電氣控制與S7-200 SMART PLC應用技術
王明武,王楠
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商品描述
本書從實際教學需要和工程應用出發，介紹和講解了繼電接觸器控制系統和可編程序控制器系統的工作原理、設計方法與應用實例，系統講述了S7-200 SMART PLC的硬件組成結構和編程軟件的使用方法，基本指令、功能指令和順序控制指令的編程方法，以及網絡通信的相關內容。
目錄大綱
目錄
第1章 常用低壓控制電器 1
1.1 電器的基本知識 1
1.1.1 電器的定義和分類 1
1.1.2 電磁式低壓電器的基本結構和工作原理 2
1.2 接觸器 6
1.2.1 接觸器的結構和工作原理 7
1.2.2 接觸器的技術參數 8
1.3 繼電器 9
1.3.1 繼電器的分類與特性 9
1.3.2 電磁式繼電器 10
1.3.3 熱繼電器 11
1.3.4 時間繼電器 13
1.3.5 速度繼電器 13
1.4 低壓斷路器 14
1.5 熔斷器 16
1.6 主令電器 18
1.6.1 控制按鈕 18
1.6.2 轉換開關 19
1.6.3 行程開關 20
1.6.4 接近開關 21
1.7 信號電器 21
1.8 常用執行器件 22
1.9 常用電氣安裝附件 23
思考題與習題 24
第2章 電氣控制線路基礎 25
2.1 電氣控制線路圖的圖形、文字符號及繪制原則 25
2.1.1 常用電氣圖形符號和文字符號 25
2.1.2 電氣控制線路圖的繪制原則 26
2.2 三相籠型異步電動機啟動控制線路 29
2.2.1 全壓啟動控制線路 29
2.2.2 降壓啟動控制線路 31
2.3 正反轉控制線路 35
2.4 三相籠型異步電動機制動控制線路 36
2.4.1 反接制動控制線路 36
2.4.2 能耗制動控制線路 38
2.5 三相籠型異步電動機速度控制線路 39
2.5.1 變極調速 39
2.5.2 變頻調速和變頻器 41
2.6 三相籠型異步電動機典型控制環節 46
2.6.1 多點控制線路 46
2.6.2 順序控制線路 46
2.6.3 自動循環控制線路 47
2.7 電氣控制線路的對象約束法 48
2.7.1 經驗設計法和邏輯設計法 48
2.7.2 對象約束法 49
2.7.3 對象約束法的應用 51
2.8 典型生產機械電氣控制線路分析 53
2.8.1 電氣控制線路分析基礎 53
2.8.2 C650卧式車床電氣控制線路 54
思考題與習題 57
第3章 可編程序控制器 59
3.1 PLC概述 59
3.1.1 PLC的產生 59
3.1.2 PLC的特點 60
3.1.3 PLC的分類 61
3.1.4 PLC的發展 62
3.1.5 PLC的應用領域 65
3.2 PLC的基本組成 66
3.3 PLC的工作原理 68
3.3.1 PLC的工作方式 68
3.3.2 PLC的工作過程 69
思考題與習題 70
第4章 S7-200 SMART PLC概述 71
4.1 S7-200 SMART PLC硬件 71
4.1.1 CPU模塊 71
4.1.2 數字量擴展模塊與信號板 75
4.1.3 模擬量擴展模塊 76
4.1.4 信號板 77
4.1.5 I/O地址分配 77
4.1.6 接線 78
4.2 系統存儲器與尋址 79
4.2.1 存儲器 79
4.2.2 數據類型和尋址 83
4.3 S7-200 SMART PLC編程語言與程序結構 86
4.3.1 編程語言 86
4.3.2 程序結構 88
4.4 S7-200 SMART PLC軟件開發環境 88
4.4.1 安裝與界面 88
4.4.2 創建與組態 90
4.4.3 程序編寫 96
4.4.4 通信連接 100
4.4.5 下載與上傳 102
4.4.6 項目調試 104
4.4.7 數據塊 107
4.4.8 向導和工具 109
4.4.9 程序信息 109
思考題與習題 111
第5章 S7-200 SMART PLC指令及程序設計 112
5.1 位邏輯指令 112
5.2 定時器指令 118
5.3 計數器指令 122
5.4 比較指令 124
5.5 程序控制指令 126
5.6 PLC編程指導 128
5.6.1 梯形圖編程的基本規則 128
5.6.2 典型的簡單電路編程 128
5.7 PLC程序的對象約束法 133
思考題與習題 135
第6章 S7-200 SMART PLC功能指令 136
6.1 數據處理指令 136
6.1.1 移動指令 136
6.1.2 移位和循環移位指令 137
6.1.3 整數轉換指令 138
6.1.4 ASCII碼轉換指令 140
6.1.5 字符串轉換指令 142
6.1.6 編碼、解碼和段碼指令 143
6.2 數學運算指令 144
6.2.1 邏輯運算指令 144
6.2.2 整數運算指令 145
6.2.3 實數運算指令 147
6.3 時鐘指令 148
6.4 字符串指令 149
6.5 表格指令 151
6.6 子程序 153
6.7 中斷 156
6.7.1 中斷概念 156
6.7.2 中斷指令 158
6.7.3 中斷程序 159
6.8 高速計數器 160
6.8.1 高速計數器概述 161
6.8.2 高速計數器程序設計 163
6.9 高速脈沖輸出 168
6.9.1 高速脈沖輸出概述 168
6.9.2 高速脈沖輸出程序設計 168
6.10 模擬量閉環控制 175
6.10.1 PID的概念 175
6.10.2 PID程序設計 176
6.10.3 PID自整定 180
思考題與習題 182
第7章 S7-200 SMART PLC順序控制及應用 183
7.1 功能圖的產生、基本概念及構成規則 183
7.1.1 功能圖的產生 183
7.1.2 功能圖的基本概念 183
7.1.3 功能圖的構成規則 184
7.2 順序控制指令 185
7.3 功能圖的主要類型 186
7.3.1 單流程 186
7.3.2 可選擇的分支和連接 188
7.3.3 並行分支和連接 192
7.3.4 跳轉和循環 195
思考題與習題 197
第8章 S7-200 SMART PLC通信 199
8.1 工業網絡通信 199
8.1.1 工業網絡概念 199
8.1.2 開放系統互聯模型 200
8.1.3 工業數據通信 201
8.2 S7-200 SMART PLC通信網絡 203
8.2.1 現場總線 203
8.2.2 西門子工業網絡結構 204
8.2.3 S7-200 SMART PLC通信接口及網絡連接 205
8.3 以太網通信 209
8.4 開放式用戶通信 211
8.5 自由埠 215
8.5.1 自由埠通信 215
8.5.2 Modbus通信 218
8.5.3 USS通信 222
思考題與習題 225
第9章 PLC控制系統綜合設計 226
9.1 PLC控制系統設計步驟及內容 226
9.2 HMI及其使用 228
9.2.1 功能與分類 229
9.2.2 文本顯示器組態 230
9.2.3 觸摸屏組態 236
9.3 雙恆壓無塔供水控制系統設計 239
9.3.1 工藝過程 239
9.3.2 系統控制要求 240
9.3.3 系統I/O點地址分配 240
9.3.4 PLC選型 241
9.3.5 電氣控制系統原理圖 241
9.3.6 系統程序設計 244
思考題與習題 249
參考文獻 250
第1章 常用低壓控制電器 1
1.1 電器的基本知識 1
1.1.1 電器的定義和分類 1
1.1.2 電磁式低壓電器的基本結構和工作原理 2
1.2 接觸器 6
1.2.1 接觸器的結構和工作原理 7
1.2.2 接觸器的技術參數 8
1.3 繼電器 9
1.3.1 繼電器的分類與特性 9
1.3.2 電磁式繼電器 10
1.3.3 熱繼電器 11
1.3.4 時間繼電器 13
1.3.5 速度繼電器 13
1.4 低壓斷路器 14
1.5 熔斷器 16
1.6 主令電器 18
1.6.1 控制按鈕 18
1.6.2 轉換開關 19
1.6.3 行程開關 20
1.6.4 接近開關 21
1.7 信號電器 21
1.8 常用執行器件 22
1.9 常用電氣安裝附件 23
思考題與習題 24
第2章 電氣控制線路基礎 25
2.1 電氣控制線路圖的圖形、文字符號及繪制原則 25
2.1.1 常用電氣圖形符號和文字符號 25
2.1.2 電氣控制線路圖的繪制原則 26
2.2 三相籠型異步電動機啟動控制線路 29
2.2.1 全壓啟動控制線路 29
2.2.2 降壓啟動控制線路 31
2.3 正反轉控制線路 35
2.4 三相籠型異步電動機制動控制線路 36
2.4.1 反接制動控制線路 36
2.4.2 能耗制動控制線路 38
2.5 三相籠型異步電動機速度控制線路 39
2.5.1 變極調速 39
2.5.2 變頻調速和變頻器 41
2.6 三相籠型異步電動機典型控制環節 46
2.6.1 多點控制線路 46
2.6.2 順序控制線路 46
2.6.3 自動循環控制線路 47
2.7 電氣控制線路的對象約束法 48
2.7.1 經驗設計法和邏輯設計法 48
2.7.2 對象約束法 49
2.7.3 對象約束法的應用 51
2.8 典型生產機械電氣控制線路分析 53
2.8.1 電氣控制線路分析基礎 53
2.8.2 C650卧式車床電氣控制線路 54
思考題與習題 57
第3章 可編程序控制器 59
3.1 PLC概述 59
3.1.1 PLC的產生 59
3.1.2 PLC的特點 60
3.1.3 PLC的分類 61
3.1.4 PLC的發展 62
3.1.5 PLC的應用領域 65
3.2 PLC的基本組成 66
3.3 PLC的工作原理 68
3.3.1 PLC的工作方式 68
3.3.2 PLC的工作過程 69
思考題與習題 70
第4章 S7-200 SMART PLC概述 71
4.1 S7-200 SMART PLC硬件 71
4.1.1 CPU模塊 71
4.1.2 數字量擴展模塊與信號板 75
4.1.3 模擬量擴展模塊 76
4.1.4 信號板 77
4.1.5 I/O地址分配 77
4.1.6 接線 78
4.2 系統存儲器與尋址 79
4.2.1 存儲器 79
4.2.2 數據類型和尋址 83
4.3 S7-200 SMART PLC編程語言與程序結構 86
4.3.1 編程語言 86
4.3.2 程序結構 88
4.4 S7-200 SMART PLC軟件開發環境 88
4.4.1 安裝與界面 88
4.4.2 創建與組態 90
4.4.3 程序編寫 96
4.4.4 通信連接 100
4.4.5 下載與上傳 102
4.4.6 項目調試 104
4.4.7 數據塊 107
4.4.8 向導和工具 109
4.4.9 程序信息 109
思考題與習題 111
第5章 S7-200 SMART PLC指令及程序設計 112
5.1 位邏輯指令 112
5.2 定時器指令 118
5.3 計數器指令 122
5.4 比較指令 124
5.5 程序控制指令 126
5.6 PLC編程指導 128
5.6.1 梯形圖編程的基本規則 128
5.6.2 典型的簡單電路編程 128
5.7 PLC程序的對象約束法 133
思考題與習題 135
第6章 S7-200 SMART PLC功能指令 136
6.1 數據處理指令 136
6.1.1 移動指令 136
6.1.2 移位和循環移位指令 137
6.1.3 整數轉換指令 138
6.1.4 ASCII碼轉換指令 140
6.1.5 字符串轉換指令 142
6.1.6 編碼、解碼和段碼指令 143
6.2 數學運算指令 144
6.2.1 邏輯運算指令 144
6.2.2 整數運算指令 145
6.2.3 實數運算指令 147
6.3 時鐘指令 148
6.4 字符串指令 149
6.5 表格指令 151
6.6 子程序 153
6.7 中斷 156
6.7.1 中斷概念 156
6.7.2 中斷指令 158
6.7.3 中斷程序 159
6.8 高速計數器 160
6.8.1 高速計數器概述 161
6.8.2 高速計數器程序設計 163
6.9 高速脈沖輸出 168
6.9.1 高速脈沖輸出概述 168
6.9.2 高速脈沖輸出程序設計 168
6.10 模擬量閉環控制 175
6.10.1 PID的概念 175
6.10.2 PID程序設計 176
6.10.3 PID自整定 180
思考題與習題 182
第7章 S7-200 SMART PLC順序控制及應用 183
7.1 功能圖的產生、基本概念及構成規則 183
7.1.1 功能圖的產生 183
7.1.2 功能圖的基本概念 183
7.1.3 功能圖的構成規則 184
7.2 順序控制指令 185
7.3 功能圖的主要類型 186
7.3.1 單流程 186
7.3.2 可選擇的分支和連接 188
7.3.3 並行分支和連接 192
7.3.4 跳轉和循環 195
思考題與習題 197
第8章 S7-200 SMART PLC通信 199
8.1 工業網絡通信 199
8.1.1 工業網絡概念 199
8.1.2 開放系統互聯模型 200
8.1.3 工業數據通信 201
8.2 S7-200 SMART PLC通信網絡 203
8.2.1 現場總線 203
8.2.2 西門子工業網絡結構 204
8.2.3 S7-200 SMART PLC通信接口及網絡連接 205
8.3 以太網通信 209
8.4 開放式用戶通信 211
8.5 自由埠 215
8.5.1 自由埠通信 215
8.5.2 Modbus通信 218
8.5.3 USS通信 222
思考題與習題 225
第9章 PLC控制系統綜合設計 226
9.1 PLC控制系統設計步驟及內容 226
9.2 HMI及其使用 228
9.2.1 功能與分類 229
9.2.2 文本顯示器組態 230
9.2.3 觸摸屏組態 236
9.3 雙恆壓無塔供水控制系統設計 239
9.3.1 工藝過程 239
9.3.2 系統控制要求 240
9.3.3 系統I/O點地址分配 240
9.3.4 PLC選型 241
9.3.5 電氣控制系統原理圖 241
9.3.6 系統程序設計 244
思考題與習題 249
參考文獻 250
