电气控制与S7-1200 PLC应用技术教程 (郑海春)

前言

第1章常用低压电器

11两类控制系统

111模拟量控制——过程控制系统

112开关量控制——逻辑控制系统

12低压电器的基本知识

121低压电器的分类

122电磁式电器的工作原理

13接触器

131电磁式接触器的结构和工作

原理

132接触器的主要技术参数

133接触器的常用类型

134接触器的选择原则

14继电器

141电磁式继电器

142时间继电器

143速度继电器

144热继电器

15低压熔断器

151熔断器的工作原理

152熔断器的类型

153熔断器的主要技术参数

154熔断器的选择原则

16低压断路器

161低压断路器的结构及工作原理

162低压断路器的选择原则

17主令电器

171控制按钮

172行程开关

173接近开关

174万能转换开关

18开关电器

习题

第2章基本电气控制电路

21电气控制电路图的绘制

211电气控制电路图的绘图标准

212电气原理图

213电气元件布置图

214电气安装接线图

22异步电动机基本电气控制电路

221全压直接起动控制电路

222减压起动控制电路

223制动控制电路

224有级调速控制电路

习题

第3章可编程控制器概述

31可编程控制器的产生和发展

311可编程控制器的由来

312可编程控制器的名称演变

313可编程控制器的定义

314可编程控制器的发展趋势

32可编程控制器的特点

33可编程控制器的分类

34可编程控制器的应用领域

习题

第4章可编程控制器的硬件结构

41可编程控制器的硬件组成

411CPU

412存储器

413电源

414I/O单元

415外部接口

42可编程控制器的工作原理

421循环扫描工作方式

422循环扫描工作过程

423系统响应时间

习题

第5章S7-1200  PLC的硬件和软件

开发环境

51S7-1200  PLC技术综述

52S7-1200  PLC的硬件

521S7-1200  PLC的硬件组成

522CPU模块

523信号板及信号模块

524通信模块

525功率计算

53S7-1200  PLC的软件开发

平台

531TIA  Portal介绍和安装

532TIA  Portal使用入门

533“起-保-停”控制实例

习题

第6章S7-1200  PLC的编程基础

61数制、编码和逻辑运算

611数制

612编码

613逻辑运算

62S7-1200  PLC的编程语言

621梯形图

622功能块图

623结构化控制语言

63用户程序结构简介

631组织块

632函数

633函数块

634数据块

64S7-1200  PLC的工作模式

6413种工作模式介绍

642冷启动与暖启动

643CPU“上电后启动”项的

设置

65系统存储区和数据类型

651S7-1200  PLC的系统存储区

652S7-1200  PLC的基本数据类型

653S7-1200  PLC的其他数据类型

654使用AT覆盖变量

655使用Slice方式对变量进行

寻址

习题

第7章S7-1200  PLC的指令

71位逻辑运算指令

711常开触点与常闭触点

712取反RLO

713赋值和赋值取反

714复位输出和置位输出

715置位/复位触发器与复位/置位

触发器

716扫描操作数的信号上升沿/下

降沿

717在信号上升沿/下降沿置位

操作数

72比较操作指令

721触点比较指令

722范围判断指令

723浮点数有效性检查指令

73数学函数指令

731四则运算指令

732计算指令

733浮点数函数运算指令

74移动操作指令

741移动值指令

742块移动指令

743反序列化和序列化指令

744块填充指令

75字逻辑运算指令

76移位和循环移位指令

77转换操作指令

771转换值指令

772浮点数转换为双整数的指令

773标准化和缩放指令

78定时器操作指令

781生成脉冲指令

782接通延时指令

783关断延时指令

784时间累加器指令

785S7-1200  PLC定时器创建

79计数器操作指令

791加计数指令

792减计数指令

793加减计数指令

710高速脉冲输出与高速计数器

7101高速脉冲输出

7102模拟量控制PWM的脉冲宽度

举例

7103高速计数器简介

7104编码器基础

7105编码器应用举例

711编程注意事项

7111双线圈输出

7112尽量减少I/O点信号的使用

习题

第8章S7-1200  PLC的用户程序

结构

81函数和函数块

811函数

812函数块

813函数块的多重背景

82组织块

821程序循环OB

822时间中断OB

823延时中断OB

824循环中断OB

825硬件中断OB

826诊断错误、插拔中断、机架或

站故障

827启动OB

83交叉引用

831打开交叉引用的方法

832交叉引用列表

833重叠访问

习题

第9章精简系列面板的组态与应用

91SIMATIC触摸屏产品体系

92新一代精简系列面板

93WinCC（TIA  Portal）介绍

94精简系列面板的画面组态

941添加PLC设备和编写梯形图

942添加HMI设备和组态连接

943组态指示灯与按钮

944精简系列面板的仿真与运行

945精简系列面板的实物运行

习题

第10章开关量控制系统梯形图

设计方法

101梯形图中的基本电路

1011起-保-停电路

1012置位复位电路

1013三相异步电动机正反转控制

电路

1014闪烁电路与TRACE功能

1015接通延时/关断延时电路

1016单按钮电路

102梯形图的经验设计法

1021两种液体混合装置实例

1022十字路口交通信号灯控制

实例

1023采用经验设计法编程的问题

103梯形图的顺序控制设计法

1031顺序功能图的基本要素

1032顺序功能图的基本结构

1033顺序功能图中转换实现的基本

规则

1034顺序功能图转换成梯形图的

方法

1035两种液体混合装置实例

1036十字路口交通信号灯控制

实例

1037手动和自动程序

1038顺序控制设计法编程的优点

习题

第11章SCL编程基础

111SCL概述 

1111编程标准

1112特点和应用领域

1113S7-SCL与TIA  Portal

1114块与源的相互生成

112SCL

1121SCL的变量

1122SCL的表达式

1123SCL程序控制语句

1124沿信号检测指令

1125定时器指令

1126计数器指令

1127间接寻址指令PEEK、POKE

113SCL编程实例

1131燃气供给的调节控制

1132选择排序算法

1133传感器矩阵计算重心点

习题

第12章S7-1200  PLC的通信

121计算机网络 

1211OSI模型

1212TCP/IP模型

122工业以太网简介

1221PROFINET接口

1222支持的协议和连接资源数

1223物理网络连接

1224PLC与PLC之间通信的过程

123S7通信协议

1231S7通信协议介绍

1232两台S7-1200  PLC之间的S7

通信

124TCP通信协议

1241TCP通信协议介绍

1242两台S7-1200  PLC之间的TCP

通信

125Modbus  TCP通信协议

1251Modbus  TCP通信协议介绍

1252两台S7-1200  PLC之间的

Modbus  TCP通信

1253S7-1200  PLC  Modbus  TCP通信

多请求处理

126ISO-on-TCP通信协议

1261ISO-on-TCP通信协议介绍

1262两台S7-1200  PLC之间的

ISO-on-TCP通信

127UDP通信协议

1271UDP通信协议介绍

1272两台S7-1200  PLC之间的UDP

通信

128PROFINET总线通信

1281总线通信简介

1282PROFINET简介

1283S7-1200  PLC作IO控制器与

ET  200SP通信

1284S7-1200  PLC与PROFINET智

能设备通信

129串行通信简介 

1291并行通信与串行通信

1292同步通信与异步通信

1293单工、半双工与全双工通信

1294串行通信的接口标准

1210点对点通信

12101点对点通信概述

12102S7-1200  PLC点对点通信

1211Modbus  RTU通信协议

12111S7-1200  PLC  Modbus  RTU

通信概述

12112S7-1200  PLC作为Modbus  RTU

主站通信

习题

参考文献

本书是“电气控制”与“可编程控制器”两门课程内容的有机结合，包括电气控制系统设计和西门子S7-1200系列PLC控制系统设计。

本书由两部分组成。第1部分为第1~2章，介绍电气控制中常用的低压电器、基本电气控制电路。第2部分为第3~12章，介绍可编程控制器的硬件结构、开发环境、编程基础、指令系统、用户程序结构、HMI组态、开关量控制系统梯形图设计方法、SCL编程基础和PLC的通信等内容。

本书可作为高等院校自动化、电气工程、机电一体化及相关专业的“电气控制技术与PLC”“可编程控制器原理及应用”或类似课程的教材，也可作为电子技术、电气技术、自动化技术等有关技术人员的参考书。