可编程控制器简明教程

出版时间：2010-10  出版社：杨丽君 清华大学出版社 (2010-10出版)  作者：杨丽君 编  页数：279  

前言

可编程控制器(programmable controller,  PLC)是融计算机（computer）技术、控制（controller）技术和通信（communication）技术（即3C技术）为一体,专门为工业环境下应用而设计的工业控制装置,具有功能强、可靠性高、能耗低、维护方便、使用灵活和易于学习、编程简单等优点。它替代了继电-接触器控制成为了新一代通用的主要工业控制装置，近年来在世界范围内的冶金、机械制造、化工、交通运输等诸多领域的应用越来越广泛。自1969年PLC问世以来，随着科学技术的不断发展，PLC的产品不断更新换代，厂家争相生产PLC产品。目前在我国，西门子公司的S7-300/400系列PLC在大中型规模的PLC产品市场中占有率最高，在各行各业中的应用非常广泛。为了使读者，尤其是初学者，能够尽快地学习并掌握PLC控制系统的设计方法和步骤、编程方法，我们编写了本书。本书以西门子公司S7-300系列PLC作为样机。作者总结了多年从事工科教育教学的经验，整理了有关的教学资料，并根据教学要求及人们学习的习惯和特点，以培养和提高读者的PLC应用能力为目标。书中采用循序渐进的方法，在重要的知识点都配合了相应的例题，图文并茂，深入浅出地讲解了可编程控制器的工作原理、硬件的结构、软件的组成、指令系统、通信与网络等，以及S7-300/400的编程软件STEP 7的使用方法。并且介绍了S7-300系列PLC的最新的产品。每章还配有适当的习题与思考题帮助读者加深理解相关内容。使读者学有所得，有成就感，不断提升学习的兴趣。可编程控制器是一门实用性极强的专业技术课程，PLC控制系统的应用的主要内容就是如何利用PLC来控制电机和其他执行电器的动作，因此，书后还设有实验与实训的有关内容和训练项目。采用这些实验与实训的训练项目对读者进行分析问题和解决问题的能力的培养，提高PLC的应用能力。全书共分为8章。第1章为概述，介绍了可编程控制器的产生与发展、分类和特点及应用等；第2章为继电器、接触器控制系统，介绍了常用低压电器、各种接触器和继电器、常用的典型的继电器、接触器控制系统电路原理图的设计；第3章为PLC控制系统，介绍了PLC控制系统的组成和分类、PLC控制系统的硬件和软件系统、可编程控制器的工作原理、PLC控制系统的设计步骤等；第4章为SIMATIC S7-300系列PLC，介绍了S7-300系列PLC的硬件结构特点、各种模块的功能和技术特性；第5章为基本指令系统及编程，主要介绍了S7-300的指令系统梯形图指令、指令表指令的功能和用法，编程方法；第6章为PLC控制系统设计及应用举例，介绍PLC控制系统的设计方法，并辅以实例说明；第7章为实验与实训，介绍了S7-300/400的编程软件STEP 7的使用方法、实验与实训的训练项目。

内容概要

　　本书采用循序渐进的方法，深入浅出地介绍了可编程控制器的工作原理、硬件结构、软件组成、指令系统、通信与网络，以及S7-300/400的编程软件STEP7的使用方法。为增强学习效果，每章还配有适当的习题与思考题帮助读者加深理解相关内容，书后还设有实验与实训的环节的有关内容和训练项目。　　本书内容注重理论与实际相结合，系统性和实用性较强，可作为自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器、电力系统自动化技术、生产过程自动化、机械设计制造及其自动化、数控技术、自动化生产设备、机械制造与自动化等专业及相关专业的教材，也可作为相关控制技术领域的技术人员的培训教材和参考用书。

书籍目录

第1章 概述11.1 可编程序控制器概述11.1.1 可编程序控制器的诞生与发展11.1.2 可编程序控制器的发展21.2 可编程序控制器的定义及特点31.2.1 可编程序控制器的定义31.2.2 可编程序控制器的特点41.3 可编程序控制器的分类和功能51.3.1 可编程序控制器的分类51.3.2 可编程序控制器的功能81.4 可编程序控制器的技术指标和应用91.4.1 可编程序控制器的技术指标91.4.2 可编程序控制器的应用10思考与练习题11第2章 继电器、接触器控制系统122.1 常用低压电器122.1.1 接触器122.1.2 继电器152.1.3 常用的开关电器202.1.4 熔断器222.1.5 主令电器242.1.6 常用低压电器故障的排除272.2 电气控制线路的图形、文字符号及绘制原则292.2.1 常用电气设备图形符号及文字符号302.2.2 电气原理图302.2.3 电气元件布置图322.2.4 电气安装接线图322.3 三相异步电动机电气控制线路332.3.1 三相异步电动机的基本控制电路342.3.2 三相异步电动机的启动控制电路392.3.3 异步电动机的制动控制电路41思考与练习题43可编程控制器简明教程目录第3章 PLC控制系统453.1 控制系统概述453.2 PLC控制系统的分类453.3 PLC控制系统的硬件系统463.3.1 可编程控制器463.3.2 输入/输出设备473.3.3 外部设备473.3.4 扩展模块483.4 PLC控制系统的软件系统493.4.1 系统程序493.4.2 用户程序493.5 可编程序控制器（主机）的工作原理503.5.1 可编程控制器的基本概念503.5.2 可编程控制器的工作过程513.5.3 可编程序控制器PLC控制系统的工作原理533.5.4 PLC控制系统的中断处理553.6 可编程序控制器的编程语言563.6.1 梯形图563.6.2 指令表593.6.3 功能块图593.6.4 顺序功能流程图603.7 可编程序控制器的程序603.7.1 逻辑块603.7.2 数据块623.7.3 参数块623.8 可编程序控制器的程序结构633.8.1 线性化程序633.8.2 结构化程序633.9 PLC控制系统设计63思考与练习题65第4章 SIMATIC S7-300系列PLC664.1 概述664.2 SIMATIC S7-300系列PLC的基本构成674.2.1 SIMATIC S7-300 PLC的主要功能674.2.2 SIMATIC S7-300 PLC的基本构成684.2.3 S7-300 PLC的硬件配置694.2.4 S7-300 PLC模块的地址714.2.5 S7-300 PLC的存储器754.3 S7-300 系列PLC模块774.3.1 电源模块774.3.2 CPU模块804.3.3 接口模块894.3.4 数字量模块（DI/DO） 904.3.5 模拟量模块（AI/AO） 974.3.6 功能模块1084.3.7 通信模块1104.3.8 特殊模块及其他1114.4 S7-300模块的电流耗量和功率损耗113思考与练习题115第5章 基本指令系统及编程1175.1 指令结构1175.1.1 指令1175.1.2 操作数的存储1185.1.3 状态字结构及其含义1195.2 位逻辑指令1215.2.1 位逻辑运算指令1215.2.2 位操作指令1255.2.3 位测试指令1315.2.4 位逻辑指令编程举例1345.2.5 触点的串并联组合1395.3 寻址方式1415.3.1 立即寻址1415.3.2 直接寻址1415.3.3 存储器间接寻址1425.3.4 寄存器间接寻址1435.4 定时器1445.4.1 定时器概述1445.4.2 定时器的种类和定时特点1465.4.3 定时器启动指令1475.4.4 定时器指令的使用1495.4.5 定时器编程举例1535.5 计数器1555.5.1 计数器概述1555.5.2 计数器种类和计数特点1565.5.3 计数器指令1565.5.4 计数器指令的使用1575.5.5 计数器编程举例1605.6 数据处理指令1615.6.1 装入和传送指令1615.6.2 方块传送指令1635.6.3 比较指令1645.6.4 移位和循环移位指令1685.7 转换指令1765.7.1 BCD与整数间的转换1765.7.2 整数转换为长整数1785.7.3 实数和长整数间的转换1795.7.4 数的取反和求补1825.7.5 累加器和地址寄存器操作指令1845.8 数据运算指令1875.8.1 加、减、乘、除算术运算指令1875.8.2 实数算术运算1915.8.3 字逻辑运算指令1935.9 控制指令1955.9.1 逻辑控制指令1955.9.2 程序控制指令2005.9.3 主控继电器指令202思考与练习题203第6章 PLC控制系统设计及应用举例2076.1 PLC控制系统设计概述2076.1.1 PLC控制系统设计原则2076.1.2 系统设计和调试的主要步骤2086.1.3 控制系统设计的内容2086.2 PLC的处理速度应满足实时控制的要求2166.3 PLC应用系统设计实例2166.3.1 十字路口交通信号灯PLC控制系统设计2166.3.2 PLC控制起重机动作机构设计220思考与练习题228第7章 实验与实训2317.1 S7-300PLC编程软件STEP 72317.1.1 安装STEP 72327.1.2 SIMATIC Manager（管理器）窗口2337.1.3 启动和退出SIMATIC Manager2347.1.4 建立项目2347.1.5 设置参数2407.1.6 硬件组态的保存、下载和上传2427.1.7 编辑程序2447.1.8 保存、下载程序2497.1.9 测试程序2507.1.10 编辑器的设置2557.1.11 结构化编程2587.1.12 中断组织块2607.2 实验项目2637.2.1 STEP 7的使用环境及S7-300的组态2637.2.2 简单位逻辑控制2647.2.3 定时器指令2657.2.4 计数器指令2667.2.5 数据运算指令2677.2.6 数据处理指令2687.2.7 结构化程序设计2697.3 实训项目2707.3.1 双门通道控制2707.3.2 化学反应器的PLC控制2717.3.3 传送带控制2727.3.4 装卸料小车多方式运行的PLC控制2737.3.5 水泵控制2747.3.6 水箱水位控制2747.3.7 自动药片装瓶机控制2757.3.8 全自动洗衣机的PLC控制2767.3.9 某电动单梁起重机质量检测系统的PLC控制2777.3.10 三层电梯的PLC控制278参考文献280

章节摘录

插图：在短短的20多年中，PLC得到了飞速发展，并在各行各业中广泛应用，已成为工业控制领域的主导通用控制器。PLC能如此迅速发展，除了工业自动化的客观需要外，其还有许多独特的优点。它较好地解决了工业控制领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。其主要特点如下。1.编程方法简单易学可编程序控制器使用最多的编程语言是梯形图，梯形图语言实际上是一种面向用户的高级语言，其电路符号和表达方式与继电器电路原理图相似。梯形图语言形象直观，易学易懂，熟悉继电器电路图的电气技术人员只要花几天时间就可以熟悉梯形图语言，并用来编制用户程序。可编程序控制器在执行梯形图程序时，应先用解释程序将它“翻译”成汇编语言后再去执行。2.功能强，性能价格比高一台小型可编程序控制器内有成百上千个可供用户使用的编程元件，可以实现非常复杂的控制功能。与相同功能的继电器系统相比，它具有很高的性能价格比。可编程序控制器可以通过通信联网，实现分散控制与集中管理。3.硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强可编程序控制器产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。可编程序控制器的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。可编程序控制器有较强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。

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《可编程控制器简明教程》由清华大学出版社出版。