章由遲天陽(yáng)編寫(xiě)，第1章和第4章由李建輝編寫(xiě)，第7章由李鳳霞編寫(xiě)。本書(shū)的編寫(xiě)得到了西門(mén)子公司的大力支持，借鑒和參考了西門(mén)子公司提供的大量的資料、編程軟件和硬件；哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院的周美蘭教授對(duì)本書(shū)的編寫(xiě)提出了諸多的寶貴意見(jiàn)，并對(duì)本書(shū)大綱及全書(shū)進(jìn)行了審定；在本書(shū)的編寫(xiě)過(guò)程中還得到了諸多同仁的大力支持與幫助，在此表示衷心的感謝。由于作者水平有限，加之時(shí)間倉(cāng)促，書(shū)中難免有錯(cuò)漏之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

《電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)》為21世紀(jì)高等學(xué)校規(guī)劃教材。全書(shū)內(nèi)容主要包括常用低壓電器、電氣控制線(xiàn)路的基本規(guī)律、可編程序控制器介紹、S7-200系列可編程序控制器基本指令及程序設(shè)計(jì)、功能指令及設(shè)計(jì)方法、可編程序控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用?！峨姎饪刂婆cPLC應(yīng)用技術(shù)》側(cè)重應(yīng)用技術(shù)，主要培養(yǎng)學(xué)生分析和設(shè)計(jì)電氣控制線(xiàn)路的能力，掌握PLC編程指令和PLC程序設(shè)計(jì)方法，具備在實(shí)際工程中應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)的能力?！　　峨姎饪刂婆cPLC應(yīng)用技術(shù)》可作為大專(zhuān)院校電氣工程及其自動(dòng)化、工業(yè)自動(dòng)化、應(yīng)用電子、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、機(jī)電一體化及其他有關(guān)專(zhuān)業(yè)的教材，可供從事相關(guān)領(lǐng)域工作的工程技術(shù)人員參考和作為培訓(xùn)教材使用，也可對(duì)S7-200系列PLC的用戶(hù)提供指導(dǎo)及參考。

書(shū)籍目錄

前言緒論第一章 電磁式低壓電器　第一節(jié) 低壓電器分類(lèi)及電磁式電器的結(jié)構(gòu)和工作原理　第二節(jié) 電磁式接觸器　第三節(jié) 電磁式繼電器　習(xí)題與思考題第二章 其他常用低壓電器　第一節(jié) 低壓開(kāi)關(guān)與斷路器　第二節(jié) 熔斷器　第三節(jié) 熱繼電器　第四節(jié) 信號(hào)繼電器　第五節(jié) 主令電器　習(xí)題與思考題第三章 電氣控制線(xiàn)路　第一節(jié) 電氣控制線(xiàn)路圖的圖形、文字符號(hào)及繪制原則　第二節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本控制規(guī)律　第三節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制線(xiàn)路　第四節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制線(xiàn)路　第五節(jié) 三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制線(xiàn)路　第六節(jié) 電氣控制線(xiàn)路的設(shè)計(jì)方法　習(xí)題與思考題第四章 可編程序控制器介紹　第一節(jié) PLC的產(chǎn)生、發(fā)展與用途　第二節(jié) PLC的組成和工作原理　第三節(jié) PLC的特點(diǎn)及分類(lèi)　第四節(jié) PLC的編程語(yǔ)言　第五節(jié) S7-200系列PLC的硬件系統(tǒng)　第六節(jié) S7-200系列PLC的存儲(chǔ)器區(qū)域及尋址方式　習(xí)題與思考題第五章 PLC的基本指令及程序設(shè)計(jì)　第一節(jié) PLC的基本邏輯指令及舉例　第二節(jié) 梯形圖的編輯方法　第三節(jié) 典型電路及應(yīng)用舉例　習(xí)題與思考題第六章 順序控制指令　第一節(jié) 功能圖及順序控制指令簡(jiǎn)介　第二節(jié) 功能圖的主要類(lèi)型　第三節(jié) 順序控制指令應(yīng)用舉例　習(xí)題與思考題第七章 功能指令　第一節(jié) 功能指令的一般特點(diǎn)　第二節(jié) S7-200系列PLC基本功能指令　第三節(jié) 跳轉(zhuǎn)指令　第四節(jié) 循環(huán)指令　第五節(jié) 子程序　第六節(jié) 中斷指令　第七節(jié) 其他指令　第八節(jié) 功能指令應(yīng)用舉例　習(xí)題與思考題第八章 特殊功能指令　第一節(jié) 高速計(jì)數(shù)器指令　第二節(jié) 脈沖輸出指令　第三節(jié) PID指令　第四節(jié) 特殊指令應(yīng)用　習(xí)題與思考題第九章 通信指令　第一節(jié) 通信協(xié)議及通信指令　第二節(jié) 通信指令應(yīng)用　習(xí)題與思考題第十章 可編程序控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用　第一節(jié) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)　第二節(jié) S7-200PLC程序設(shè)計(jì)　第三節(jié) S7-200PLC用于開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)　第四節(jié) S7-200PLC用于模擬量控制系統(tǒng)附錄A 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)附錄B S7-200的特殊存儲(chǔ)器附錄C S7-200錯(cuò)誤代碼附錄D S7-200CPU接線(xiàn)規(guī)范參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：二、電磁式低壓電器的結(jié)構(gòu)和工作原理電磁式低壓電器在電氣控制線(xiàn)路中使用廣泛，其類(lèi)型也很多，各類(lèi)電磁式低壓電器在工作原理和結(jié)構(gòu)上基本相同。從結(jié)構(gòu)上看，電磁式低壓電器一般都具有兩個(gè)基本組成部分：感測(cè)元件和執(zhí)行元件。感測(cè)元件用來(lái)接收外界輸入的信號(hào)，并作出相應(yīng)的反應(yīng)，使執(zhí)行元件作出相應(yīng)的輸出，從而實(shí)現(xiàn)控制的目的。（一）電磁機(jī)構(gòu)電磁機(jī)構(gòu)是電磁式低壓電器的感測(cè)元件，它的作用是將電磁能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械能量，帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)電路的接通或分?jǐn)唷ｋ姶艡C(jī)構(gòu)由吸引線(xiàn)圈（勵(lì)磁線(xiàn)圈）和磁路兩部分組成。磁路包括鐵心、銜鐵和空氣隙。當(dāng)吸引線(xiàn)圈通入電流后，產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁通經(jīng)鐵心、銜鐵和空氣隙形成閉合回路，產(chǎn)生電磁吸力，將銜鐵吸向鐵心。與此同時(shí)，銜鐵還要受到彈簧的反作用力，只有當(dāng)電磁吸力大于彈簧反作用力時(shí)，銜鐵才能可靠地被鐵心吸住。按銜鐵相對(duì)鐵心的動(dòng)作方式分為直動(dòng)式、拍合式；按鐵心形式分為E型、U型等。其形式如圖1.1所示。按照通入吸引線(xiàn)圈的電流種類(lèi)的不同，可分為直流線(xiàn)圈和交流線(xiàn)圈，與之對(duì)應(yīng)的就是直流電磁機(jī)構(gòu)和交流電磁機(jī)構(gòu)。當(dāng)交流線(xiàn)圈通入交流電源時(shí)，鐵心中存在磁滯損失和渦流損失，這樣鐵心和線(xiàn)圈都要發(fā)熱。為了減小由此造成的能量損失和溫升，將交流電磁機(jī)構(gòu)的鐵心用硅鋼片疊成，并且吸引線(xiàn)圈設(shè)有骨架，使鐵心與線(xiàn)圈相互隔離，并將線(xiàn)圈制成短而厚的矮胖型，這樣有利于鐵心和線(xiàn)圈的散熱。對(duì)于直流電磁機(jī)構(gòu)，當(dāng)吸引線(xiàn)圈中通入直流電源時(shí)，鐵心中不存在磁滯損失和渦流損失，只有線(xiàn)圈本身的銅損，所以通常直流電磁機(jī)構(gòu)的鐵心用整塊鋼材或工程純鐵制成，而且它的吸引線(xiàn)圈做成高而薄的瘦高型，且不設(shè)線(xiàn)圈骨架，使線(xiàn)圈與鐵心直接接觸，易于散熱。根據(jù)吸引線(xiàn)圈在電路中的連接方式的不同，可分為并聯(lián)線(xiàn)圈和串聯(lián)線(xiàn)圈。并聯(lián)線(xiàn)圈就是將吸引線(xiàn)圈并接在電源電壓兩端，因此它的特點(diǎn)是線(xiàn)圈匝數(shù)多，線(xiàn)徑細(xì)，阻抗大。而將吸引線(xiàn)圈串接在電路中，便能反映電路中的電流情況。這時(shí)需要吸引線(xiàn)圈對(duì)電路中電流的影響要小，所以串聯(lián)線(xiàn)圈匝數(shù)要少，線(xiàn)徑粗，這樣阻抗比較小。

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