“十三五”普通高等教育本科规划教材工程教育创新系列教材 PLC电气控制与现场总线应用技术

作者: 梁涛 , 王睿 , 解乃军

出版社: 中国电力出版社

出版时间: 2020-05

版次: 1

ISBN: 9787519841270

定价: 60.00

装帧: 其他

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 384页

字数: 579千字

分类: 教材教辅考试>教辅>其他教辅>其他

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本书为“十三五”普通高等教育本科规划教材工程教育创新系列教材。
本书全面详细介绍了西门子S71200/1500PLC编程及应用。全书分8章和附录，内容包括常用低压电器，电气控制线路的基本环节，电气控制系统设计，可编程控制器概述，S71200系统配置与开发环境，S71200PLC的指令系统，梯形图程序设计方法和现场总线。梁涛，男，河北工业大学自动化系，博士毕业，教授，硕士生导师。主要从事流程工业自动化系统的体系结构与设计方法、检测技术与自动化装置，先进智能控制技术、复杂工程系统与应用等领域研究工作，从事分布式,嵌入式测控系统以及网络化控制系统方面的技术理论研究工作。参与多项河北省、天津市科技支撑项目。获天津市科技进步一等奖一项，天津市科技进步二等奖一项，发表论文40余篇，其中EI收录近20篇。曾编写教材《Profibus现场总线系统的设计与开发》前言

第一章常用低压电器1

11低压电器的概述1

111低压电器的定义及分类1

112现代电气技术的一些概念4

113电磁机构5

12接触器10

121交、直流接触器的特征11

122接触器的图形符号及文字符号11

123接触器的型号及代表意义11

124接触器的技术参数13

125接触器的选择13

126接触器常见故障分析14

13继电器14

131继电器的特性14

132继电器的分类15

133常用典型继电器15

14配电电器25

141开关电器25

142熔断器33

15主令电器37

151按钮开关37

152位置开关38

153万能转换开关42

16低压电器的产品型号43

161全型号组成形式43

162全型号各组成部分的确定43

习题与思考题45

第二章电气控制线路的基本环节47

21低压电器的主要技术性能指标47

211主电路电器和控制电器47

212有关低压电器的主要技术性能、参数的概念48

22电气制图规则55

221电气制图标准56

222电气工程图及技术文件57

223电气控制技术中常用的图形、文字符号58

23电气控制系统图63

231电气图形符号和文字符号63

232电气原理图64

233电气元件布置图67

234电气安装接线图67

24三相异步电动机的直接启动控制68

241三相笼型电动机直接启动控制68

242多地同时控制71

243电动机顺序控制71

25三相异步电动机的正反转控制、行程控制、时间控制72

251正反转控制72

252行程控制74

253时间控制75

254综合举例77

26三相鼠笼电动机减压启动控制78

261定子绕组串电阻减压启动控制79

262△减压启动控制79

263自耦变压器减压启动的控制82

27三相绕线转子电动机的启动控制83

271转子绕组串接启动电阻启动控制83

272转子绕组串接频敏变阻器启动控制84

28三相异步电动机的调速控制86

281变级调速86

282变更转子外串电阻的调速87

29三相异步电动机的制动控制89

291电磁抱闸制动89

292电磁离合器制动91

293反接制动92

294能耗制动95

295回馈制动97

习题与思考题97

第三章电气控制系统设计99

31电气控制系统设计的内容99

311原理设计99

312工艺设计99

32电气控制系统分析100

321普通车床电气控制系统101

322C650卧式车床电气控制系统101

33电气控制线路的一般设计法104

331经验设计法104

332经验设计法的一般步骤106

333设计举例106

334逻辑设计法109

习题与思考题113

第四章可编程控制器概述115

41PLC的产生和发展115

411PLC的产生背景115

412PLC的发展趋势116

42PLC的概念117

421PLC的定义117

422PLC的特点117

423PLC的分类118

424PLC的主要性能指标119

43PLC的硬件系统组成120

44PLC的软件系统127

441软件的分类127

442应用软件常用的编程语言127

45PLC的工作原理132

451PLC的等效电路132

452PLC的工作过程133

453PLC控制系统与继电器—接触器控制系统的区别135

习题与思考题137

第五章S71200系统配置与开发环境138

51S71200 PLC概述138

511S71200 PLC在西门子PLC系列产品中的定位138

512SIMATIC S71200 PLC的主要特点139

513SIMATIC S71200 PLC的系统结构141

52S71200 PLC的硬件系统142

521S71200 CPU模块143

522信号模块及信号板146

523集成通信接口和通信模块150

53SIMATIC TIA Portal STEP 7 Basic V13开发环境简介151

531STEP 7 Basic编程软件简介151

532STEP 7 Basic V13安装要求及步骤151

54STEP 7 Basic V13硬件组态153

541TIA PORTAL创建自动化项目的基本步骤153

542S71200 PLC的设备和网络组态155

习题与思考题173

第六章S71200 PLC的指令系统174

61S71200 PLC存储区、寻址方式及数据类型174

611S71200 PLC存储区174

612寻址方式176

613S71200数据类型与结构177

62基本指令182

621位逻辑指令183

622定时器指令193

623计数器指令204

624比较指令212

625数学指令213

626移动指令216

627转换指令218

628程序控制指令223

629字逻辑运算指令225

6210移位与循环移位指令230

63扩展指令234

631日期和时间指令234

632字符串转换指令236

633字符串指令238

634程序控制指令242

习题与思考题245

第七章梯形图程序设计方法246

71S71200 PLC用户程序结构246

711组织块246

712功能和功能块247

713数据块251

72梯形图的经验设计方法251

73顺序控制设计法与顺序功能图266

731顺序功能图的五要素266

732顺序功能图的基本结构270

733顺序功能图的注意事项276

第八章现场总线278

81现场总线概述278

811现场总线的发展历史278

812现场总线的特点278

813现场总线的优点279

814网络体系结构280

815现场总线网络的拓扑结构281

82几种典型的现场总线技术282

821CAN总线282

822LonWorks总线286

823FF基金会现场总线289

824WorldFip总线293

825DeviceNet总线294

826Profibus295

83通用串行通信接口技术296

831串行通信接口标准的物理特性296

832串行通信协议299

833S71200 PLC的串口通信301

84ProfibusDP概述308

841Profibus现场总线技术简介308

842Profibus传输技术（物理层，第1层）310

843现场总线数据链路层（第2层）314

844ProfibusDP数据通信协议316

845ProfibusDP的通信协议规范317

846S71200的ProfibusDP网络通信示例334

85以太网339

851以太网的产生和发展339

852以太网的物理连接与帧结构340

853TCP/IP协议组343

854S71200基本以太网通信346

习题与思考题353

附录354

附录1SIMATIC S71200 PLC的基本数据354

附录2SIMATIC S71200可编程序控制器的订货数据357

附录3SIMATIC S71200PLC信号扩展板接线图359

附录4SIMATIC S71200 PLC数字量技术特性和接线图360

附录5SIMATIC S71200 PLC模拟量输入电压的表示方法366

附录6SIMATIC S71200 PLC模拟量输出电压的表示方法367

附录7SIMATIC S71200 PLC模拟量输入电流的表示方法368

附录8SIMATIC S71200 PLC模拟量输出电流的表示方法369
内容简介:
本书为“十三五”普通高等教育本科规划教材工程教育创新系列教材。
本书全面详细介绍了西门子S71200/1500PLC编程及应用。全书分8章和附录，内容包括常用低压电器，电气控制线路的基本环节，电气控制系统设计，可编程控制器概述，S71200系统配置与开发环境，S71200PLC的指令系统，梯形图程序设计方法和现场总线。
作者简介:
梁涛，男，河北工业大学自动化系，博士毕业，教授，硕士生导师。主要从事流程工业自动化系统的体系结构与设计方法、检测技术与自动化装置，先进智能控制技术、复杂工程系统与应用等领域研究工作，从事分布式,嵌入式测控系统以及网络化控制系统方面的技术理论研究工作。参与多项河北省、天津市科技支撑项目。获天津市科技进步一等奖一项，天津市科技进步二等奖一项，发表论文40余篇，其中EI收录近20篇。曾编写教材《Profibus现场总线系统的设计与开发》
目录:
前言

第一章常用低压电器1

11低压电器的概述1

111低压电器的定义及分类1

112现代电气技术的一些概念4

113电磁机构5

12接触器10

121交、直流接触器的特征11

122接触器的图形符号及文字符号11

123接触器的型号及代表意义11

124接触器的技术参数13

125接触器的选择13

126接触器常见故障分析14

13继电器14

131继电器的特性14

132继电器的分类15

133常用典型继电器15

14配电电器25

141开关电器25

142熔断器33

15主令电器37

151按钮开关37

152位置开关38

153万能转换开关42

16低压电器的产品型号43

161全型号组成形式43

162全型号各组成部分的确定43

习题与思考题45

第二章电气控制线路的基本环节47

21低压电器的主要技术性能指标47

211主电路电器和控制电器47

212有关低压电器的主要技术性能、参数的概念48

22电气制图规则55

221电气制图标准56

222电气工程图及技术文件57

223电气控制技术中常用的图形、文字符号58

23电气控制系统图63

231电气图形符号和文字符号63

232电气原理图64

233电气元件布置图67

234电气安装接线图67

24三相异步电动机的直接启动控制68

241三相笼型电动机直接启动控制68

242多地同时控制71

243电动机顺序控制71

25三相异步电动机的正反转控制、行程控制、时间控制72

251正反转控制72

252行程控制74

253时间控制75

254综合举例77

26三相鼠笼电动机减压启动控制78

261定子绕组串电阻减压启动控制79

262△减压启动控制79

263自耦变压器减压启动的控制82

27三相绕线转子电动机的启动控制83

271转子绕组串接启动电阻启动控制83

272转子绕组串接频敏变阻器启动控制84

28三相异步电动机的调速控制86

281变级调速86

282变更转子外串电阻的调速87

29三相异步电动机的制动控制89

291电磁抱闸制动89

292电磁离合器制动91

293反接制动92

294能耗制动95

295回馈制动97

习题与思考题97

第三章电气控制系统设计99

31电气控制系统设计的内容99

311原理设计99

312工艺设计99

32电气控制系统分析100

321普通车床电气控制系统101

322C650卧式车床电气控制系统101

33电气控制线路的一般设计法104

331经验设计法104

332经验设计法的一般步骤106

333设计举例106

334逻辑设计法109

习题与思考题113

第四章可编程控制器概述115

41PLC的产生和发展115

411PLC的产生背景115

412PLC的发展趋势116

42PLC的概念117

421PLC的定义117

422PLC的特点117

423PLC的分类118

424PLC的主要性能指标119

43PLC的硬件系统组成120

44PLC的软件系统127

441软件的分类127

442应用软件常用的编程语言127

45PLC的工作原理132

451PLC的等效电路132

452PLC的工作过程133

453PLC控制系统与继电器—接触器控制系统的区别135

习题与思考题137

第五章S71200系统配置与开发环境138

51S71200 PLC概述138

511S71200 PLC在西门子PLC系列产品中的定位138

512SIMATIC S71200 PLC的主要特点139

513SIMATIC S71200 PLC的系统结构141

52S71200 PLC的硬件系统142

521S71200 CPU模块143

522信号模块及信号板146

523集成通信接口和通信模块150

53SIMATIC TIA Portal STEP 7 Basic V13开发环境简介151

531STEP 7 Basic编程软件简介151

532STEP 7 Basic V13安装要求及步骤151

54STEP 7 Basic V13硬件组态153

541TIA PORTAL创建自动化项目的基本步骤153

542S71200 PLC的设备和网络组态155

习题与思考题173

第六章S71200 PLC的指令系统174

61S71200 PLC存储区、寻址方式及数据类型174

611S71200 PLC存储区174

612寻址方式176

613S71200数据类型与结构177

62基本指令182

621位逻辑指令183

622定时器指令193

623计数器指令204

624比较指令212

625数学指令213

626移动指令216

627转换指令218

628程序控制指令223

629字逻辑运算指令225

6210移位与循环移位指令230

63扩展指令234

631日期和时间指令234

632字符串转换指令236

633字符串指令238

634程序控制指令242

习题与思考题245

第七章梯形图程序设计方法246

71S71200 PLC用户程序结构246

711组织块246

712功能和功能块247

713数据块251

72梯形图的经验设计方法251

73顺序控制设计法与顺序功能图266

731顺序功能图的五要素266

732顺序功能图的基本结构270

733顺序功能图的注意事项276

第八章现场总线278

81现场总线概述278

811现场总线的发展历史278

812现场总线的特点278

813现场总线的优点279

814网络体系结构280

815现场总线网络的拓扑结构281

82几种典型的现场总线技术282

821CAN总线282

822LonWorks总线286

823FF基金会现场总线289

824WorldFip总线293

825DeviceNet总线294

826Profibus295

83通用串行通信接口技术296

831串行通信接口标准的物理特性296

832串行通信协议299

833S71200 PLC的串口通信301

84ProfibusDP概述308

841Profibus现场总线技术简介308

842Profibus传输技术（物理层，第1层）310

843现场总线数据链路层（第2层）314

844ProfibusDP数据通信协议316

845ProfibusDP的通信协议规范317

846S71200的ProfibusDP网络通信示例334

85以太网339

851以太网的产生和发展339

852以太网的物理连接与帧结构340

853TCP/IP协议组343

854S71200基本以太网通信346

习题与思考题353

附录354

附录1SIMATIC S71200 PLC的基本数据354

附录2SIMATIC S71200可编程序控制器的订货数据357

附录3SIMATIC S71200PLC信号扩展板接线图359

附录4SIMATIC S71200 PLC数字量技术特性和接线图360

附录5SIMATIC S71200 PLC模拟量输入电压的表示方法366

附录6SIMATIC S71200 PLC模拟量输出电压的表示方法367

附录7SIMATIC S71200 PLC模拟量输入电流的表示方法368

附录8SIMATIC S71200 PLC模拟量输出电流的表示方法369