第1章常用低壓電器 / 1

1.1低壓電器的定義、分類1

1.2電磁式電器的組成與工作原理2

1.2.1電磁機構2

1.2.2觸點繫統3

1.2.3滅弧繫統4

1.3接觸器6

1.3.1接觸器的組成及工作原理6

1.3.2接觸器的分類7

1.4繼電器8

1.4.1繼電器的分類和特性8

1.4.2電磁式繼電器8

1.4.3時間繼電器9

1.4.4熱繼電器10

1.4.5速度繼電器11

1.5主令電器12

1.5.1控制按鈕12

1.5.2行程開關13

1.5.3接近開關14

1.6信號電器15

1.7開關電器16

1.7.1刀開關16

1.7.2低壓斷路器17

1.8熔斷器18

1.8.1熔斷器的結構和工作原理18

1.8.2熔斷器的類型18

思考與練習20



第2章基本電氣控制電路 / 21

2.1交流電動機的基本控制電路21

2.1.1三相籠型異步電動機直接啟動控制電路21

2.1.2三相籠型異步電動機減壓啟動控制電路28

2.1.3三相繞線轉子異步電動機啟動控制電路31

2.1.4三相籠型異步電動機制動控制電路31

2.1.5電氣控制電路中的保護環節35

2.2電氣控制電路的一般設計法36

2.2.1一般設計法的主要原則36

2.2.2一般設計法中應注意的問題36

2.2.3一般設計法控制電路舉例37

思考與練習38



第3章可編程序控制器（PLC）基礎 / 39

3.1PLC的產生及定義39

3.1.1PLC的產生39

3.1.2PLC的定義40

3.2PLC的特點41

3.3PLC的硬件結構42

3.4PLC的工作原理與編程語言44

3.4.1PLC的工作方式44

3.4.2PLC的掃描工作過程45

3.4.3PLC的編程語言45

3.5可編程序控制器的發展及應用48

3.5.1PLC的應用領域48

3.5.2PLC的發展方向49

思考與練習49



第4章STEP7-Micro/WIN SMART編程軟件功能與使用 / 50

4.1軟件安裝及硬件連接50

4.1.1軟件安裝50

4.1.2基本功能50

4.1.3主界面功能介紹51

4.2編程軟件的使用53

4.2.1創建項目53

4.2.2繫統組態54

4.2.3通信連接59

4.2.4程序的編輯與下載61

4.2.5程序的預覽與打印輸出65

4.2.6程序的監控與調試65



第5章西門子S7-200 SMART PLC的編程基礎及程序設計 / 71

5.1西門子S7-200 SMART 繫列PLC71

5.1.1PLC的基本結構71

5.1.2S7-200 SMART的特點72

5.1.3CPU 模塊75

5.1.4數字量擴展模塊與信號板76

5.1.5模擬量擴展模塊79

5.1.6I/O地址分配與外部接線80

5.2PLC的編程語言與程序結構81

5.3數據類型與尋址方式83

5.3.1數制83

5.3.2數據類型85

5.3.3CPU的存儲區87

5.3.4直接尋址與間接尋址89

5.4位邏輯指令90

5.4.1觸點指令與邏輯堆棧指令90

5.4.2輸出類指令與其它指令96

5.5定時器指令與計數器指令98

5.5.1定時器指令98

5.5.2計數器指令102

思考與練習105



第6章西門子S7-200 SMART PLC的功能指令及應用 / 107

6.1數據傳送指令107

6.1.1單一數據傳送指令107

6.1.2數據塊傳送指令109

6.1.3字節立即讀、寫指令109

6.1.4字節交換指令110

6.2數據比較指令110

6.3四則運算指令113

6.3.1整數與雙整數加減法指令113

6.3.2整數乘除法指令114

6.3.3實數加減乘除指令115

6.3.4數學函數變換指令116

6.4邏輯運算指令117

6.5遞增、遞減指令119

6.6移位與循環移位指令120

6.6.1左、右移位指令120

6.6.2循環左、右移位指令121

6.6.3移位寄存器指令122

6.7數據轉換指令125

6.7.1字節與字整數之間的轉換126

6.7.2字整數與雙字整數之間的轉換126

6.7.3雙字整數與實數之間的轉換126

6.7.4BCD碼與整數的轉換128

6.7.5七段顯示譯碼指令129

6.7.6ASCII碼與十六進制數之間的轉換指令130

6.8表功能指令131

6.8.1填表指令131

6.8.2表取數指令132

6.8.3表查找指令133

6.8.4字填充指令134

6.9時鐘指令135

6.10程序控制類指令137

6.10.1結束指令137

6.10.2停止指令137

6.10.3看門狗復位指令137

6.10.4跳轉及標號指令138

6.10.5循環指令138

6.10.6子程序140

6.11中斷指令141

6.11.1中斷源141

6.11.2中斷指令143

6.11.3中斷程序144

6.11.4程序舉例145

6.12PID控制146

6.12.1PID指令146

6.12.2PID控制功能的應用149

思考與練習152



第7章PLC控制繫統設計與應用實例 / 153

7.1PLC控制繫統設計的內容與步驟153

7.1.1PLC控制繫統設計的內容153

7.1.2PLC控制繫統設計的步驟154

7.2PLC控制繫統的硬件配置156

7.2.1PLC機型的選擇156

7.2.2開關量I/O模塊的選擇157

7.2.3模擬量I/O模塊的選擇158

7.3PLC控制繫統梯形圖程序的設計159

7.3.1經驗設計法159

7.3.2順序控制設計法與順序功能圖161

7.4順序控制梯形圖的設計方法164

7.4.1置位/復位指令編程164

7.4.2順序控制繼電器指令編程166

7.4.3具有多種工作方式的順序控制梯形圖設計方法170

7.5PLC在工業控制繫統中的典型應用實例175

7.5.1節日彩燈的PLC控制175

7.5.2恆溫控制179

思考與練習183



第8章西門子S7-200 SMART PLC的通信 / 185

8.1通信網絡的基礎知識185

8.1.1通信方式185

8.1.2通信傳輸介質187

8.2PLC以太網通信188

8.2.1S7-200 SMART CPU模塊以太網連接的設備類189

8.2.2IP地址的設置189

8.2.3以太網通信指令193

8.3RS485/RS232端口自由通信195

8.3.1RS232C、RS422A和RS485接口電路結構196

8.3.2RS485/RS232各引腳功能定義197

8.3.3獲取端口地址（GET_ADDR）指令和設置端口地址（SET_ADDR）指令198

8.3.4發送（XMT）和接收（RCV）指令199

思考與練習203



參考文獻 / 204

可編程控制器（PLC）是集計算機技術、現代控制技術為一體的先進控制裝置，在工業控制的各個領域獲得了廣泛的應用，它具有許多獨特的優點，較好地解決了工業領域普遍關心的可靠、安全、靈活、方便、經濟等問題。盡管PLC的功能非常強大，但是它隻能替代繼電器-接觸器的控制電路，不可替代被控對像的主電路、信號輸入和采集電路。除此之外，PLC的編程思想又和繼電器-接觸器的控制電路很密切。所以，在學習PLC技術之前本書介紹了常用低壓電器與電氣控技術部分的內容。本書主要以S7-200 SMART PLC為例進行講解，S7-200 SMART PLC是西門子SIMATIC繫列中的重要成員，是S7-200 PLC的發展方向，其指令和程序結構與S7-200基本上相同。

本書共分為8章，第1章和第2章為電氣控制；第3～8章為PLC應用技術。本書內容安排如下：

第1章主要介紹常用低壓電器的結構、工作原理等有關知識。第2章主要介紹了廣泛應用的三相籠型異步電動機的基本控制電路和一些典型控制電路。第3章介紹了可編程序控制器的基礎知識，重點講解它的組成、工作原理和工作方式。

第4章介紹了編程軟件的功能與使用方法。第5章介紹了S7-200 SMART PLC的編程基礎知識，包括S7-200 SMART繫列PLC的硬件組成、數據類型與尋址方式，以及結合例子介紹位邏輯指令、定時器指令和計數器指令的應用。第6章介紹了S7-200 SMART PLC的功能指令，通過例子介紹了功能指令的使用方法，重點講解數據傳送指令、四則運算指令、邏輯與移位運算指令、數據轉換、子程序、中斷等指令的應用。第7章介紹了S7-200 SMART PLC控制繫統的設計方法。第8章介紹了工業通信網絡基礎知識，包含PLC以太網通信及RS485/RS232端口自由通信。

本書各章配有思考與練習，供課後練習使用。本書可作為高等院校電氣類及相關專業的教材，也可作為電工及電氣技術人員培訓及自學用書。

本書由賈鴻莉、張可鑫任主編，魏艷波、劉強任副主編。第1、3、7章由魏艷波編寫，第2、4、5章由張可鑫編寫，第6、8章由劉強編寫，第2.1節、4.1節由陳寶亮編寫。陳泮潔、牛志新、趙秋英、張冰、張仁丹、文強、吳文昊、王慧傑、王妙妙、張金、郭銳、張劍、申婷婷、馬躍對本書的編寫提供了幫助。全書由賈鴻莉擬定編寫大綱並負責統稿。

因水平有限，不妥之處在所難免，敬請讀者批評指正。



編者