電器控制與PLC（西門子S7-300機型 第2版）

前言
第一篇電 器 控 制
第一章常用低壓電器1
第一節(jié)低壓電器的作用、分類及發(fā)展
概況1
一、電器的定義及作用1
二、電器的分類1
三、電力拖動自控系統(tǒng)常用的低壓電器2
四、低壓電器的發(fā)展概況2
習題5
第二節(jié)接觸器5
一、接觸器的結(jié)構(gòu)與工作原理5
二、交、直流接觸器的特點對比11
三、接觸器的主要技術數(shù)據(jù)12
四、智能接觸器簡介12
習題13
第三節(jié)繼電器13
一、繼電器的定義及與接觸器的區(qū)別13
二、繼電器的種類及其特點13
三、繼電器觸點的種類14
四、繼電器的特性14
五、繼電器的結(jié)構(gòu)及原理15
六、交流固態(tài)繼電器簡介20
七、可編程通用邏輯控制繼電器簡介22
習題28
第四節(jié)低壓熔斷器29
一、熔斷器的功能29
二、熔斷器的種類與型號29
三、熔斷器的安秒特性30
四、熔斷器的選擇31
習題31
第五節(jié)主令電器31
一、控制按鈕32
二、行程開關33
三、接近開關與光電開關34
四、轉(zhuǎn)換開關38
習題40
第六節(jié)低壓斷路器40
一、低壓斷路器的工作原理40
二、低壓斷路器的功能41
三、低壓斷路器的種類41
四、低壓斷路器的選擇41
五、智能斷路器簡介42
第七節(jié)變頻器44
一、概述44
二、變頻調(diào)速的基本概念46
三、變頻器的分類47
四、變頻器的基本結(jié)構(gòu)54
五、變頻器的主要功能59
六、變頻器的主要技術參數(shù)64
七、變頻器的選擇65
習題66
第八節(jié)可通信低壓電器67
一、概述67
二、現(xiàn)場總線基礎68
三、可通信低壓電器簡介84
習題91
第九節(jié)常用執(zhí)行電器92
一、電磁執(zhí)行電器92
二、常用驅(qū)動設備97
習題99
第二章電器控制線路100
第一節(jié)電器控制線路的繪制100
一、圖形和文字符號100
二、電器控制線路的表示方法104
三、控制線路的組成及分類104
四、電器控制原理圖的繪制原則104
五、閱讀和分析控制線路圖的方法104
習題105
第二節(jié)籠型電動機的直接起?？刂?05
一、功能105
二、動作過程105
習題106
第三節(jié)組成電器控制線路的基本規(guī)律106
一、自鎖控制107
二、聯(lián)鎖控制107
三、變化參量控制109
習題113
目錄目錄第四節(jié)電器控制線路的一般設計方法113
一、電器控制線路的設計方法113
二、設計中應注意的幾個原則114
三、經(jīng)驗設計法舉例117
習題120
第五節(jié)電器控制的邏輯設計法120
一、三種基本邏輯運算120
二、邏輯代數(shù)定理121
三、邏輯函數(shù)的化簡123
四、繼電器接觸器控制線路的邏輯
函數(shù)124
五、用邏輯設計法設計控制線路124
習題125
第六節(jié)常用典型控制線路125
一、籠型異步電動機的起動控制線路125
二、籠型異步電動機的制動控制線路128
三、籠型異步電動機的調(diào)速控制線路130
四、軟起動器起動的控制線路簡介134
習題137第二篇可編程序控制器
第三章PLC的產(chǎn)生、基本特點和
主要功能138
第一節(jié)PLC的產(chǎn)生、演變和發(fā)展趨勢139
一、PLC的產(chǎn)生139
二、國際上PLC的發(fā)展過程139
三、我國PLC的發(fā)展過程140
四、PLC的發(fā)展趨勢141
第二節(jié)PLC的分類145
一、按I/O點數(shù)分類145
二、按功能分類145
三、按結(jié)構(gòu)形式分類145
第三節(jié)PLC的基本特點和主要功能147
一、PLC的主要特點147
二、PLC的主要功能及應用領域148
習題149
第四章PLC的硬件組成及工作
原理150
第一節(jié)PLC的基本組成及各部分的
作用150
一、PLC的基本組成150
二、整體式和模塊式PLC的組成150
三、PLC各部分的作用151
習題152
第二節(jié)PLC的工作原理152
一、PLC的系統(tǒng)工作過程153
二、用戶程序的循環(huán)掃描過程155
三、PLC的I/O響應滯后問題158
四、PLC的中斷159
習題160
第三節(jié)PLC的I/O模塊和外圍設備160
一、數(shù)字量I/O模塊161
二、模擬量I/O模塊162
三、特殊I/O模塊（智能模塊）163
四、外圍設備簡介164
習題166
第四節(jié)西門子S7—300 PLC的硬件組成及
硬件配置166
一、S7—300 PLC的概況167
二、硬件組成168
三、S7—300 PLC的模塊簡介169
四、分布式I/O簡介182
五、硬件配置184
習題189
第五節(jié)西門子PLC網(wǎng)絡通信簡介190
一、西門子PLC網(wǎng)絡概述190
二、西門子全集成自動化（TIA）
簡介195
習題196
第五章PLC的編程基礎197
第一節(jié)PLC編程語言197
一、編程語言的種類及其特點197
二、梯形圖語言197
三、語句表語言198
四、梯形圖的繪制原則198
習題198
第二節(jié)S7—300 PLC編程基礎199
一、STEP7的程序結(jié)構(gòu)199
二、STEP7的編程語言199
三、結(jié)構(gòu)化程序中的塊201
四、STEP7的數(shù)據(jù)類型208
五、PLC中的存儲器與寄存器212
六、S7—300 PLC編址218
七、STEP7的指令類型與指令結(jié)構(gòu)223
習題229
第六章S7—300PLC指令系統(tǒng)及
編程231
第一節(jié)邏輯指令231
一、位邏輯指令231
二、字邏輯指令244
習題248
第二節(jié)定時器與計數(shù)器指令249
一、定時器指令249
二、計數(shù)器指令258
習題263
第三節(jié)數(shù)據(jù)處理與算術運算指令265
一、數(shù)據(jù)裝入與傳送指令265
二、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令271
三、數(shù)據(jù)比較指令276
四、算術運算指令277
五、移位與循環(huán)移位指令285
六、累加器操作指令289
七、地址寄存器加指令290
第四節(jié)程序執(zhí)行控制指令291
一、跳轉(zhuǎn)指令291
二、循環(huán)指令298
三、功能塊調(diào)用指令與數(shù)據(jù)塊指令299
四、主控繼電器指令302
五、顯示和空操作指令304
第五節(jié)指令系統(tǒng)綜合應用304
習題310
第七章STEP7結(jié)構(gòu)化程序設計312
第一節(jié)結(jié)構(gòu)化編程與中斷312
一、結(jié)構(gòu)化編程312
二、PLC中斷313
第二節(jié)數(shù)據(jù)塊及其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)316
一、數(shù)據(jù)塊中存儲數(shù)據(jù)的類型和
結(jié)構(gòu)316
二、數(shù)據(jù)塊的類型與建立322
三、訪問數(shù)據(jù)塊326
四、多重背景數(shù)據(jù)塊328
第三節(jié)功能塊編程與調(diào)用329
一、功能塊的結(jié)構(gòu)330
二、功能塊的調(diào)用336
三、塊調(diào)用時參數(shù)傳遞的限制339
四、功能和功能塊編程與調(diào)用舉例340
五、系統(tǒng)功能和系統(tǒng)功能塊345
六、時間標記沖突與一致性檢查345
第四節(jié)組織塊及其應用346
一、概述346
二、主程序循環(huán)組織塊OB1347
三、啟動特性組織塊OB100349
四、定期執(zhí)行的組織塊OB10、OB35351
五、事件驅(qū)動的組織塊358
第五節(jié)結(jié)構(gòu)化程序設計舉例379
一、控制對象及其控制要求379
二、控制系統(tǒng)的硬件設計380
三、應用程序設計382
習題389
第八章PLC控制系統(tǒng)設計390
第一節(jié)PLC控制系統(tǒng)的設計原則、
內(nèi)容與步驟390
一、設計原則390
二、設計內(nèi)容391
三、設計步驟391
第二節(jié)PLC控制系統(tǒng)的硬件設計393
一、PLC的選型393
二、PLC容量的估算395
三、I/O模塊選擇396
四、電源模塊選擇397
五、外部接線設計398
第三節(jié)PLC控制系統(tǒng)的軟件設計403
一、PLC軟件設計的一般步驟403
二、西門子STEP7程序設計方法405
第四節(jié)PLC控制系統(tǒng)的人機接口設計408
一、人機接口（界面）概述408
二、人機接口系統(tǒng)的選型408
三、系統(tǒng)設計409
第五節(jié)PLC控制系統(tǒng)的可靠性與抗干擾
設計410
一、PLC的環(huán)境適應性設計410
二、PLC控制系統(tǒng)的冗余性設計412
三、PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設計413
四、PLC控制系統(tǒng)的故障診斷416
第六節(jié)PLC控制系統(tǒng)設計舉例418
一、機械手控制系統(tǒng)簡介418
二、使用起、保、停電路的編程方法419
三、使用置位、復位指令的編程方法423
習題424
附錄STEP7語句表指令一覽表425
參考文獻430第一章常用低壓電器1
第一節(jié)低壓電器的作用、分類及發(fā)展
概況1
一、電器的定義及作用1
二、電器的分類1
三、電力拖動自控系統(tǒng)常用的低壓電器2
四、低壓電器的發(fā)展概況2
習題5
第二節(jié)接觸器5
一、接觸器的結(jié)構(gòu)與工作原理5
二、交、直流接觸器的特點對比11
三、接觸器的主要技術數(shù)據(jù)12
四、智能接觸器簡介12
習題13
第三節(jié)繼電器13
一、繼電器的定義及與接觸器的區(qū)別13
二、繼電器的種類及其特點13
三、繼電器觸點的種類14
四、繼電器的特性14
五、繼電器的結(jié)構(gòu)及原理15
六、交流固態(tài)繼電器簡介18
習題19
第四節(jié)低壓熔斷器20
一、熔斷器的功能20
二、熔斷器的種類與型號20
三、熔斷器的安秒特性21
四、熔斷器的選擇21
習題22
第五節(jié)主令電器22
一、控制按鈕22
二、行程開關24
三、轉(zhuǎn)換開關25
習題27
第六節(jié)低壓斷路器27
一、低壓斷路器的工作原理27
二、低壓斷路器的種類27
三、低壓斷路器的功能28
四、低壓斷路器的選擇28
五、智能斷路器簡介29
習題31
第二章電器控制線路32
第一節(jié)電器控制線路的繪制32
一、圖形和文字符號32
二、電器控制線路的表示方法36
三、控制線路的組成及分類36
四、電器控制原理圖的繪制原則36
五、閱讀和分析控制線路圖的方法36
習題37
第二節(jié)籠型電動機的直接起?？刂?7
一、功能37
二、動作過程37
習題38
第三節(jié)組成電器控制線路的基本規(guī)律38
一、自鎖控制39
二、聯(lián)鎖控制39
三、變化參量控制41
習題45
第四節(jié)電器控制線路的一般設計方法45
一、電器控制線路的設計方法45
二、設計中應注意的幾個原則46
三、經(jīng)驗設計法舉例49
習題52
第五節(jié)電器控制的邏輯設計法52
一、三種基本邏輯運算52
二、邏輯代數(shù)定理53
三、邏輯函數(shù)的化簡55
四、繼電器接觸器控制線路的邏輯
函數(shù)56
五、用邏輯設計法設計控制線路56
習題57
第六節(jié)常用典型控制線路57
一、籠型異步電動機的起動控制線路57
二、籠型異步電動機制動的控制線路60
三、籠型異步電動機的調(diào)速控制線路62
四、軟起動器起動的控制線路簡介66
習題69目錄目錄第二篇可編程序控制器
第三章PLC的產(chǎn)生、基本特點和
主要功能70
第一節(jié)PLC的產(chǎn)生、演變和發(fā)展趨勢71
一、PLC的產(chǎn)生71
二、國際上PLC的發(fā)展過程71
三、我國PLC的發(fā)展過程72
四、PLC的發(fā)展趨勢73
第二節(jié)PLC的分類77
一、按I/O點數(shù)分類77
二、按功能分類77
三、按結(jié)構(gòu)形式分類77
第三節(jié)PLC的基本特點和主要功能79
一、PLC的主要特點79
二、PLC的主要功能及應用領域81
習題81
第四章PLC的硬件組成及工作原理82
第一節(jié)PLC的基本組成及各部分的作用82
一、PLC的基本組成82
二、整體式和模塊式PLC的組成82
三、PLC各部分的作用83
習題84
第二節(jié)PLC的工作原理84
一、PLC的系統(tǒng)工作過程85
二、用戶程序的循環(huán)掃描過程87
三、PLC的I/O響應滯后問題90
四、PLC的中斷91
習題92
第三節(jié)PLC的I/O模塊和外圍設備92
一、數(shù)字量I/O模塊93
二、模擬量I/O模塊94
三、特殊I/O模塊（智能模塊）95
四、外圍設備簡介96
習題98
第四節(jié)西門子S7—300 PLC的硬件組成及
硬件配置98
一、S7—300的概況99
二、硬件組成100
三、S7—300 PLC的模塊簡介101
四、分布式I/O簡介114
五、硬件配置116
習題121
第五章PLC的編程基礎123
第一節(jié)PLC編程語言123
一、編程語言的種類及其特點123
二、梯形圖語言123
三、語句表語言124
四、梯形圖的繪制原則124
習題124
第二節(jié)S7—300 PLC編程基礎125
一、STEP 7的程序結(jié)構(gòu)125
二、STEP 7的編程語言125
三、結(jié)構(gòu)化程序中的塊127
四、STEP 7的數(shù)據(jù)類型134
五、PLC中的存儲器與寄存器138
六、S7—300 PLC編址144
七、STEP 7的指令類型與指令結(jié)構(gòu)149
習題155
第六章S7—300 PLC指令系統(tǒng)及
編程156
第一節(jié)邏輯指令156
一、位邏輯指令156
二、字邏輯指令169
習題173
第二節(jié)定時器與計數(shù)器指令174
一、定時器指令174
二、計數(shù)器指令183
習題188
第三節(jié)數(shù)據(jù)處理與算術運算指令190
一、數(shù)據(jù)裝入與傳送指令190
二、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令196
三、數(shù)據(jù)比較指令201
四、算術運算指令202
五、移位與循環(huán)移位指令210
六、累加器操作指令214
七、地址寄存器加指令215
第四節(jié)程序執(zhí)行控制指令216
一、跳轉(zhuǎn)指令216
二、循環(huán)指令223
三、功能塊調(diào)用指令與數(shù)據(jù)塊指令224
四、主控繼電器指令227
五、顯示和空操作指令229
第五節(jié)指令系統(tǒng)綜合應用229
習題235
第七章PLC控制系統(tǒng)設計237
第一節(jié)PLC控制系統(tǒng)的設計原則、內(nèi)容與
步驟237
一、設計原則237
二、設計內(nèi)容238
三、設計步驟238
第二節(jié)PLC控制系統(tǒng)的硬件設計240
一、PLC的選型240
二、PLC容量的估算242
三、I/O模塊選擇243
四、電源模塊選擇244
五、外部接線設計245
第三節(jié)PLC控制系統(tǒng)的軟件設計250
一、PLC軟件設計的一般步驟250
二、西門子STEP 7程序設計方法252
第四節(jié)PLC控制系統(tǒng)的人機接口設計255
一、人機接口（界面）概述255
二、人機接口系統(tǒng)的選型255
三、系統(tǒng)設計256
第五節(jié)PLC控制系統(tǒng)的可靠性與抗干擾
設計257
一、PLC的環(huán)境適應性設計257
二、PLC控制系統(tǒng)的冗余性設計259
三、PLC控制系統(tǒng)的抗干擾設計260
四、PLC控制系統(tǒng)的故障診斷263
第六節(jié)PLC控制系統(tǒng)設計舉例265
一、機械手控制系統(tǒng)簡介265
二、使用起、保、停電路的編程方法266
三、使用置位、復位指令的編程方法270
習題271附錄
附錄ASTEP 7語句表指令一覽表272
附錄BPLC實驗指導書277
實驗一實驗系統(tǒng)簡介及STEP 7編程軟件
編程練習277
實驗二基本指令的編程練習Ⅰ——與、
或、非邏輯功能實驗302
實驗三基本指令的編程練習Ⅱ——定時
器功能實驗304
實驗四基本指令的編程練習Ⅲ——計數(shù)
器功能實驗305
實驗五移位指令練習——裝配流水線控
制的模擬306
附錄C電器控制實驗指導書308
實驗一三相籠型異步電動機的點動和
自鎖控制線路311
實驗二三相籠型異步電動機減壓起動
控制線路313
實驗三三相籠型異步電動機可逆旋轉(zhuǎn)
控制線路315
實驗四三相籠型異步電動機電氣制動
控制線路318
實驗五小車變速自往復循環(huán)運動行程
控制線路320
參考文獻323