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第1章 电气控制基础1

1.1 常用电器元件及符号1

1.1.1 电器的基本知识1

1.1.2 接触器3

1.1.3 继电器8

1.1.4 刀开关与低压断路器15

1.1.5 熔断器18

1.1.6 主令电器20

1.2 电器控制的基本线路24

1.2.1 三相笼型电动机直接启动控制线路25

1.2.2 顺序连锁控制线路27

1.2.3 互锁控制线路29

1.2.4 位置原则的控制线路29

1.2.5 时间原则的控制线路31

1.2.6 速度原则的控制线路31

习题33

第2章 典型电气控制系统35

2.1 卧式车床的电气控制35

2.1.1 卧式车床的主要工作情况35

2.1.2 C650型卧式车床的电气控制35

2.2 平面磨床的电气控制37

2.2.1 平面磨床的主要工作情况37

2.2.2 M7130平面磨床的电气控制37

2.3 摇臂钻床的电气控制39

2.3.1 摇臂钻床的主要工作情况39

2.3.2 Z3040摇臂钻床的电气控制39

2.4 铣床的电气控制41

2.4.1 铣床的主要工作情况41

2.4.2 X62W铣床的电气控制41

2.5 桥式起重机的电气控制45

2.5.1 桥式起重机的主要工作情况45

2.5.2 30/5t桥式吊钩起重机的电气控制45

2.5.3 直流拖动起重机的电气控制50

习题53

第3章 可编程序控制器基础知识54

3.1 可编程序控制器概述54

3.1.1 什么是可编程序控制器54

3.1.2 PLC的产生与发展54

3.1.3 PLC的特点与应用领域55

3.1.4 PLC的分类57

3.2 PLC控制系统与电器控制系统的比较58

3.2.1 电气控制系统与PLC控制系统58

3.2.2 PLC的等效电路59

3.2.3 PLC控制系统与电气控制系统的区别60

3.3 PLC的基本组成61

3.3.1 PLC的硬件组成61

3.3.2 PLC的软件组成66

3.4 PLC的工作原理68

3.4.1 扫描工作原理68

3.4.2 PLC扫描工作过程69

3.4.3 PLC执行程序的过程及特点69

3.5 PLC的性能指标与发展趋势71

3.5.1 PLC的性能指标71

3.5.2 PLC的发展趋势71

3.6 国内外PLC产品介绍72

3.6.1 美国PLC产品73

3.6.2 欧洲PLC产品73

3.6.3 日本PLC产品74

3.6.4 我国PLC产品75

习题75

第4章 SIMATIC S7-1200 PLC的基础知识76

4.1 SIMATIC S7-1200的功能定位76

4.2 SIMATIC S7-1200 PLC的硬件76

4.2.1 CPU模块77

4.2.2 信号板与信号模块81

4.2.3 集成的通信接口与通信模块83

4.3 SIMATIC S7-1200 PLC支持的数据类型84

4.3.1 基本数据类型84

4.3.2 复杂数据类型86

4.4 SIMATIC S7-1200 PLC对数据寻址方式87

4.5 SIMATIC S7-1200 PLC的存储器88

4.6 SIMATICS7-1200 PLC系统存储区89

习题90

第5章 SIMATIC S7-1200 PLC的指令系统92

5.1 SIMATICS7-1200 PLC的基本指令92

5.1.1 位逻辑指令92

5.1.2 定时器、计数器指令95

5.1.3 比较指令102

5.1.4 转换指令103

5.1.5 移动指令105

5.1.6 移位和循环移位指令107

5.1.7 基本逻辑运算指令108

5.1.8 数学运算指令110

5.1.9 跳转与标签指令113

5.2 SIMATIC S7-1200 PLC的扩展指令114

5.2.1 日期和时间指令114

5.2.2 字符串和字符指令115

5.2.3 程序控制指令118

5.2.4 通信指令118

5.2.5 中断指令122

5.2.6 PID控制和脉冲指令124

5.2.7 运动控制指令124

5.3 SIMATIC S7-1200 PLC的全局库指令126

5.3.1 Modbus指令库126

5.3.2 USS指令库128

习题129

第6章 可编程序控制器的程序设计方法130

6.1 经验设计法130

6.1.1 基本电路的梯形图130

6.1.2 梯形图的经验设计法133

6.2 顺序控制设计法135

6.2.1 步与动作136

6.2.2 有向连接与转换条件138

6.2.3 顺序功能图的基本结构139

6.2.4 顺序功能图中转换实现的基本规则141

6.3 置位复位顺序控制梯形图与功能图的编程方法143

6.3.1 设计顺序控制梯形图的一些基本问题143

6.3.2 单序列的编程方法144

6.3.3 选择序列与并行序列的编程方法146

6.3.4 应用举例149

6.4 程序结构设计方法152

6.4.1 程序结构概括152

6.4.2 功能与功能块153

6.4.3 数据块与组织块157

习题158

第7章 可编程序控制器控制系统设计159

7.1 PLC控制系统设计的基本原则与内容159

7.1.1 PLC控制系统设计的基本原则159

7.1.2 PLC的选择160

7.1.3 减少I/O点数的措施164

7.2 PLC在控制系统中的应用169

7.2.1 机械手及其控制要求169

7.2.2 PLC的I/O分配171

7.2.3 PLC程序设计171

7.2.4 程序综合与模拟调试183

7.3 提高PLC控制系统可靠性的措施183

7.3.1 适合的工作环境183

7.3.2 合理的安装与布线184

7.3.3 正确接地184

7.3.4 必需的安全保护环节185

7.3.5 必要的软件措施185

7.3.6 采用冗余系统或热备用系统186

7.4 PLC控制系统的维护和故障诊断186

7.4.1 PLC控制系统的维护186

7.4.2 PLC的故障诊断187

习题190

第8章 可编程序控制器通信与网络技术191

8.1 PLC通信191

8.1.1 PLC通信概述191

8.1.2 PLC网络195

8.1.3 现场总线技术198

8.2 PLC网络应用实例200

8.2.1 汽车发动机装配线系统构成与要求200

8.2.2 系统结构及功能200

8.2.3 目标控制系统201

习题203

第9章 PLC工业及生活实用实例205

9.1 交通信号灯的控制205

9.1.1 控制要求205

9.1.2 I/O地址分配和程序设计205

9.2 全自动洗衣机的PLC控制208

9.2.1 控制要求209

9.2.2 I/O地址分配210

9.2.3 软件系统设计210

9.3 运料小车的往返运行控制213

9.3.1 控制要求213

9.3.2 注意事项215

9.4 自动分拣装置的PLC控制215

9.4.1 控制要求216

9.4.2 I/O分配及PLC外部接线图216

9.4.3 程序设计217

9.5 机械手搬运控制219

9.5.1 控制要求与解决思路219

9.5.2 硬件设计220

9.5.3 程序设计220

9.5.4 总结与评价227

第10章 PLC工程机械实用实例228

10.1 桥式起重机的控制228

10.1.1 实现目标与要求228

10.1.2 解决思路228

10.1.3 控制需求分析与硬件设计228

10.1.4 总结与评价232

10.2 挖掘机电气控制系统设计232

10.2.1 主电路设计与控制要求232

10.2.2 PLC控制系统设计232

10.3 PLC在桥式起重机检测控制中的应用236

10.3.1 检测系统的控制要求236

10.3.2 PLC选型及I/O地址分配236

10.3.3 桥式起重机检测的PLC控制梯形图设计237

10.3.4 总结与评价241

10.4 工业铲车操作控制241

10.4.1 设计任务242

10.4.2 设计思路242

10.4.3 工业铲车控制系统电路的编制242

10.4.4 编写程序243

10.5 液体搅拌机的控制249

10.5.1 工作原理249

10.5.2 控制要求249

10.5.3 I/O地址分配249

10.5.4 设计梯形图250

10.5.5 注意事项252

附录 实验指导254

参考文献256