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第1章　继电接触器控制系统1

1.1 常用低压控制电器1

1.1.1 刀开关1

1.1.2　组合开关2

1.1.3 按钮3

1.1.4　熔断器3

1.1.5　交流接触器4

1.1.6　热继电器5

1.1.7　时间继电器6

1.1.8　行程开关7

1.1.9　自动空气开关7

1.1.10　中间继电器8

1.2　继电接触器控制电路9

1.2.1　控制线路的原理图与接线图9

1.2.2　三相异步电动机的基本控制电路12

1.3 典型机床电气控制系统举例16

1.3.1　普通车床电气控制系统16

1.3.2　磨床电气控制系统19

1.3.3　摇臂钻床电气控制系统24

1.3.4　万能铣床电气控制系统27

本章小结32

习题32

第2章　可编程控制器的基础知识35

2.1 可编程控制器的产生及发展35

2.1.1　可编程控制器的由来35

2.1.2　PLC的发展36

2.2 PLC的特点及应用37

2.2.1 PLC的主要特点37

2.2.2　PLC的应用38

2.3 PLC的分类及技术性能指标39

2.3.1 PLC的分类39

2.3.2　PLC的技术性能指标39

2.4 PLC的编程语言40

本章小结41

习题41

第3章 PLC系统的组成及工作原理43

3.1 PLC系统的组成43

3.1.1　PLC的硬件系统43

3.1.2　PLC的软件系统45

3.2 PLC的工作原理46

3.2.1 PLC的工作方式46

3.2.2　PLC的工作过程47

3.2.3　扫描周期的计算与PLC的I/O响应时间48

本章小结49

习题49

第4章 S7系列PLC50

4.1 概述50

4.2 S7-200系列PLC的构成及性能指标51

4.2.1　S7-200系统功能概述51

4.2.2 S7-200系列PLC的构成及性能指标51

4.2.3 S7-200 CPU的工作过程和工作模式59

4.3　S7-200 CPU存储器的数据类型及寻址方式60

4.3.1　S7-200 CPU存储器的数据类型及表示方法61

4.3.2　存储器区域的直接寻址61

4.3.3 存储器区域的SIMATIC间接寻址66

4.4　S7-300和S7-400系列PLC简介67

4.4.1 S7-300系列PLC简介67

4.4.2 S7-400系列PLC简介70

本章小结71

习题71

第5章 S7-200 PLC指令72

5.1 编程方法72

5.1.1 西门子PLC的编程语言72

5.1.2　S7-200的程序结构74

5.1.3　梯形图编程的基本特点74

5.2　S7-200常用指令76

5.2.1 PLC触点类型76

5.2.2　位操作指令77

5.3　定时器及计数器指令80

5.3.1 定时器指令81

5.3.2　计数器指令85

5.3.3　时钟指令87

5.4　控制转移指令87

5.4.1　程序控制指令87

5.4.2　跳转及标号指令89

5.4.3　循环指令89

5.4.4　传送和比较指令90

5.4.5　逻辑操作指令93

5.4.6　移位指令95

5.4.7　转换指令99

5.4.8　译码和编码指令101

5.4.9　字符串转换指令102

5.5　数学运算指令105

5.5.1　整数数学运算指令105

5.5.2　加1和减1指令107

5.5.3　实数数学运算指令108

5.5.4　数学功能指令109

5.6 顺序控制继电器指令111

5.7 高速计数器指令112

5.7.1 高速计数器定义112

5.7.2　高速计数器使用113

5.7.3　高速计数器的工作模式114

5.7.4　高速计数器的控制字和状态字117

5.7.5　高速计数器指令的初始化119

5.7.6　高速计数器的应用举例119

5.7.7　高速脉冲输出121

5.8 中断指令130

5.8.1 中断的概念130

5.8.2 中断指令132

5.8.3 中断程序133

5.8.4　中断指令举例133

5.9　应用举例136

本章小结142

习题143

第6章　S7-200的编程系统147

6.1　编程软件安装147

6.1.1 编程软件的安装要求147

6.1.2　编程软件的安装148

6.1.3　建立S7-200 CPU的通信149

6.2　编程软件的窗口组件151

6.2.1　主界面151

6.2.2　菜单栏152

6.2.3　工具条154

6.2.4　浏览条155

6.2.5　指令树158

6.3　编程软件的使用159

6.3.1 指令集和编辑器的选择159

6.3.2　编程元素及项目组件160

6.3.3　建立程序文件160

6.3.4　数据块编辑163

6.3.5　符号表操作163

6.3.6　通信网络的配置165

6.4　程序的调试与监控166

6.4.1　选择工作方式166

6.4.2　程序状态显示166

6.4.3　状态图显示167

6.4.4　执行有限次扫描169

6.4.5　项目管理169

6.5　S7-200的出错代码171

6.5.1　致命错误171

6.5.2　程序运行错误171

6.5.3　编译规则错误172

本章小结173

习题173

第7章　PLC安装与维护174

7.1 PLC的安装174

7.1.1　PLC的安装环境174

7.1.2　PLC安装的基本规则175

7.1.3　PLC的安装步骤176

7.2 PLC的日常维护184

7.2.1 日常清洁与巡查184

7.2.2　定期检查维护185

7.2.3 PLC的维护185

7.3 PLC的故障诊断与排除186

7.3.1 故障特性186

7.3.2　故障分类187

7.3.3　故障诊断188

本章小结189

习题190

第8章 PLC应用设计191

8.1　PLC控制系统的总体设计191

8.1.1 PLC控制系统设计的基本原则191

8.1.2　设计方法及步骤192

8.2　PLC控制系统硬件设计方法194

8.2.1　应用系统总体方案设计194

8.2.2　系统硬件设计196

8.2.3 PLC的机型选择197

8.2.4　I/O模块的选择198

8.2.5　系统硬件设计文件200

8.2.6　PLC供电系统设计200

8.2.7　系统接地设计204

8.2.8 电缆设计和敷设204

8.3 控制程序设计205

8.3.1　PLC程序设计的常用方法205

8.3.2　利用STEP 7进行程序设计205

8.3.3　符号表与符号化编程206

8.4　模拟量处理208

8.4.1 模拟I/O模板特性及参数设置208

8.4.2　模拟量输出信号的量值整定209

8.4.3　模拟量的规范化209

8.5　应用举例210

8.5.1 除尘室PLC控制210

8.5.2　水塔水位的控制212

8.5.3　温度的检测与控制214

本章小结216

习题216

第9章 PLC的通信218

9.1 PLC通信的基本概念218

9.1.1　通信系统的构成218

9.1.2　通信方式219

9.1.3 通信介质221

9.1.4　PLC常用的通信接口222

9.1.5　通信协议223

9.1.6　网络结构概述223

9.1.7　PLC与计算机通信的基本功能225

9.2　S7-200 PLC的通信与网络225

9.2.1 网络通信协议及类型225

9.2.2　网络通信硬件227

9.3 S7-200 PLC通信和网络功能的实现229

9.3.1　选择通信组态229

9.3.2　PPI网络通信230

9.3.3　MPI网络通信232

9.3.4　Profibus网络通信232

9.3.5 自由口通信236

9.3.6　工业以太网237

本章小结238

习题239

第10章　PLC在数控机床上的应用240

10.1 概述240

10.1.1　数控机床中的PLC240

10.1.2 内装型PLC241

10.1.3 独立型PLC242

10.1.4　数控机床中PLC的功能243

10.2　CNC、PLC、机床之间的信号处理244

10.2.1　CNC侧与MT侧的概念244

10.2.2　CNC、PLC、机床之间的信号处理过程244

10.2.3　PLC、CNC、机床间的信息交换244

10.3 数控机床PLC信号的种类与接口地址245

10.3.1　接口信息245

10.3.2　数控系统PLC的工作过程246

10.3.3 PLC信息交换实例247

10.3.4　M、S、T功能的实现250

10.3.5　安全互锁252

10.4　数控机床PLC系统的设计及调试253

10.4.1 PLC系统设计要求253

10.4.2　PLC系统设计的基本内容254

10.4.3　PLC系统设计步骤254

10.4.4　PLC程序设计255

10.4.5　数控机床PLC设计实例258

10.5 数控机床PLC控制实例261

10.5.1 PLC主程序261

10.5.2　主要子程序263

本章小结270

习题270

第11章　其他数控系统的可编程控制器271

11.1　FANUC数控系统的可编程机床控制器271

11.1.1　PMC的型号271

11.1.2　PMC程序的地址271

11.1.3　PMC的信号处理272

11.2　FANUC系统典型PMC的指令和程序编制273

11.2.1　PMC-L型可编程控制器指令273

11.2.2　PMC的指令和程序编制275

11.2.3　应用示例277

11.3 国产数控系统的PLC278

11.3.1 PLC规格278

11.3.2　顺序程序的结构279

11.3.3　顺序程序的执行280

11.3.4　I/O信号的处理282

11.3.5　编程地址284

11.3.6　指令288

11.3.7　顺序程序的编制289

11.3.8　程序示例291

本章小结291

习题292

附录293

参考文献296