本教材包含了电气控制和 PLC 应用两部分内容。第1章主要介绍电气控制的历史与发展,并通过实例介绍了课程的性质和内容;第2章主要介绍电气控制系统中广泛使用的低压电器的结构、工作原理和选用方法等;第3章主要介绍三相异步电动机的启动、调速、制动等基本电气控制电路和一些典型控制电路,介绍电气控制电路的分析、设计方法及其典型应用,为学习 PLC 知识奠定必要的基础;第4章主要介绍 PLC 的发展概况、基本组成及工作原理;第5章至第8章是本教材的重点内容,以西门子S7-1200PLC 作为教学机型,重点介绍 PLC 的系统配置、PLC 软件使用时的程序管理、PLC 的编程规范和方式、PLC 控制系统设计方法及实例等。

第1章 绪 论……………………………………………………………………………… 1

 1.1 电气控制的基本概念 ……………………………………………………………… 1

 1.2 电气控制的历史与发展 …………………………………………………………… 2

 1.3 电气控制在船舶工业中的应用与发展 …………………………………………… 4

 1.4 电气控制的结构与组成 …………………………………………………………… 6

 1.5 课程的性质与内容 ………………………………………………………………… 7

第2章 常用低压电器 …………………………………………………………………… 13

 2.1 低压电器的定义与分类…………………………………………………………… 13

 2.2 接触器……………………………………………………………………………… 14

 2.3 继电器……………………………………………………………………………… 16

 2.4 断路器……………………………………………………………………………… 20

 2.5 熔断器……………………………………………………………………………… 21

 2.6 主令电器…………………………………………………………………………… 22

 2.7 新型智能电器……………………………………………………………………… 26

 习题和思考题 …………………………………………………………………………… 26

第3章 电气图及继电接触器控制基本电路 …………………………………………… 28

 3.1 电气图的基本知识………………………………………………………………… 28

 3.2 电气图纸规范……………………………………………………………………… 32

 3.3 三相异步电动机启动控制………………………………………………………… 40

 3.4 三相异步电动机正、反转控制 …………………………………………………… 44

 3.5 正、反转自动循环控制 …………………………………………………………… 45

 3.6 三相异步电动机高、低速控制 …………………………………………………… 46

 3.7 三相异步电动机制动控制………………………………………………………… 48

 3.8 继电接触器控制电路中的典型环节……………………………………………… 51

 3.9 电气控制线路的分析和设计方法………………………………………………… 54

 习题和思考题 …………………………………………………………………………… 58

第4章 可编程序控制器概述 …………………………………………………………… 60

 4.1 PLC 的概念 ……………………………………………………………………… 60

4.2 PLC 的历史 ……………………………………………………………………… 63

 4.3 PLC 的结构 ……………………………………………………………………… 73

 4.4 PLC 与继电器接触器系统 ……………………………………………………… 74

 4.5 PLC 的工作过程 ………………………………………………………………… 78

 4.6 PLC 的特点 ……………………………………………………………………… 81

 习题和思考题 …………………………………………………………………………… 82

第5章 S7-1200PLC硬件与配置 ……………………………………………………… 84

5.1 S7-1200PLC 概述 ………………………………………………………………… 84

5.2 S7-1200PLC 控制系统的基本构成 ……………………………………………… 87

5.3 S7-1200PLC 的信号扩展模块 …………………………………………………… 92

5.4 S7-1200PLC 的系统配置 ………………………………………………………… 99

5.5 S7-1200PLC 硬件系统的常见问题 …………………………………………… 103

习题和思考题…………………………………………………………………………… 103

第6章 S7-1200PLC程序管理 ………………………………………………………… 105

 6.1 新建项目 ………………………………………………………………………… 105

 6.2 硬件组态 ………………………………………………………………………… 106

 6.3 PLC 编程 ………………………………………………………………………… 111

 6.4 程序调试 ………………………………………………………………………… 112

 习题和思考题…………………………………………………………………………… 119

第7章 S7-1200PLC的编程规范和程序设计 ………………………………………… 120

7.1 S7-1200PLC 的编程语言 ……………………………………………………… 120

7.2 S7-1200PLC 的数据类型与存储区域 ………………………………………… 121

7.3 S7-1200PLC 的编程元件 ……………………………………………………… 125

7.4 数据寻址 ………………………………………………………………………… 126

 7.5 编程指令 ………………………………………………………………………… 133

 7.6 典型 PLC 程序设计 ……………………………………………………………… 136

 习题和思考题…………………………………………………………………………… 150

第8章 S7-1200PLC控制系统设计与应用实例 ……………………………………… 151

8.1 S7-1200PLC 控制系统设计的内容和步骤 …………………………………… 151

 8.2 PLC 控制系统的硬件配置 ……………………………………………………… 153

 8.3 PLC 软件程序设计 ……………………………………………………………… 156

 8.4 PLC 在工业控制系统中的典型应用实例 ……………………………………… 159

 习题和思考题…………………………………………………………………………… 195

参考文献…………………………………………………………………………………… 198