電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)

前言

為了貫徹落實教育部《關(guān)于進一步加強高等學(xué)校本科教學(xué)工作的若干意見》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》的精神，加強教材建設(shè)，確保教材質(zhì)量，中國電力教育協(xié)會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、不同類型院校，滿足學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)的需求，堅持專業(yè)基礎(chǔ)課教材與教學(xué)急需的專業(yè)教材并重、新編與修訂相結(jié)合。本書為新編教材。隨著計算機技術(shù)及通信技術(shù)的發(fā)展，電器元件的功能逐漸增強，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。由于計算機技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程序控制器（PLC）作為以計算機技術(shù)為核心的通用自動控制器，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制中。它通過用戶存儲的應(yīng)用程序來控制生產(chǎn)過程，具有可靠性和穩(wěn)定性高以及實時處理能力強的優(yōu)點。PLC是計算機技術(shù)與繼電器控制技術(shù)的有機結(jié)合，目前它已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動化技術(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。為了進一步推廣先進的電氣控制新技術(shù)，編者以常用低壓電器及其基本控制線路為基礎(chǔ)，以現(xiàn)在最流行的、有較高性能價格比的西門子（SIEMENS）s7-200系列PLC的應(yīng)用技術(shù)為主要內(nèi)容，編寫了本書。本書是參照最新的有關(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)的特點和發(fā)展趨勢等因素而精心編寫的。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)計思想與設(shè)計方法；可編程序控制器部分以西門子$7-200系列PLc為例，深入淺出地介紹了各種編程方法，比較詳細介紹了利用可編程序控制器對典型控制電路的編程設(shè)計及應(yīng)用實例，比較全面地介紹了PLC在工業(yè)設(shè)計與應(yīng)用方面的理論知識和實踐知識。為了方便教學(xué)，各章配有習(xí)題與思考題，并附有實驗指導(dǎo)書，以利于教學(xué)的深化。在附錄中提供了有關(guān)特殊存儲器、錯誤代碼以及S7-200 CPU接線規(guī)范的內(nèi)容，以便于在教學(xué)和學(xué)習(xí)中參考。本書由崔繼仁主編，負責(zé)全書的組織、統(tǒng)稿工作，并編寫了緒論、第10章及附錄部分。第3章和第6章由王越男編寫，第2章和第5章由張艷麗編寫，第8章和第9章由遲天陽編寫，第1章和第4章由李建輝編寫，第7章由李鳳霞編寫。本書的編寫得到了西門子公司的大力支持，借鑒和參考了西門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)院的周美蘭教授對本書的編寫提出了諸多的寶貴意見，并對本書大綱及全書進行了審定；在本書的編寫過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，加之時間倉促，書中難免有錯漏之處，懇請讀者批評指正。

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。全書內(nèi)容主要包括常用低壓電器、電氣控制線路的基本規(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、功能指令及設(shè)計方法、可編程序控制器系統(tǒng)設(shè)計與應(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)計電氣控制線路的能力，掌握PLC編程指令和PLC程序設(shè)計方法，具備在實際工程中應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)的能力?！　　峨姎饪刂婆cPLC應(yīng)用技術(shù)》可作為大專院校電氣工程及其自動化、工業(yè)自動化、應(yīng)用電子、計算機應(yīng)用、機電一體化及其他有關(guān)專業(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S7-200系列PLC的用戶提供指導(dǎo)及參考。

書籍目錄

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 電氣控制線路　第一節(jié) 電氣控制線路圖的圖形、文字符號及繪制原則　第二節(jié) 三相異步電動機的基本控制規(guī)律　第三節(jié) 三相異步電動機的啟動控制線路　第四節(jié) 三相異步電動機的制動控制線路　第五節(jié) 三相異步電動機的轉(zhuǎn)速控制線路　第六節(jié) 電氣控制線路的設(shè)計方法　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的特點及分類　第四節(jié) PLC的編程語言　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　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介　第二節(jié) 功能圖的主要類型　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　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)計與應(yīng)用　第一節(jié) 系統(tǒng)設(shè)計　第二節(jié) S7-200PLC程序設(shè)計　第三節(jié) S7-200PLC用于開關(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 實驗指導(dǎo)書附錄B S7-200的特殊存儲器附錄C S7-200錯誤代碼附錄D S7-200CPU接線規(guī)范參考文獻

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路中使用廣泛，其類型也很多，各類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基本組成部分：感測元件和執(zhí)行元件。感測元件用來接收外界輸入的信號，并作出相應(yīng)的反應(yīng)，使執(zhí)行元件作出相應(yīng)的輸出，從而實現(xiàn)控制的目的。（一）電磁機構(gòu)電磁機構(gòu)是電磁式低壓電器的感測元件，它的作用是將電磁能量轉(zhuǎn)換成機械能量，帶動觸點動作，從而實現(xiàn)電路的接通或分斷。電磁機構(gòu)由吸引線圈（勵磁線圈）和磁路兩部分組成。磁路包括鐵心、銜鐵和空氣隙。當(dāng)吸引線圈通入電流后，產(chǎn)生磁場，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，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，銜鐵才能可靠地被鐵心吸住。按銜鐵相對鐵心的動作方式分為直動式、拍合式；按鐵心形式分為E型、U型等。其形式如圖1.1所示。按照通入吸引線圈的電流種類的不同，可分為直流線圈和交流線圈，與之對應(yīng)的就是直流電磁機構(gòu)和交流電磁機構(gòu)。當(dāng)交流線圈通入交流電源時，鐵心中存在磁滯損失和渦流損失，這樣鐵心和線圈都要發(fā)熱。為了減小由此造成的能量損失和溫升，將交流電磁機構(gòu)的鐵心用硅鋼片疊成，并且吸引線圈設(shè)有骨架，使鐵心與線圈相互隔離，并將線圈制成短而厚的矮胖型，這樣有利于鐵心和線圈的散熱。對于直流電磁機構(gòu)，當(dāng)吸引線圈中通入直流電源時，鐵心中不存在磁滯損失和渦流損失，只有線圈本身的銅損，所以通常直流電磁機構(gòu)的鐵心用整塊鋼材或工程純鐵制成，而且它的吸引線圈做成高而薄的瘦高型，且不設(shè)線圈骨架，使線圈與鐵心直接接觸，易于散熱。根據(jù)吸引線圈在電路中的連接方式的不同，可分為并聯(lián)線圈和串聯(lián)線圈。并聯(lián)線圈就是將吸引線圈并接在電源電壓兩端，因此它的特點是線圈匝數(shù)多，線徑細，阻抗大。而將吸引線圈串接在電路中，便能反映電路中的電流情況。這時需要吸引線圈對電路中電流的影響要小，所以串聯(lián)線圈匝數(shù)要少，線徑粗，這樣阻抗比較小。

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