电气控制与S7-1200 PLC应用技术/王淑芳 机械工业出版社 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

本书将国际工程认证教育理念、微观课程改革目标、大学生认知能力相结合，提出通过一个实际工程项目的调研、设计、实施、完成全过程培养学生系统思维、工程意识、质量与标准、创新意识，并与项目驱动行为引导教学方法相配合；教材内容图文并茂，便于学生自主学习并通过项目实践培养创新意识。本书是自动化系列基础教材之一，是“工业自动化”、“低压电器”和“PLC应用”三门课程主要内容的结合。内容包括工业自动化项目设计、继电接触器控制、PLC控制。在内容安排上，以项目为主线，力求逻辑性强，按照从易到难，从硬件设计到软件设计的顺序安排内容，由浅至深，循序渐进。从知识面上，本书不仅包括电气控制技术、可编程控制技术，还包括网络通信技术、人机界面监控技术，以扩大学生知识面，加快知识更新。

目录

前言

第1章工业自动化控制系统概述

11工业自动化概念

12电气控制的历史与发展

13PLC控制的历史与发展

第2章工业自动化项目设计

21工业自动化项目设计要求

22工业自动化项目设计流程

221确定系统总体控制方案

222制定电气控制方案

223确定控制系统的输入输出信号

224硬件选型与配置

225I/O分配

226PLC控制系统硬件设计

227PLC控制系统软件设计

228上位监控系统设计

229现场运行调试

2210项目归档

23灌装自动生产线介绍

任务一灌装自动生产线项目调研及整体方案设计

第3章工业自动化项目的电气控制

31电气控制要求

32电气设备

33常用低压电器设备

331低压配电电器

332低压主令电器

333低压控制电器

334低压保护电器

335低压执行电器

336低压信号电器

34电气控制线路设计规范及读图方法

341电气控制系统线路设计要求及规范

342电气控制线路读图方法

35常用电气控制线路及其保护环节

351三相异步电动机起保停线路及其保护环节

352三相异步电动机正反转控制线路及其保护环节

353他励直流电动机串三级电阻起动及其保护环节

36灌装自动生产线电气控制方案设计要求

任务二灌装自动生产线电气控制部分设计与实现

第4章PLC基础

41PLC的产生和定义

42PLC的特点

43PLC的应用

44PLC的分类

441按照I/O点数容量分类

442按照结构形式分类

443按照使用情况分类

45PLC的组成

451中央处理单元（CPU）

452存储器

453输入/输出单元

454电源

455I/O扩展接口

456通信接口

457智能单元

458外部设备

46PLC的工作特点

461PLC的扫描周期

462输入/输出映像寄存器

463PLC的输入/输出滞后

464PLC的工作模式

465PLC的技术性能指标

47S7-1200 PLC的特点

第5章工业自动化项目的PLC控制硬件设计

51PLC系统硬件设计步骤与要求

511计算输入/输出设备

512PLC机型选择

513PLC容量估算

514设计电气原理图和接线图

52S7-1200 PLC基本介绍

521S7-1200 PLC硬件模块

522CPU模块

523信号板及信号模块

524集成通信接口及通信模块

525S7-1200 PLC硬件安装及规范

526安装和拆卸CPU

527安装和拆卸信号模块

528安装和拆卸通信模块

529安装和拆卸信号扩展板

5210拆卸和安装端子板连接器

任务三灌装自动生产线PLC控制系统设计

53 S7-1200 PLC硬件接线规范

531安装现场的接线

532使用隔离电路时的接地与电路参考点

533数字量输入接线

534数字量输出接线

535模拟量接线

任务四灌装自动生产线PLC控制系统硬件设计及接线

第6章工业自动化项目的PLC控制软件设计

61自动化项目设计软件——STEP 7 Basic

611STEP 7 Basic的功能

612STEP 7 Basic的安装环境与安装方法

613STEP 7 Basic中项目的创建过程

614新建项目过程中容易出现的问题及解决办法

615S7-1200 CPU的密码保护功能

616程序块的复制保护功能

617STEP 7 Basic中程序的上传功能

618STEP 7在线帮助功能

任务五在STEP 7软件中建立灌装自动生产线项目并进行硬件组态

62STEP 7编程基础

621数制和编码

622数据类型及表示格式

623存储区的寻址方式

624STEP 7 Basic编程语言

625STEP 7 Basic指令系统

63PLC的程序结构与编程方法

631组织块OB

632组织块OB的优先级

633功能块FB和功能FC

634数据块DB

635程序块的编辑

636程序块的编译和下载

637程序块的监视与程序的调试

638块的调用

639PLC的编程方法

64工业自动化项目程序结构及符号表

641设计项目程序结构

642创建用户程序结构

643建立项目变量表

任务六灌装自动生产线PLC控制系统程序结构及变量表

65工业自动化项目中数字量的处理

651触点的逻辑关系

任务七设计灌装自动生产线PLC控制系统手动运行程序

652置位输出/复位输出指令

653边沿检测指令

654复位优先SR锁存/置位优先RS锁存指令

任务八设计急停复位等程序和调用功能

66工业自动化项目中时间控制方法

67工业自动化项目中计数功能

任务九设计灌装自动生产线PLC控制系统手动和自动运行程序

68工业自动化项目中数据处理方法

681移动操作指令

682数学函数指令

683比较器操作指令

684转换操作指令

任务十灌装自动生产线PLC控制系统统计程序设计

69故障诊断与程序调试方法

691CPU的在线和诊断功能

692使用程序编辑器调试程序

693使用变量表调试程序

694采用监控与强制表监视、修改和强制变量

695工具的使用

610工业自动化项目中模拟量的处理

6101模拟量输入信号的采集

6102模拟量输入信号的处理

任务十一灌装自动生产线PLC控制系统合格检验程序设计

611顺序控制编程方法

任务十二灌装自动生产线顺序控制自动运行程序设计

第7章PLC的网络通信技术及应用

71通信基础知识

711数据传输方式

712西门子工业网络通信

72S7-1200支持的通信

721PROFINET通信

722PROFIBUS通信

723简易通信模块

73PROFINET通信

731PROFINET简介

732构建PROFINET网络

74PROFIBUS通信

741PROFIBUS简介

742PROFIBUS DP

第8章工业自动化项目上位监控系统设计

81人机界面概述

811HMI的主要任务

812HMI项目设计方法

813SIMATIC精简系列面板

814WinCC（TIA Protal）简介

82建立一个WinCC Basic 项目

821直接生成HMI设备

822使用HMI设备向导组态画面

823WinCC Basic项目组态界面

83KTP 600 Basic color PN触摸屏的通信连接

831KTP 600 Basic color PN触摸屏的硬件连接

832设置KTP 600 Basic color PN触摸屏通信参数

833下载HMI组态

任务十三建立灌装自动生产线上位监控项目

84定义变量

841变量的分类

842变量的数据类型

843编辑变量

85组态画面

851设计画面结构与布局

852创建画面

853画面管理

854组态初始画面

855组态运行画面

856组态参数设置画面

857组态趋势视图画面

任务十四组态灌装自动生产线监控画面

86报警

861报警的概念

862组态报警

863显示报警信息

任务十五组态灌装自动生产线中的报警

87用户管理

871用户管理的概念

872用户管理的组态

873用户管理的使用

任务十六组态用户管理系统

88组态功能键

任务十七组态画面中的功能键

89WinCC Basic项目的模拟调试

第9章项目文件整理

91灌装自动生产线项目报告

任务十八灌装生产线项目报告撰写

92灌装自动生产线项目使用说明书

任务十九灌装生产线项目使用说明书撰写

参考文献

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编辑推荐

本书将国际工程认证教育理念、微观课程改革目标、大学生认知能力相结合，提出通过一个实际工程项目的调研、设计、实施、完成全过程培养学生系统思维、工程意识、质量与标准、创新意识，并与项目驱动行为引导教学方法相配合

前言

继18世纪以蒸汽机为象征的第一次工业革命以来，19世纪末到20世纪上半叶电机的出现又引发了第二次工业革命，标志着人类进入了电气化时代。电子信息技术的发展使得生产和消费从工业化向自动化、可视化、远程化和智能化时代转变，推动了PLC控制系统的研究与发展。近几十年来，PLC控制系统的应用领域从汽车制造行业发展到钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，功能从最初满足汽车制造业必需的开关逻辑控制功能发展到能满足各行业的存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算、数字输入和输出功能，以便控制各类机械或生产过程。

本书以灌装自动生产线项目为主线进行内容的编排以培养学生系统思维；通过实际工程项目任务调动学生学习兴趣；通过每个流程需要提交成果并最终完成一个完整项目报告和附件培养学生的工程意识；通过项目范例树立学生的质量与标准意识；以及通过开放式项目培养学生的创新意识。

本书内容包括工业自动化项目设计和实施中的电气控制部分和PLC控制部分，详细介绍了工业自动化项目设计理念、流程以及实现过程，包括PLC控制系统总体设计、硬件设计、软件设计、人机界面设计和网络通信设计等方面的内容。并以西门子最近推出的S7-1200系列PLC为主要对象，以灌装自动生产线的控制项目为主线，以项目任务卡的方式贯穿始终，突出实践，与时俱进。全书共9章，第1章为概述，描述了工业自动化的发展及未来。第2章介绍了工业自动化项目设计流程以及每个阶段成果，引出全书主线灌装自动生产线项目并进行了调研和总体方案设计。第3章主要内容是自动化项目的电气控制，介绍了常用的低压电气设备以及电气控制系统设计规范，并在常用电气控制线路的基础上完成了灌装自动生产线项目的电气控制设计。第4章介绍了PLC的基本知识，重点在S7-1200的特点。第5章介绍了S7-1200系列PLC的各种模块，实现了灌装自动生产线项目控制系统的硬件设计。第6章在指令介绍的基础上设计了项目的控制程序，实现了灌装自动生产线项目手动控制、自动控制、急停和复位等功能，并完成了计数统计和报警功能。第7章介绍了PLC的网络通信技术，并描述了S7-1200和PM125通过PROFIBUS DP进行通信的实例。第8章介绍了上位监控系统设计，为灌装自动生产线项目组态了6个画面，还设置了报警和用户管理。第9章对前述内容进行了整理总结并给出了项目报告格式和使用说明书示例。

本书获得了北京市青年拔尖人才项目（CIT&TCD201401091）和北京联合大学校企合作特色教材项目的资助，由北京联合大学王淑芳编著完成。在编写过程中，教学团队的席巍、郑业明、李军、李明海、张东波、郭洪红参与了校对工作，西门子（中国）有限公司的元娜、李冰冰、蒙文强等提供了技术支持，在此一并表示真挚的谢意。由于编者水平有限，书中难免存在不足和错误之处，恳请读者批评指正。

编者