電器控制與PLC （西門子S7-300機型）第2版

《電器控制與PLC （西門子S7-300機型）第2版》是機械工業出版社2019年出版的圖書，作者是柳春生。

圖書簡介

本書是在2010年出版的浙江省“十一五”重點教材建設項目《電器控制與PLC（西門子S7—300機型）》一書的基礎上，考慮到近年來電氣控制技術已發展到了一個相當高的程度，比如計算機網路通信技術的飛速發展促進了智慧型電器、可通信電器以及基於現場匯流排的控制系統的發展與套用；同時也對近年來國內出版的同類教材進行分析後，全面修改和更新而成。 西門子S7—300 PLC是國內套用範圍廣、市場占有率很高的可程式序控制器產品。

圖書目錄

前言

第一篇電 器 控 制

第一章常用低壓電器1

第一節低壓電器的作用、分類及發展

概況1

一、電器的定義及作用1

二、電器的分類1

三、電力拖動自控系統常用的低壓電器2

四、低壓電器的發展概況2

習題5

第二節接觸器5

一、接觸器的結構與工作原理5

二、交、直流接觸器的特點對比11

三、接觸器的主要技術數據12

四、智慧型接觸器簡介12

習題13

第三節繼電器13

一、繼電器的定義及與接觸器的區別13

二、繼電器的種類及其特點13

三、繼電器觸點的種類14

四、繼電器的特性14

五、繼電器的結構及原理15

六、交流固態繼電器簡介20

七、可程式通用邏輯控制繼電器簡介22

習題28

第四節低壓熔斷器29

一、熔斷器的功能29

二、熔斷器的種類與型號29

三、熔斷器的安秒特性30

四、熔斷器的選擇31

習題31

第五節主令電器31

一、控制按鈕32

二、行程開關33

三、接近開關與光電開關34

四、轉換開關38

習題40

第六節低壓斷路器40

一、低壓斷路器的工作原理40

二、低壓斷路器的功能41

三、低壓斷路器的種類41

四、低壓斷路器的選擇41

五、智慧型斷路器簡介42

第七節變頻器44

一、概述44

二、變頻調速的基本概念46

三、變頻器的分類47

四、變頻器的基本結構54

五、變頻器的主要功能59

六、變頻器的主要技術參數64

七、變頻器的選擇65

習題66

第八節可通信低壓電器67

一、概述67

二、現場匯流排基礎68

三、可通信低壓電器簡介84

習題91

第九節常用執行電器92

一、電磁執行電器92

二、常用驅動設備97

習題99

第二章電器控制線路100

第一節電器控制線路的繪製100

一、圖形和文字元號100

二、電器控制線路的表示方法104

三、控制線路的組成及分類104

四、電器控制原理圖的繪製原則104

五、閱讀和分析控制線路圖的方法104

習題105

第二節籠型電動機的直接起停控制105

一、功能105

二、動作過程105

習題106

第三節組成電器控制線路的基本規律106

一、自鎖控制107

二、聯鎖控制107

三、變化參量控制109

習題113

目錄目錄第四節電器控制線路的一般設計方法113

一、電器控制線路的設計方法113

二、設計中應注意的幾個原則114

三、經驗設計法舉例117

習題120

第五節電器控制的邏輯設計法120

一、三種基本邏輯運算120

二、邏輯代數定理121

三、邏輯函式的化簡123

四、繼電器接觸器控制線路的邏輯

函式124

五、用邏輯設計法設計控制線路124

習題125

第六節常用典型控制線路125

一、籠型異步電動機的起動控制線路125

二、籠型異步電動機的制動控制線路128

三、籠型異步電動機的調速控制線路130

四、軟起動器起動的控制線路簡介134

習題137第二篇可程式序控制器

第三章PLC的產生、基本特點和

主要功能138

第一節PLC的產生、演變和發展趨勢139

一、PLC的產生139

二、國際上PLC的發展過程139

三、我國PLC的發展過程140

四、PLC的發展趨勢141

第二節PLC的分類145

一、按I/O點數分類145

二、按功能分類145

三、按結構形式分類145

第三節PLC的基本特點和主要功能147

一、PLC的主要特點147

二、PLC的主要功能及套用領域148

習題149

第四章PLC的硬體組成及工作

原理150

第一節PLC的基本組成及各部分的

作用150

一、PLC的基本組成150

二、整體式和模組式PLC的組成150

三、PLC各部分的作用151

習題152

第二節PLC的工作原理152

一、PLC的系統工作過程153

二、用戶程式的循環掃描過程155

三、PLC的I/O回響滯後問題158

四、PLC的中斷159

習題160

第三節PLC的I/O模組和外圍設備160

一、數字量I/O模組161

二、模擬量I/O模組162

三、特殊I/O模組（智慧型模組）163

四、外圍設備簡介164

習題166

第四節西門子S7—300 PLC的硬體組成及

硬體配置166

一、S7—300 PLC的概況167

二、硬體組成168

三、S7—300 PLC的模組簡介169

四、分散式I/O簡介182

五、硬體配置184

習題189

第五節西門子PLC網路通信簡介190

一、西門子PLC網路概述190

二、西門子全集成自動化（TIA）

簡介195

習題196

第五章PLC的編程基礎197

第一節PLC程式語言197

一、程式語言的種類及其特點197

二、梯形圖語言197

三、語句表語言198

四、梯形圖的繪製原則198

習題198

第二節S7—300 PLC編程基礎199

一、STEP7的程式結構199

二、STEP7的程式語言199

三、結構化程式中的塊201

四、STEP7的數據類型208

五、PLC中的存儲器與暫存器212

六、S7—300 PLC編址218

七、STEP7的指令類型與指令結構223

習題229

第六章S7—300PLC指令系統及

編程231

第一節邏輯指令231

一、位邏輯指令231

二、字邏輯指令244

習題248

第二節定時器與計數器指令249

一、定時器指令249

二、計數器指令258

習題263

第三節數據處理與算術運算指令265

一、數據裝入與傳送指令265

二、數據轉換指令271

三、數據比較指令276

四、算術運算指令277

五、移位與循環移位指令285

六、累加器操作指令289

七、地址暫存器加指令290

第四節程式執行控制指令291

一、跳轉指令291

二、循環指令298

三、功能塊調用指令與數據塊指令299

四、主控繼電器指令302

五、顯示和空操作指令304

第五節指令系統綜合套用304

習題310

第七章STEP7結構化程式設計312

第一節結構化編程與中斷312

一、結構化編程312

二、PLC中斷313

第二節數據塊及其數據結構316

一、數據塊中存儲數據的類型和

結構316

二、數據塊的類型與建立322

三、訪問數據塊326

四、多重背景數據塊328

第三節功能塊編程與調用329

一、功能塊的結構330

二、功能塊的調用336

三、塊調用時參數傳遞的限制339

四、功能和功能塊編程與調用舉例340

五、系統功能和系統功能塊345

六、時間標記衝突與一致性檢查345

第四節組織塊及其套用346

一、概述346

二、主程式循環組織塊OB1347

三、啟動特性組織塊OB100349

四、定期執行的組織塊OB10、OB35351

五、事件驅動的組織塊358

第五節結構化程式設計舉例379

一、控制對象及其控制要求379

二、控制系統的硬體設計380

三、應用程式設計382

習題389

第八章PLC控制系統設計390

第一節PLC控制系統的設計原則、

內容與步驟390

一、設計原則390

二、設計內容391

三、設計步驟391

第二節PLC控制系統的硬體設計393

一、PLC的選型393

二、PLC容量的估算395

三、I/O模組選擇396

四、電源模組選擇397

五、外部接線設計398

第三節PLC控制系統的軟體設計403

一、PLC軟體設計的一般步驟403

二、西門子STEP7程式設計方法405

第四節PLC控制系統的人機接口設計408

一、人機接口（界面）概述408

二、人機接口系統的選型408

三、系統設計409

第五節PLC控制系統的可靠性與抗干擾

設計410

一、PLC的環境適應性設計410

二、PLC控制系統的冗餘性設計412

三、PLC控制系統的抗干擾設計413

四、PLC控制系統的故障診斷416

第六節PLC控制系統設計舉例418

一、機械手控制系統簡介418

二、使用起、保、停電路的編程方法419

三、使用置位、復位指令的編程方法423

習題424

附錄STEP7語句表指令一覽表425

參考文獻430第一章常用低壓電器1

第一節低壓電器的作用、分類及發展

概況1

一、電器的定義及作用1

二、電器的分類1

三、電力拖動自控系統常用的低壓電器2

四、低壓電器的發展概況2

習題5

第二節接觸器5

一、接觸器的結構與工作原理5

二、交、直流接觸器的特點對比11

三、接觸器的主要技術數據12

四、智慧型接觸器簡介12

習題13

第三節繼電器13

一、繼電器的定義及與接觸器的區別13

二、繼電器的種類及其特點13

三、繼電器觸點的種類14

四、繼電器的特性14

五、繼電器的結構及原理15

六、交流固態繼電器簡介18

習題19

第四節低壓熔斷器20

一、熔斷器的功能20

二、熔斷器的種類與型號20

三、熔斷器的安秒特性21

四、熔斷器的選擇21

習題22

第五節主令電器22

一、控制按鈕22

二、行程開關24

三、轉換開關25

習題27

第六節低壓斷路器27

一、低壓斷路器的工作原理27

二、低壓斷路器的種類27

三、低壓斷路器的功能28

四、低壓斷路器的選擇28

五、智慧型斷路器簡介29

習題31

第二章電器控制線路32

第一節電器控制線路的繪製32

一、圖形和文字元號32

二、電器控制線路的表示方法36

三、控制線路的組成及分類36

四、電器控制原理圖的繪製原則36

五、閱讀和分析控制線路圖的方法36

習題37

第二節籠型電動機的直接起停控制37

一、功能37

二、動作過程37

習題38

第三節組成電器控制線路的基本規律38

一、自鎖控制39

二、聯鎖控制39

三、變化參量控制41

習題45

第四節電器控制線路的一般設計方法45

一、電器控制線路的設計方法45

二、設計中應注意的幾個原則46

三、經驗設計法舉例49

習題52

第五節電器控制的邏輯設計法52

一、三種基本邏輯運算52

二、邏輯代數定理53

三、邏輯函式的化簡55

四、繼電器接觸器控制線路的邏輯

函式56

五、用邏輯設計法設計控制線路56

習題57

第六節常用典型控制線路57

一、籠型異步電動機的起動控制線路57

二、籠型異步電動機制動的控制線路60

三、籠型異步電動機的調速控制線路62

四、軟起動器起動的控制線路簡介66

習題69目錄目錄第二篇可程式序控制器

第三章PLC的產生、基本特點和

主要功能70

第一節PLC的產生、演變和發展趨勢71

一、PLC的產生71

二、國際上PLC的發展過程71

三、我國PLC的發展過程72

四、PLC的發展趨勢73

第二節PLC的分類77

一、按I/O點數分類77

二、按功能分類77

三、按結構形式分類77

第三節PLC的基本特點和主要功能79

一、PLC的主要特點79

二、PLC的主要功能及套用領域81

習題81

第四章PLC的硬體組成及工作原理82

第一節PLC的基本組成及各部分的作用82

一、PLC的基本組成82

二、整體式和模組式PLC的組成82

三、PLC各部分的作用83

習題84

第二節PLC的工作原理84

一、PLC的系統工作過程85

二、用戶程式的循環掃描過程87

三、PLC的I/O回響滯後問題90

四、PLC的中斷91

習題92

第三節PLC的I/O模組和外圍設備92

一、數字量I/O模組93

二、模擬量I/O模組94

三、特殊I/O模組（智慧型模組）95

四、外圍設備簡介96

習題98

第四節西門子S7—300 PLC的硬體組成及

硬體配置98

一、S7—300的概況99

二、硬體組成100

三、S7—300 PLC的模組簡介101

四、分散式I/O簡介114

五、硬體配置116

習題121

第五章PLC的編程基礎123

第一節PLC程式語言123

一、程式語言的種類及其特點123

二、梯形圖語言123

三、語句表語言124

四、梯形圖的繪製原則124

習題124

第二節S7—300 PLC編程基礎125

一、STEP 7的程式結構125

二、STEP 7的程式語言125

三、結構化程式中的塊127

四、STEP 7的數據類型134

五、PLC中的存儲器與暫存器138

六、S7—300 PLC編址144

七、STEP 7的指令類型與指令結構149

習題155

第六章S7—300 PLC指令系統及

編程156

第一節邏輯指令156

一、位邏輯指令156

二、字邏輯指令169

習題173

第二節定時器與計數器指令174

一、定時器指令174

二、計數器指令183

習題188

第三節數據處理與算術運算指令190

一、數據裝入與傳送指令190

二、數據轉換指令196

三、數據比較指令201

四、算術運算指令202

五、移位與循環移位指令210

六、累加器操作指令214

七、地址暫存器加指令215

第四節程式執行控制指令216

一、跳轉指令216

二、循環指令223

三、功能塊調用指令與數據塊指令224

四、主控繼電器指令227

五、顯示和空操作指令229

第五節指令系統綜合套用229

習題235

第七章PLC控制系統設計237

第一節PLC控制系統的設計原則、內容與

步驟237

一、設計原則237

二、設計內容238

三、設計步驟238

第二節PLC控制系統的硬體設計240

一、PLC的選型240

二、PLC容量的估算242

三、I/O模組選擇243

四、電源模組選擇244

五、外部接線設計245

第三節PLC控制系統的軟體設計250

一、PLC軟體設計的一般步驟250

二、西門子STEP 7程式設計方法252

第四節PLC控制系統的人機接口設計255

一、人機接口（界面）概述255

二、人機接口系統的選型255

三、系統設計256

第五節PLC控制系統的可靠性與抗干擾

設計257

一、PLC的環境適應性設計257

二、PLC控制系統的冗餘性設計259

三、PLC控制系統的抗干擾設計260

四、PLC控制系統的故障診斷263

第六節PLC控制系統設計舉例265

一、機械手控制系統簡介265

二、使用起、保、停電路的編程方法266

三、使用置位、復位指令的編程方法270

習題271附錄

附錄ASTEP 7語句表指令一覽表272

附錄BPLC實驗指導書277

實驗一實驗系統簡介及STEP 7編程軟體

編程練習277

實驗二基本指令的編程練習Ⅰ——與、

或、非邏輯功能實驗302

實驗三基本指令的編程練習Ⅱ——定時

器功能實驗304

實驗四基本指令的編程練習Ⅲ——計數

器功能實驗305

實驗五移位指令練習——裝配流水線控

制的模擬306

附錄C電器控制實驗指導書308

實驗一三相籠型異步電動機的點動和

自鎖控制線路311

實驗二三相籠型異步電動機減壓起動

控制線路313

實驗三三相籠型異步電動機可逆旋轉

控制線路315

實驗四三相籠型異步電動機電氣制動

控制線路318

實驗五小車變速自往復循環運動行程

控制線路320

參考文獻323