电气控制及S7-1200 PLC应用技术

第1章 继电器接触器控制系统 2 1.1 电气控制系统常用电器 2 1.1.1 电器基础知识 2 1.1.2 接触器 8 1.1.3 继电器 11 1.1.4 低压断路器 19 1.1.5 熔断器 21 1.1.6 主令电器 24 1.1.7 信号电器 30 1.1.8 检测仪表 30 1.2 电气控制线路基础 33 1.2.1 电气控制线路的图文符号及绘制原则 33 1.2.2 异步电动机基本控制线路 38 1.2.3 电气控制线路设计实例 44 本章习题 49 第2章 可编程序控制器概述 50 2.1 PLC的定义与发展 50 2.1.1 PLC的定义 50 2.1.2 PLC的发展 51 2.2 PLC的主要功能、特点与分类 54 2.2.1 PLC的主要功能 54 2.2.2 PLC的特点 55 2.2.3 PLC的分类 56 2.3 PLC的基本组成与工作原理 56 2.3.1 PLC的基本组成 56 2.3.2 PLC的工作原理 58 本章习题 61 第3章 S7-1200 PLC基础知识 62 3.1 S7-1200 PLC硬件系统 62 3.1.1 CPU模块 62 3.1.2 扩展单元 66 3.1.3 扩展I/O点的编址 68 3.2 S7-1200 PLC软件系统 69 3.2.1 S7-1200 PLC程序架构 69 3.2.2 S7-1200 PLC存储区及寻址 73 3.3 数制与数据类型 77 3.3.1 数制 77 3.3.2 数据类型 78 3.4 编程语言 85 3.4.1 梯形图 85 3.4.2 功能块图 86 3.4.3 结构化控制语言 87 3.5 程序设计方法 87 3.5.1 线性化编程 87 3.5.2 模块化编程 88 3.5.3 结构化编程 90 3.6 TIA博途编程软件 93 3.6.1 编程软件简介 93 3.6.2 编程软件的基本使用 93 3.6.3 项目仿真调试 98 本章习题 100 第4章 S7-1200 PLC基本指令及程序设计 101 4.1 位逻辑指令 101 4.1.1 触点和线圈指令 102 4.1.2 置位和复位指令 103 4.1.3 触发器指令 105 4.1.4 信号边沿指令 107 4.1.5 比较指令 110 4.2 定时器与计数器指令 111 4.2.1 定时器指令 111 4.2.2 计数器指令 118 4.3 程序控制指令 121 4.3.1 基本程序控制指令 121 4.3.2 扩展程序控制指令 124 4.4 数据处理指令 125 4.4.1 移动操作指令 125 4.4.2 移位和循环指令 127 4.5 数学运算和逻辑运算指令 129 4.5.1 数学运算指令 129 4.5.2 逻辑运算指令 133 4.5.3 转换指令 135 4.6 PLC程序的基础设计法及应用实例 137 4.6.1 PLC程序的基础设计法 137 4.6.2 应用实例 139 本章习题 140 第5章 S7-1200 PLC扩展指令 142 5.1 日期和时间指令 142 5.1.1 日期和时间数据类型 143 5.1.2 日期和时间指令使用说明 143 5.1.3 时钟指令 144 5.2 字符串和字符指令 145 5.2.1 字符串数据类型 145 5.2.2 字符串转换指令 146 5.2.3 字符串操作指令 149 5.3 程序控制指令 151 5.4 中断事件和中断指令 154 5.4.1 中断事件 154 5.4.2 附加中断和分离中断指令 155 5.4.3 循环中断指令 157 5.4.4 延迟中断指令 158 5.5 通信指令 159 5.5.1 可自动连接/断开的开放式以太网通信指令 159 5.5.2 控制通信过程的指令 160 5.5.3 点对点指令 162 5.6 高速脉冲输出和高速计数器 164 5.6.1 高速脉冲输出 164 5.6.2 高速计数器 166 5.7 运动控制 170 5.7.1 运动控制组态 170 5.7.2 运动控制指令 176 5.8 PID控制指令 176 本章习题 177 第二篇 应 用 篇 第6章 PLC逻辑控制系统编程实例 180 6.1 简单电路 180 6.1.1 优先电路：三人抢答器 180 6.1.2 闪烁电路 182 6.1.3 二分频电路 184 6.1.4 电动机两地启停控制电路 186 6.1.5 表决电路 187 6.2 舞台灯光控制系统 188 6.3 机械手控制系统 193 6.4 交通灯控制系统 197 6.5 皮带机控制系统 201 6.6 电梯控制系统 206 本章习题 212 第7章 PLC过程控制系统编程实例 213 7.1 模拟量处理 213 7.1.1 模拟量输入输出处理 213 7.1.2 同一物理量在不同值域下的数值转换 214 7.2 PID控制算法 216 7.2.1 PID控制理论 216 7.2.2 PID指令及使用 217 7.3 异步电机转速闭环控制系统 219 7.3.1 系统整体方案 220 7.3.2 PID_Compact控制器 221 7.3.3 变频调速系统 231 7.3.4 系统实现 233 7.4 恒温箱温度闭环控制系统 235 7.4.1 系统整体方案 235 7.4.2 系统实现 237 本章习题 239 第8章 S7-1200 PLC的网络通信技术 241 8.1 工业网络通信结构 241 8.1.1 网络通信的国际标准 241 8.1.2 西门子工业通信网络 242 8.2 S7-1200 CPU的以太网通信 244 8.2.1 S7-1200以太网通信基础 244 8.2.2 开放式用户通信指令介绍 245 8.2.3 系统整体方案 250 8.3 S7-1200 CPU与S7-200 SMART之间的通信 258 8.3.1 S7通信指令介绍 258 8.3.2 系统整体方案 261 8.4 S7-1200 CPU与S7-300/400之间的通信 267 本章习题 273 第9章 S7-1200 PLC与人机界面的联合运行 274 9.1 WinCC Professional组态软件使用 274 9.1.1 配置PC站点 274 9.1.2 画面管理 278 9.1.3 工具箱对象的组态 279 9.1.4 组态对象 282 9.2 S7-1200 PLC与人机界面联合运行实例 285 9.2.1 三人抢答器 285 9.2.2 表决电路 287 9.2.3 舞台灯光控制系统 289 9.2.4 异步电机转速闭环控制系统 290 本章习题 293 参考文献 294