电气控制技术与PLC
作者：刘华波 徐世许 何文雪 吴贺荣 编著
ISBN：978-7-111-73064-4
所属丛书：面向新工科普通高等教育系列教材
新形态教材，累计45个微课视频，大量实例， 集理论、实践、操作、微课视频于一体。配有教学用PPT、电子教案、课程教学大纲、试卷（含答案及评分标准）、习题参考答案等教学资源。
为配合教学，本书配有教学用PPT、电子教案、课程教学大纲、试卷（含答案及评分标准）、习题参考答案等教学资源。本书分为传统电气控制技术和PLC应用两大部分。首先，传统电气控制技术部分介绍了常用低压电器、三相异步电动机控制电路和电气控制系统设计，然后PLC应用部分以S7-1200 PLC为例系统介绍了PLC的基础知识、硬件结构、编程基础、指令系统、程序设计、通信和工艺功能等。本书注重示例，强调应用。 本书可作为高等院校和高职院校自动化、电气控制、计算机控制及相关专业的教材，也可供工程技术人员培训及自学使用，对西门子自动化系统的用户也有一定的参考价值。
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装订：平装
编辑：李馨馨
开本：16
出版日期：
2023-09-13
字数：546 千字
最新版印次：1-3
最新印次时间：2024-08-24
定价：79.8
cip：2023071204
图书简介
新形态教材，累计45个微课视频，大量实例， 集理论、实践、操作、微课视频于一体。配有教学用PPT、电子教案、课程教学大纲、试卷（含答案及评分标准）、习题参考答案等教学资源。
为配合教学，本书配有教学用PPT、电子教案、课程教学大纲、试卷（含答案及评分标准）、习题参考答案等教学资源。本书分为传统电气控制技术和PLC应用两大部分。首先，传统电气控制技术部分介绍了常用低压电器、三相异步电动机控制电路和电气控制系统设计，然后PLC应用部分以S7-1200 PLC为例系统介绍了PLC的基础知识、硬件结构、编程基础、指令系统、程序设计、通信和工艺功能等。本书注重示例，强调应用。 本书可作为高等院校和高职院校自动化、电气控制、计算机控制及相关专业的教材，也可供工程技术人员培训及自学使用，对西门子自动化系统的用户也有一定的参考价值。
章节目录
第1章常用低压电器
1.1低压电器的分类及发展概况
1.1.1低压电器分类
1.1.2低压电器发展概况
1.2低压电器的基本结构
1.2.1电磁机构
1.2.2触点系统
1.2.3灭弧系统
1.3低压开关和低压断路器
1.3.1刀开关
1.3.2组合开关
1.3.3低压断路器
1.3.4漏电保护断路器
1.4熔断器
1.4.1熔断器的基本结构
1.4.2熔断器的工作原理
1.4.3熔断器的技术参数
1.4.4熔断器的选择
1.5接触器
1.5.1接触器的结构和工作原理
1.5.2交流接触器
1.5.3直流接触器
1.5.4接触器的技术参数
1.5.5接触器的选用原则
1.6继电器
1.6.1中间继电器
1.6.2热继电器
1.6.3时间继电器
1.6.4电流继电器
1.6.5电压继电器
1.6.6速度继电器
1.6.7液位继电器
1.6.8热敏电阻式温度继电器
1.7主令电器
1.7.1控制按钮
1.7.2行程开关
1.7.3万能转换开关
1.7.4主令控制器与凸轮控制器
1.8习题
第2章三相异步电动机控制电路
2.1电气控制系统图
2.1.1常用电气图形符号和文字
符号
2.1.2电气原理图
2.1.3电器布置图
2.1.4电气安装接线图
2.2基本控制环节
2.2.1点动控制与长动控制
2.2.2双向控制与互锁控制
2.2.3顺序工作的联锁控制
2.2.4多地点控制
2.2.5自动循环控制
2.3三相异步电动机的起动控制
2.3.1三相笼型异步电动机的减压起动
2.3.2三相绕线转子异步电动机起动
2.4三相异步电动机的制动控制
2.4.1反接制动
2.4.2能耗制动
2.4.3电磁抱闸制动
2.5三相异步电动机的调速控制
2.5.1变极调速
2.5.2绕线转子异步电动机转子串电阻调速
2.5.3电磁调速
2.6电气控制系统常用保护措施
2.7习题
第3章典型机床的电气控制
3.1电气控制电路分析基础
3.1.1电气控制电路分析的内容
3.1.2电气原理图的分析方法
3.2普通车床的电气控制电路
3.2.1普通车床的结构及工作情况
3.2.2普通车床的电气控制
3.3Z3040型摇臂钻床的电气控制电路
3.3.1Z3040型摇臂钻床的结构及工作情况
3.3.2Z3040型摇臂钻床的电气控制
3.4习题
第4章电气控制系统设计
4.1电气控制系统设计的任务
4.2电气控制系统设计的步骤
4.3电气控制系统设计的原则
4.4电气控制电路的设计方法
4.4.1电气控制电路的设计步骤
4.4.2应用经验法的设计实例
4.5习题
第5章PLC概述
5.1PLC的诞生及定义
5.1.1PLC的诞生及发展
5.1.2PLC的定义
5.2PLC的特点及技术性能指标
5.2.1PLC的特点
5.2.2PLC的技术性能指标
5.2.3S7-1200 PLC的技术性能指标
5.3PLC的应用领域
5.4PLC的分类
5.4.1PLC的分类方法
5.4.2PLC与单片机、计算机的比较
5.5习题
第6章S7-1200 PLC的硬件结构与安装维护
6.1PLC的基本结构
6.2S7-1200 PLC的硬件结构
6.2.1S7-1200 PLC的CPU模块
6.2.2S7-1200 PLC的信号模块
6.2.3S7-1200 PLC的通信模块
6.2.4电源计算
6.3S7-1200 PLC的安装和拆卸
6.3.1安装和拆卸CPU
6.3.2安装和拆卸信号模块
6.3.3安装和拆卸通信模块
6.3.4安装和拆卸信号板
6.3.5安装和拆卸端子板
6.4S7-1200 PLC的接线
6.4.1安装现场的接线
6.4.2隔离电路时的接地与电路参考点
6.4.3电源连接方式
6.4.4数字量输入接线
6.4.5数字量输出接线
6.4.6模拟量输入/输出接线
6.4.7外部电路抗干扰的其他措施
6.5习题
第7章S7-1200 PLC程序设计基础
7.1S7-1200 PLC的工作原理
7.1.1PLC的基本工作原理
7.1.2S7-1200 PLC CPU的工作模式
7.2存储器及其寻址
7.2.1S7-1200 PLC的存储器
7.2.2寻址
7.3数据格式与数据类型
7.3.1数制
7.3.2基本数据类型
7.3.3复杂数据类型
7.3.4参数类型
7.3.5系统数据类型
7.3.6硬件数据类型
7.4程序结构
7.4.1组织块
7.4.2功能和功能块
7.4.3数据块
7.4.4块的调用
7.5编程方法
7.5.1线性化编程
7.5.2模块化编程
7.5.3结构化编程
7.6编程语言
7.6.1梯形图编程语言
7.6.2功能块图编程语言
7.6.3语句表编程语言
7.6.4S7 Graph编程语言
7.6.5S7-HiGraph编程语言
7.6.6S7 SCL编程语言
7.6.7S7 CFC编程语言
7.7习题
第8章项目入门
8.1TIA Portal概述
8.2TIA Portal使用入门
8.2.1通过Portal视图创建一个项目
8.2.2组态硬件设备及网络
8.2.3PLC编程
8.2.4组态可视化
8.2.5下载项目
8.2.6在线监视项目
8.2.7下载与上载
8.2.8仿真软件的使用
8.3设备属性
8.4使用变量表
8.4.1PLC变量表
8.4.2在程序编辑器中使用和显示变量
8.4.3设置PLC变量的保持性
8.5调试和诊断工具
8.5.1使用监视表格
8.5.2显示CPU中的诊断事件
8.5.3参考数据
8.6存储卡的使用
8.6.1修改存储卡的工作模式
8.6.2使用程序卡模式
8.6.3使用传输卡模式
8.6.4使用存储卡清除密码
8.6.5使用24MB存储卡更新
S7-1200 PLC CPU的固件版本
8.7习题
第9章指令系统
9.1基本指令
9.1.1位逻辑指令
9.1.2定时器
9.1.3计数器
9.1.4比较指令
9.1.5数学函数指令
9.1.6移动指令
9.1.7转换指令
9.1.8程序控制指令
9.1.9字逻辑运算指令
9.1.10移位和循环指令
9.2扩展指令
9.2.1日期和时间指令
9.2.2字符串和字符指令
9.2.3分布式I/O指令
9.2.4PROFIenergy指令
9.2.5中断指令
9.2.6报警指令
9.2.7诊断指令
9.2.8脉冲指令
9.2.9配方和数据记录指令
9.2.10数据块控制指令
9.2.11寻址指令
9.3习题
第10章程序设计
10.1经验设计法
10.1.1常用典型梯形图电路
10.1.2PLC的编程原则
10.2顺序功能图
10.2.1顺序功能图的含义及绘制方法
10.2.2顺序控制的设计思想
10.2.3顺序功能图的基本结构
10.2.4绘制顺序功能图的注意事项
10.3顺序控制设计法
10.3.1根据顺序功能图编程的基本规则
10.3.2使用起保停电路
10.3.3使用置位/复位指令
10.4使用数据块
10.4.1定义数据块
10.4.2使用全局数据块举例
10.4.3访问数据块
10.4.4复杂数据类型的使用
10.5编程方法
10.5.1模块化编程
10.5.2临时变量
10.5.3结构化编程
10.5.4FB的使用
10.5.5检查块的一致性
10.6使用组织块
10.6.1事件和组织块
10.6.2启动组织块
10.6.3循环中断组织块
10.6.4硬件中断组织块
10.6.5延时中断组织块
10.6.6时间错误中断组织块
10.6.7诊断组织块
10.7习题
第11章S7-1200 PLC的通信
11.1概述
11.1.1SIMATIC NET概述
11.1.2S7-1200 PLC的通信功能
11.2PROFINET IO系统
11.2.1S7-1200 PLC作IO控制器
11.2.2S7-1200 PLC作智能IO设备
11.3S7-1200 PLC的开放式用户通信
11.3.1支持的协议
11.3.2通信指令
11.3.3S7-1200 PLC之间的以太网通信举例
11.3.4S7-1200的Modbus TCP通信
11.4S7-1200 PLC的S7协议通信
11.4.1S7-1200 PLC之间的单向S7通信
11.4.2S7-1200 PLC与S7-
200/300/400 PLC的通信
11.5S7-1200 PLC的PROFIBUS-DP通信
11.5.1S7-1200 PLC作DP主站
11.5.2S7-1200 PLC作DP从站
11.6S7-1200 PLC的串口通信
11.6.1自由口协议通信
11.6.2Modbus RTU协议通信
11.6.3USS协议通信
11.7习题
第12章工艺功能
12.1模拟量处理及PID功能
12.1.1模拟量处理
12.1.2PID控制器的基础知识
12.1.3PID应用举例
12.2高速计数器
12.2.1高速计数器的基础知识
12.2.2应用举例
12.3运动控制
12.3.1运动控制功能的原理
12.3.2工艺对象“轴”
12.3.3程序指令块
12.3.4应用举例
12.4PWM
12.4.1PWM的基础知识
12.4.2应用举例
12.5习题
第13章PLC控制系统设计
13.1PLC控制系统设计内容
13.1.1PLC控制系统设计流程
13.1.2系统设计原则
13.2系统硬件设计
13.2.1PLC选型
13.2.2I/O模块选择及I/O地址分配
13.2.3安全回路设计
13.2.4可靠性设计
13.3PLC控制系统设计实例
13.3.1系统的工艺流程和控制要求
13.3.2系统的硬件设计
13.3.3系统的软件设计
13.4习题
参考文献
1.1低压电器的分类及发展概况
1.1.1低压电器分类
1.1.2低压电器发展概况
1.2低压电器的基本结构
1.2.1电磁机构
1.2.2触点系统
1.2.3灭弧系统
1.3低压开关和低压断路器
1.3.1刀开关
1.3.2组合开关
1.3.3低压断路器
1.3.4漏电保护断路器
1.4熔断器
1.4.1熔断器的基本结构
1.4.2熔断器的工作原理
1.4.3熔断器的技术参数
1.4.4熔断器的选择
1.5接触器
1.5.1接触器的结构和工作原理
1.5.2交流接触器
1.5.3直流接触器
1.5.4接触器的技术参数
1.5.5接触器的选用原则
1.6继电器
1.6.1中间继电器
1.6.2热继电器
1.6.3时间继电器
1.6.4电流继电器
1.6.5电压继电器
1.6.6速度继电器
1.6.7液位继电器
1.6.8热敏电阻式温度继电器
1.7主令电器
1.7.1控制按钮
1.7.2行程开关
1.7.3万能转换开关
1.7.4主令控制器与凸轮控制器
1.8习题
第2章三相异步电动机控制电路
2.1电气控制系统图
2.1.1常用电气图形符号和文字
符号
2.1.2电气原理图
2.1.3电器布置图
2.1.4电气安装接线图
2.2基本控制环节
2.2.1点动控制与长动控制
2.2.2双向控制与互锁控制
2.2.3顺序工作的联锁控制
2.2.4多地点控制
2.2.5自动循环控制
2.3三相异步电动机的起动控制
2.3.1三相笼型异步电动机的减压起动
2.3.2三相绕线转子异步电动机起动
2.4三相异步电动机的制动控制
2.4.1反接制动
2.4.2能耗制动
2.4.3电磁抱闸制动
2.5三相异步电动机的调速控制
2.5.1变极调速
2.5.2绕线转子异步电动机转子串电阻调速
2.5.3电磁调速
2.6电气控制系统常用保护措施
2.7习题
第3章典型机床的电气控制
3.1电气控制电路分析基础
3.1.1电气控制电路分析的内容
3.1.2电气原理图的分析方法
3.2普通车床的电气控制电路
3.2.1普通车床的结构及工作情况
3.2.2普通车床的电气控制
3.3Z3040型摇臂钻床的电气控制电路
3.3.1Z3040型摇臂钻床的结构及工作情况
3.3.2Z3040型摇臂钻床的电气控制
3.4习题
第4章电气控制系统设计
4.1电气控制系统设计的任务
4.2电气控制系统设计的步骤
4.3电气控制系统设计的原则
4.4电气控制电路的设计方法
4.4.1电气控制电路的设计步骤
4.4.2应用经验法的设计实例
4.5习题
第5章PLC概述
5.1PLC的诞生及定义
5.1.1PLC的诞生及发展
5.1.2PLC的定义
5.2PLC的特点及技术性能指标
5.2.1PLC的特点
5.2.2PLC的技术性能指标
5.2.3S7-1200 PLC的技术性能指标
5.3PLC的应用领域
5.4PLC的分类
5.4.1PLC的分类方法
5.4.2PLC与单片机、计算机的比较
5.5习题
第6章S7-1200 PLC的硬件结构与安装维护
6.1PLC的基本结构
6.2S7-1200 PLC的硬件结构
6.2.1S7-1200 PLC的CPU模块
6.2.2S7-1200 PLC的信号模块
6.2.3S7-1200 PLC的通信模块
6.2.4电源计算
6.3S7-1200 PLC的安装和拆卸
6.3.1安装和拆卸CPU
6.3.2安装和拆卸信号模块
6.3.3安装和拆卸通信模块
6.3.4安装和拆卸信号板
6.3.5安装和拆卸端子板
6.4S7-1200 PLC的接线
6.4.1安装现场的接线
6.4.2隔离电路时的接地与电路参考点
6.4.3电源连接方式
6.4.4数字量输入接线
6.4.5数字量输出接线
6.4.6模拟量输入/输出接线
6.4.7外部电路抗干扰的其他措施
6.5习题
第7章S7-1200 PLC程序设计基础
7.1S7-1200 PLC的工作原理
7.1.1PLC的基本工作原理
7.1.2S7-1200 PLC CPU的工作模式
7.2存储器及其寻址
7.2.1S7-1200 PLC的存储器
7.2.2寻址
7.3数据格式与数据类型
7.3.1数制
7.3.2基本数据类型
7.3.3复杂数据类型
7.3.4参数类型
7.3.5系统数据类型
7.3.6硬件数据类型
7.4程序结构
7.4.1组织块
7.4.2功能和功能块
7.4.3数据块
7.4.4块的调用
7.5编程方法
7.5.1线性化编程
7.5.2模块化编程
7.5.3结构化编程
7.6编程语言
7.6.1梯形图编程语言
7.6.2功能块图编程语言
7.6.3语句表编程语言
7.6.4S7 Graph编程语言
7.6.5S7-HiGraph编程语言
7.6.6S7 SCL编程语言
7.6.7S7 CFC编程语言
7.7习题
第8章项目入门
8.1TIA Portal概述
8.2TIA Portal使用入门
8.2.1通过Portal视图创建一个项目
8.2.2组态硬件设备及网络
8.2.3PLC编程
8.2.4组态可视化
8.2.5下载项目
8.2.6在线监视项目
8.2.7下载与上载
8.2.8仿真软件的使用
8.3设备属性
8.4使用变量表
8.4.1PLC变量表
8.4.2在程序编辑器中使用和显示变量
8.4.3设置PLC变量的保持性
8.5调试和诊断工具
8.5.1使用监视表格
8.5.2显示CPU中的诊断事件
8.5.3参考数据
8.6存储卡的使用
8.6.1修改存储卡的工作模式
8.6.2使用程序卡模式
8.6.3使用传输卡模式
8.6.4使用存储卡清除密码
8.6.5使用24MB存储卡更新
S7-1200 PLC CPU的固件版本
8.7习题
第9章指令系统
9.1基本指令
9.1.1位逻辑指令
9.1.2定时器
9.1.3计数器
9.1.4比较指令
9.1.5数学函数指令
9.1.6移动指令
9.1.7转换指令
9.1.8程序控制指令
9.1.9字逻辑运算指令
9.1.10移位和循环指令
9.2扩展指令
9.2.1日期和时间指令
9.2.2字符串和字符指令
9.2.3分布式I/O指令
9.2.4PROFIenergy指令
9.2.5中断指令
9.2.6报警指令
9.2.7诊断指令
9.2.8脉冲指令
9.2.9配方和数据记录指令
9.2.10数据块控制指令
9.2.11寻址指令
9.3习题
第10章程序设计
10.1经验设计法
10.1.1常用典型梯形图电路
10.1.2PLC的编程原则
10.2顺序功能图
10.2.1顺序功能图的含义及绘制方法
10.2.2顺序控制的设计思想
10.2.3顺序功能图的基本结构
10.2.4绘制顺序功能图的注意事项
10.3顺序控制设计法
10.3.1根据顺序功能图编程的基本规则
10.3.2使用起保停电路
10.3.3使用置位/复位指令
10.4使用数据块
10.4.1定义数据块
10.4.2使用全局数据块举例
10.4.3访问数据块
10.4.4复杂数据类型的使用
10.5编程方法
10.5.1模块化编程
10.5.2临时变量
10.5.3结构化编程
10.5.4FB的使用
10.5.5检查块的一致性
10.6使用组织块
10.6.1事件和组织块
10.6.2启动组织块
10.6.3循环中断组织块
10.6.4硬件中断组织块
10.6.5延时中断组织块
10.6.6时间错误中断组织块
10.6.7诊断组织块
10.7习题
第11章S7-1200 PLC的通信
11.1概述
11.1.1SIMATIC NET概述
11.1.2S7-1200 PLC的通信功能
11.2PROFINET IO系统
11.2.1S7-1200 PLC作IO控制器
11.2.2S7-1200 PLC作智能IO设备
11.3S7-1200 PLC的开放式用户通信
11.3.1支持的协议
11.3.2通信指令
11.3.3S7-1200 PLC之间的以太网通信举例
11.3.4S7-1200的Modbus TCP通信
11.4S7-1200 PLC的S7协议通信
11.4.1S7-1200 PLC之间的单向S7通信
11.4.2S7-1200 PLC与S7-
200/300/400 PLC的通信
11.5S7-1200 PLC的PROFIBUS-DP通信
11.5.1S7-1200 PLC作DP主站
11.5.2S7-1200 PLC作DP从站
11.6S7-1200 PLC的串口通信
11.6.1自由口协议通信
11.6.2Modbus RTU协议通信
11.6.3USS协议通信
11.7习题
第12章工艺功能
12.1模拟量处理及PID功能
12.1.1模拟量处理
12.1.2PID控制器的基础知识
12.1.3PID应用举例
12.2高速计数器
12.2.1高速计数器的基础知识
12.2.2应用举例
12.3运动控制
12.3.1运动控制功能的原理
12.3.2工艺对象“轴”
12.3.3程序指令块
12.3.4应用举例
12.4PWM
12.4.1PWM的基础知识
12.4.2应用举例
12.5习题
第13章PLC控制系统设计
13.1PLC控制系统设计内容
13.1.1PLC控制系统设计流程
13.1.2系统设计原则
13.2系统硬件设计
13.2.1PLC选型
13.2.2I/O模块选择及I/O地址分配
13.2.3安全回路设计
13.2.4可靠性设计
13.3PLC控制系统设计实例
13.3.1系统的工艺流程和控制要求
13.3.2系统的硬件设计
13.3.3系统的软件设计
13.4习题
参考文献
图书评论
