内容简介

本书从工程应用和新工科人才培养的需求出发,讲解了继电器接触器电路的分析设计和可编程控制器的程序设计及其在电气控制中的应用。本书内容突出先进性、系统性,做到重点突出、详略得当,对低压电器元件的基本知识精简提炼,在掌握典型电气控制线路的基础上,对可编程控制器的结构原理、编程方法、应用技术和系统设计进行讲述。在强调基本知识学习运用的同时,本书通过实际案例分析与项目训练,着力培养学生的动手能力、探究问题能力、创新思维能力和综合运用能力。

目录

前言

第1章 常用低压电器

1.1 低压电器基本知识

1.2 电磁式低压电器结构和工作原理

1.3 电磁式接触器

1.4 继电器

1.5 主令电器

1.6 低压开关与断路器

1.7 熔断器

习题与思考题

第2章 基本电气控制线路

2.1 电气控制线路图的图形、文字符号及绘制原则

2.2 三相笼型异步电动机的基本控制电路

2.3 三相笼型异步电动机的启动控制线路

2.4 三相笼型异步电动机的制动控制线路

2.5 三相笼型异步电动机的调速控制线路

2.6 电气控制系统设计的一般步骤、技巧和方法

习题与思考题

第3章 可编程控制器基础与S7-1200PLC

3.1 可编程控制器概述

3.2 可编程控制器的特点、分类及技术指标

3.3 可编程控制器的基本组成

3.4 可编程控制器的工作原理

3.5 S7-1200的硬件系统

习题与思考题

第4章 S7-1200PLC及其基本指令

4.1 S7-1200PLC的编程语言

4.2 数据类型与系统存储区

4.3 S7-1200的基本逻辑指令

习题与思考题

第5章 S7-1200PLC扩展及工艺指令

5.1 日期、时间和时钟指令

5.2 字符串和字符指令

5.3 中断事件与中断指令

5.4 S7-1200的特殊指令

5.5 模拟量闭环控制

5.6 运动控制指令

习题与思考题

第6章 PLC控制系统梯形图程序设计方法

6.1 梯形图的一般设计法

6.2 顺序控制设计法与顺序功能图

6.3 使用置位复位指令的顺序控制梯形图编程实例

习题与思考题

第7章 S7-1200的用户程序结构

7.1 用户程序结构简介

7.2 构建用户程序

7.3 使用块来构建程序

7.4 函数与函数块

习题与思考题

第8章 S7-1200的网络通信及编程实例

8.1 网络通信基础

8.2 S7-1200PLC之间的以太网通信

8.3 S7-1200PLC的串口通信

8.4 S7-1200与变频器的USS协议通信

习题与思考题

第9章 SIMATIC精智面板的组态及应用

9.1 SIMATIC精智面板

9.2 HMI的概述

9.3 触摸屏组态入门

9.4 画面对象的组态

9.5 画面对象的报警组态

9.6 组态画面

习题与思考题

第10章 S7-1200控制系统设计与应用实例

10.1 S7-1200控制系统设计原则与流程

10.2 S7-1200控制系统应用实例

习题与思考题

参考文献

前言/序言

随着计算机技术及通信技术的发展,电器元件的功能逐渐增强,不断向电子化、智能化和可通信化方向发展,继电接触式控制系统也不断变化、丰富和完善。由于计算机技术和微电子技术的迅猛发展,可编程控制器(PLC)作为以计算机技术为核心的通用自动控制器,已经广泛地应用于工业控制中。PLC通过用户存储的应用程序来控制生产过程,具有可靠性高、稳定性强、实时处理和灵活编程的优点。PLC是计算机技术与继电器控制技术的有机结合,目前它已经成为当代工业自动化技术的三大支柱之一。在我国实施制造强国战略规划下,随着智能制造技术的迅猛发展,PLC已成为现代电气控制系统广泛应用的控制设备,掌握PLC的实践应用技能是电气控制类专业技术人员必备的技能之一。S7 -1200PLC是西门子公司面向离散自动化系统、智能自动化生产线推出的一款主流控制器。本书以S7 -1200PLC为技术主线,详细介绍了S7 -1200PLC硬件系统的特点、指令系统功能、TIA博途软件操作、设备组态设置以及程序设计的方法,同时通过PLC应用设计案例对基本控制、运动控制、PID 控制以及通信技术等 PLC应用技术进行深入的讲解,深入浅出,理论联系实际,突出应用,注重学生的能力培养。本书共分10章,第1章介绍常用低压电器,主要包括电磁式低压电器、电磁式接触器、继电器、主令电器、低压开关与断路器和熔断器的结构、工作原理及特性。第2章介绍基本电气控制线路,包括电气控制线路的图形、文字符号、绘制原则及设计步骤和方法,三相笼型异步电动机的基本电路、启动、制动、调速等控制电路。第3章简要介绍可编程控制器的基本概念和相关知识,重点讲解S7 -1200PLC的硬件和软件结构。第4章结合程序实例详细介绍S7 -1200PLC及其基本指令。第5章讲解了 S7 -1200PLC扩展及工艺指令。第6章讲解了S7 -1200PLC程序设计方法。第7章讲解了S7 -1200的用户程序结构。第8章讲解了S7 -1200的网络通信及编程实例。第9章讲解了SIMATIC精智面板的组态与仿真技术应用。第10章讲解了S7 -1200控制系统设计与应用实例。本书通过文字讲述了西门子S7 -1200PLC控制系统的原理、硬件知识、常见指令及应用实例,既注重内容的系统、全面、新颖,又力求叙述简练、层次分明、通俗易懂,理论知识和工程实际应用并重,具有极强的针对性、可读性及实用性。本书内容涵盖从低压电器基础到PLC高级应用的完整知识体系，采用"理论讲解+案例实践"的教学模式，帮助读者建立系统化的PLC技术知识框架。重点章节如第4章通过典型的电机启停控制、正反转控制等案例演示基本指令的应用技巧；第5章结合PID温度控制、步进电机定位等工业场景详解工艺指令的配置方法；第8章特别介绍了PROFINET工业以太网通信和S7通信协议的实际配置过程。书中所有案例均通过TIA Portal V16平台进行仿真验证，配套提供完整的项目文件和程序代码，便于读者在博途软件中直接进行实操演练。附录部分包含S7-1200技术参数速查表、常见故障代码及处理方法等实用参考资料，可作为工程现场的快速查询手册。本书既可作为高职院校电气自动化、机电一体化等专业的理实一体化教材，也可作为自动化工程师的PLC技术培训用书，还可供从事工业控制系统设计、设备维护的技术人员参考使用。