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第1章 电气控制基础1

1.1常用低压电器1

1.1.1刀开关2

1.1.2熔断器4

1.1.3断路器6

1.1.4接触器8

1.1.5控制继电器9

1.1.6主令电器16

1.2电气图中的图形符号和文字符号20

1.2.1电器的文字符号20

1.2.2电器的图形符号20

1.3电气图基本知识25

1.4三相异步电动机的基本控制电路27

1.4.1基本控制环节27

1.4.2三相异步电动机起动控制30

1.4.3三相异步电动机制动控制32

1.4.4三相异步电机调速控制线路33

习题35

第2章 可编程序控制器概述36

2.1 PLC简介36

2.1.1 PLC的产生36

2.1.2 PLC的发展37

2.1.3 PLC的定义37

2.1.4 PLC的分类38

2.1.5 PLC的特点39

2.1.6 PLC性能指标41

2.2 PLC硬件组成41

2.3 PLC编程环境和工作原理44

2.3.1 PLC编程环境44

2.3.2 PLC编程语言及编程软件45

2.3.3 PLC的工作原理47

2.4 PLC产品概况及发展趋势48

2.5 PLC在工业自动化中的地位和作用50

2.6 SIMATIC自动化控制系统50

2.6.1 SIMATIC的组成50

2.6.2全集成自动化53

习题53

第3章S7 -300 PLC硬件系统54

3.1 S7-300 PLC硬件简介54

3.2 S7-300 PLC机架54

3.3 S7-300 PLC电源模块55

3.4 S7-300 PLC CPU模块56

3.4.1 CPU模块的分类56

3.4.2 CPU面板介绍57

3.4.3 CPU模块存储器60

3.5 S7 -300 PLC接口模块61

3.6 S7-300 PLC信号模块62

3.6.1数字量模块62

3.6.2模拟量模块65

3.6.3数字量仿真模块67

3.7其他模块68

3.8编程设备PG/PC69

3.9人机操作界面70

3.9.1人机界面的概念70

3.9.2人机界面的功能70

3.9.3 WinCC软件71

3.10 S7-300 PLC模块的安装与扩展72

3.10.1模块配放原则72

3.10.2模块安装规范72

3.10.3模块安装步骤73

3.10.4模块扩展74

3.11 S7-300 PLC模块编址76

3.11.1数字量I/O编址76

3.11.2模拟量I/O编址77

3.11.3面向用户编址77

习题78

第4章 编程软件STEP 7的介绍与使用79

4.1 STEP 7概述79

4.2安装与卸载STEP 780

4.2.1安装系统配置80

4.2.2 STEP 7授权81

4.2.3安装STEP 781

4.2.4卸载STEP 784

4.3 SIMATIC管理器概述85

4.4项目的管理与创建85

4.4.1 STEP 7创建项目步骤85

4.4.2项目结构85

4.4.3创建项目86

4.4.4编辑项目88

4.5硬件组态89

4.5.1硬件组态步骤89

4.5.2参数设置90

4.5.3硬件组态目录更新92

4.6符号表93

4.6.1符号表的创建94

4.6.2符号表的管理95

4.7逻辑块的生成98

4.7.1逻辑块的组成98

4.7.2程序编辑器的设置98

4.7.3输入程序的方式99

4.7.4程序块上锁100

4.7.5程序编辑器101

4.8硬件接口与程序下载及上传104

4.8.1硬件接口104

4.8.2程序下载及上传105

4.9程序调试工具PLCSIM106

4.9.1 S7-PLCSIM的介绍106

4.9.2 S7-PLCSIM的使用107

4.9.3 S7-PLCSIM的调试举例109

4.9.4 PLCSIM与真实PLC的差别110

习题111

第5章S7-300 PLC的编程基础112

5.1 IEC61131-3国际标准简介112

5.2 S7-300 PLC编程语言113

5.3梯形图绘制原则115

5.4变量与数制115

5.4.1变量115

5.4.2常量和数制115

5.5数据类型117

5.5.1基本数据类型117

5.5.2复杂数据类型120

5.5.3参数类型121

5.6 PLC中的存储区与寄存器122

5.6.1系统存储器122

5.6.2 CPU中的寄存器123

5.7指令结构与寻址方式125

5.7.1指令结构125

5.7.2寻址方式126

5.8 S7-300 PLC程序结构129

习题132

第6章S7 -300 PLC指令系统133

6.1位逻辑指令133

6.1.1位逻辑指令简介133

6.1.2位逻辑指令使用方法135

6.1.3位操作指令138

6.1.4位测试指令141

6.2定时器指令145

6.2.1定时器指令简介145

6.2.2定时器指令分类147

6.2.3定时器举例155

6.3计数器指令158

6.3.1计数器简介158

6.3.2计数器指令分类159

6.3.3计数器举例162

6.4数据处理指令165

6.4.1装入指令与传送指令165

6.4.2比较指令167

6.4.3数据转换指令171

6.4.4移位指令175

6.5运算指令183

6.5.1算术运算指令183

6.5.2字逻辑运算指令189

6.5.3累加器指令190

6.6控制指令192

6.6.1逻辑控制指令192

6.6.2程序控制指令196

6.6.3主控继电器指令197

6.6.4数据块指令199

6.7库分类及应用200

6.7.1库的分类200

6.7.2库的应用201

6.7.3库的生成202

习题208

第7章 结构化编程211

7.1编程方式和程序结构211

7.1.1编程方式211

7.1.2程序结构211

7.2结构化编程的实现214

7.2.1结构化编程215

7.2.2实现形式215

7.3功能与功能块219

7.3.1功能块219

7.3.2功能223

7.3.3功能的调用225

7.3.4功能块的调用226

7.4结构化程序设计实例226

7.4.1编辑并调用有参功能（FC）226

7.4.2多重背景使用举例229

习题235

第8章 数据块和组织块236

8.1数据块236

8.1.1数据块的类型236

8.1.2数据块的生成237

8.1.3数据块的访问238

8.2 S7-300 PLC的组织块239

8.2.1组织块的分类239

8.2.2中断240

8.2.3启动组织块242

8.2.4时间延时中断组织块243

8.2.5硬件中断组织块245

8.3定期执行组织块248

8.3.1日期时间中断组织块248

8.3.2循环中断组织块252

8.4错误处理组织块255

8.4.1错误处理概述255

8.4.2错误的分类256

8.4.3同步错误组织块256

8.4.4冗余错误组织块256

习题257

第9章S7 -300/400 PLC在模拟量闭环控制中的应用259

9.1 PID控制器259

9.1.1 PID控制的基本原理259

9.1.2 PID控制器的数字化259

9.1.3 PID控制器参数与系统性能关系260

9.2连续PID控制模块FB41261

9.2.1设定值与过程变量的处理261

9.2.2控制器算法262

9.2.3输出值的处理263

9.3脉冲发生器模块FB43263

9.3.1脉冲发生器的功能与结构263

9.3.2两步控制器265

9.3.3三步控制器265

9.4闭环控制示例267

9.4.1系统简介267

9.4.2硬件选型及信号类型设置267

9.4.3程序设计268

习题270

第10章 PLC控制系统设计271

10.1系统设计的原则和内容271

10.1.1设计原则271

10.1.2设计内容271

10.1.3设计步骤272

10.2硬件设计272

10.2.1 PLC的选型272

10.2.2 I/O模块的选型273

10.2.3 PLC容量估算274

10.3软件设计275

10.3.1设计前准备工作275

10.3.2编写程序275

10.3.3程序测试275

10.4系统调试276

10.4.1调试步骤276

10.4.2调试方法276

10.5应用实例277

10.5.1水箱水温自动控制系统277

10.5.2功能需求277

10.5.3控制方案设计277

10.5.4硬件系统设计277

10.5.5程序设计279

10.5.6上位机软件设计283

10.5.7系统调试284

习题285

参考文献286