电气控制与S7-300PLC应用技术PDF电子书下载

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第1章 常用低压控制电器 1

1.1 概述 1

1.1.1 电器的定义及分类 1

1.1.2 电器的基础知识 4

1.1.3 低压电器的产品型号规定 12

1.1.4 低压控制电器的发展概况 13

1.2 接触器 15

1.2.1 交流接触器 15

1.2.2 直流接触器 16

1.2.3 技术参数、选型与接线 17

1.3 继电器 18

1.3.1 电磁式继电器 19

1.3.2 时间继电器 23

1.3.3 热继电器 27

1.3.4 速度继电器 30

1.4 熔断器 31

1.5 低压开关和低压断路器 33

1.5.1 刀开关 33

1.5.2 低压断路器 35

1.6 主令电器 37

1.6.1 按钮 37

1.6.2 行程开关及接近开关 38

1.6.3 万能转换开关 40

习题及思考题 41

第2章 电气控制基础 43

2.1 电气控制线路的绘制原则 44

2.1.1 电气控制图常用的图形、文字符号 44

2.1.2 电气原理图 46

2.1.3 电气组件布置图 48

2.1.4 电气安装接线图 49

2.2 三相异步电动机的基本控制 49

2.2.1 三相笼形电动机直接启动控制 49

2.2.2 三相笼形电动机正反转控制 52

2.2.3 三相笼形电动机减压启动控制 54

2.3 三相异步电动机的制动控制 57

2.4 三相异步电动机的调速控制 58

2.5 电气控制线路的设计方法 61

2.5.1 经验设计法及基本原则 61

2.5.2 逻辑设计法 65

2.5.3 电气控制线路中的保护环节 67

习题及思考题 69

第3章 可编程控制器概述 71

3.1 概述 71

3.1.1 可编程控制器的产生及定义 72

3.1.2 可编程控制器的功能和特点 73

3.1.3 可编程控制器的分类和应用 74

3.2 可编程控制器的组成 79

3.2.1 中央处理器单元 80

3.2.2 存储器单元 80

3.2.3 输入／输出单元 81

3.2.4 电源单元 84

3.2.5 接口单元 84

3.2.6 智能模块 85

3.2.7 其他外部设备 85

3.3 可编程控制器的工作原理及工作过程 85

3.3.1 可编程控制器的工作原理 86

3.3.2 可编程控制器的工作过程 87

3.3.3 可编程控制器IO响应滞后问题 88

3.4 可编程控制器的发展趋势 90

习题及思考题 92

第4章 西门子PLC简介及STEP 7软件使用 93

4.1 SIMATIC自动控制系统简介 93

4.1.1 SIMATIC自动化控制系统的组成 93

4.1.2 全集成自动化 97

4.1.3 S7-300组成部件 98

4.1.4 S7-300系统结构 99

4.2 STEP 7软件的安装 101

4.2.1 STEP 7的安装 102

4.2.2 STEP 7与PLC通信连接的组态 105

4.3 STEP 7的使用 107

4.3.1 创建项目 109

4.3.2 硬件组态 110

4.3.3 符号表 115

4.3.4 设计和下载用户程序 117

4.3.5 S7-PLCSIM仿真软件在程序调试中的应用 121

习题及思考题 126

第5章 S7-300硬件系统及内部资源 127

5.1 机架与电源模块 127

5.1.1 机架 127

5.1.2 电源模块 128

5.2 CPU模块与接口模块 129

5.2.1 CPU模块的技术规范 129

5.2.2 CPU控制和显示组件 132

5.2.3 CPU存储器 135

5.2.4 CPU模块的参数设置 136

5.2.5 接口模块 141

5.3 输入／输出模块 142

5.3.1 数字量输入模块 143

5.3.2 数字量输出模块 145

5.3.3 模拟量输入模块 147

5.3.4 模拟量输出模块 152

5.3.5 其他信号模块与前连接器 155

5.3.6 ET200分布式I/O 156

5.4 功能模块 157

5.4.1 计数模块 157

5.4.2 位置控制与位置检测模块 158

5.4.3 闭环控制模块 158

5.4.4 称重模块 158

5.5 通信模块 159

5.6 模块的地址分配及PLC的内部资源 159

习题及思考题 161

第6章 S7-300编程基础 163

6.1 PLC编程语言 163

6.1.1 PLC编程语言的国际标准 163

6.1.2 STEP 7编程语言 164

6.2 S7-300系统存储器及寄存器 166

6.2.1 系统存储器 166

6.2.2 CPU中的寄存器 168

6.2.3 寻址方式 170

6.3 S7-300的数据类型 171

6.3.1 数制与编码 171

6.3.2 基本数据类型 172

6.4 S7-300的基本指令 174

6.4.1 位逻辑指令 174

6.4.2 定时器指令 179

6.4.3 计数器指令 184

6.4.4 逻辑控制指令 187

6.5 S7-300的数据处理指令 188

6.5.1 比较指令 188

6.5.2 数据转换指令 189

6.5.3 移位与循环移位指令 192

6.6 数学运算指令 193

6.6.1 整数数学运算指令 194

6.6.2 浮点数数学运算指令 195

6.6.3 字逻辑运算指令 196

6.7 其他指令 197

6.7.1 过程控制指令 197

6.7.2 状态位和数据块指令 198

6.8 梯形图的编写规则和优化 198

习题及思考题 200

第7章 S7-300程序调试及用户程序结构 201

7.1 STEP 7在调试中的应用 201

7.1.1 STEP 7的在线操作 202

7.1.2 用变量表监控程序 203

7.1.3 显示参考数据 206

7.2 故障诊断 208

7.2.1 故障诊断基础知识 208

7.2.2 故障诊断方法 208

7.2.3 LED诊断故障 209

7.3 STEP 7故障诊断 211

7.3.1 诊断符号 211

7.3.2 模块信息 212

7.3.3 监视／修改 214

7.3.4 参考数据 214

7.4 用户程序 215

7.4.1 用户程序的基本结构 215

7.4.2 用户程序使用的堆栈 218

7.4.3 数据块 220

7.5 功能和功能块的生成与调用 221

7.5.1 功能块及背景数据的生成 222

7.5.2 功能的生成 224

7.5.3 功能与功能块的调用 225

7.6 多重背景 228

7.7 组织块与中断处理 229

7.7.1 组织块与中断的基本概念 229

7.7.2 启动组织块和循环处理组织块 231

7.7.3 定期执行组织块 231

7.7.4 硬件中断组织块 232

7.7.5 异步错误组织块和同步错误组织块 233

7.7.6 背景组织块 235

7.7.7 其他组织块 235

习题及思考题 236

第8章 PROFIBUS-DP网络通信 237

8.1 串行通信与并行通信 237

8.1.1 串行通信基础知识 237

8.1.2 现场总线及其国际标准 240

8.2 SIMATIC通信网络与通信服务 243

8.3 PROFIBUS简介 246

8.3.1 PROFIBUS的物理层 248

8.3.2 PROFIBUS的通信服务 249

8.3.3 PROFIBUS-DP诊断协议 252

8.3.4 PROFIBUS-DP通信组态 255

8.4 S7-300的其他通信方式 257

8.4.1 工业以太网 257

8.4.2 MPI网络通信 258

8.4.3 点对点通信 260

8.4.4 OPC通信服务 261

习题及思考题 262

第9章 S7-300在模拟量闭环控制中的应用 263

9.1 模拟量闭环控制基础 263

9.1.1 模拟量闭环控制系统的组成 263

9.1.2 闭环控制的主要性能指标 265

9.2 数字PID控制器 266

9.2.1 PID控制器的概述 266

9.2.2 PID控制器数字化 267

9.2.3 S7-300闭环控制的实现方法 267

9.3 连续PID控制器FB41 270

9.3.1 设定值和过程变量的处理 270

9.3.2 PID控制算法 272

9.3.3 控制器输出值的处理 273

9.3.4 FB41的参数 273

9.4 步进PI控制器FB42 276

9.4.1 步进控制器的结构 276

9.4.2 步进控制器的功能分析 277

9.5 脉冲发生器FB43 279

9.5.1 脉冲发生器的工作原理 279

9.5.2 三级控制器与二级控制器 281

9.6 PID参数整定 283

9.6.1 PID参数与系统性能的关系 283

9.6.2 PID参数的整定方法 284

习题及思考题 286

附录A 287

附录B 289

附录C 293

附录D 295

参考文献 297

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