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第1章 绪论1

1.1 机电控制技术概述1

1.1.1 机电控制技术的发展概况1

1.1.2 机电控制技术的发展前景2

1.2 可编程控制器概述2

1.2.1 PLC的特点3

1.2.2 PLC的发展概况4

1.2.3 PLC在工业自动化领域的地位5

1.2.4 PLC的发展趋势5

1.3 机电控制及可编程控制器课程的性质、内容和任务6

本章小结7

第2章 常用低压电器8

2.1 低压电器8

2.2 接触器9

2.2.1 接触器的分类9

2.2.2 接触器的结构及工作原理9

2.2.3 主要技术参数10

2.2.4 接触器的选择与使用11

2.3 继电器12

2.3.1 电磁式继电器12

2.3.2 热继电器14

2.3.3 时间继电器16

2.3.4 速度继电器17

2.4 开关电器18

2.4.1 刀开关19

2.4.2 低压断路器20

2.5 熔断器23

2.5.1 熔断器的结构及工作原理23

2.5.2 图形符号及文字符号24

2.5.3 熔断器的选用原则24

2.5.4 熔断器与断路器的区别25

2.6 主令电器25

2.6.1 控制按钮25

2.6.2 转换开关26

2.6.3 行程开关28

2.6.4 接近开关29

2.7 低压电器的安装使用原则31

本章小结31

练习题32

第3章 电气控制电路的基本环节33

3.1 电气控制系统图的绘制34

3.1.1 电气控制系统图常用的图形符号和文字符号34

3.1.2 电气原理图34

3.1.3 电气元件布置图39

3.1.4 电气安装接线图41

3.2 电气控制系统常用的保护环节42

3.2.1 短路保护42

3.2.2 过电流保护42

3.2.3 过载保护42

3.2.4 失电压保护43

3.2.5 欠电压保护43

3.2.6 过电压保护43

3.3 电气控制线路的常用基本回路44

3.3.1 长动与点动控制回路44

3.3.2 联锁控制回路46

3.3.3 多点控制回路47

3.3.4 顺序控制回路48

3.3.5 自动往复循环控制线路50

3.3.6 时间控制线路51

3.4 异步电动机的启动控制线路52

3.4.1 三相异步电动机的直接启动52

3.4.2 三相异步电动机的降压启动53

3.5 异步电动机的调速控制线路56

3.5.1 异步电动机的调速原理57

3.5.2 改变磁极对数调速的控制线路59

3.5.3 绕线转子异步电动机转子回路串电阻调速控制线路60

3.6 异步电动机的制动控制线路62

3.6.1 三相异步电动机的能耗制动控制线路62

3.6.2 反接制动控制线路64

3.7 典型机床的控制线路分析66

3.7.1 CA6140型卧式车床电气控制线路66

3.7.2 X62W型万能铣床电气控制线路69

本章小结74

练习题74

第4章 可编程控制器基础知识81

4.1 PLC的定义81

4.2 PLC控制基础82

4.2.1 PLC控制的基本概念82

4.2.2 PLC控制的等效电路82

4.3 PLC的基本硬件结构84

4.3.1 基本组成84

4.3.2 CPU单元86

4.3.3 存储器86

4.3.4 输入输出接口单元88

4.4 PLC基本工作原理93

4.4.1 PLC的工作过程93

4.4.2 梯形图程序的循环扫描过程95

4.4.3 中断的输入处理96

4.4.4 数据I/O操作和处理规则97

4.4.5 PLC的I/O滞后现象98

4.5 PLC的基本技术性能指标99

4.6 S7-1200可编程控制器概述100

4.6.1 S7系列PLC100

4.6.2 S7-1200系列PLC101

4.6.3 PLC的安装与接线109

4.7 PLC软件基础——梯形图110

4.7.1 梯形图的组成110

4.7.2 梯形图的特点110

4.7.3 梯形图编程的基本规则111

4.7.4 梯形图程序的优化111

本章小结113

练习题113

第5章 可编程控制器指令系统115

5.1 PLC基本指令115

5.1.1 基本逻辑指令116

学习活动 PLC基本指令应用——设计电动机正反转的PLC控制系统121

5.1.2 定时器指令123

5.1.3 计数器指令126

5.2 PLC功能指令129

5.2.1 比较指令129

5.2.2 数学运算指令131

5.2.3 逻辑运算指令138

5.2.4 移动指令与转换指令139

5.2.5 移位指令与循环指令143

5.2.6 字符串指令145

5.3 其他指令150

5.3.1 程序控制类指令150

5.3.2 通信指令152

5.3.3 中断、PID、脉冲指令161

本章小结169

练习题169

第6章 可编程控制器基本控制程序设计171

6.1 程序设计基础172

6.1.1 程序的基本单元172

6.1.2 程序设计对PLC的基本要求172

6.1.3 程序设计的基本内容173

6.2 控制系统程序设计174

6.2.1 继电器控制电路移植法174

6.2.2 经验设计法175

学习活动6-1设计弹性轴承疲劳试验台控制系统177

6.2.3 逻辑设计法180

学习活动6-2用逻辑设计法设计进水口快速闸门运行状态监测系统182

6.2.4 顺序控制设计法187

学习活动6-3用顺序控制设计法设计多功能机具沿管爬行控制程序196

6.3 典型控制程序200

6.3.1 自锁功能控制程序200

6.3.2 互锁及联锁功能控制程序200

6.3.3 计数控制程序203

6.3.4 时间控制程序204

6.3.5 报警控制程序207

6.3.6 优先控制程序208

本章小结210

练习题211

第7章 可编程控制器系统设计和实例212

7.1 PLC应用系统的设计212

7.1.1 设计原则和内容213

7.1.2 控制系统设计步骤214

7.1.3 PLC的选型、测试和调试215

7.2 PLC控制系统实例217

7.2.1 液压闸刀式切管机217

7.2.2 船用主机自动控制系统227

7.2.3 水下分离器控制系统240

学习活动 设计PLC实验控制台257

本章小结259

练习题260

第8章 可编程控制器的通信及网络262

8.1 通信及网络概述263

8.1.1 数据通信基础263

8.1.2 PLC网络系统结构265

8.1.3 现场总线技术266

8.2 S7-1200以太网通信268

8.2.1 PLC网络通信方式268

8.2.2 S7-1200与S7-300/400的通信271

学习活动8-1 PLC网络通信应用实例——开放式用户的连接实例279

8.3 S7-1200串行通信281

8.3.1 S7-1200串行通信概述281

8.3.2 S7-1200串行通信模块的通信协议283

8.3.3 S7-1200串行通信模块的设置291

学习活动8-2 串口通信模块与超级终端的数据通信297

本章小结302

练习题302

参考答案303

参考文献324