电气控制与PLC应用技术 第2版

本书从实际工程应用和教学需要出发,介绍了常用低压电器和电气控制电路的基本知识;介绍了PLC的基本组成和工作原理;以西门子S7-200PLC为教学机型,详细介绍了PLC的系统配置、指令系统、程序设计方法及通信与网络等内容;书中安排了大量的应用实例,包括开关量控制、模拟量信号检测与控制、网络与通信等具体应用程序。本书实例涵盖了常用逻辑指令和功能指令的使用方法和技巧,实例程序均经过调试运行。本书前8章附有习题与思考题,附录有实验指导书和课程设计任务书供教学选用。

前　言
第1 章　常用低压电器 1
　１. １　低压电器的定义、分类 １
　１. ２　电磁式电器的组成与工作原理 ２
　　１. ２. １　电磁机构 ２
　　１. ２. ２　触点系统 ５
　　１. ２. ３　灭弧系统 ６
　１. ３　接触器 ８
　　１. ３. １　接触器的组成及工作原理 ８
　　１. ３. ２　接触器的分类 ８
　　１. ３. ３　接触器的主要技术参数 １０
　　１. ３. ４　接触器的选择与使用 １０
　　１. ３. ５　接触器的图形符号与文字符号 １１
　１. ４　继电器 １１
　　１. ４. １　继电器的分类和特性 １１
　　１. ４. ２　电磁式继电器 １２
　　１. ４. ３　时间继电器 １３
　　１. ４. ４　热继电器 １５
　　１. ４. ５　速度继电器 １９
　　１. ４. ６　固态继电器 ２０
　１. ５　主令电器 ２１
　　１. ５. １　控制按钮 ２１
　　１. ５. ２　行程开关 ２２
　　１. ５. ３　接近开关 ２３
　　１. ５. ４　转换开关 ２４
　１. ６　信号电器 ２６
　１. ７　开关电器 ２６
　　１. ７. １　刀开关 ２６
　　１. ７. ２　低压断路器 ２８
　１. ８　熔断器 ３０
　　１. ８. １　熔断器的结构和工作原理 ３０
　　１. ８. ２　熔断器的类型 ３０
　　１. ８. ３　熔断器的主要技术参数 ３２
　　１. ８. ４　熔断器的选择与使用 ３２
　１. ９　电磁执行器件 ３３
　　１. ９. １　电磁铁 ３３
　　１. ９. ２　电磁阀 ３３
　　１. ９. ３　电磁制动器 ３４
　习题与思考题 ３５
第2 章　基本电气控制电路 37
　２. １　电气控制电路的绘制原则及标准 ３７
　　２. １. １　电气图中的图形符号及文字
符号 ３７
　　２. １. ２　电气原理图的绘制原则 ３８
　　２. １. ３　电气安装接线图 ４０
　　２. １. ４　电气元件布置图 ４１
　２. ２　交流电动机的基本控制电路 ４１
　　２. ２. １　三相笼型异步电动机直接起动
控制电路 ４１
　　２. ２. ２　三相笼型异步电动机减压起动
控制电路 ４８
　　２. ２. ３　三相绕线转子异步电动机起动
控制电路 ５０
　　２. ２. ４　三相笼型异步电动机制动控制
电路 ５１
　　２. ２. ５　三相笼型异步电动机调速控制
电路 ５４
　　２. ２. ６　组成电气控制电路的基本规律 ５６
　　２. ２. ７　电气控制电路中的保护环节 ５６
　２. ３　典型生产机械电气控制电路的分析 ５８
　　２. ３. １　电气控制电路分析的基础 ５８
　　２. ３. ２　电气原理图阅读分析的方法与
步骤 ５８
　　２. ３. ３　Ｃ６５０ 型卧式车床电气控制电路的
分析 ５９
　２. ４　电气控制电路的一般设计法 ６２
　Ⅴ　
　　２. ４. １　一般设计法的主要原则 ６２
　　２. ４. ２　一般设计法中应注意的问题 ６３
　　２. ４. ３　一般设计法控制电路举例 ６３
　习题与思考题 ６４
第3 章　可编程序控制器概述 66
　３. １　ＰＬＣ 的产生及定义 ６６
　　３. １. １　ＰＬＣ 的产生 ６６
　　３. １. ２　ＰＬＣ 的定义 ６７
　３. ２　ＰＬＣ 的发展与应用 ６７
　　３. ２. １　ＰＬＣ 的发展历程 ６７
　　３. ２. ２　ＰＬＣ 的发展趋势 ６８
　　３. ２. ３　ＰＬＣ 的应用领域 ７０
　３. ３　ＰＬＣ 的特点 ７２
　３. ４　ＰＬＣ 的分类 ７３
　　３. ４. １　按结构形式分类 ７３
　　３. ４. ２　按功能分类 ７５
　　３. ４. ３　按Ｉ/ Ｏ 点数分类 ７６
　　３. ４. ４　按生产厂家分类 ７６
　３. ５　ＰＬＣ 的硬件结构和各部分的作用 ７６
　３. ６　ＰＬＣ 的工作原理 ７９
　　３. ６. １　ＰＬＣ 控制系统的组成 ７９
　　３. ６. ２　ＰＬＣ 循环扫描的工作过程 ７９
　　３. ６. ３　ＰＬＣ 用户程序的工作过程 ８０
　　３. ６. ４　ＰＬＣ 工作过程举例说明 ８２
　　３. ６. ５　输入、输出延迟响应 ８２
　　３. ６. ６　ＰＬＣ 对输入、输出的处理规则 ８４
　习题与思考题 ８５
第4 章　S7￣200 PLC 的系统配置与
接口模块 86
　４. １　Ｓ７￣２００ ＰＬＣ 控制系统的基本构成 ８６
　４. ２　Ｓ７￣２００ ＰＬＣ 的输入/输出接口模块 ８９
　　４. ２. １　数字量模块 ９０
　　４. ２. ２　模拟量模块 ９３
　　４. ２. ３　Ｓ７￣２００ ＰＬＣ 的智能模块 ９７
　４. ３　Ｓ７￣２００ ＰＬＣ 的系统配置 ９７
　　４. ３. １　主机加扩展模块的Ｉ/ Ｏ
配置 ９７
　　４. ３. ２　Ｉ/ Ｏ 点数的扩展与编址 ９８
　　４. ３. ３　内部电源的负载能力 ９９
　　４. ３. ４　ＰＬＣ 外部接线与电源要求 ９９
　习题与思考题 １０１
第5 章　S7￣200 PLC 的基本指令及
程序设计 103
　５. １　Ｓ７￣２００ ＰＬＣ 的编程语言 １０３
　５. ２　Ｓ７￣２００ ＰＬＣ 的数据类型与存储区域 １０４
　　５. ２. １　位、字节、字、双字和常数 １０４
　　５. ２. ２　数据类型及范围 １０５

本书自第１ 版出版以来. 得到了多所高校教师和广大读者的关心和支持. 为适应电气控制新技术的发展. 特别是ＰＬＣ 应用技术快速发展的需要. 编者结合二十多年的教学经验和读者的建议. 对第１ 版进行修订. 第２ 版对第１ 版的内容进行了一定修改、充实和更新. 主要修改了ＰＬＣ 的发展趋势和特点等内容. 增加了ＰＩＤ 指令的向导编程和参数自整定方法的内容. 更新了低压电器产品型号等内容. 同时删除了一些内容. 如节日彩灯的ＰＬＣ 控制及实验、台达触摸屏应用等相关内容. 修订时保留了精选内容. 力求结合生产实际、突出工程应用和通俗易懂的特点.本书包含了电气控制和ＰＬＣ 应用技术两部分内容. 第１ 章主要介绍电气控制系统中广泛使用的低压电器的结构、工作原理和选用方法等内容. 第２ 章主要介绍三相笼型异步电动机的起动、调速、制动等基本电气控制电路. 并介绍电气控制电路的分析、设计方法及其典型应用. 为学习ＰＬＣ 知识奠定必要的基础. 第３ 章介绍ＰＬＣ 的发展概况、基本组成及工作原理. 第４ 章~ 第９ 章是本书的重点内容. 以西门子Ｓ７￣２００ ＰＬＣ 作为教学机型. 重点介绍ＰＬＣ 的系统配置与接口模块、基本指令及其应用实例、ＰＬＣ 控制系统程序设计方法和步骤、ＰＬＣ 的通信与组网知识以及ＳＴＥＰ７￣Ｗｉｃｒｏ/ ＷＩＮ 编程软件的使用等内容.本书在内容组织上安排了大量典型应用实例程序. 在工程应用中可参考使用. 如第５、６ 章的基本逻辑指令和功能指令(如定时器、计数器、移位寄存器指令、ＳＣＲ 指令、ＰＩＤ 指令等) 的应用实例. 实例介绍由浅入深、由易到难、循序渐进. 以便学生更好地理解和应用. 附录Ｅ 编写了９ 个实验内容. 附录Ｇ 提供了两个综合性、实用性较强的课程设计任务书. 供任课教师根据学校硬件条件和课程设置选择开设. 另外. 本书前８ 章均安排了数量、难度适中的习题和思考题. 供学生课后练习.在实际教学过程中. 任课教师可根据专业需要、课时安排等实际情况. 对教学内容进行取舍. 有些内容和应用实例可留给学生自学或供学生在实验、课程设计、毕业设计时参考.本书由黄永红任主编并统稿. 张新华、吉敬华任副主编. 参加编写的还有项倩雯、杨东、刁小燕和蔡晓磊.感谢苏州西门子电器有限公司的王永文先生和上海良信电器股份有限公司的黄银芳工程师! 感谢他们为本书的编写提供了大量的资料. 并给予了大力支持和帮助. 本书在编写过程中参考了大量的已出版文献. 在此对这些参考文献的作者表示衷心的感谢.由于编者水平有限. 书中难免有错误和不妥之处. 恳请广大读者批评指正. 编者邮箱:ｈｙｈ２１８＠１２６.. ｃｏｍ.编　者