电气控制与PLC应用技术(西门子S7－200系列)(何献忠)(第二版)
定 价：42 元
丛书名：纳米材料前沿
- 作者：何献忠 编
- 出版时间：2018/6/1
- ISBN：9787122318640
- 出 版 社：化学工业出版社
- 中图法分类：TM571.6
- 页码：288
- 纸张：胶版纸
- 版次：2
- 开本：16开
本书从实际工程和教学需要出发，介绍了继电器控制系统及其基本控制电路与典型机床控制电路、可编程序控制器控制系统、工控组态控制技术的工作原理、设计方法和实际应用。和其他同类的教材相比，本书主要有以下特点：除介绍了基本电气控制技术、SIEMENS S7-200系列可编程控制器（PLC）控制技术外，还有PLC结合工业组态软件（MCGS）的现代控制应用。
本书在编写过程中，重点突出实用性和适用性。对电气控制与指令系统以及工业组态控制都以实例的方式进行讲解，由浅入深、层次清楚，易于理解、掌握。每个章节后都附有相应的实验、思考与练习题。
本书适用于各类学校电气专业、机电一体化专业、自动化专业、测控等专业的教材和学习参考。也可作为从事PLC应用开发的工程技术人员的培训教材或技术参与书。
PLC技术经过三十多年的发展,已形成了完整的工业控制器产品系列,其功能从初期的主要用于替代继电-接触器控制的简单功能,发展到目前具有接近于计算机的强有力的软/硬件功能。PLC用于包括逻辑运算、数值运算、数据传送、过程控制、位置控制、高速计数、中断控制、人机对话、网络通信等功能的控制领域。PLC源于替代继电-接触器控制,它与传统的电气控制技术有着密不可分的联系。因而,要学习PLC技术,必须先了解传统的电气控制技术。
本书在第一版的基础上,修改了一些不足之处,并从培养工程应用能力考虑新增加一些应用实例及设计方法。第1 章简要介绍常用低压电器的结构、原理及使用方法;第2章介绍基本电气控制电路、控制原理等电气控制基础知识,使读者对传统的电气控制技术有个粗略的了解,为进一步学习PLC奠定必要的基础;第3章介绍PLC基础知识和基本原理;第4章概述西门子公司S7-200 PLC的系统结构、功能、模块和寻址方式;第5章详细介绍S7-200 PLC的基本指令系统及程序设计实例;第6章介绍S7-200 PLC的顺序控制指令及应用实例;第7章详细讲解S7-200 PLC的功能指令,并以实例的方式介绍其应用方法;第8章介绍S7-200 PLC的网络通信技术及应用;第9章介绍现代PLC控制系统综合设计步骤、方法,并给出设计实例以供参考;第10章简单介绍S7-200编程软件的使用; 第11 章讲解S7-200 PLC 结合工业控制组态软件(MCGS)的综合应用。部分章节后附有相应的实验指导,书后附录列出了常用电气图形符号与文字符号,以及S7-200 PLC快速参考信息。
本书全面介绍了电气控制技术及PLC的配置、编程和控制方面的知识。在编写过程中,编者力求语言通畅、叙述清楚、讲解细致,所有的内容都以便于实际应用为原则来选择,并尽可能采用实例对指令知识及应用进行讲解, 力争做到通俗、简明、易懂。
本书有配套课件,供教学使用。
本书由湖南工业大学的何献忠主编,湖南工业大学李卫萍、刘颖慧、彭华厦、黄浪尘、王珏、陈炜杰和河南化工技师学院张丽参编。全书共分11章,其中第1～4、7、9～11章由何献忠编写,第5章由张丽编写,第6章由李卫萍编写,第8章由刘颖慧编写,彭华厦、黄浪尘与王珏参与了程序的编写与图形的绘制,陈炜杰参与了课件的制作。
由于编者水平有限,加上编写时间仓促,书中难免有不妥之处,敬请读者批评指正。
编 者
2018年4月
何献忠，湖南工业大学电气与信息工程学院，副教授。
研究方向：主要从事自动控制的教学与研究。
一．.教育背景
1985—1989.中南工大自动化本科，获工学学士学位。
二．著译作品
(1)何献忠主编，《可编程控制器应用技术（西门子S7-200系列）》，化学工业出版社，2014年
(2)何献忠参编，《电报拖动基础—理论与实践》，清华大学出版社，2010年
（3）何献忠参编，《常用机床电气检修》，中国劳动社会保障出版社，2008年
三．业务成果
主持完成科研课题2项，主研完成（或在研）科研课题2项。
在全国性刊物上发表学术论文近30篇，均为独著。
主编、参编教材3本。
第1章 常用低压电器
1.1 低压电器概述 1
1.1.1 电器的定义和分类 1
1.1.2 电磁式低压电器的基本结构 1
1.2 接触器 5
1.2.1 接触器的用途及分类 5
1.2.2 接触器的结构及工作原理 5
1.2.3 接触器的图形符号及型号含义 6
1.2.4 接触器的主要技术参数 6
1.2.5 接触器的选择与使用 7
1.3 继电器 7
1.3.1 电压继电器 7
1.3.2 电流继电器 8
1.3.3 中间继电器 8
1.3.4 时间继电器 9
1.3.5 热继电器 9
1.3.6 速度继电器 10
1.4 熔断器 11
1.4.1 熔断器的结构与分类 11
1.4.2 熔断器的技术参数 12
1.4.3 熔断器的选择 12
1.5 开关电器 13
1.5.1 刀开关 13
1.5.2 低压断路器 13
1.6 主令电器 16
1.6.1 控制按钮 16
1.6.2 行程开关 16
1.6.3 万能转换开关 17
1.6.4 电子低压电器 18
思考与练习 22
第2章 基本电气控制电路
2.1 电气图的图形符号、文字符号及绘制原则 24
2.1.1 电气控制图 24
2.1.2 电气图中的图形符号及文字符号 24
2.1.3 电气控制线路图的绘制原则 25
2.2 基本控制电路 27
2.2.1 三相笼型异步电动机全电压启动控制线路 27
2.2.2 三相电动机降压启动控制电路 31
2.2.3 三相异步电动机制动控制电路 34
2.2.4 三相异步电动机调速控制电路 37
2.2.5 其他典型三相电动机控制电路 39
2.3 电气控制线路的一般设计方法 40
2.4 典型机床控制电路 41
2.4.1 CA6140车床控制电路 41
2.4.2 M7130型平面磨床控制电路 43
思考与练习 46
第3章 可编程控制器概述
3.1 PLC的产生 47
3.2 PLC的发展与分类 48
3.2.1 PLC的发展趋势 48
3.2.2 PLC的分类 50
3.3 PLC的特点 51
3.4 PLC的应用 51
3.5 PLC的系统组成 52
3.5.1 中央处理器(CPU) 53
3.5.2 存储器 53
3.5.3 输入/输出接口 53
3.5.4 电源部分 56
3.5.5 扩展接口 56
3.5.6 通信接口 56
3.5.7 编程器 57
3.6 PLC的工作原理 57
3.6.1 PLC的工作方式和运行框图 57
3.6.2 PLC的扫描工作过程 58
3.7 PLC的编程语言和程序结构 59
3.7.1 PLC的编程语言 59
3.7.2 PLC的程序结构 60
思考与练习 61
第4章 S7-200系列PLC系统概述
4.1 系统功能概述 62
4.2 S7-200 PLC的结构及扩展模块 62
4.2.1 S7-200 PLC的结构 62
4.2.2 扩展模块 63
4.3 S7-200 PLC的寻址 65
4.3.1 数据长度 65
4.3.2 寻址方式 65
4.3.3 各数据存储区寻址 67
思考与练习 69
第5章 S7-200 PLC的基本指令及程序设计
5.1 基本指令 70
5.1.1 输入/输出指令 70
5.1.2 触点串联指令 71
5.1.3 触点并联指令 71
5.1.4 电路块的连接指令 71
5.1.5 取反指令 72
5.1.6 置位与复位指令 73
5.1.7 边沿脉冲指令 74
5.1.8 立即指令 74
5.1.9 逻辑堆栈操作指令 76
5.1.10 定时器 79
5.1.11 计数器 82
5.1.12 比较指令 87
5.1.13 RS触发器指令 89
5.2 程序控制类指令 90
5.2.1 结束指令 90
5.2.2 暂停指令 91
5.2.3 看门狗指令 91
5.2.4 跳转及标号指令 92
5.2.5 循环指令 93
5.2.6 子程序 94
5.3 PLC的编程与应用 98
5.3.1 梯形图的编程规则 98
5.3.2 基本指令的简单应用 99
实验 109
实验一 S7-200编程软件的使用 109
实验二 三相电动机控制 109
实验三 水塔水位自动控制 110
思考与练习 110
第6章 S7-200 PLC顺序控制指令及应用
6.1 功能图的基本概念及构成规则 113
6.1.1 功能图基本概念 113
6.1.2 功能图的构成规则 114
6.2 顺序控制指令 114
6.2.1 顺序控制指令介绍 114
6.2.2 顺序控制指令的编程 114
6.2.3 使用说明 116
6.3 功能图多分支的分类处理 116
6.3.1 可选择的分支与汇合 116
6.3.2 并行的分支与汇合 116
6.4 顺序控制指令的应用 119
6.4.1 顺序控制程序设计的基本步骤 120
6.4.2 顺序控制程序应用举例 120
实验 137
实验一 自动送料车系统控制 137
实验二 多种液体自动混合系统控制 139
思考与练习 140
第7章 S7-200 PLC的功能指令
7.1 传送指令 141
7.1.1 单一数据传送指令 141
7.1.2 数据块传送指令 141
7.1.3 字节立即传送指令 142
7.1.4 字节交换指令 143
7.1.5 填充指令 144
7.2 移位与循环移位指令 144
7.2.1 移位指令 144
7.2.2 循环移位指令 145
7.2.3 移位寄存器指令 145
7.3 运算指令 148
7.3.1 算术运算指令 148
7.3.2 加1和减1指令 151
7.3.3 数学函数指令 152
7.3.4 逻辑运算指令 153
7.4 表功能指令 155
7.4.1 填表指令 155
7.4.2 表取数指令 156
7.4.3 表查找指令 157
7.5 转换指令 158
7.5.1 数据类型转换指令 158
7.5.2 编码和译码指令 160
7.5.3 段码指令 162
7.5.4 ASCII码转换指令 162
7.6 中断指令 165
7.6.1 中断事件 165
7.6.2 中断指令类型与说明 167
7.6.3 中断程序示例 167
7.7 高速计数器指令 169
7.7.1 高速计数器指令类型与说明 169
7.7.2 高速计数器的工作模式 169
7.7.3 高速计数器的控制 170
7.7.4 高速计数器的使用 171
7.8 高速脉冲输出指令 174
7.8.1 脉冲输出指令及输出方式 174
7.8.2 高速脉冲的控制 175
7.8.3 PTO的使用 176
7.8.4 PWM的使用 181
7.9 PID回路指令 184
7.9.1 PID回路指令及转换 184
7.9.2 PID指令的操作 186
7.10 时钟指令 188
7.10.1 时钟指令类型与说明 188
7.10.2 时钟指令应用 189
实验 189
实验一 五星彩灯 189
实验二 八段数码管显示实验 190
实验三 模拟量控制 191
思考与练习 192
第8章 S7-200 PLC的网络通信技术及应用
8.1 S7-200 通信与网络 193
8.1.1 S7-200系列网络层次结构 193
8.1.2 S7-200 PLC网络通信协议 195
8.1.3 网络部件 199
8.1.4 网络配置实例 201
8.2 S7-200通信指令 202
8.2.1 网络读/写指令 203
8.2.2 配置PPI网络通信举例 204
8.2.3 发送与接收指令 207
8.2.4 USS通信指令 210
8.3 中文TD-200组态简介 211
实验 214
实验 S7-200通信配置 214
思考与练习 215
第9章 PLC控制系统设计
9.1 PLC控制系统设计步骤 217
9.2 PLC控制系统设计实例 219
9.2.1 呼车控制 219
9.2.2 窑温模糊控制设计 222
9.2.3 步进电机的定位控制 224
9.2.4 读取条形码阅读器信息的控制 233
思考与练习 235
第10章 STEP7-Micro/WIN32编程软件的使用
10.1 硬件连接及软件安装 236
10.1.1 硬件连接 236
10.1.2 软件安装 236
10.1.3 参数设置 236
10.2 编程软件的主要功能 237
10.2.1 基本功能 237
10.2.2 主界面 237
10.2.3 系统组态 240
10.3 编程软件的使用 240
10.3.1 程序文件操作 240
10.3.2 程序的编辑 241
10.4 调试及运行监控 244
10.4.1 选择扫描次数 244
10.4.2 状态图表监控 244
10.4.3 运行模式下的编辑 245
10.4.4 程序监视 246
10.5 S7-200仿真软件的使用 246
第11章 PLC工业组态控制及其应用
11.1 S7-200 PLC控制机械手运行的组态过程 249
11.1.1 制作工程画面 249
11.1.2 根据控制要求编写PLC程序 253
11.1.3 组态画面 255
11.1.4 与PLC设备连接 257
11.1.5 PLC设备通信调试 260
11.1.6 利用脚本程序实现机械手的控制 260
11.2 S7-200 PLC控制的立体车库模型MCGS组态监控 268
11.2.1 立体车库模型监控系统的主要组成部分 268
11.2.2 策略与脚本程序的解析 271
实验 273
实验一 利用MCGS组态软件监控PLC实现对交通信号灯的控制 273
实验二 利用MCGS组态软件监控PLC实现自动打包控制 274
附录1 常用电气图形符号与文字符号
附录2 S7-200 PLC快速参考信息
参考文献
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