“电气控制与PLC应用技术”是高职高专机电类、电气自动化类专业的主干课程。本书根据高职高专人才培养目标，结合专业教育数学改革与实践经验,本着“工学结合、项目导向、‘教学做’一体化”的原则编写而成。
本书以模块为单元，采用专题(项目)的形式，将知识点贯穿于各个项目中。紧紧围绕培养学生的职业能力这条主线，合理安排基础知识和实践知识的比例,力求结合工程实际、突出技术应用。在内容编排上兼顾继电器接触器控制技术与可编程序控制器的知识连贯性，使两者有机结合。可编程控制器主要介绍西门子系列PLC，包括PLC的硬件组成、工作原理、基本指令和功能指令，以及PLC的常用设计方法和工程应用实例分析等。内容由浅入深，层次分明，通俗易懂，便于自学。本书参考学时为60~90课时。
当代工业控制的一个主流趋势是“以太网化”，为顺应主流趋势,作者在第3版的基础上，对全书内容作了修订。同时,新增了S7-200 SMART 和S7-1200两类PLC的相关知识，这两类PLC都有集成的以太网接口，是现在比较流行的两种PLC系列。
全书共11个模块。模块1~3为继电器接触器控制系统，主要讲述了常用低压电器的认识与选用、电气控制系统的基本环节、典型机械设备电气控制系统；模块4为PLC的基础知识；模块5为S7-200系列PLC的组成与编程基础；模块6~7为S7-200系列PLC基本指令和功能指令的应用；模块8为S7-200 PLC模拟量控制;模块9为S7-200 SMART PLC编程及应用；模块10为S7-1200 PLC编程及应用；模块11为PLC控制系统的设计及应用实例。
本书由刘永华担任主编，孙德志、吴丹担任副主编。书中模块1、模块8由孔德志编写，模块2、模块3由孙佳海编写,模块4、模块5、模块6、模块7和模块11由刘永华编写，模块9、模块10由吴丹编写。第4版教材由吴丹负责统稿。另外,，张延强、吴玉娟、孙昌权、徐荣丽、闫润等老师认真阅读了全书并对相关程序进行了验证、校对，在此一并表示诚挚的谢意！
本书在编写过程中参考了有关文献和资料，在此对参考文献的作者表示衷心感谢。由于编者水平有限，书中错误和疏漏之处恳请读者批评指正。
编 者
2019年5月
上篇 继电器接触器控制系统
模块1 常用低压电器的认识与选用 2
专题1.1 低压电器的基本知识 2
一、 电气控制系统的初步知识 2
二、 低压电器的概念及分类 3
三、 低压电器的基本结构 4
专题1.2 刀开关的认识与选用 7
一、 刀开关的结构 7
二、 刀开关的型号及主要技术参数 8
三、 刀开关的选用与安装 9
专题1.3 熔断器的认识与选用 9
一、 熔断器的结构及工作原理 10
二、 熔断器的保护特性 10
三、 常用熔断器 10
四、 熔断器的型号和主要技术参数 12
五、 熔断器的选用 13
专题1.4 接触器的认识与选用 13
一、 接触器的概念及分类 13
二、 交流接触器的结构和工作原理 14
三、 接触器的主要技术参数及型号 14
四、 接触器的符号及选用 16
专题1.5 继电器的认识 17
一、 电压继电器 17
二、 电流继电器 17
三、 中间继电器18
四、 时间继电器 18
五、 热继电器 20
六、 其他继电器 22
专题1.6 低压断路器的认识 24
一、 低压断路器的结构 24
二、 低压断路器的工作原理 25
三、 低压断路器典型产品及型号 25
专题1.7 主令电器的认识与选用 26
一、 按钮开关的认识与选用 26
二、 行程开关 27
三、 晶闸管开关 29
四、 接近开关 30
五、 万能转换开关 31
六、 主令控制器 31
专题1.8 其他常用低压电器的认识 33
一、 漏电保护断路器 33
二、 电磁铁 34
三、 电磁阀 34
思考题与习题 34
模块2 电气控制系统的基本环节 36
专题2.1 电气控制系统图的识读 36
一、 电气控制系统图概述 36
二、 电气图形符号和文字符号 36
三、 电气原理图 37
四、 电器元件布置图 39
五、 电气安装接线图 39
六、 阅读和分析电气原理图的方法 40
项目2.2 三相异步电动机直接启动控制 41
一、 项目简介 41
二、 项目相关知识 41
三、 项目的实现 44
项目2.3 三相异步电动机可逆运转控制 46
一、 项目简介 46
二、 项目相关知识 46
三、 项目的实现 49
项目2.4 三相笼型异步电动机降压启动控制 51
一、 项目简介 51
二、 项目相关知识 51
三、 项目的实现 54
专题2.5 三相绕线式异步电动机的启动控制 55
一、 转子绕组串电阻启动控制线路 55
二、 转子绕组串频敏变阻器启动控制线路 57
专题2.6 三相异步电动机的制动控制 58
一、 电磁抱闸制动控制线路 58
二、 电气制动控制线路 59
专题2.7 三相异步电动机的调速控制 60
一、 三相笼型异步电动机变极调速控制线路 61
二、 三相绕线式异步电动机转子串电阻调速控制线路 61
三、 调压调速 62
四、 变频调速 63
思考题与习题 63
模块3 典型机械设备电气控制系统 65
项目3.1 CA6140车床电气故障检修 65
一、 项目简介 65
二、 项目相关知识 65
三、 项目的实现 69
项目3.2 M7130平面磨床电气故障检修 71
一、 项目简介 71
二、 项目相关知识 71
三、 项目的实现 76
项目3.3 Z3040摇臂钻床电气故障检修 76
一、 项目简介 77
二、 项目相关知识 77
三、 项目的实现 82
项目3.4 X62W 型万能铣床电气故障检修 82
一、 项目简介 82
二、 项目相关知识 82
三、 项目的实现 88
思考题与习题 89
下篇 可编程序控制器
模块4 PLC的基础知识 92
专题4.1 PLC概述 92
一、 PLC的产生 92
二、 PLC的定义 93
三、 PLC的发展 93
专题4.2 PLC的特点及应用 94
一、 PLC的主要特点 94
二、 PLC的主要应用 94
专题4.3 PLC的分类、主要技术指标及生产厂家 95
一、 PLC的分类 95
二、 PLC的主要技术性能指标 97
三、 PLC的主要生产厂家 98
专题4.4 可编程控制器的结构组成和工作原理 98
一、 PLC的结构组成 98
二、 PLC的工作原理 101
专题4.5 PLC的软件及编程语言 102
一、 系统软件 102
二、 PLC的编程语言 102
思考题与习题 104
模块5 S7 200系列PLC的组成与编程基础 105
专题5.1 S7 200系列PLC的组成及性能 105
一、 S7 200系列PLC的组成 105
二、 S7 200可编程控制器的主要技术指标 108
专题5.2 S7 200 PLC的内部元器件和寻址方式 108
一、 存储器中的数据类型 108
二、 数据存储区 110
三、 寻址方式 114
专题5.3 STEP 7 Micro/WIN 编程软件的使用 116
一、 编程软件安装 116
二、 STEP 7 Micro/WIN 编程软件功能介绍 118
三、 程序编制及运行 121
四、 程序的调试及运行监控 124
思考题与习题 127
模块6 S7 200 PLC基本逻辑指令及应用 128
项目6.1 三相异步电动机的单向运行控制 128
一、 项目内容 128
二、 项目相关知识 128
三、 项目的实现 134
四、 应用示例:工作台自动往返控制 136
项目6.2 电动机Y-△减压启动控制设计 138
一、 项目简介 138
二、 项目相关知识 138
三、 项目的实现 141
四、 应用示例 142
项目6.3 组合吊灯亮度控制设计 147
一、 项目简介147
二、 项目相关知识 148
三、 项目的实现 149
四、 应用示例 151
项目6.4 自动门控制设计 155
一、 项目简介 155
二、 项目相关知识 155
三、 项目的实现 161
四、 应用示例 163
项目6.5 密码锁控制系统设计 166
一、 项目简介 166
二、 项目相关知识 166
三、 项目实现 167
四、 应用示例:昼夜报时器PLC控制系统 169
思考题与习题 170
模块7 S7 200 PLC基本功能指令及应用 173
项目7.1 循环彩灯的PLC控制系统 173
一、 项目内容 173
二、 项目相关知识 173
三、 项目的实现 182
四、 应用示例:利用传送指令实现Y-△降压启动控制 185
项目7.2 多台电动机手动与自动运行方式的PLC控制系统 187
一、 项目内容 187
二、 项目相关知识 187
三、 项目实现 195
项目7.3 钻孔动力头的PLC控制 196
一、 项目内容 196
二、 项目相关知识 197
三、 项目的实现 203
四、 应用示例:剪板机的控制 204
思考题与习题 207
模块8 S7-200 PLC模拟量控制 208
项目8.1 油压装置的控制 208
一、 项目内容 208
二、 项目相关知识 208
三、 项目的实现 214
项目8.2 水箱水位控制 219
一、 项目内容 219
二、 项目相关知识 219
三、 项目的实现 221
思考题与习题 223
模块9 S7-200 SMART PLC编程及应用 225
项目9.1 S7-200 SMART PLC基本逻辑指令及应用 225
一、 项目内容 225
二、 项目相关知识 225
三、 项目的实现 231
四、 知识拓展 237
项目9.2 S7-200 SMART PLC指令系统的应用 243
一、 音乐喷泉PLC控制 243
二、 抢答器 246
三、 交通信号灯PLC控制 250
思考题与习题 256
模块10 S7-1200 PLC编程及应用 257
项目10.1 S7-1200 PLC常用位逻辑指令及应用 257
一、 项目内容 257
二、 项目相关知识 257
三、 项目的实现 261
四、 知识拓展 265
项目10.2 S7-1200 PLC定时器指令及其应用 269
一、 项目内容 269
二、 项目相关知识 269
三、 项目的实现 272
四、 应用实例 273
思考题与习题 274
模块11 PLC控制系统的设计及应用实例 276
专题11.1 PLC控制系统设计的基本知识 276
一、 PLC控制系统的设计内容和设计步骤 276
二、 PLC程序设计方法 277
项目11.2 Z3040摇臂钻床的PLC控制 283
一、 项目内容 283
二、 项目的实现 283
项目11.3 机械手的PLC控制 285
一、 项目内容 285
二、 项目的实现 286
项目11.4 温室大棚温度的PLC控制系统设计与调试 291
一、 项目内容 291
二、 项目的实现 292
三、 项目的调试 293
思考题与习题 296
附 录 297
附录A 常用低压电器技术数据 297
附录B S7 200系列PLC部分特殊存储器(SM)标志位 302
附录C S7 200的SIMATIC指令集简表 303
附录D 松下FP1系列PLC的特殊内部继电器 308
参 考 文 献 310
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