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第1章 绪论1

1.1 机械电气控制目的和任务1

1.2 机械电气控制技术的发展1

1.3 电气控制系统的组成2

第2章 常用低压电器4

2.1 常用低压电器分类与应用4

2.1.1 常用低压电器分类4

2.1.2 低压电器的应用5

2.2 电磁式低压电器结构与工作原理5

2.2.1 电器的触点和电弧5

2.2.2 电磁机构9

2.3 接触器13

2.3.1 接触器的结构及工作原理13

2.3.2 接触器的主要特性和参数14

2.3.3 接触器的选用原则16

2.4 继电器16

2.4.1 概述16

2.4.2 电磁式继电器17

2.4.3 时间继电器19

2.4.4 速度继电器22

2.4.5 热继电器22

2.5 低压开关25

2.5.1 刀开关25

2.5.2 组合开关26

2.5.3 低压断路器28

2.6 主令电器30

2.6.1 控制按钮30

2.6.2 行程开关32

2.6.3 转换开关32

2.6.4 接近开关33

2.6.5 主令控制器34

2.7 控制变压器35

2.8 熔断器35

2.9 智能电器36

习题与思考题37

第3章 机械电气控制的基本电路39

3.1 电器控制电路的绘制原则39

3.1.1 电气图的图形符号、文字符号及接线端子标记39

3.1.2 电路图的布局44

3.1.3 电气原理图44

3.1.4 电器元件布置图46

3.1.5 电器安装接线图48

3.2 阅读电气图的基本方法和步骤49

3.3 三相异步电动机控制的基本电路50

3.3.1 交流异步电动机的结构50

3.3.2 单向旋转控制电路53

3.3.3 电动机正反向可逆控制电路57

3.3.4 顺序控制电路59

3.3.5 电液（气）控制电路61

3.3.6 三相笼型异步电动机启动控制电路62

3.4 三相绕线转子异步电动机启动控制电路65

3.4.1 转子绕组串电阻启动电路65

3.4.2 转子绕组串接频敏变阻器启动电路68

3.5 三相交流电动机的制动控制电路70

3.5.1 能耗制动控制电路70

3.5.2 反接制动控制电路72

3.6 电器控制电路中的保护环节74

习题与思考题76

第4章 电气控制电路的设计方法77

4.1 电气控制设计的主要内容77

4.2 电气控制设备的设计步骤78

4.3 电气设计的一般原则79

4.4 电气控制系统的设计方法82

4.4.1 经验设计法82

4.4.2 逻辑设计方法85

习题与思考题87

第5章 常用机械的电气控制电路89

5.1 C650卧式车床电气控制电路89

5.1.1 主要结构和运动形式89

5.1.2 中小型车床对电气控制的要求89

5.1.3 电气控制电路分析90

5.2 T68卧式镗床电气控制电路92

5.2.1 主要结构和运动形式92

5.2.2 电力拖动方式和控制要求93

5.2.3 电气控制电路分析93

5.2.4 电气控制电路的特点96

5.3 交流式起重机电气控制电路96

5.3.1 横梁的移动控制98

5.3.2 小车的移动控制99

5.3.3 副钩的动作控制99

5.3.4 主钩的动作控制100

5.3.5 动作的限位与保护101

习题与思考题103

第6章 可编程序控制器的组成及工作原理104

6.1 PLC的产生、发展及特点104

6.1.1 PLC的产生104

6.1.2 PLC的发展107

6.1.3 PLC的功能107

6.1.4 PLC的特点108

6.1.5 PLC的典型应用110

6.2 可编程控制器的组成111

6.3 PLC的工作原理115

6.4 PLC技术性能指标及分类120

6.4.1 PLC的性能指标120

6.4.2 PLC的分类121

6.5 S7-200 PLC系统的基本组成122

6.5.1 物理结构123

6.5.2 基本单元123

6.5.3 数字量扩展模块127

6.5.4 模拟量扩展模块131

6.5.5 PROFIBUS-DP扩展模块133

6.5.6 SIMATIC NET CP243-2通信处理器133

6.5.7 智能扩展模块134

6.6 S7-200 PLC的系统配置134

6.6.1 S7-200 PLC的基本配置134

6.6.2 S7-200 PLC的扩展配置134

6.6.3 PLC的安装与接线137

习题与思考题139

第7章 可编程控制器软件系统140

7.1 PLC的编程语言140

7.1.1 传统的PLC语言及不足140

7.1.2 IEC 61131-3标准的产生141

7.1.3 基于IEC 61131-3标准的编程软件142

7.1.4 S7-200 PLC的编程语言143

7.2 PLC的软件系统145

7.2.1 PLC的软件构成145

7.2.2 PLC的程序结构146

7.3 S7-200 PLC的数据区的分配及寻址方式147

7.3.1 PLC的数据区147

7.3.2 寻址方式149

7.4 PLC的程序开发环境154

7.4.1 STEP 7-Micro/Win操作界面154

7.4.2 软件编程应用156

习题与思考题161

第8章 PLC的指令系统及编程方法162

8.1 PLC的指令系统概述162

8.2 S7-200 PLC的基本指令164

8.2.1 位操作类指令164

8.2.2 定时和计数器指令170

8.3 编程规则与技巧178

8.4 S7-200 PLC的功能指令183

8.4.1 功能指令概述183

8.4.2 程序控制指令185

8.4.3 运算指令193

8.4.4 传送指令199

8.4.5 比较指令202

8.4.6 数据转换指令204

8.4.7 移位操作指令209

8.4.8 逻辑运算指令213

8.4.9 表功能指令215

8.4.10 中断指令218

8.4.11 高速处理类指令223

8.4.12 PID指令238

习题与思考题244

第9章 顺序控制梯形图的设计方法246

9.1 功能图的基本概念246

9.2 顺序功能图247

9.3 顺序功能图的编程方法及梯形图表示249

9.3.1 使用通用逻辑指令的方法249

9.3.2 使用SCR指令的方法253

9.3.3 使用置位、复位（S、 R）指令的方法257

习题与思考题260

第10章 PLC控制系统的设计与应用261

10.1 PLC控制系统的设计方法及步骤261

10.1.1 PLC控制系统设计的基本步骤261

10.1.2 PLC硬件系统设计263

10.1.3 PLC软件系统设计一般步骤264

10.2 PLC系统控制程序设计方法265

10.2.1 经验设计法266

10.2.2 逻辑设计方法268

10.2.3 移植设计法274

10.2.4 顺序功能图设计法278

10.3 变频器及其PLC控制278

10.3.1 变压变频调速原理278

10.3.2 变频器的基本结构和分类279

10.3.3 变频器的选用、运行和维护279

10.3.4 变频器的操作方式及使用280

10.3.5 M M440变频器PLC控制282

习题与思考题285

第11章 PLC人机界面与网络通信287

11.1 人机界面287

11.1.1 人机界面概述287

11.1.2 人机界面的硬件装置289

11.1.3 人机界面的组态软件292

11.2 通信基础知识296

11.2.1 并行通信与串行通信297

11.2.2 异步通信与同步通信298

11.2.3 串行通信工作模式299

11.2.4 串行通信的接口标准300

11.2.5 I EEE802通信标准302

11.2.6 现场总线303

11.2.7 PLC数据通信介质304

11.3 西门子PLC通信306

11.3.1 西门子工业通信网络306

11.3.2 S7-200 PLC通信连接方式308

11.4 S7-200 PLC串行通信网络配置310

11.4.1 通信协议种类310

11.4.2 PPI网络通信313

11.4.3 S7-200 PLC通信部件314

11.4.4 S7-200 PLC的通信指令316

11.4.5 S7-200 PLC的自由端口通信318

习题与思考题323

参考文献324