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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 STEP7121

4.2.2 TIA Portal STEP7工程组态系统的选件122

4.2.3 TIA Portal WinCC122

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DB289

10.4.1 添加函数FC289

10.4.2 添加函数块FB291

10.4.3 调用和添加数据块DB292

本章小结294

习题294

参考文献295