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绪论 1

第1章 常用低压控制电器 4

1.1 概述 4

1.1.1 电磁机构 4

1.1.2 触点系统 6

1.2 接触器 8

1.2.1 交流接触器 8

1.2.2 直流接触器 9

1.2.3 接触器的主要技术参数及型号的含义 10

1.2.4 接触器的选择 11

1.3 继电器 12

1.3.1 电磁式继电器 12

1.3.2 时间继电器 16

1.3.3 热继电器 21

1.3.4 速度继电器 24

1.3.5 温度继电器 25

1.3.6 固态继电器 27

1.3.7 压力继电器 28

1.3.8 液位继电器 28

1.4 低压断路器 29

1.4.1 结构及工作原理 29

1.4.2 低压断路器的主要参数 30

1.4.3 低压断路器的主要类型 30

1.4.4 低压断路器的选择 32

1.4.5 低压断路器型号含义与电路符号 32

1.5 熔断器 33

1.5.1 熔断器的结构与工作原理 33

1.5.2 常用熔断器 33

1.5.3 熔断器技术参数 36

1.5.4 熔断器的选择 37

1.5.5 熔断器的型号意义与电路符号 38

1.6 主令电器 39

1.6.1 控制按钮 39

1.6.2 位置开关 41

1.6.3 万能转换开关 46

1.7 其他常用电器 46

1.7.1 刀开关 46

1.7.2 转换开关 48

本章小结 50

习题 50

第2章 基本电气控制线路 51

2.1 电气控制线路的绘制 51

2.1.1 常用电气图形符号和文字符号 51

2.1.2 电气控制线路的绘制原则 62

2.1.3 阅读和分析电气控制路线图的方法 63

2.2 三相异步电动机的起动控制线路 65

2.2.1 笼型异步电动机全压起动控制线路 66

2.2.2 三相笼型异步电动机降压起动线路 68

2.2.3 绕线式异步电动机起动控制线路 74

2.3 三相异步电动机的正反转控制线路 77

2.3.1 电动机可逆运行的手动控制线路 77

2.3.2 电动机可逆运行的自动控制线路 78

2.4 三相异步电动机制动控制线路 80

2.4.1 电磁机械制动控制线路 80

2.4.2 反接制动控制线路 82

2.4.3 能耗制动控制线路 86

2.5 三相异步电动机调速控制线路 89

2.5.1 变更极对数的调速控制线路 89

2.5.2 变更转子外加电阻的调速控制线路 93

2.6 其他典型控制线路 93

2.6.1 多地点控制线路 93

2.6.2 顺序起停控制线路 93

2.6.3 步进控制线路 94

2.6.4 多台电动机同时起停电路 95

本章小结 96

习题 96

第3章 PLC基础知识 98

3.1 PLC的产生和定义 98

3.1.1 PLC的产生 98

3.1.2 PLC的定义 99

3.2 PLC的发展 99

3.2.1 PLC的发展历史 99

3.2.2 PLC的发展趋势 101

3.3 PLC的应用领域 104

3.4 PLC的特点 105

3.5 PLC与其他典型控制系统的区别 106

3.5.1 与继电器控制系统的区别 106

3.5.2 与单片机控制系统的区别 107

3.5.3 与DCS、FCS控制系统的区别 109

3.6 PLC的分类 110

3.6.1 按I/O点数容量分类 110

3.6.2 按结构形式分类 110

3.7 PLC的系统组成 111

3.8 PLC的工作原理 115

3.8.1 PLC的工作方式 115

3.8.2 PLC工作过程的中心内容 116

3.8.3 PLC对输入输出的处理原则 118

本章小结 118

习题 119

第4章 TIA Portal软件概述 120

4.1 TIA Portal软件简介 120

4.2 TIA Portal软件的组成 121

4.2.1 TIA Portal STEP7 121

4.2.2 TIA Portal STEP7工程组态系统的选件 122

4.2.3 TIA Portal WinCC 122

4.2.4 TIA Portal WinCC工程组态系统和运行系统的选件 122

4.3 TIA Portal软件的安装 123

4.3.1 安装硬件要求 123

4.3.2 支持的操作系统 123

4.3.3 安装步骤 124

4.4 TIA Portal软件的卸载 129

4.5 授权管理功能 130

4.5.1 授权的种类 130

4.5.2 授权管理器 131

4.5.3 安装许可证密钥 131

4.6 TIA Portal中的视图 132

4.6.1 TIA Portal中的导航 132

4.6.2 Portal视图 132

4.6.3 项目视图 133

4.7 TIA Portal软件的特性 134

本章小结 135

习题 135

第5章 SIMATIC S7-1500 PLC硬件组成 136

5.1 S7-1500电源模块 136

5.1.1 PS电源模块 136

5.1.2 PM电源模块 137

5.1.3 电源模块技术数据 137

5.2 S7-1500 CPU模块 138

5.2.1 S7-1500 CPU模块所具有的功能 139

5.2.2 CPU模块技术数据 139

5.3 SIMATIC存储卡 142

5.3.1 SIMATIC存储卡概述 142

5.3.2 设置卡类型 145

5.3.3 使用SIMATIC存储卡进行数据传输 145

5.4 CPU的显示屏 145

5.4.1 显示屏的优点 145

5.4.2 显示屏的操作温度 146

5.4.3 显示屏 146

5.4.4 菜单图标 147

5.4.5 操作前盖板 147

5.4.6 控制键 148

5.4.7 语言设置 148

5.5 S7-1500信号模块 148

5.5.1 S7-1500信号模块的特性 148

5.5.2 S7-1500信号模块的参数 149

5.6 S7-1500通信模块 154

5.6.1 S7-1500通信模块的类型 154

5.6.2 S7-1500通信模块的技术数据 155

5.7 S7-1500接口模块 156

5.8 S7-1500工艺模块 157

本章小结 157

习题 158

第6章 数据类型和地址区 159

6.1 S7-1500 PLC的数据类型 159

6.1.1 基本数据类型 159

6.1.2 复合数据类型 162

6.1.3 参数类型 164

6.1.4 系统数据类型 165

6.1.5 硬件数据类型 166

6.2 S7-1500 PLC的地址区 166

6.2.1 CPU的地址区的划分及寻址方法 166

6.2.2 全局变量与局部变量 172

6.2.3 全局常量与局部常量 172

本章小结 172

习题 173

第7章 S7-1500 PLC基本指令 174

7.1 位逻辑指令 174

7.1.1 位逻辑指令概述 174

7.1.2 位逻辑指令组件 175

7.2 定时器指令 182

7.2.1 定时器指令概述 182

7.2.2 存储器中定时器的位置 183

7.2.3 定时器的组件 185

7.3 计数器指令 193

7.3.1 计数器指令概述 193

7.3.2 计数器的组件 194

7.4 比较指令 198

7.4.1 比较指令概述 198

7.4.2 比较指令组件 198

7.5 转换指令 200

7.5.1 转换指令概述 200

7.5.2 转换指令组件 201

7.6 数据块指令 207

7.7 逻辑控制指令 208

7.7.1 逻辑控制指令概述 208

7.7.2 逻辑控制指令组件 208

7.8 整型数学运算指令 210

7.8.1 整型数学运算指令概述 210

7.8.2 使用整数算术指令计算状态字的位 211

7.8.3 整数算术指令组件 212

7.9 浮点型数学运算指令 216

7.9.1 浮点运算指令概述 216

7.9.2 判断浮点运算指令状态字的位 217

7.9.3 基本指令 218

7.9.4 扩展指令 220

7.10 传送指令 223

7.11 移位和循环移位指令 224

7.11.1 移位指令 224

7.11.2 循环移位指令 228

7.12 状态位指令 230

7.12.1 状态位指令概述 230

7.12.2 状态位指令组件 230

7.13 字逻辑指令 235

7.13.1 字逻辑指令概述 235

7.13.2 字逻辑指令组件 236

7.14 程序控制指令 239

本章小结 248

习题 248

第8章 PLC梯形图编程简介 249

8.1 梯形图编程规则 249

8.1.1 梯形图编程时应遵守的规则 249

8.1.2 梯形图程序优化 251

8.2 经验设计法 252

8.3 顺序控制设计法 253

8.3.1 顺序控制设计法概述 253

8.3.2 过程与动作 254

8.3.3 有向连线 255

8.3.4 切换和切换条件 256

8.3.5 状态切换图的基本结构 256

8.3.6 切换实现的基本原则 257

8.3.7 顺序控制设计法的本质 258

本章小结 259

习题 259

第9章 PLC基本数字电路程序 260

9.1 自锁和互锁电路 260

9.1.1 自锁电路 260

9.1.2 互锁电路 260

9.2 起动、保持和停止电路 261

9.2.1 复位优先型起保停电路 261

9.2.2 置位优先型起保停电路 262

9.3 瞬时接通／延时断开电路 262

9.4 延时接通／延时断开电路 263

9.5 长时间定时电路 264

9.5.1 多个定时器组合的长时间定时电路 264

9.5.2 定时器和计数器组合的长时间定时电路 264

9.6 振荡电路 265

9.7 脉冲发生电路 266

9.7.1 顺序脉冲发生电路 266

9.7.2 脉冲宽度可控制电路 266

9.7.3 延时脉冲产生电路 267

9.8 计数器应用电路 267

9.8.1 计数器应用电路 267

9.8.2 多个计数器的延时电路 268

9.9 分频电路 270

9.10 比较电路（译码电路） 270

9.11 优先电路 271

9.12 报警电路 271

本章小结 272

习题 273

第10章 S7-1500组态控制 274

10.1 PLC组态 274

10.1.1 创建新项目 274

10.1.2 设备组态 275

10.1.3 编译与下载 279

10.2 查看或修改I/Q地址 282

10.3 定义变量与编写程序 282

10.3.1 定义变量 282

10.3.2 编写程序 283

10.3.3 程序运行 285

10.3.4 程序监视 285

10.3.5 变量的监控与强制 287

10.3.6 程序段的复制和粘贴 287

10.4 添加函数FC、函数块FB及数据块DB 289

10.4.1 添加函数FC 289

10.4.2 添加函数块FB 291

10.4.3 调用和添加数据块DB 292

本章小结 294

习题 294

参考文献 295