目　录

第 1章 电气控制电路　1
1.1 三相交流异步电动机　1
1.1.1 三相交流异步电动机的结构　1
1.1.2 三相交流异步电动机的转动原理　2
1.1.3 三相交流异步电动机的额定值　4
1.1.4 三相交流异步电动机的检查与测试　4
1.2 直接启动控制电路　5
1.2.1 开启式刀开关　5
1.2.2 封闭式负荷开关　6
1.2.3 组合开关　7
1.2.4 隔离开关　7
1.2.5 熔断器　8
1.2.6 负荷开关直接启动控制电路　9
1.2.7 实习操作：安装和操作负荷开关直接启动控制电路　10
1.3 点动控制电路　10
1.3.1 按钮　11
1.3.2 接触器　11
1.3.3 中间继电器　13
1.3.4 点动控制电路　14
1.3.5 实习操作：安装和操作点动控制电路　15
1.4 自锁控制电路　16
1.4.1 自锁控制电路　16
1.4.2 实习操作：安装和操作自锁控制电路　17
1.4.3 热继电器　18
1.4.4 具有过载保护的自锁控制电路　20
1.4.5 实习操作：安装和操作具有过载保护的自锁控制电路　21
1.5 点动和自锁混合控制、多地控制以及顺序控制电路　22
1.5.1 低压断路器　22
1.5.2 点动与自锁混合控制电路　23
1.5.3 实习操作：安装和操作点动与自锁混合控制电路　24
1.5.4 多地控制电路　26
1.5.5 顺序控制电路　26
1.6 正反转控制电路　28
1.6.1 接触器联锁的正反转控制电路　28
1.6.2 实习操作：安装和操作接触器联锁的正反转控制电路　29
1.6.3 双重联锁的正反转控制电路　31
1.6.4 实习操作：安装和操作双重联锁的正反转控制电路　32
1.7 位置控制和自动往返控制电路　32
1.7.1 行程开关　33
1.7.2 位置控制电路　34
1.7.3 自动往返控制电路　35
1.7.4 实习操作：安装和操作自动往返控制电路　37
1.8 Y-△形降压启动控制电路　38
1.8.1 时间继电器　38
1.8.2 Y-△形降压启动控制电路　40
1.8.3 实习操作：安装和操作Y-△形降压启动控制电路　41
1.9 三相异步电动机的调速　43
1.9.1 三相交流异步电动机的调速方法　43
1.9.2 双绕组变极调速　43
1.9.3 双形绕组变极调速　44
1.10 机床电气控制电路　45
本章小结　46
练习题　47

第 2章 PLC基础知识　51
2.1 PLC控制系统的构成与特点　51
2.2 PLC的产生与定义　52
2.3 PLC的应用、分类及程序语言　53
2.4 PLC的结构　54
2.5 PLC的循环扫描工作方式　56
2.6 S7-200的主要指标及接线端口　57
2.6.1 S7-200的结构及主要指标　57
2.6.2 CPU224型PLC的外部端子图　59
本章小结　60
练习题　60

第3章 基本指令的应用　61
3.1 编程与仿真　61
3.1.1 LD、LDN、＝指令及其应用　61
3.1.2 电动机点动控制电路与程序　62
3.1.3 S7-200的连接与编程软件的设置　62
3.1.4 编写、下载、运行和监控点动控制程序　66
3.1.5 仿真运行点动控制程序　69
3.2 串联、并联指令，置位、复位指令与自锁控制程序　73
3.2.1 触点串联指令A、AN　73
3.2.2 触点并联指令O、ON　74
3.2.3 置位指令S、复位指令R　74
3.2.4 实习操作：电动机自锁控制电路与程序　75
3.3 边沿脉冲指令与正反转控制程序　77
3.3.1 脉冲上升沿、下降沿指令EU、ED　77
3.3.2 实习操作：电动机正反转控制电路与程序　78
3.4 块指令、多地控制和点动自锁混合控制程序　80
3.4.1 电路块指令ALD、OLD　80
3.4.2 PLC多地控制　83
3.4.3 实习操作：点动自锁混合控制电路与程序　83
3.5 定时器指令与延时控制程序　85
3.5.1 定时器指令TON、TOF、TONR　85
3.5.2 特殊存储器SM与脉冲产生程序　88
3.5.3 实习操作：3台电动机顺序启动控制电路与程序　89
3.6 计数器指令与计数控制程序　91
3.6.1 增计数器指令CTU　92
3.6.2 减计数器指令CTD　93
3.6.3 增减计数器指令CTUD　93
3.6.4 实习操作：单按钮启动/停止控制程序　94
3.7 堆栈指令与Y－△形启动控制程序　95
3.7.1 进栈指令LPS、读栈指令LRD、出栈指令LPP　95
3.7.2 实习操作：电动机Y－△形降压启动控制电路与程序　98
本章小结　100
练习题　101

第4章 顺序控制指令的应用　103
4.1 单流程控制　103
4.1.1 顺序控制指令LSCR、SCRT、SCRE　103
4.1.2 电动机Y－△形降压启动控制电路与程序　104
4.1.3 实习操作：电动机Y-△形降压启动控制　107
4.2 并行流程与选择流程的控制　107
4.2.1 电动机3速控制电路与程序　107
4.2.2 实习操作：电动机3速控制　109
本章小结　110
练习题　110

第5章 功能指令的应用　111
5.1 输入/输出继电器的表示格式　111
5.1.1 输入继电器的表示格式　111
5.1.2 输出继电器的表示格式　112
5.2 数据传送指令及应用　113
5.2.1 数据传送指令MOV　113
5.2.2 数据传送指令应用举例　114
5.2.3 实习操作：电动机Y-△形启动控制电路与程序　115
5.3 跳转指令及应用　117
5.3.1 跳转指令JMP、标号指令LBL　118
5.3.2 实习操作：手动/自动控制选择程序　118
5.4 数据类型与算术运算指令　120
5.4.1 数据类型　121
5.4.2 加法指令ADD　121
5.4.3 减法指令SUB　123
5.4.4 乘法指令MUL　124
5.4.5 除法指令DIV　125
5.5 增1/减1指令INC/DEC及其应用　127
5.5.1 增1/减1指令INC/DEC　127
5.5.2 实习操作：单按钮的功率控制程序　128
5.6 逻辑运算指令及其应用　130
5.6.1 逻辑“与”指令WAND　130
5.6.2 逻辑“或”指令WOR　131
5.6.3 逻辑“取反”指令INV　132
5.7 子程序调用指令及其应用　133
5.7.1 子程序指令CALL、CRET　134
5.7.2 实习操作：子程序调用举例　134
5.8 循环指令及其应用　136
5.8.1 循环指令FOR、NEXT　136
5.8.2 循环指令的举例　137
5.9 比较指令及其应用　138
5.9.1 比较指令　138
5.9.2 实习操作：传送带的PLC控制程序　140
5.10 数码显示及其应用　142
5.10.1 七段数码显示　142
5.10.2 七段编码指令SEG　144
5.10.3 BCD码转换指令IBCD　145
5.10.4 多位数码显示　147
5.10.5 实习操作：停车场数码显示应用程序　147
5.11 模拟电位器、拨码开关及其应用　150
5.11.1 累加器(AC)与模拟电位器的应用　150
5.11.2 拨码开关与BCDI指令　152
本章小结　153
练习题　153

第6章 中断与高速计数器　156
6.1 中断指令及其应用　156
6.1.1 中断指令　156
6.1.2 中断事件　157
6.1.3 I/O中断的应用　158
6.1.4 定时中断的应用　159
6.2 高速计数器及其应用　160
6.2.1 高速计数器指令与模式　160
6.2.2 高速计数器的应用　162
6.2.3 实习操作：用高速计数器指令向导编程　167
本章小结　167
练习题　167

第7章 变频器的使用　169
7.1 变频器概述　169
7.1.1 变频器的用途和构造　169
7.1.2 变频器电路配线与注意事项　171
7.1.3 变频器日常维护　172
7.2 变频器输出频率　173
7.2.1 变频器输出频率的含义　173
7.2.2 设置或修改变频器输出频率的方法　174
7.3 通用变频器FR-E500的使用　174
7.3.1 变频器的配线图与端子板　175
7.3.2 变频器操作面板与参数设定　177
7.3.3 实习操作：变频器面板操作模式　178
7.3.4 实习操作：变频器外部操作模式　179
7.3.5 实习操作：变频器组合操作模式　180
7.3.6 实习操作：继电器控制的变频器调速电路　180
7.4 PLC与变频器综合应用　182
7.4.1 控制要求与电路　182
7.4.2 变频器多段速设置　183
7.4.3 PLC控制程序　185
7.4.4 实习操作：模拟PLC控制的变频器多段调速电路　187
本章小结　187
练习题　188

第8章 触摸屏的使用　189
8.1 触摸屏概述　189
8.2 组态软件的使用　190
8.2.1 组态软件的安装　190
8.2.2 创建一个新项目文件　191
8.2.3 添加变量　192
8.2.4 添加文字标签　193
8.2.5 添加弹出按钮　194
8.2.6 离线模拟　196
8.2.7 将项目文件下载到触摸屏　196
8.2.8 PLC控制程序的传送与操作　197
8.3 用“人机界面”进行实时控制　197
8.3.1 控制要求与“人机界面”　197
8.3.2 添加输入控件　198
8.3.3 添加输出控件　199
8.3.4 全部变量属性　200
8.3.5 PLC控制程序　200
8.3.6 实习操作：用“人机界面”进行实时控制　201
8.4 HMI多画面和消息视图的应用　202
8.4.1 控制要求与“人机界面”　202
8.4.2 添加新画面　203
8.4.3 添加翻页按钮　203
8.4.4 添加消息视图与修改按钮属性　204
8.4.5 添加变量　205
8.4.6 实习操作：显示运行消息的自锁控制　206
本章小结　207
练习题　207

第9章 模拟量扩展模块与PID控制　208
9.1 模拟量扩展模块概述　208
9.1.1 模拟量扩展模块的种类和连接　208
9.1.2 模拟量输出模块的地址和技术规范　209
9.1.3 模拟量输入模块的地址和技术规范　209
9.2 模拟量输出模块的使用与仿真　210
9.2.1 模拟量输出模块的数据字格式和使用注意事项　210
9.2.2 模拟量输出模块EM232的使用与仿真　211
9.3 模拟量输入模块的使用与仿真　213
9.3.1 模拟量输入模块的数据字格式和使用注意事项　213
9.3.2 模拟量输入模块EM231的使用与仿真　214
9.4 模拟量混合模块EM235的使用　217
9.4.1 模拟量混合模块EM235　217
9.4.2 触摸屏与EM235(EM232)控制的变频调速　219
* 9.5 PID控制　221
9.5.1 PID控制概述与PID指令　221
9.5.2 应用PID指令编写水箱水位控制程序　223
9.5.3 应用PID指令向导编写水箱水位控制程序　226
9.5.4 应用PID自整定功能模拟调试水箱水位控制程序　230
阅读材料　233
本章小结　234
练习题　234

*第 10章 PLC、触摸屏和变频器综合应用　236
10.1 JWF1124型清棉机　236
10.1.1 清棉机的作用和结构　236
10.1.2 清棉机的电气特点　237
10.2 电路组成　237
10.2.1 主电路　237
10.2.2 PLC控制电路　239
10.3 触摸屏界面　241
10.4 PLC程序　242
10.4.1 调试程序　245
10.4.2 打手转速的计数与显示程序　246
10.4.3 打手防轧程序　246
10.4.4 故障控制字、故障显示与保护程序　247
10.4.5 开机操作　247
阅读材料　247
本章小结　248
练习题　249

附录1 常用电气图形符号与文字符号　250
附录2 三菱通用变频器FR-E500参数表　253
附录3 S7-200系列PLC　258

参考文献　273