内容简介
本书结合工程实例，从培养学生实际应用能力的角度出发，讲解相关理论知识。全书内容分为两部分：电气控制和PLC。电气控制部分主要介绍常用的低压电器、继电接触器控制电路、典型设备电气控制电路分析；PLC部分以西门子 S7-1200系列 PLC为例，介绍PLC的基本知识、TIA Portal编程软件的使用、S7-1200 PLC的指令系统及其应用、程序结构和编程方法、S7-1200 PLC的通信、S7-1200 PLC工艺功能，最后完整地给出一个PLC控制系统设计的实例。
本书内容实用，融入了编者丰富的工程经验。书中每章均配有丰富的应用实例和大量微课、视频动画，可供学生直观学习和练习使用。
本书可作为高职高专、职业本科院校机械类、电气类专业的教材，也可以供工程技术人员参考使用。
目录
第1章 常用的低压电器 001
1.1 低压电器简介 001
1.1.1 低压电器的分类 001
1.1.2 低压电器的常用技术术语、参数及技术性能 001
1.1.3 符号采用的标准 002
1.2 低压开关电器 003
1.2.1 刀开关 003
1.2.2 组合开关 004
1.2.3 低压断路器 005
案例1-1 CA6140A车床的低压断路器的选用 008
1.2.4 剩余电流保护电器 009
1.3 接触器 011
1.3.1 接触器的功能 011
1.3.2 接触器的结构及其工作原理 011
1.3.3 常用的接触器 012
1.3.4 接触器的技术参数 013
1.3.5 接触器的选用 014
1.3.6 注意事项 015
案例1-2 CA6140A车床的低压接触器的选用 015
1.4 继电器 015
1.4.1 电磁继电器 016
1.4.2 时间继电器 019
1.4.3 计数继电器 023
1.4.4 热继电器 024
案例1-3 CA6140A车床的热继电器的选用 027
1.4.5 速度继电器 027
1.4.6 其他继电器 028
1.5 熔断器 028
1.5.1 熔断器的种类、结构和工作原理 029
1.5.2 熔断器的技术参数 030
1.5.3 熔断器的选用 030
1.5.4 选择熔断器的注意事项 031
案例1-4 CA6140A车床的熔断器的选用 031
1.6 主令电器 032
1.6.1 按钮 032
1.6.2 行程开关 035
1.6.3 接近开关 037
1.7 其他电器 041
1.7.1 变压器 041
1.7.2 直流稳压电源 043
1.7.3 导线和电缆 044
案例1-5 CA6140A车床的动力电缆的选用 045
1.7.4 指示灯 046
1.7.5 接线端子 047
1.7.6 起动器 047
习题 048
第2章 继电接触器控制电路 049
2.1 电气控制线路图 049
2.2 继电接触器控制电路基本控制规律 051
2.2.1 自锁和互锁 051
2.2.2 点动和连续运行控制线路 053
2.2.3 多地联锁控制线路 053
2.2.4 自动循环控制线路 053
2.3 三相异步电动机的起动控制电路 054
2.3.1 直接起动 054
2.3.2 串电阻或电抗减压起动 055
2.3.3 星形- 三角形减压起动（星三角起动） 055
2.3.4 自耦变压器减压起动 056
2.4 三相异步电动机的制动控制 057
2.4.1 机械制动 057
2.4.2 反接制动 058
2.4.3 能耗制动 059
2.5 三相异步电动机的调速 060
2.5.1 改变转差率的调速 060
2.5.2 改变极对数的调速 060
2.5.3 变频调速 060
2.6 直流电动机的电气控制 062
2.6.1 直流电动机电枢串电阻单向起动控制 062
2.6.2 直流电动机的单向运转能耗制动控制 063
2.6.3 直流电动机的调速 064
2.7 单相异步电动机的控制 065
2.7.1 单相异步电动机的起动 065
2.7.2 单相异步电动机的调速 065
2.7.3 单相异步电动机的正/ 反转 066
2.8 电气控制系统常用的保护环节 066
2.8.1 电流保护 067
2.8.2 电压保护 068
2.8.3 其他保护 069
习题 069
第3章 典型设备电气控制电路分析 070
3.1 CA6140A普通车床的电气控制 070
3.1.1 初识CA6140A车床 070
3.1.2 CA6140A车床的电气控制电路 071
3.2 XA5032铣床的电气控制 075
3.2.1 初识XA5032铣床 075
3.2.2 XA5032铣床的电气控制电路 076
3.3 XK714A数控铣床电气控制 081
3.3.1 初识XK714A数控铣床 081
3.3.2 XK714A数控铣床的电气控制电路 081
习题 085
第4章 可编程控制器基础 086
4.1 认识PLC 086
4.1.1 PLC是什么 086
4.1.2 PLC的发展历史 087
4.1.3 PLC的应用范围 087
4.1.4 PLC的分类与性能指标 088
4.1.5 国内知名PLC介绍 089
4.2 PLC 的结构和工作原理 089
4.2.1 PLC的硬件组成 089
4.2.2 PLC的工作原理 093
4.3 S7-1200 CPU模块的接线 094
4.3.1 西门子PLC简介 094
4.3.2 S7-1200 PLC的体系 095
4.3.3 S7-1200 PLC的CPU模块及接线 096
4.4 S7-1200 PLC的扩展模块及其接线 102
4.4.1 S7-1200 PLC数字量扩展模块及其接线 102
4.4.2 S7-1200 PLC模拟量模块及其接线 104
4.5 S7-1200 PLC的数据类型与数据存储区 105
4.5.1 数据类型 105
4.5.2 S7-1200 PLC的存储区 108
4.6 西门子PLC 编程软件及应用 111
案例4-1 用离线硬件组态法创建TIA Portal项目- 电动机点动控制 111
案例4-2 用在线检测法创建TIA Portal项目- 电动机点动控制 119
习题 124
第5章 S7-1200 PLC的指令及应用 125
5.1 S7-1200 PLC 的编程基础知识 125
前言/序言
随着计算机技术的发展，以可编程控制器、变频器调速为主体的新型电气控制系统已经逐渐取代传统的继电器电气控制系统，并广泛应用于各行业。电气控制与PLC技术是综合了继电接触器控制、计算机技术、自动控制技术和通信技术的一门新兴技术，应用十分广泛，因此，全国很多高职高专院校将电气控制技术与可编程控制器应用技术作为一门课程来开设。此门课程是机械、电气类专业的核心课程，为了使学生能更好地掌握相关知识，我们在总结长期的教学经验的基础上，联合相关企业人员，共同编写了本书。
本书共8章，主要以实际的工程项目作为“教学载体”，让学生在“学中做、做中学”，以提高学生的学习兴趣和学习效果。
本书的内容具有以下特点。
①本书是新型立体化教材，配有大量微课、视频和动画，读者可以扫二维码观看，容易激发学生学习兴趣；作业题有pdf文档和答案，读者可以扫码下载；配有授课PPT、技术手册以方便教师教学。
②体现新技术，学习更容易。本书在技术上紧跟当前技术发展，如PLC的品牌为目前主流品牌。配置近10个数字孪生虚拟调试的案例，使读者学习更加容易。
③针对高职本科院校培养“应用型人才”的特点，本书在编写时，弱化理论知识，注重实践，让学生在“工作过程”中完成项目。
党的二十大报告指出：推动绿色发展，促进人与自然和谐共生。绿色、循环、低碳发展已经成为全社会的共识和奋斗目标，电气自动化技术可以为实现这一目标提供技术支持。例如变频器的回馈制动，使得本来以热量消耗的能量回馈电网，节省了大量电能；通过PLC的程序优化，减少设备不必要的起停和运行时间，减少了设备磨损和电能消耗。再如通过选用绿色电缆，可以减少对环境的污染；通过采用现场总线技术，可以直接减少电缆的使用等。本书力求将这些“绿色、循环、低碳”的案例融入到教材编写过程中，从而让“绿色发展”理念潜移默化地植根于读者的思维之中。
本书的教学参考学时为64学时，各章的参考学时如下。
章节课程内容学时分配
第1章 常用的低压电器 6
第2章 继电接触器控制电路 10
第3章 典型设备电气控制电路分析 8
第4章 可编程控制器基础 6
第5章 S7-1200 PLC的指令及应用 12
第6章 函数、函数块、数据块和组织块及编程方法 10
第7章 S7-1200 PLC的通信应用 8
第8章 触摸屏和变频器的PLC综合控制 4
课时总计 64
本书由向晓汉、徐君鹏担任主编，黎雪芬任副主编，奚茂龙任主审。其中，第1章、第2章由河南科技学院徐君鹏编写，第3章由无锡中维智科王飞飞编写，第4章、第7章由无锡职业技术学院黎雪芬编写，第5章、第6章由无锡职业技术学院向晓汉编写，第8章由无锡职业技术学院李润海编写。
由于编者水平和时间有限，书中不足之处在所难免，敬请广大读者批评指正。
编者
