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第1章 常用低压电器1

1.1 低压电器的基本知识1

1.2 开关电器2

1.2.1 刀开关2

1.2.2 低压断路器6

1.3 控制器7

1.4 接触器8

1.4.1 交流接触器8

1.4.2 直流接触器9

1.4.3 接触器的选择9

1.5 启动器9

1.6 控制继电器10

1.6.1 电磁式继电器11

1.6.2 中间继电器12

1.6.3 电流继电器和电压继电器12

1.6.4 热继电器13

1.6.5 时间继电器15

1.6.6 速度继电器16

1.6.7 液位继电器17

1.6.8 压力继电器17

1.6.9 接触器与继电器的区别18

1.7 熔断器18

1.7.1 概述18

1.7.2 熔断器的主要技术参数19

1.7.3 熔断器特点和分类19

1.7.4 熔断器应用20

1.8 主令电器20

1.8.1 按钮开关20

1.8.2 位置开关21

1.8.3 接近开关21

1.8.4 万能转换开关21

1.9 电阻器22

1.10 变阻器22

1.11 电压调整器23

1.12 电磁铁23

1.13 其他23

1.13.1 信号灯23

1.13.2 报警器24

1.13.3 液压控制元件25

1.14 电器的文字符号和图形符号25

1.14.1 电器的文字符号25

1.14.2 电器的图形符号26

习题一27

第2章 电气控制线路的基本控制环节28

2.1 电气图形符号及控制线路绘制规则28

2.1.1 电气控制系统图28

2.1.2 电气图的图形符号和文字符号28

2.1.3 电气原理图的绘制规则29

2.2 基本控制线路30

2.2.1 点动控制30

2.2.2 自锁控制31

2.2.3 异地控制31

2.2.4 互锁控制32

2.2.5 顺序控制34

2.2.6 行程控制36

2.2.7 时间控制37

2.2.8 速度控制37

2.3 几种典型的电动机控制线路37

2.3.1 三相异步电动机启动控制线路37

2.3.2 三相异步电动机制动控制线路42

2.4 电动机控制的保护环节47

2.4.1 短路保护47

2.4.2 过电流保护47

2.4.3 过载保护47

2.4.4 零电压和欠电压保护47

2.4.5 弱磁保护48

习题二48

第3章 可编程控制器基本结构与工作原理49

3.1 可编程控制器概述49

3.1.1 可编程控制器的产生49

3.1.2 可编程控制器的定义49

3.1.3 可编程控制器的特点50

3.1.4 可编程控制器的应用范围51

3.1.5 可编程控制器国内发展状况51

3.1.6 可编程控制器的发展趋势52

3.2 可编程控制器的硬件构成52

3.2.1 中央处理器52

3.2.2 存储器53

3.2.3 输入／输出接口54

3.2.4 电源55

3.2.5 各种接口55

3.2.6 编程器56

3.2.7 其他部件56

3.3 可编程控制器的编程语言56

3.3.1 梯形图语言56

3.3.2 语句表语言57

3.3.3 逻辑图语言57

3.3.4 功能表图语言57

3.3.5 高级语言58

3.4 可编程控制器的工作原理58

3.4.1 可编程控制器的工作方式58

3.4.2 可编程控制器的工作过程59

3.4.3 可编程控制器的中断处理62

3.5 可编程控制器的结构特点与技术指标62

3.5.1 可编程控制器的结构特点62

3.5.2 可编程控制器的主要性能指标63

3.6 可编程控制与微型计算机及继电器控制系统的区别64

3.6.1 可编程控制系统与微型计算机（PC）控制系统的区别64

3.6.2 可编程控制系统与继电器控制系统的区别64

习题三65

第4章 西门子S7-200PLC的结构与编程元件66

4.1 S7-200PLC的功能66

4.2 S7-200PLC的结构66

4.3 S7-200PLC的功能模块68

4.3.1 CPU模块68

4.3.2 数字量模块70

4.3.3 模拟量模块72

4.3.4 温度模块76

4.3.5 智能接口模块78

4.4 S7-200PLC内部元器件81

4.4.1 数据存储类型81

4.4.2 编址方式82

4.4.3 寻址方式83

4.4.4 元件功能及地址分配83

习题四86

第5章 西门子S7-200PLC的基本指令87

5.1 常用指令及其应用87

5.1.1 常用指令及其说明87

5.1.2 常用指令的应用举例97

5.2 定时器与计数器指令及其应用101

5.2.1 定时器指令101

5.2.2 计数器指令104

5.2.3 定时器与计数器编程举例107

5.3 数据运算指令及其应用109

5.3.1 算术运算指令109

5.3.2 逻辑运算指令116

5.3.3 数据运算指令编程举例119

习题五121

第6章 西门子S7-200PLC的功能指令123

6.1 数据处理功能指令及其应用123

6.1.1 指令简介123

6.1.2 传送指令124

6.1.3 表功能指令128

6.1.4 转换指令132

6.1.5 比较指令141

6.1.6 移位和循环移位指令143

6.1.7 应用举例147

6.2 程序控制指令及其应用148

6.2.1 基本控制指令148

6.2.2 跳转及循环指令150

6.2.3 子程序指令153

6.2.4 中断程序控制指令156

6.2.5 应用举例160

6.3 顺序控制指令及其应用161

6.3.1 功能流程图161

6.3.2 顺序控制指令161

6.3.3 多流程顺序控制163

6.4 特殊功能指令及其应用166

6.4.1 高速计数器指令166

6.4.2 高速脉冲输出指令172

6.4.3 PID回路指令177

6.4.4 时钟功能指令184

习题六185

第7章 西门子S7-200PLC的通信与网络187

7.1 S7-200PLC通信部件介绍187

7.1.1 通信端口187

7.1.2 PC/PPI电缆187

7.1.3 网络连接器189

7.1.4 PROFIBUS网络电缆189

7.1.5 网络中继器189

7.1.6 EM277 PROFIBUS-DP模块190

7.2 S7-200PLC的通信191

7.2.1 概述191

7.2.2 利用PPI协议进行网络通信193

7.2.3 利用MPI协议进行网络通信194

7.2.4 利用PROFIBUS协议进行网络通信194

7.2.5 利用ModBus协议进行网络通信198

7.2.6 工业以太网200

7.3 CP5611的安装和使用200

7.3.1 CP5611硬件的安装200

7.3.2 CP5611软件的驱动说明200

7.3.3 CP5611硬件自检201

7.3.4 CP5611在STEP 7软件中的选择和设置202

7.3.5 利用TCP/IP协议实现以太网通信204

习题七206

第8章 三菱FX系列PLC的基本指令与步进指令208

8.1 三菱FX系列PLC简介208

8.1.1 三菱FX系列PLC的命名208

8.1.2 三菱FX1N PLC的构成209

8.2 三菱FX系列PLC的编程元件210

8.2.1 输入／输出继电器（X,Y）210

8.2.2 辅助继电器（M）210

8.2.3 状态元件（S）211

8.2.4 报警器212

8.2.5 指针（P/I）212

8.2.6 定时器（T）212

8.2.7 计数器（C）214

8.2.8 数据寄存器（D）215

8.3 三菱FX系列PLC的基本指令216

8.3.1 单触点指令216

8.3.2 块和堆栈指令218

8.3.3 主控指令220

8.3.4 触点逻辑取反指令221

8.3.5 逻辑线圈指令222

8.3.6 空操作和结束指令225

8.4 三菱FX系列PLC的步进指令226

8.4.1 步进梯形图指令226

8.4.2 状态转移图227

8.5 状态转移图常见流程状态的编程229

8.5.1 单流程状态编程229

8.5.2 选择性分支与汇合的编程231

8.5.3 并行性分支与汇合的编程233

习题八237

第9章 三菱FX系列PLC的功能指令239

9.1 功能指令的格式及说明239

9.1.1 功能指令使用的软元件239

9.1.2 指令格式240

9.1.3 元件的数据长度240

9.1.4 执行形式240

9.1.5 变址操作241

9.2 程序流向控制指令241

9.2.1 跳转指令（CJ）242

9.2.2 子程序调用、子程序返回和主程序结束指令（CALL、SRET、FEND）244

9.2.3 中断指令（IRET、EI、DI）244

9.2.4 监视定时器指令（WDT）247

9.2.5 循环指令（FOR、NEXT）247

9.3 传送比较指令248

9.3.1 比较指令（CMP）248

9.3.2 区间比较指令（ZCP）250

9.3.3 传送指令（MOV）250

9.3.4 移位传送指令（SMOV）251

9.3.5 取反传送指令（CML）252

9.3.6 成批传送指令（BMOV）253

9.3.7 多点传送指令（FMOV）254

9.3.8 交换指令（XCH）254

9.3.9 BCD交换指令（BCD）255

9.3.10 BIN交换指令（BIN）255

9.4 算术与逻辑运算指令256

9.4.1 BIN加法指令（ADD）257

9.4.2 BIN减法指令（SUB）258

9.4.3 BIN乘法指令（MUL）259

9.4.4 BIN除法指令（DIV）260

9.4.5 BIN加1指令（INC）260

9.4.6 BIN减1指令（DEC）261

9.4.7 逻辑字与指令（WAND）262

9.4.8 逻辑字或指令（WOR）263

9.4.9 逻辑字异或指令（WXOR）263

9.4.10 求补码指令（NEG）265

9.5 循环移位指令265

9.5.1 循环右移指令（ROR）266

9.5.2 循环左移指令（ROL）266

9.5.3 循环带进位右移指令（RCR）267

9.5.4 循环带进位左移指令（RCL）268

9.5.5 位右移指令（SFTR）268

9.5.6 位左移指令（SFTL）269

9.5.7 字右移指令（WSFR）271

9.5.8 字左移指令（WSFL）271

9.5.9 位移写入指令（SFWR）271

9.5.10 位移读出指令（SFRD）272

习题九273

第10章 可编程控制器的编程软件276

10.1 SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件276

10.1.1 概述276

10.1.2 程序编制278

10.1.3 程序检查279

10.1.4 程序的传送279

10.1.5 软元件的监控和强制执行279

10.1.6 其他281

10.1.7 顺序功能图的绘制281

10.2 GX Developer编程软件284

10.2.1 概述284

10.2.2 编程软件的界面285

10.2.3 工程的创建286

10.2.4 编程操作286

10.2.5 程序的运行与检查287

10.2.6 仿真289

10.3 STEP 7-Micro/WIN编程软件290

10.3.1 概述290

10.3.2 主要编程功能293

10.3.3 通信296

10.3.4 程序的调试与监控297

10.3.5 项目管理298

10.4 S7-200 PLC仿真软件299

10.4.1 软件界面299

10.4.2 常用菜单命令299

10.4.3 准备工作300

10.4.4 程序仿真300

习题十303

第11章 可编程控制系统的设计304

11.1 可编程控制系统设计的一般方法304

11.1.1 系统设计的主要内容304

11.1.2 系统设计的基本步骤304

11.2 可编程控制器应用系统的硬件设计306

11.2.1 总体方案的确定307

11.2.2 机型的选择308

11.2.3 智能I/O模块的选择309

11.2.4 其他控制硬件的选择310

11.2.5 分配PLC的I/O地址绘制硬件系统接线图310

11.2.6 其他问题310

11.3 可编程控制器应用系统的软件设计311

11.3.1 可编程控制器应用系统程序设计的基本原则311

11.3.2 可编程控制器应用系统编程的基本步骤311

11.3.3 可编程控制器应用系统程序设计方法312

11.4 可编程控制器应用系统的可靠性设计317

11.4.1 可编程控制器应用系统中漏电流和冲击电流的处理317

11.4.2 可编程控制器应用系统的电磁兼容性设计319

11.4.3 可编程控制器应用系统的接地设计323

11.4.4 可编程控制器应用系统的软件抗干扰设计324

11.4.5 安装及环境条件设计326

11.4.6 控制系统的冗余设计327

11.4.7 控制系统的供电设计329

11.4.8 静电预防330

习题十一330

第12章 可编程控制器的应用332

12.1 装配流水线控制设计332

12.1.1 概述332

12.1.2 控制要求332

12.1.3 程序设计333

12.2 多路信息检测与显示控制系统设计337

12.2.1 控制系统原理337

12.2.2 控制要求337

12.2.3 硬件设计338

12.2.4 软件设计339

12.2.5 系统调试344

12.3 十字路口交通信号灯控制设计344

12.3.1 概述344

12.3.2 逻辑指令编程345

12.3.3 其他指令编程346

12.3.4 通行时间显示348

12.4 交流双速5层5站电梯PLC控制系统设计349

12.4.1 概述349

12.4.2 电梯程序351

习题十二356

附录A 常用电器分类及图形符号、文字符号表357

附录B 西门子S7-200系列PLC指令表361

附录C 三菱FX系列PLC指令集表364

参考文献368