本書是根據(jù)目前高等學(xué)校已普遍將原先的“工廠電氣控制設(shè)備（技術(shù)）”和“可編程序控制器”兩門課程合并為“工廠電氣與PLC控制應(yīng)用技術(shù)”一門課程的實(shí)際情況，并充分考慮到電氣控制技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展情況而編寫的。因?yàn)閷㈦姎饪刂萍夹g(shù)和可編程控制器應(yīng)用技術(shù)的內(nèi)容編寫在一起，能夠更好地體現(xiàn)出它們之間的內(nèi)在聯(lián)系。

本書在內(nèi)容編寫上注意循序漸進(jìn)、由淺入深；在內(nèi)容闡述上，力求簡(jiǎn)明扼要，圖文并茂，便于教學(xué)和自學(xué)。本書注重精選內(nèi)容，結(jié)合實(shí)際，突出應(yīng)用。如保留了傳統(tǒng)電器及繼電接觸控制內(nèi)容，刪除了應(yīng)用范圍越來越有局限性的內(nèi)容，大幅度增加了應(yīng)用越來越廣泛的電子電器等知識(shí)。可編程序控制器部分以目前在市場(chǎng)上具有廣泛影響的主流機(jī)型三菱FX2N系列、西門子S7-200為例，將用戶程序設(shè)計(jì)時(shí)約束條件相對(duì)較少的三菱FX2N機(jī)型作為主修內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上，用相對(duì)較少篇幅介紹西門子S7-200。對(duì)于這兩種不同類型的PLC，本書既強(qiáng)調(diào)其一般共性，也注重其各自特點(diǎn)，在內(nèi)容編排上互有側(cè)重，相互聯(lián)系，對(duì)于拓寬學(xué)生思維，學(xué)習(xí)不同類型的PLC的原理及應(yīng)用起到舉一反三作用。

全書編者都是長(zhǎng)期從事可編程序控制器的教學(xué)和應(yīng)用工作，注重基礎(chǔ)性、實(shí)用性和先進(jìn)性三者結(jié)合。全書共分10章，在工廠電氣這部分中，主要介紹了常用低壓電器及電子電器的結(jié)構(gòu)、原理、用途及選用原則、繼電接觸式控制系統(tǒng)和電氣控制的基本環(huán)節(jié)與線路設(shè)計(jì)的一般原則與方法。本書可編程序控制器部分主要講述可編程序控制器的組成、原理、硬件結(jié)構(gòu)、內(nèi)部軟元件、指令系統(tǒng)和編程舉例、功能指令及應(yīng)用、編程器及編程軟件的使用、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、編程技巧和應(yīng)用實(shí)例等。由于編程系統(tǒng)的實(shí)踐性強(qiáng)，因此本書也用了較多篇幅安排PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)、接線和調(diào)試實(shí)驗(yàn)，旨在加強(qiáng)學(xué)生工程實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)。本書建議總學(xué)時(shí)數(shù)為60～90學(xué)時(shí)，在教學(xué)時(shí)，可根據(jù)具體安排選學(xué)相關(guān)內(nèi)容。

本書由李雪梅任主編，袁勇和劉峰任副主編，同時(shí)劉俊剛、秦向勇、都妍美參加了編寫工作。其中，劉峰、都妍美編寫了第1、2章，袁勇編寫了第8章和第5章部分內(nèi)容，秦向勇編寫了第3、5章部分內(nèi)容，劉俊剛編寫了第4章和第6章部分內(nèi)容，李雪梅編寫了前言、緒論及第3、4、5、6、7、9章、實(shí)訓(xùn)單元和附錄部分，并對(duì)編寫思路與大綱進(jìn)行了總體規(guī)劃，指導(dǎo)全書的編寫，最后統(tǒng)稿全書。

王金旺老師、金龍國(guó)老師為本書提出了許多建設(shè)性意見和寶貴的建議，在此表示誠(chéng)摯的謝意，并對(duì)書中所參考和引用的相關(guān)教材與資料的作者和單位一并表示衷心的感謝。

由于編者水平有限，書中不足之處在所難免，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正!

編 者

2006年4月

前言
緒論 1
一、電氣控制技術(shù)的發(fā)展概況 1
二、本課程的性質(zhì)與任務(wù) 2
第1章 常用低壓電器 4
1.1 概述 4
1.1.1 電器的定義 4
1.1.2 常用低壓電器分類 4
1.2 接觸器 4
1.2.1 接觸器結(jié)構(gòu)和工作原理 4
1.2.2 接觸器的型號(hào)及主要技術(shù)參數(shù) 6
1.3 繼電器 8
1.3.1 電磁式繼電器 8
1.3.2 熱繼電器 9
1.3.3 時(shí)間繼電器 10
1.3.4 速度繼電器 12
1.3.5 干簧繼電器 12
1.3.6 固態(tài)繼電器 14
1.4 熔斷器 15
1.4.1 熔斷器的分類 15
1.4.2 熔斷器主要性能參數(shù)及型號(hào)含義 15
1.4.3 熔斷器熔體額定電流的選擇 16
1.5 低壓隔離開關(guān) 17
1.5.1 刀開關(guān) 17
1.5.2 自動(dòng)空氣開關(guān) 18
1.6 主令電器 19
1.6.1 按鈕 19
1.6.2 行程開關(guān) 20
1.6.3 轉(zhuǎn)換開關(guān) 21
本章小結(jié) 22
復(fù)習(xí)思考題 22
第2章 電氣控制線路的基本環(huán)節(jié) 24
2.1 電氣控制系統(tǒng)圖及繪制原則 24
2.1.1 電氣圖常用的圖形符號(hào)、文字符號(hào)和接線端子標(biāo)記 24
2.1.2 電氣控制圖繪制原則 25
2.2　并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的基本控制電路 28
2.2.1　啟動(dòng)控制電路 28
2.2.2　正反轉(zhuǎn)控制電路 29
2.2.3　能耗制動(dòng)控制電路 30
2.2.4 調(diào)速控制電路 31
2.3 三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的控制電路 33
2.3.1　三相異步電動(dòng)機(jī)的基本控制電路 33
2.3.2 三相異步電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)��?dòng)控制電路 40
2.3.3 異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制電路 46
2.4 典型設(shè)備電氣控制電路分析 49
2.4.1 C650-2型普通車床電氣控制線路 49
2.4.2 Z3040型搖臂鉆床電氣控制線路 52
本章小結(jié) 54
復(fù)習(xí)思考題 55
第3章 可編程序控制器及其工作原理 57
3.1 可編程控制器的基本概念 57
3.1.1 可編程控制器的特點(diǎn)及應(yīng)用 57
3.1.2 可編程序控制器的產(chǎn)生與發(fā)展 59
3.1.3 可編程控制器的分類 60
3.2 可編程控制器的硬件組成及各部分功能 62
3.2.1 中央處理器（CPU） 62
3.2.2 存儲(chǔ)器 63
3.2.3 輸入/輸出接口 63
3.2.4 電源單元 65
3.2.5 外部設(shè)備 65
3.3 可編程序控制器的軟件組成及編程語(yǔ)言 66
3.3.1 可編程控制器的軟件分類 66
3.3.2 PLC的編程語(yǔ)言 66
3.4 可編程控制器的工作原理 68
3.4.1 分時(shí)處理及掃描工作方式 69
3.4.2 輸入輸出滯后時(shí)間 71
3.4.3 PLC的中斷處理 72
3.4.4 可編程控制器系統(tǒng)與繼電接觸器系統(tǒng)工作原理的差別 73
3.5 可編程序控制器的主要性能指標(biāo) 73
3.5.1 描述PLC性能的術(shù)語(yǔ) 73
3.5.2 PLC的主要性能指標(biāo) 74
本章小結(jié) 74
復(fù)習(xí)思考題 75
第4章 FX系列PLC編程元件及指令系統(tǒng) 76
4.1 FX系列PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 76
4.1.1 系統(tǒng)構(gòu)成 76
4.1.2 FX系列PLC的技術(shù)指標(biāo) 79
4.2 FX2N系列PLC的軟元件地址編號(hào)和功能概述 81
4.2.1 PLC軟元件地址編號(hào) 81
4.2.2 PLC軟元件及其功能 81
4.3 FX2N系列PLC的指令及應(yīng)用 88
基本邏輯指令及應(yīng)用 88
4.4 梯形圖的編程規(guī)則 96
4.5 FX2N系列步進(jìn)梯形指令及狀態(tài)編程法 99
4.5.1 順序功能圖的組成 99
4.5.2 步進(jìn)梯形指令 100
4.5.3 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 101
4.5.4 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（SFC）的建立及其特點(diǎn) 101
4.5.5 多流程步進(jìn)順序控制簡(jiǎn)介 104
4.6 FX2N系列PLC的功能指令及編程 107
4.6.1 功能指令的基本格式 107
4.6.2 FX2N系列PLC常用功能指令 109
本章小結(jié) 117
復(fù)習(xí)思考題 118
第5章 S7-200系列可編程控制器 121
5.1 S7-200系列可編程序控制器結(jié)構(gòu)及主要性能指標(biāo) 121
5.1.1 S7-200（CPU22X）系列PLC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 121
5.1.2 S7-200（CPU22X）系列PLC的主要性能指標(biāo) 123
5.1.3 S7-200系列PLC數(shù)據(jù)類型及尋址方式 123
5.2 基本邏輯指令 129
5.2.1 基本位操作指令 129
5.2.2 立即指令I(lǐng)（Immediate） 131
5.2.3 邊沿脈沖指令EU（Edge Up）、ED（Edge Down） 133
5.2.4 棧操作指令LPS（Logic Push）、LRD（Logic Read）、LPP（Logic Pop） 133
5.2.5 取反和空操作指令 134
5.2.6 定時(shí)器工作原理及其使用 135
5.2.7 計(jì)數(shù)器工作原理及其使用 137
5.3 S7-200系列功能指令 139
5.4 程序控制類指令 141
5.4.1 跳轉(zhuǎn)及標(biāo)號(hào)指令 141
5.4.2 循環(huán)指令FOR和NEXT 142
5.4.3 子程序指令 144
5.4.4 暫停、結(jié)束和看門狗復(fù)位指令指令 145
本章小結(jié) 146
復(fù)習(xí)思考題 146
第6章 編程器的使用與計(jì)算機(jī)輔助編程 149
6.1 三菱FX系列PLC編程器及其應(yīng)用 149
6.1.1 FX-20P-E的操作面板 149
6.1.2 FX-20P-E型簡(jiǎn)易編程器的使用 151
6.2 三菱PLC的編程軟件及其使用 156
6.2.1 軟件的啟動(dòng) 156
6.2.2 菜單介紹 157
6.2.3 FXGP/WIN-C軟件編程的應(yīng)用實(shí)例 162
6.3 STEP 7-Micro/WIN32編程軟件的使用 164
6.3.1 軟件安裝與硬件連接 164
6.3.2 編程軟件的功能及其主界面 166
6.3.3 編程及運(yùn)行操作 169
本章小結(jié) 175
第7章 PLC指令編程方法及編程技巧 176
7.1 常用基本環(huán)節(jié)的編程 176
7.1.1 三相異步電動(dòng)機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)控制 176
7.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)控制 177
7.1.3 兩臺(tái)電機(jī)延時(shí)啟動(dòng)的基本環(huán)節(jié) 178
7.1.4 定時(shí)器、計(jì)數(shù)器應(yīng)用程序 178
7.1.5 常閉觸點(diǎn)輸入信號(hào)的處理 180
7.2 梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 180
7.2.1 運(yùn)貨小車的工作過程控制 181
7.2.2 用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)通風(fēng)機(jī)的監(jiān)視 182
7.2.3 五組搶答器控制設(shè)計(jì) 183
7.3 梯形圖的翻譯設(shè)計(jì)法 185
7.4 梯形圖的時(shí)序設(shè)計(jì)法 188
7.4.1 洗衣機(jī)電路設(shè)計(jì) 188
7.4.2 簡(jiǎn)易交通燈電路設(shè)計(jì) 189
7.4.3 三臺(tái)電機(jī)的循環(huán)啟停運(yùn)轉(zhuǎn)控制 190
7.5 梯形圖的順序控制設(shè)計(jì)法 190
7.5.1 S7-200系列PLC順控制繼電器指令 191
7.5.2 舉例說明 191
7.5.3 十字路口交通信號(hào)燈控制設(shè)計(jì) 193
本章小結(jié) 200
復(fù)習(xí)思考題 200
第8章 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用 202
8.1 PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 202
8.1.1 PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和原則 202
8.1.2 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)調(diào)試步驟 202
8.2 減少PLC輸入和輸出點(diǎn)數(shù)的方法 204
8.2.1 減少PLC輸入點(diǎn)數(shù)的方法 204
8.2.2 減少PLC輸出點(diǎn)數(shù)的方法 206
8.3 PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例 207
8.3.1 PLC在控制驅(qū)動(dòng)進(jìn)給裝置中的應(yīng)用 207
8.3.2 可編程控制器在電鍍生產(chǎn)線上的應(yīng)用 211
8.3.3 PLC在Z3040搖臂鉆床控制中的應(yīng)用 215
8.4 PLC應(yīng)用中的若干問題 220
8.4.1 PLC的工作環(huán)境 220
8.4.2 對(duì)電源的處理 220
8.4.3 對(duì)感性負(fù)載輸入/輸出的處理 222
8.4.4 安裝與布線的注意事項(xiàng) 222
8.4.5 PLC的接地 223
8.4.6 冗余系統(tǒng)與熱備用系統(tǒng) 223
8.4.7 輸入輸出端口的保護(hù) 224
8.4.8 PLC用于繼電器-接觸器控制系統(tǒng)改造中對(duì)若干技術(shù)問題的處理 225
本章小結(jié) 225
復(fù)習(xí)思考題 226
第9章 PLC的網(wǎng)絡(luò)通信 228
9.1 PLC網(wǎng)絡(luò)通信概述 228
9.1.1 網(wǎng)絡(luò)通信的基本概念 228
9.1.2 網(wǎng)絡(luò)配置 229
9.2 S7-200系列PLC與計(jì)算機(jī)設(shè)備的通信 230
9.2.1 S7-200系列CPU的通信性能 230
9.2.2 個(gè)人計(jì)算機(jī)與S7-200CPU之間的聯(lián)網(wǎng)通信 234
9.3 S7-200系列PLC自由口通信 234
9.3.1 相關(guān)的特殊功能寄存器 234
9.3.2 自由口通信指令 236
9.3.3 自由口通信的應(yīng)用舉例 238
9.4 網(wǎng)絡(luò)通信運(yùn)行 240
9.4.1 控制寄存器和傳送數(shù)據(jù)表 240
9.4.2 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行指令 241
9.4.3 網(wǎng)絡(luò)讀寫舉例 242
本章小結(jié) 244
復(fù)習(xí)思考題 244
第10章 實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié) 245
10.1 三相異步電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)、單向啟停控制實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn) 245
10.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?245
10.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及電器元件 245
10.1.3 實(shí)驗(yàn)線路 245
10.1.4 實(shí)驗(yàn)步驟 245
10.1.5 思考題 246
10.2 三相異步電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)轉(zhuǎn)控制實(shí)訓(xùn) 246
10.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?246
10.2.2 實(shí)驗(yàn)線路 246
10.2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及電器元件 246
10.2.4 實(shí)驗(yàn)步驟 247
10.2.5 思考題 247
10.3 基本邏輯指令的編程實(shí)訓(xùn) 247
10.3.1 實(shí)訓(xùn)目的與要求 247
10.3.2 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及指導(dǎo) 248
10.4 FX -20P-E編程器的使用實(shí)訓(xùn) 251
10.4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?251
10.4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 251
10.4.3 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 253
10.5 編程軟件及其使用實(shí)訓(xùn) 253
10.5.1 實(shí)訓(xùn)目的 253
10.5.2 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及指導(dǎo) 253
10.6 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（SFC）編程訓(xùn)練實(shí)訓(xùn) 255
10.6.1 實(shí)訓(xùn)目的 255
10.6.2 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及指導(dǎo) 255
10.6.3 實(shí)驗(yàn)步驟 255
10.6.4 思考題 256
10.7 數(shù)據(jù)傳送類指令的應(yīng)用實(shí)訓(xùn) 257
10.7.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?257
10.7.2 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及指導(dǎo) 257
10.7.3 思考題 259
10.8 噴水池花式噴水控制實(shí)訓(xùn) 259
10.8.1 控制要求 259
10.8.2 系統(tǒng)配置 259
10.8.3 程序設(shè)計(jì) 260
10.8.4 程序調(diào)試及運(yùn)行 261
10.8.5 思考題 261
10.9 三相異步電動(dòng)機(jī)的正反停控制實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn) 261
10.9.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?261
10.9.2 控制要求 261
10.9.3 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容及指導(dǎo) 261
10.9.4 思考題 263
10.10 搶答器實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn) 263
10.10.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?263
10.10.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 263
10.10.3 實(shí)驗(yàn)步驟 264
10.10.4 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 264
10.11 人行道按鈕控制交通燈程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn) 264
10.11.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?264
10.11.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 265
10.11.3 實(shí)驗(yàn)步驟 266
10.11.4 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 266
附錄 267
附錄A 低壓電器產(chǎn)品型號(hào)編制方法 267
附錄B 電氣圖常用圖形及文字符號(hào)一覽表 270
附錄C FX2N系列PLC應(yīng)用指令一覽表 271
附錄D S7-200PLC應(yīng)用指令一覽表 273
附錄E S7-200系列PLC尋址范圍及特殊標(biāo)志存儲(chǔ)器 275
參考文獻(xiàn) 277

1. 工廠電氣控制技術(shù)（第三版） [主編 邱俊]
2. 可編程控制技術(shù)及工程應(yīng)用（三菱） [主編 邱俊]
3. 可編程控制器模塊化教程 [主編 黃巧榮]
4. 瘋狂STM32實(shí)戰(zhàn)講學(xué)錄 [歐陽(yáng)駿 李英芬 王小強(qiáng)]
5. 可編程控制技術(shù)與應(yīng)用（西門子S7-200） [主 編 邱俊]
6. 工廠電氣控制技術(shù)（第二版） [主 編 邱俊]
7. 控制器件（第二版） [鄒逢興 主編]
8. 可編程控制器實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)教程 [魏斌 孫健]
9. 控制器件 [楊益強(qiáng) 李長(zhǎng)虹 江明明 編著]
10. 可編程序控制器應(yīng)用教程（第二版） [張明波 主編]
11. 工廠電氣控制技術(shù) [主 編 邱 俊]
12. 可編程控制器原理及應(yīng)用 [金龍國(guó) 主編]
13. 可編程序控制器應(yīng)用教程 [臺(tái)方 主編]