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PLC控制系統(tǒng)編程與實(shí)現(xiàn)（第三版）

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本書是國家精品課PLC控制系統(tǒng)編程與實(shí)現(xiàn)的配套教材，內(nèi)容以西門子S7-200系列可編程控制器的應(yīng)用為主線，全面系統(tǒng)地介紹了PLC的組成、工作原理、內(nèi)部組件、指令系統(tǒng)、編程方法、組態(tài)技術(shù)和現(xiàn)場總線通信技術(shù)。深入淺出地介紹了PLC的輸入、輸出單元的內(nèi)部電路特點(diǎn)，接口電路的設(shè)計(jì)，控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試方法，項(xiàng)目設(shè)計(jì)開發(fā)過程等。主要內(nèi)容包括：初識西門子S7-200系列PLC、電動機(jī)PLC控制系統(tǒng)編程與實(shí)現(xiàn)、彩燈及密碼鎖PLC控制系統(tǒng)的編程與實(shí)現(xiàn)、自動生產(chǎn)線PLC控制系統(tǒng)的編程與實(shí)現(xiàn)、組合機(jī)床PLC控制系統(tǒng)的編程與實(shí)現(xiàn)、西門子S7-200系列PLC拓展應(yīng)用6個項(xiàng)目，19個任務(wù)。通過完成這19個任務(wù)，學(xué)生不僅可以掌握有關(guān)基礎(chǔ)理論知識、提高實(shí)際操作能力，還能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、精益求精的工匠精神和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，以及端正文明生產(chǎn)的態(tài)度。本書適合作為高職高專院校電子技術(shù)、電子與信息、電氣自動化、通信技術(shù)、機(jī)電類等專業(yè)的教材，也可作為其他相關(guān)專業(yè)和工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)PLC技術(shù)的參考書。

通過對本書的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅可以掌握有關(guān)基礎(chǔ)理論知識、提高實(shí)際操作能力，還能培養(yǎng)學(xué)生具有科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、精益求精的工匠精神和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、端正文明生產(chǎn)的態(tài)度。

隨著我國高等職業(yè)教育改革的不斷深化發(fā)展，我國高等職業(yè)教育改革和發(fā)展進(jìn)入一個新階段。教育部下發(fā)的《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》教高\(yùn)[2006\]16號文件，旨在進(jìn)一步適應(yīng)經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展對高素質(zhì)技能型人才的需求，推進(jìn)高職人才培養(yǎng)模式改革，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。教材建設(shè)工作是整個高等職業(yè)院校教育教學(xué)工作中的重要組成部分，教材是課程內(nèi)容和課程體系的載體，對課程改革和建設(shè)既有龍頭作用，又有推動作用，所以提高課程教學(xué)水平和質(zhì)量的關(guān)鍵在于建設(shè)高水平、高質(zhì)量的教材。出版面向高等職業(yè)教育的以就業(yè)為導(dǎo)向，以能力為本位的優(yōu)質(zhì)教材一直以來就是中國鐵道出版社優(yōu)先開發(fā)的領(lǐng)域。我社本著依靠專家、研究先行、服務(wù)為本、打造精品的出版理念，于2007年成立了中國鐵道出版社高職機(jī)電類課程建設(shè)研究組，并經(jīng)過多年的充分調(diào)查研究，策劃編寫、出版本系列教材。本系列教材主要涵蓋高職高專機(jī)電類的公共平臺課和6個專業(yè)及相關(guān)課程，即電氣自動化專業(yè)、機(jī)電一體化專業(yè)、生產(chǎn)過程自動化專業(yè)、數(shù)控技術(shù)專業(yè)、模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)以及數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)，既自成體系又具有相對獨(dú)立性。本系列教材在研發(fā)過程當(dāng)中邀請了高職高專自動化教指委專家、教學(xué)名師、精品課負(fù)責(zé)人、知名專家教授、學(xué)術(shù)帶頭人及骨干教師。他們針對相關(guān)專業(yè)的課程設(shè)置融合了多年教學(xué)中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，同時吸取了高等職業(yè)教育改革的成果，無論從教學(xué)理念的導(dǎo)向、教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)、教學(xué)體系的確立、教材內(nèi)容的篩選、教材結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，還是教材素材的選擇都極具特色。歸納而言，本系列教材體現(xiàn)如下幾點(diǎn)編寫思想：（1）圍繞培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能這條主線設(shè)計(jì)教材的結(jié)構(gòu)，理論聯(lián)系實(shí)際，從應(yīng)用的角度組織內(nèi)容，突出實(shí)用性，并同時注意將新技術(shù)、新工藝等內(nèi)容納入教材。（2）遵循高等職業(yè)院校學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，對于基本理論和方法的講述力求簡單，易于理解，多用圖表來表達(dá)信息，以解決日益龐大的知識內(nèi)容與學(xué)時偏少之間的矛盾。同時，增加相關(guān)技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。（3）將問題引導(dǎo)式案例式任務(wù)驅(qū)動式項(xiàng)目驅(qū)動式等多種教學(xué)方法引入教材體例的設(shè)計(jì)中，融入啟發(fā)式教學(xué)方法，力求好教、好學(xué)、愛學(xué)。（4）注重立體化教材的建設(shè)。本系列教材通過主教材、配套素材光盤、電子教案等教學(xué)資源的有機(jī)結(jié)合，提高教學(xué)服務(wù)水平�？傊�，在本系列教材的策劃出版過程中得到了教育部高職高專自動化技術(shù)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會委員以及廣大專家的指導(dǎo)和幫助，在此表示深深的感謝。希望本系列教材的出版能為我國高等職業(yè)院校教育改革起到良好的推動作用，歡迎使用本系列教材的老師和學(xué)生提出意見和建議，書中如有不妥之處，敬請批評指正。中國鐵道出版社2013年11月為了貫徹落實(shí)《國家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》，深化職業(yè)教育三教改革，加快實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)一大批結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良的技術(shù)技能型、復(fù)合技能型和知識技能型高技能人才這一偉大目標(biāo)，結(jié)合高等職業(yè)院校的教學(xué)要求和辦學(xué)特色，我們編寫了本教材。本教材為十二五職業(yè)教育國家規(guī)劃教材。本教材的內(nèi)容及其實(shí)施過程有以下特點(diǎn)：（1）本教材由PLC控制系統(tǒng)編程與實(shí)現(xiàn)國家精品課主講教師團(tuán)隊(duì)，按照人的職業(yè)成長規(guī)律，精心研討選取實(shí)踐項(xiàng)目。將慕課和課堂教學(xué)進(jìn)行了整體化設(shè)計(jì)，通過項(xiàng)目任務(wù)，由簡單到復(fù)雜，培養(yǎng)學(xué)生在項(xiàng)目開發(fā)過程中的工程應(yīng)用能力。將理論教學(xué)、實(shí)踐操作和綜合設(shè)計(jì)訓(xùn)練有機(jī)結(jié)合；將硬件組態(tài)與軟件設(shè)計(jì)相結(jié)合。（2）教材中的項(xiàng)目來源于企業(yè)實(shí)際應(yīng)用，學(xué)生興趣濃、學(xué)習(xí)積極性高。西門子S7-200及200 Smart系列PLC應(yīng)用范圍廣，通俗易學(xué)，內(nèi)容具有較好的可遷移性。將知識點(diǎn)和技能點(diǎn)緊密結(jié)合，再現(xiàn)完整的設(shè)計(jì)過程，可提高學(xué)生工程應(yīng)用能力，突出了應(yīng)用特色。（3）本教材以行動為導(dǎo)向，項(xiàng)目引領(lǐng)，任務(wù)驅(qū)動，促進(jìn)學(xué)生綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)。運(yùn)用工作任務(wù)要素（工作對象、工具、工作方式方法、勞動組織形式、工作要求等）梳理工作過程知識，明確學(xué)習(xí)內(nèi)容，按照典型性、對知識和能力的覆蓋性、可行性原則，遵循從完成簡單工作任務(wù)到完成復(fù)雜工作任務(wù)的能力形成規(guī)律，設(shè)計(jì)出6個項(xiàng)目，19個任務(wù)。通過完成這19個任務(wù)，使學(xué)生在職業(yè)情境中學(xué)中做、做中學(xué)。（4）運(yùn)用信息技術(shù)，展現(xiàn)立體化學(xué)習(xí)資源，實(shí)現(xiàn)線上線下混合式教學(xué)。以微課、動畫、技能操作視頻、仿真、課件、文本等豐富的數(shù)字化資源作為支撐，構(gòu)建新形態(tài)的立體化課程體系。采用動畫或仿真直觀展示控制對象的動作過程、指令執(zhí)行的動作；以屏幕錄像來演示、講解軟件操作；實(shí)際操作以拍攝錄像、制作動畫來展示；講解工作原理以微課的方式展現(xiàn)；使用仿真軟件來模擬實(shí)訓(xùn)模型，驗(yàn)證設(shè)計(jì)。所有信息化教學(xué)資源可通過掃描二維碼獲取，學(xué)生可以反復(fù)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)后通過在線作業(yè)、練習(xí)、考試，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果，并有在線答疑、互動等內(nèi)容。延伸閱讀與拓展內(nèi)容，可以進(jìn)一步培養(yǎng)和提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力。（5）本教材打破了傳統(tǒng)教材按章節(jié)劃分的方法，將相關(guān)知識分為19個學(xué)習(xí)型任務(wù)，將學(xué)生應(yīng)知應(yīng)會的知識融入這些任務(wù)中。每個任務(wù)又由任務(wù)提出、任務(wù)目標(biāo)、相關(guān)知識、任務(wù)分析、任務(wù)實(shí)施、評分標(biāo)準(zhǔn)、任務(wù)訓(xùn)練和總結(jié)反思構(gòu)成。在基礎(chǔ)知識安排上，打破了傳統(tǒng)的知識體系，任務(wù)中牽涉什么知識就重點(diǎn)講解這些知識，和任務(wù)無關(guān)或關(guān)系較小的內(nèi)容放在知識拓展中，讓學(xué)生自學(xué)。通過完成任務(wù)可使學(xué)生學(xué)有所用、學(xué)以致用，與傳統(tǒng)的理論灌輸有著質(zhì)的區(qū)別。（6）本教材采用工作手冊式，將課程建設(shè)與教材編寫深度融合。學(xué)生成績評定與傳統(tǒng)方式有所不同，成績評定不包含筆試，成績的評定貫穿于各項(xiàng)任務(wù)實(shí)施的整個過程之中，每個任務(wù)的成績嚴(yán)格按照評分標(biāo)準(zhǔn)評定，后按這些任務(wù)的總成績給出本課程的成績。本教材由陳麗任主編，程德芳、曹芳菊、李立君任副主編，郭健、董永剛、于娜、王清、靳晨聰參與編寫。具體分工如下：陳麗制訂編寫大綱，并編寫任務(wù)10～任務(wù)14、程德芳編寫任務(wù)17、任務(wù)18；曹芳菊編寫任務(wù)4～任務(wù)6；李立君編寫任務(wù)7～任務(wù)9；郭健編寫任務(wù)15、任務(wù)16；董永剛編寫任務(wù)1；于娜編寫任務(wù)3；王清編寫任務(wù)19；靳晨聰編寫任務(wù)2。在第三版的修訂過程中，針對重要知識點(diǎn)制作了微課視頻、教學(xué)課件、動畫視頻及工作任務(wù)書等數(shù)字化教學(xué)資源（讀者可掃描書中二維碼獲取相關(guān)內(nèi)容），大大提升了教材的信息化建設(shè)，更加有效地輔助于線上線下混合式教學(xué)。在編寫過程中編者參考了大量的相關(guān)文獻(xiàn)資料，在此對書后參考文獻(xiàn)中所列的作者深表謝意。由于編者水平有限，書中難免存在疏漏與不足之處，懇請讀者批評指正。

陳麗邢臺職業(yè)技術(shù)學(xué)院

緒論1項(xiàng)目1初識西門子S7-200系列PLC6任務(wù)1S7-200系列PLC的結(jié)構(gòu)及接線

任務(wù)2S7-200系列PLC的選用

任務(wù)3S7-200系列PLC的編程軟件STEP 7 Micro/WIN32的使用

思考與練習(xí)

項(xiàng)目2電動機(jī)PLC控制系統(tǒng)的編程與實(shí)現(xiàn)41 任務(wù)4三相異步電動機(jī)連續(xù)控制系統(tǒng)編程與實(shí)現(xiàn)

任務(wù)5三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)編程與實(shí)現(xiàn)

任務(wù)6三相異步電動機(jī)-△降壓啟動控制系統(tǒng)編程與實(shí)現(xiàn)

思考與練習(xí)

項(xiàng)目3彩燈及密碼鎖PLC控制系統(tǒng)的編程與實(shí)現(xiàn)69任務(wù)7交通信號燈控制系統(tǒng)編程與實(shí)現(xiàn)

任務(wù)8霓虹燈控制系統(tǒng)編程與實(shí)現(xiàn)

任務(wù)9電子密碼鎖控制系統(tǒng)編程與實(shí)現(xiàn)