电气控制与PLC应用——基于S7-200 SMART PLC（第5版）
定价：￥59.80
作者： 陈建明
出版时间：2026-06
出版社：电子工业出版社
- 电子工业出版社
- 9787121527708
- 1-1
- 16开
- 2026-06
- 457
- 工学
- 电气类
- 电子信息与电气
- 本科
内容简介
本书可作为高等院校自动化等专业的本科生教材。本书系统介绍电气控制基础和PLC技术及其应用，由三大部分组成。第一部分为第1～2章，介绍电气控制中常用的低压电器、典型控制线路、典型电气控制系统分析和设计方法。第二部分为第3～7章，介绍可编程控制器基础、以S7-200 SMART PLC为重点介绍西门子S7系列PLC的结构原理、指令系统及其应用、控制系统程序分析和设计方法。第三部分即第8章，主要针对PLC的通信问题，介绍S7-200 SMART PLC的各种通信应用，如自由口通信、Modbus RTU通信、与变频器的USS协议通信、PLC之间的以太网通信、开放式用户通信、PROFINET通信、Modbus TCP通信等。
目录
绪论 1
第1章 常用低压电器 3
1.1 概述 3
1.1.1 电器的分类 3
1.1.2 电力拖动自动控制系统中常用的低压控制电器 4
1.1.3 我国低压控制电器的发展概况 4
1.2 接触器 5
1.2.1 结构和工作原理 5
1.2.2 交、直流接触器的特点 9
1.2.3 接触器的选用 10
1.3 继电器 10
1.3.1 电磁式继电器 10
1.3.2 热继电器 12
1.3.3 时间继电器 14
1.3.4 速度继电器 16
1.4 熔断器 17
1.4.1 熔断器的工作原理 17
1.4.2 熔断器的选用 17
1.5 低压保护电器 18
1.5.1 低压断路器 18
1.5.2 剩余电流动作保护器 19
1.5.3 低压隔离器 21
1.6 主令电器 22
1.6.1 按钮 23
1.6.2 位置开关 23
1.6.3 凸轮控制器与主令控制器 24
习题与思考题 24
第2章 电气控制线路的基本原则和基本环节 26
2.1 电气控制线路的绘制 26
2.1.1 电气控制线路常用的图形、文字符号 26
2.1.2 电气原理图 31
2.1.3 电气元件布置图 34
2.1.4 电气安装接线图 34
2.2 三相异步电动机的启动控制 35
2.2.1 三相笼型异步电动机直接启动控制 35
2.2.2 三相笼型异步电动机减压启动控制 37
2.2.3 三相绕线式异步电动机的启动控制 40
2.3 三相异步电动机的正、反转控制 42
2.4 三相异步电动机的调速控制 43
2.4.1 三相笼型异步电动机的变极调速控制 44
2.4.2 绕线式异步电动机转子绕组串电阻的调速控制 45
2.4.3 电磁调速异步电动机的控制 46
2.5 三相异步电动机的制动控制 47
2.5.1 三相异步电动机反接制动控制 47
2.5.2 三相异步电动机能耗制动控制 48
2.5.3 三相异步电动机电容制动控制 49
2.6 其他典型控制环节 50
2.6.1 多地点控制 50
2.6.2 多台电动机顺序控制 51
2.6.3 自动循环控制 51
2.7 电气控制线路的设计方法 52
2.7.1 经验设计法 52
2.7.2 逻辑设计法 59
习题与思考题 63
第3章 可编程控制器基础 65
3.1 可编程控制器概述 65
3.1.1 可编程控制器的产生和定义 65
3.1.2 可编程控制器的特点 67
3.2 可编程控制器的组成 67
3.3 可编程控制器的工作原理 70
3.3.1 可编程控制器的等效电路 71
3.3.2 可编程控制器的工作过程 71
3.4 可编程控制器的硬件基础 73
3.4.1 可编程控制器的I/O单元 73
3.4.2 可编程控制器的配置 75
3.5 可编程控制器的软件基础 75
3.5.1 系统程序 75
3.5.2 用户程序 76
习题与思考题 78
第4章 S7-200 SMART PLC的系统配置及开发环境 79
4.1 S7-200 SMART PLC系统的基本组成 79
4.2 S7-200 SMART PLC的CPU模块 79
4.2.1 各CPU模块的共同点 81
4.2.2 CPU模块的集成功能 82
4.2.3 CPU模块的相关硬件 82
4.3 S7-200 SMART PLC的信号板与信号模块 84
4.3.1 信号板 84
4.3.2 信号模块 84
4.4 S7-200 SMART PLC系统配置—功率预算 86
4.5 S7-200 SMART PLC开发环境 87
4.5.1 软件简介 87
4.5.2 软件界面与功能 87
4.5.3 项目创建 89
4.5.4 硬件组态及设置 90
4.5.5 程序的编辑、保存、调试与监控 96
习题与思考题 99
第5章 S7-200 SMART PLC指令系统与基本指令 100
5.1 S7-200 SMART PLC编程基础 100
5.1.1 编程语言 100
5.1.2 数据类型 101
5.1.3 存储器与地址 102
5.1.4 寻址方式 106
5.1.5 用户程序结构 108
5.1.6 编程的一般规则 108
5.2 S7-200 SMART PLC的基本指令及编程方法 109
5.2.1 位逻辑指令 109
5.2.2 定时器与计数器指令 117
5.2.3 比较指令 124
5.2.4 数学运算指令 126
5.2.5 逻辑运算指令 130
5.2.6 传送指令 132
5.2.7 移位指令 134
5.2.8 转换指令 136
习题与思考题 139
第6章 S7-200 SMART PLC功能指令与编程 141
6.1 程序控制指令 141
6.2 子程序指令 145
6.3 中断程序指令 148
6.4 高速计数器（HSC）指令 151
6.5 PID回路控制指令 155
习题与思考题 169
第7章 PLC控制系统设计与应用 170
7.1 PLC控制系统设计 170
7.1.1 PLC控制系统设计的基本原则 170
7.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤 170
7.2 PLC控制系统硬件设计与配置 172
7.2.1 PLC的选型 172
7.2.2 I/O地址分配 173
7.2.3 响应时间 174
7.3 PLC控制系统软件设计 174
7.3.1 经验设计法 174
7.3.2 逻辑设计法 175
7.4 PLC应用程序的基本环节及设计技巧 175
7.4.1 PLC应用程序的基本环节 175
7.4.2 PLC应用程序的设计技巧 182
7.5 PLC在控制中的应用 183
7.5.1 S7-200 SMART PLC控制电动机减压启动 183
7.5.2 顺序控制设计法应用举例 189
习题与思考题 191
第8章 S7-200 SMART PLC的通信与应用 193
8.1 S7-200 SMART PLC的通信基础 193
8.1.1 通信相关基本概念 193
8.1.2 S7-200 SMART PLC的通信接口 195
8.2 自由口通信 197
8.2.1 自由口通信模式 198
8.2.2 自由口通信核心指令 198
8.2.3 自由口通信实例 199
8.3 Modbus RTU通信 201
8.3.1 Modbus RTU通信概述 202
8.3.2 Modbus RTU主站指令 202
8.3.3 Modbus RTU从站指令 204
8.3.4 Modbus RTU通信应用实例 205
8.4 S7-200 SMART PLC与变频器的USS协议通信 207
8.4.1 USS协议概述 207
8.4.2 USS指令介绍 208
8.4.3 USS通信应用实例 211
8.5 S7-200 SMART PLC之间的以太网通信 214
8.5.1 GET/PUT通信资源数量 214
8.5.2 GET/PUT指令应用实例 215
8.5.4 使用GET/PUT向导编程 217
8.6 开放式用户通信 220
8.6.1 开放
第1章 常用低压电器 3
1.1 概述 3
1.1.1 电器的分类 3
1.1.2 电力拖动自动控制系统中常用的低压控制电器 4
1.1.3 我国低压控制电器的发展概况 4
1.2 接触器 5
1.2.1 结构和工作原理 5
1.2.2 交、直流接触器的特点 9
1.2.3 接触器的选用 10
1.3 继电器 10
1.3.1 电磁式继电器 10
1.3.2 热继电器 12
1.3.3 时间继电器 14
1.3.4 速度继电器 16
1.4 熔断器 17
1.4.1 熔断器的工作原理 17
1.4.2 熔断器的选用 17
1.5 低压保护电器 18
1.5.1 低压断路器 18
1.5.2 剩余电流动作保护器 19
1.5.3 低压隔离器 21
1.6 主令电器 22
1.6.1 按钮 23
1.6.2 位置开关 23
1.6.3 凸轮控制器与主令控制器 24
习题与思考题 24
第2章 电气控制线路的基本原则和基本环节 26
2.1 电气控制线路的绘制 26
2.1.1 电气控制线路常用的图形、文字符号 26
2.1.2 电气原理图 31
2.1.3 电气元件布置图 34
2.1.4 电气安装接线图 34
2.2 三相异步电动机的启动控制 35
2.2.1 三相笼型异步电动机直接启动控制 35
2.2.2 三相笼型异步电动机减压启动控制 37
2.2.3 三相绕线式异步电动机的启动控制 40
2.3 三相异步电动机的正、反转控制 42
2.4 三相异步电动机的调速控制 43
2.4.1 三相笼型异步电动机的变极调速控制 44
2.4.2 绕线式异步电动机转子绕组串电阻的调速控制 45
2.4.3 电磁调速异步电动机的控制 46
2.5 三相异步电动机的制动控制 47
2.5.1 三相异步电动机反接制动控制 47
2.5.2 三相异步电动机能耗制动控制 48
2.5.3 三相异步电动机电容制动控制 49
2.6 其他典型控制环节 50
2.6.1 多地点控制 50
2.6.2 多台电动机顺序控制 51
2.6.3 自动循环控制 51
2.7 电气控制线路的设计方法 52
2.7.1 经验设计法 52
2.7.2 逻辑设计法 59
习题与思考题 63
第3章 可编程控制器基础 65
3.1 可编程控制器概述 65
3.1.1 可编程控制器的产生和定义 65
3.1.2 可编程控制器的特点 67
3.2 可编程控制器的组成 67
3.3 可编程控制器的工作原理 70
3.3.1 可编程控制器的等效电路 71
3.3.2 可编程控制器的工作过程 71
3.4 可编程控制器的硬件基础 73
3.4.1 可编程控制器的I/O单元 73
3.4.2 可编程控制器的配置 75
3.5 可编程控制器的软件基础 75
3.5.1 系统程序 75
3.5.2 用户程序 76
习题与思考题 78
第4章 S7-200 SMART PLC的系统配置及开发环境 79
4.1 S7-200 SMART PLC系统的基本组成 79
4.2 S7-200 SMART PLC的CPU模块 79
4.2.1 各CPU模块的共同点 81
4.2.2 CPU模块的集成功能 82
4.2.3 CPU模块的相关硬件 82
4.3 S7-200 SMART PLC的信号板与信号模块 84
4.3.1 信号板 84
4.3.2 信号模块 84
4.4 S7-200 SMART PLC系统配置—功率预算 86
4.5 S7-200 SMART PLC开发环境 87
4.5.1 软件简介 87
4.5.2 软件界面与功能 87
4.5.3 项目创建 89
4.5.4 硬件组态及设置 90
4.5.5 程序的编辑、保存、调试与监控 96
习题与思考题 99
第5章 S7-200 SMART PLC指令系统与基本指令 100
5.1 S7-200 SMART PLC编程基础 100
5.1.1 编程语言 100
5.1.2 数据类型 101
5.1.3 存储器与地址 102
5.1.4 寻址方式 106
5.1.5 用户程序结构 108
5.1.6 编程的一般规则 108
5.2 S7-200 SMART PLC的基本指令及编程方法 109
5.2.1 位逻辑指令 109
5.2.2 定时器与计数器指令 117
5.2.3 比较指令 124
5.2.4 数学运算指令 126
5.2.5 逻辑运算指令 130
5.2.6 传送指令 132
5.2.7 移位指令 134
5.2.8 转换指令 136
习题与思考题 139
第6章 S7-200 SMART PLC功能指令与编程 141
6.1 程序控制指令 141
6.2 子程序指令 145
6.3 中断程序指令 148
6.4 高速计数器（HSC）指令 151
6.5 PID回路控制指令 155
习题与思考题 169
第7章 PLC控制系统设计与应用 170
7.1 PLC控制系统设计 170
7.1.1 PLC控制系统设计的基本原则 170
7.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤 170
7.2 PLC控制系统硬件设计与配置 172
7.2.1 PLC的选型 172
7.2.2 I/O地址分配 173
7.2.3 响应时间 174
7.3 PLC控制系统软件设计 174
7.3.1 经验设计法 174
7.3.2 逻辑设计法 175
7.4 PLC应用程序的基本环节及设计技巧 175
7.4.1 PLC应用程序的基本环节 175
7.4.2 PLC应用程序的设计技巧 182
7.5 PLC在控制中的应用 183
7.5.1 S7-200 SMART PLC控制电动机减压启动 183
7.5.2 顺序控制设计法应用举例 189
习题与思考题 191
第8章 S7-200 SMART PLC的通信与应用 193
8.1 S7-200 SMART PLC的通信基础 193
8.1.1 通信相关基本概念 193
8.1.2 S7-200 SMART PLC的通信接口 195
8.2 自由口通信 197
8.2.1 自由口通信模式 198
8.2.2 自由口通信核心指令 198
8.2.3 自由口通信实例 199
8.3 Modbus RTU通信 201
8.3.1 Modbus RTU通信概述 202
8.3.2 Modbus RTU主站指令 202
8.3.3 Modbus RTU从站指令 204
8.3.4 Modbus RTU通信应用实例 205
8.4 S7-200 SMART PLC与变频器的USS协议通信 207
8.4.1 USS协议概述 207
8.4.2 USS指令介绍 208
8.4.3 USS通信应用实例 211
8.5 S7-200 SMART PLC之间的以太网通信 214
8.5.1 GET/PUT通信资源数量 214
8.5.2 GET/PUT指令应用实例 215
8.5.4 使用GET/PUT向导编程 217
8.6 开放式用户通信 220
8.6.1 开放
