本書內容包括電氣控制基礎和可編程控制器兩大部分，分為8章：第1章、第2章以電氣控制基礎為主，系統介紹了電氣控制系統基本概念、常用低壓電器元件和電氣控制電路分析方法；第3章至第8章以可編程控制器為主，重點介紹了西門子公司S7-300 PLC的工作原理、系統組成與硬件組態、基本指令及應用、功能指令及應用、程序結構與設計及在模擬量閉環控制中的應用。本書體系完整、通俗易懂、注重實際、強調應用，是一本工程性較強的應用研究型專業書籍。
前 言
可編程控制器（PLC）是為工業控制應用而設計制造的一種新型的、通用的自動控制裝置。它以微處理器為核心，綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術，具有可靠性高、配置靈活、使用方便、易于擴展等優點，成為現代工業自動化的三大支柱（PLC、CAD/CAM、機器人）之一，在工業控制領域和許多其他行業得到了迅猛發展。
本書內容以電氣控制系統和西門子S7-300可編程控制器應用技術為主，系統介紹了常用低壓電器的基本知識、電氣控制電路分析方法、可編程控制器概述、S7-300 PLC軟硬件基礎及其自動化控制系統中的應用。為了便于教學和自學，本書精心編寫了大量的例題及其實現程序。此外，本書精心挑選的工程實例都有較為詳細的設計步驟，對從事自動化系統設計、系統集成的工程師也有一定的幫助。
本書分8章，由齊魯工業大學（山東省科學院）王斌鵬、董霞、孫濤、肖中俊4位教師共同參與編寫，具體分工為：王斌鵬編寫第3章、第4章、第5章、第6章和第7章；董霞編寫第1章、第2章和第8章；孫濤、肖中俊對全書進行修改和統稿。本書的編寫得到了齊魯工業大學（山東省科學院）電氣工程與自動化學院各級領導的大力支持，同時，藏家義、張慧等教師也做了許多具體工作，在此一并表示感謝。
此外，本書在編寫過程中參考了一些相關的優秀教材及西門子公司官網技術資源，特此對相關人員表示謝意。
由于編者水平有限，書中難免會有不妥和錯誤之處，懇請讀者批評指正。
編著者
王斌鵬，齊魯工業大學副教授，曾獲《過程控制》課程教學研究與創新獎，齊魯工業大學首屆青年教學優秀獎，山東省教育廳項目"電（磁）流變液阻尼器智能控制技術研究三等獎。
目 錄
第1章 電氣控制系統常用器件（1）
1.1 電器的基本知識（1）
1.1.1 電器的定義和分類（1）
1.1.2 電磁式低壓電器（2）
1.2 熔斷器（6）
1.2.1 熔斷器的結構和分類（6）
1.2.2 熔斷器的安秒特性（8）
1.2.3 熔斷器的技術數據（9）
1.2.4 熔斷器的選擇（9）
1.3 低壓斷路器（10）
1.3.1 低壓斷路器的結構及工作原理（10）
1.3.2 低壓斷路器的類型（11）
1.3.3 低壓斷路器的主要技術數據（12）
1.3.4 低壓斷路器的選擇及使用（12）
1.4 接觸器（13）
1.4.1 接觸器的分類（13）
1.4.2 接觸器的結構及工作原理（13）
1.4.3 接觸器的型號及主要技術數據（15）
1.4.4 接觸器的選擇與使用（16）
1.5 繼電器（17）
1.5.1 電磁式繼電器（17）
1.5.2 時間繼電器（20）
1.5.3 熱繼電器（20）
1.5.4 速度繼電器（24）
1.5.5 其他功能繼電器（24）
1.6 主令電器（26）
1.6.1 控制按鈕（26）
1.6.2 轉換開關（27）
1.6.3 行程開關（28）
1.6.4 接近開關（29）
1.6.5 光電開關（30）
1.7 信號電器（31）
1.8 常用的執行器件（31）
1.8.1 電磁執行器件（32）
1.8.2 驅動設備（33）
1.9 常用的檢測儀表（34）
1.10 常用電氣安裝附件（36）
本章小結（37）
思考題與練習題（37）
第2章 電氣控制電路基礎（39）
2.1 電氣控制系統圖（39）
2.1.1 電氣圖中常用的圖形符號和文字符號（40）
2.1.2 電氣原理圖的繪制原則（48）
2.1.3 電氣元件布置圖的繪制原則（50）
2.1.4 電氣安裝接線圖的繪制原則（50）
2.2 三相籠型異步電動機的基本控制電路（51）
2.2.1 全壓啟動控制電路（51）
2.2.2 點動控制電路（52）
2.2.3 正反轉控制電路（53）
2.2.4 多點控制電路（54）
2.2.5 順序控制電路（54）
2.2.6 自動往復控制電路（55）
2.3 三相籠型異步電動機降壓啟動控制電路（56）
2.3.1 星形-三角形降壓啟動控制電路（56）
2.3.2 軟啟動器及其使用（57）
2.4 三相籠型異步電動機速度控制電路（61）
2.4.1 基本概念（62）
2.4.2 變極調速控制電路（62）
2.4.3 變頻調速與變頻器的使用（63）
2.5 三相異步電動機的制動控制電路（70）
2.5.1 反接制動控制電路（70）
2.5.2 能耗制動控制電路（72）
本章小結（73）
思考題與練習題（74）
第3章 可編程控制器概述（76）
3.1 可編程控制器的產生和定義（76）
3.1.1 可編程控制器的產生（76）
3.1.2 PLC的定義（77）
3.2 PLC的發展（78）
3.2.1 PLC的發展歷史（78）
3.2.2 PLC的發展趨勢（79）
3.3 PLC的特點（81）
3.4 PLC的應用領城（83）
3.5 PLC的系統組成（84）
3.6 PLC的分類（86）
3.6.1 按輸入/輸出點數容量分類（86）
3.6.2 按結構形式分類（87）
3.6.3 按功能分類（88）
3.7 PLC的工作方式、原理及特點（89）
3.7.1 PLC的工作方式（89）
3.7.2 PLC工作原理（89）
3.7.3 循環掃描工作方式的特點（90）
3.8 PLC的編程語言（91）
本章小結（93）
思考題與練習題（94）
第4章 S7-300 PLC系統組成與硬件組態（95）
4.1 S7-300 PLC的模塊簡介（95）
4.1.1 中央處理單元（CPU）（95）
4.1.2 信號模塊（SM）（99）
4.1.3 電源模塊（PS）（103）
4.1.4 接口模塊（104）
4.1.5 功能模塊（104）
4.1.6 通信處理模塊（105）
4.2 S7-300 PLC控制系統組成（106）
4.2.1 系統模塊結構（106）
4.2.2 模塊地址分配（107）
4.3 硬件組態（109）
4.3.1 STEP 7簡介（109）
4.3.2 創建項目（110）
4.3.3 硬件搭建與參數設置（111）
本章小結（114）
思考題與練習題（114）
第5章 S7-300 PLC基本指令及應用（116）
5.1 S7-300編程基礎（116）
5.1.1 數制（116）
5.1.2 數據類型（117）
5.1.3 S7-300 PLC的存儲器（120）
5.1.4 CPU中的寄存器（121）
5.1.5 尋址方式（123）
5.2 位邏輯指令（126）
5.2.1 觸點與線圈指令（126）
5.2.2 置位和復位指令（128）
5.2.3 RS與SR觸發器指令（130）
5.2.4 RLO邊沿檢測指令（130）
5.3 定時器和計數器（132）
5.3.1 定時器（132）
5.3.2 計數器（140）
本章小結（143）
思考題與練習題（144）
第6章 S7-300 PLC功能指令及應用（146）
6.1 數據傳送指令（146）
6.2 比較指令（147）
6.3 轉換指令（149）
6.4 數學運算指令（152）
6.4.1 整數運算指令（152）
6.4.2 浮點數運算指令（153）
6.5 移位和循環移位指令（154）
6.5.1 移位指令（154）
6.5.2 循環移位指令（156）
6.6 字邏輯運算指令（157）
6.7 控制指令（158）
6.7.1 邏輯控制指令（158）
6.7.2 程序控制指令（158）
本章小結（161）
思考題與練習題（162）
第7章 S7-300 PLC程序結構與設計（163）
7.1 用戶程序的基本單元（163）
7.2 符號定義與變量聲明（167）
7.2.1 符號定義（167）
7.2.2 局部變量聲明（169）
7.3 功能與功能塊的編程（170）
7.3.1 功能（FC）的編程（170）
7.3.2 功能塊（FB）的編程（172）
7.4 用戶程序的基本結構（174）
7.5 順序控制系統的梯形圖設計方法（176）
7.5.1 順序控制與順序功能圖（176）
7.5.2 順序功能圖的組成（176）
7.5.3 順序功能圖的基本結構（179）
7.5.4 順序功能圖轉換實現的基本規則（180）
7.5.5 使用置位復位指令的順序控制梯形圖編程方法（180）
7.6 設計實例（184）
7.6.1 交通燈程序設計（184）
7.6.2 攪拌系統程序設計（187）
7.6.3 水箱水位控制系統程序設計（190）
7.6.4 機械手控制系統程序設計（195）
本章小結（202）
思考題與練習題（203）
第8章 S7-300在模擬量閉環控制系統中的應用（205）
8.1 模擬量閉環控制與PID控制器（205）
8.1.1 模擬量閉環控制系統的組成（205）
8.1.2 PID控制器的數字化（208）
8.1.3 S7-300實現PID閉環控制的方法（210）
8.2 連續PID控制器FB41（211）
8.2.1 設定值與過程變量的處理（211）
8.2.2 PID控制算法與輸出值的處理（213）
本章小結（214）
思考題與練習題（214）
參考文獻（216）
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