工业控制系统与PLC

第1章 常用低压电器 1 1.1 低压电器的分类 1 1.2 配电电器 3 1.2.1 刀开关 3 1.2.2 组合开关 5 1.2.3 低压断路器 6 1.2.4 智能断路器 8 1.2.5 熔断器 9 1.3 保护电器 11 1.3.1 电压、电流继电器 11 1.3.2 热继电器 13 1.3.3 漏电保护器 15 1.4 主令电器 17 1.4.1 控制按钮 17 1.4.2 行程开关 18 1.4.3 接近开关 20 1.4.4 万能转换开关 21 1.4.5 主令控制器和凸轮控制器 22 1.5 控制电器 24 1.5.1 接触器 24 1.5.2 时间继电器 27 1.5.3 速度继电器 28 习题1 29 第2章 电气控制电路分析与设计 32 2.1 电气控制电路概述 32 2.1.1 电气控制电路常用的图形符号及文字符号 32 2.1.2 电气原理图 34 2.1.3 电气元件布置图 38 2.1.4 电气安装接线图 38 2.1.5 电气控制电路的分析方法 39 2.2 三相异步电动机的启动控制电路 40 2.2.1 三相异步电动机的全压启动控制 41 2.2.2 三相异步电动机的降压启动 42 2.3 三相异步电动机的正、反转控制电路 45 2.3.1 三相异步电动机的正、反转控制 45 2.3.2 自动往返控制 47 2.4 三相异步电动机的制动控制电路 48 2.4.1 电气制动控制 48 2.4.2 机械制动控制 50 2.5 三相异步电动机的调速控制电路 52 2.6 其他典型控制电路 54 2.7 典型机床电路 55 2.7.1 CA6140车床控制电路 56 2.7.2 摇臂钻床控制电路 58 2.8 电气控制电路的设计 65 2.8.1 电气设计内容与原则 65 2.8.2 电气电路设计方法 68 习题2 75 第3章 工业控制系统 78 3.1 计算机控制基础 78 3.1.1 计算机控制的一般概念 78 3.1.2 计算机控制系统的组成 80 3.2 工业计算机控制系统的分类与发展 85 3.2.1 工业计算机控制系统的分类 85 3.2.2 控制装置(控制器)的主要类型 88 3.2.3 工业计算机控制系统的发展 93 3.3 典型的工业控制系统 94 3.3.1 集散控制系统(DCS) 94 3.3.2 监控与数据采集(SCADA) 系统 95 3.3.3 现场总线控制系统(FCS) 99 3.3.4 几种控制系统的比较 100 3.4 工业控制系统的体系结构 102 3.4.1 主流的工业控制系统的结构类型及其发展 102 3.4.2 几种工业控制系统结构的优缺点 103 习题3 104 第4章 PLC及S7-1200概述 105 4.1 PLC简介 105 4.1.1 PLC的定义及特点 105 4.1.2 PLC的主要功能 107 4.1.3 PLC的应用领域 108 4.2 PLC的基本结构与工作原理 109 4.2.1 PLC的硬件系统 109 4.2.2 PLC的软件系统 114 4.2.3 PLC的工作原理 116 4.3 PLC的分类与发展趋势 118 4.3.1 PLC的分类 118 4.3.2 PLC的发展趋势 120 4.4 S7-1200的硬件 121 4.4.1 S7-1200的CPU模块 121 4.4.2 S7-1200的信号板和信号模块 125 4.4.3 S7-1200的通信模块 127 4.5 S7-1200的软件 128 4.5.1 博途软件特点 129 4.5.2 博途软件的基本使用 130 4.5.3 用户程序结构 134 4.5.4 数据类型与系统存储区 136 习题4 142 第5章 S7-1200的指令系统 144 5.1 基本指令 144 5.1.1 位逻辑指令 144 5.1.2 定时器指令 149 5.1.3 计数器指令 152 5.1.4 比较指令 153 5.1.5 数学指令 156 5.1.6 移动指令 156 5.1.7 转换类指令 158 5.1.8 程序控制指令 159 5.1.9 字逻辑运算指令 160 5.1.10 移位和循环移位指令 161 5.2 扩展指令 164 5.2.1 日期和时间指令 164 5.2.2 字符串与字符指令 165 5.2.3 程序控制指令 169 5.2.4 中断指令 170 5.2.5 高速脉冲输出指令 171 5.2.6 高速计数器指令 172 5.2.7 PID控制指令 172 5.2.8 运动控制指令 173 习题5 174 第6章 PLC控制系统设计与SCL编程语言 176 6.1 PLC控制系统设计的原则及流程 176 6.1.1 PLC控制系统设计的原则 176 6.1.2 PLC控制系统设计的流程 177 6.2 PLC控制系统的程序设计方法 180 6.2.1 经验设计法 181 6.2.2 继电器控制电路改造法 182 6.2.3 顺序控制设计法 185 6.3 PLC程序的调试 189 6.3.1 程序的内容和质量 190 6.3.2 程序的调试 190 6.4 SCL编程语言 191 6.4.1 SCL程序编辑器 191 6.4.2 SCL基础知识 192 6.4.3 SCL程序控制指令 193 6.4.4 SCL的间接寻址 198 6.4.5 SCL应用举例 199 习题6 199 第7章 S7-1200 PLC的通信与故障诊断 202 7.1 S7-1200 PLC通信概述 202 7.2 S7-1200 PLC的开放式用户通信 203 7.2.1 支持的协议 203 7.2.2 通信指令 204 7.2.3 S7-1200 PLC之间的以太网通信 207 7.2.4 S7-1200 PLC与S7-200 PLC和S7-300/400 PLC的通信 212 7.3 S7-1200 PLC的串口通信 224 7.4 故障诊断 229 7.4.1 与故障诊断有关的中断组织块 229 7.4.2 S7-1200的故障诊断 230 7.4.3 网络控制系统的故障诊断 231 习题7 235 第8章 精简系列面板的组态与应用 236 8.1 HMI的认识 236 8.2 精简系列面板的画面组态 238 8.2.1 画面组态的准备工作 238 8.2.2 组态指示灯与按钮 239 8.2.3 组态文本域与I/O域 240 8.3 精简系列面板的仿真与运行 241 8.3.1 PLC与HMI的集成仿真 241 8.3.2 HMI与PLC通信的组态与操作 246 习题8 247 参考文献 248