机械电气控制与西门子PLC应用详解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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黄志坚编著 著

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• 工业控制
• 编程
• S7-1200
• S7-200
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店铺： 英敏图书专卖店

出版社： 化学工业出版社

ISBN：9787122296481

商品编码：29922924756

包装：平装-胶订

开本：16

出版时间：2017-08-01

内容介绍
西门子PLC控制性能优异，在各行业机电控制中得到了十分广泛的应用。本书结合1系列实例，详细介绍了基于西门子PLC的机械电气控制系统设计方*与步骤，包括：控制系统的需求分析，选择PLC机型，系统硬件设计，系统软件设计等。全书共5章，*1章是概论，介绍西门子PLC的发展历程及应用情况；*2章与第4章分别介绍西门子S7-200系列与S7-300/400系列PLC的基础知识；第3章与第5章分别是西门子S7-200系列PLC与西门子S7-300/400系列PLC机电控制实例详解。本书取材新颖、技术实用、案例典型，适合机械电气控制系统设计kai发人员、西门子PLC应用人员阅读，本书也可作为高校相关专业师生的教学参考书。

关联推荐
1.本书专注于西门子PLC在机电控制*域的应用。 2.收录7大经典实例，案例典型，阐述详细，内容实用。 3.理论与实践相结合，帮助读者快速掌握西门子PLC应用技巧，活学活用。 &xbsp;
目录
*1章西门子PLC及应用基础 /001 1.1西门子PLC概述/001 1.1.1西门子PLC的发展历程/001 1.1.2产品分类/001 1.2西门子PLC在机械电气控制的应用/003 1.2.1基于PLC的机械电气控制/003 1.2.2PLC机械电气控制系统设计/004

*1章西门子PLC及应用基础 /001

1.1西门子PLC概述/001

1.1.1西门子PLC的发展历程/001

1.1.2产品分类/001

1.2西门子PLC在机械电气控制的应用/003

1.2.1基于PLC的机械电气控制/003

1.2.2PLC机械电气控制系统设计/004

1.2.3西门子PLC机电控制主要应用/005

*2章西门子S7-200 PLC /007

2.1西门子S7-200 PLC概况/007

2.1.1S7-200 PLC的结构/007

2.1.2S7-200存储器的数据类型与寻址方式/009

2.2S7-200系列PLC的基本指令/010

2.2.1基本逻辑指令/010

2.2.2程序控制指令/015

2.2.3PLC顺序控制程序设计/017

2.2.4顺序控制指令/018

2.3S7-200系列PLC功能指令/020

2.3.1数据处理指令/020

2.3.2算术和逻辑运算指令/023

2.3.3表功能指令/026

2.3.4转换指令/027

2.3.5中断指令/029

2.3.6高速处理指令/029

2.4S7-200 PLC编程软件及应用/030

2.4.1编程软件系统概述/030

2.4.2STEP 7-Micro/WI*32软件功能/031

2.4.3程序编程/033

2.4.4调试及运行监控/035

第3章西门子S7-200 PLC机电控制设计实例 /036

3.1基于S7-200 PLC的变频调速电梯控制系统的设计/036

3.1.1电梯结构与性能要求/036

3.1.2PLC的系统配置及控制功能/038

3.1.3FR-A540变频器的参数设置/041

3.1.4系统框图及电气图设计/042

3.1.5电梯的控制方式与系统程序设计/045

3.2基于S7-200 PLC的闸门卷扬启闭机测控系统设计/050

3.2.1闸门卷扬启闭机测控系统需求分析/050

3.2.2闸门卷扬启闭机测控系统zoxg体框架/052

3.2.3闸门卷扬启闭机测控系统通信网络/053

3.2.4闸门卷扬启闭机测控系统主回路设计/056

3.2.5闸门卷扬启闭机测控系统控制回路设计/058

3.2.6闸门卷扬启闭机测控系统数据采集模块设计/060

3.2.7S7-200 PLC程序设计/065

3.2.8触摸屏及上位机组态软件程序设计/071

3.3液压泵-马达综合试验台PLC系统设计kai发/076

3.3.1液压泵-马达综合试验台功能需求分析/076

3.3.2液压泵-马达综合试验台液压技术方案/077

3.3.3测试系统设计/079

3.3.4PLC控制系统设计/084

3.3.5测试系统的软件kai发/088

第4章西门子S7-300/400PLC /092

4.1S7-300/400 PLC概况/092

4.1.1S7-300 PLC概况/092

4.1.2S7-300 PLC模块/095

4.1.3S7 400 PLC概况/103

4.1.4S7-300／400 PLC存储区/105

4.2S7-300/400编程语言与指令系统/108

4.2.1STEP 7编程语言/108

4.2.2STEP 7数据类型/110

4.2.3S7-300/400指令基础/112

4.2.4位逻辑指令/115

4.2.5定时器与计数器指令/123

4.2.6数字指令/133

4.2.7控制指令/145

4.3STEP 7使用初步/148

4.3.1STEP 7软件安装/148

4.3.2SIMATIC管理器的应用/151

4.3.3STEP 7快速入门/153

4.3.4下载和调试程序/161

第5章西门子S7-300/400 PLC机电控制设计实例 /163

5.1基于S7-300 PLC的车门包边机控制系统设计kai发/163

5.1.1包边机工艺要求和控制要求/163

5.1.2包边机控制系统硬件设计/166

5.1.3包边机PLC控制系统软件设计/169

5.1.4包边机人机界面设计/176

5.2基于S7-300 PLC的水套加热炉控制系统设计/178

5.2.1水套加热炉控制系统zoxg体结构/178

5.2.2加热炉燃烧器选型/178

5.2.3PLC及其模块选取/180

5.2.4人机界面选型/182

5.2.5现场仪表选型/182

5.2.6PLC硬件组态与编程方式选择/184

5.2.7控制程序设计/186

5.2.8人机界面设计/194

5.3基于*S7-300 PLC卡轨车冗余控制系统的设计/197

5.3.1卡轨车系统参数及工艺/198

5.3.2PLC控制系统硬件设计/199

5.3.3*S7-300 PLC冗余控制系统软件设计/201

5.3.4显示屏设计/219

5.3.5远程通信设计/223

5.4基于西门子S7-400系列PLC的原料煤储运系统的设计/225

5.4.1原料煤储运系统概况/225

5.4.2PLC控制系统zoxg体设计/226

5.4.3PLC控制系统硬件选型/227

5.4.4PLC控制系统软件设计/228

参考文献/231

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现代工业自动化系统设计与实践 本书深入剖析了现代工业自动化系统的核心原理、关键技术以及实际应用案例，旨在为工程技术人员、自动化专业学生以及系统集成工程师提供一套全面、实用的参考指南。全书内容紧密围绕当前工业界主流的自动化架构和技术发展趋势展开，强调理论与实践的紧密结合。 第一部分：工业自动化基础理论与元件选型 本部分首先为读者奠定坚实的理论基础。内容涵盖了工业控制系统的基本构成，从传统的继电器控制到现代的分布式控制系统（DCS）和可编程逻辑控制器（PLC）的演进历程。 1.1 工业控制系统架构 详细阐述了自动化金字塔模型，即现场层（传感器与执行器）、控制层（PLC/PAC）、监控层（SCADA/HMI）和管理层（MES/ERP）的相互关系和数据流向。重点分析了现代工业系统对实时性、可靠性和信息集成化的新要求。 1.2 传感器与执行器技术 深入探讨了工业现场常用传感器的物理原理、选型标准和抗干扰措施。内容包括但不限于： 位置与位移检测技术： 电感式、电容式、光电式、激光测距传感器的原理及其在精密定位中的应用。 过程变量测量： 温度、压力、流量、液位等关键参数的变送器工作原理、校准方法及误差分析。 执行机构： 伺服电机、步进电机、变频调速驱动器（VFD）的选型依据、性能指标及其在运动控制中的匹配要求。 1.3 工业网络通信协议 工业网络是实现数据互联互通的基石。本章系统介绍了当前主流的现场总线和工业以太网技术： 传统现场总线： Profibus DP/PA、DeviceNet 的数据结构、帧格式和网络拓扑设计。 工业以太网： EtherNet/IP、Profinet IO 的技术优势、实时性保障机制（如时间同步技术）以及与企业信息网络的集成策略。 OPC UA： 重点介绍作为跨平台、面向服务架构的工业数据互操作标准，及其在构建信息物理系统（CPS）中的关键作用。 第二部分：高级过程控制与运动控制 本部分聚焦于提升生产过程的精度、效率和柔性化水平的关键技术。 2.1 经典与现代过程控制算法 系统梳理了PID控制器的调谐方法（如Ziegler-Nichols法、最小相位滞后法），并深入探讨了更高级的控制策略： 串级控制、前馈控制与比值控制： 针对具有较大滞后的复杂过程的优化应用。 模型预测控制（MPC）： 介绍了其基于系统模型对未来行为的预测和优化计算原理，及其在大型化工、冶金过程中的应用案例。 模糊逻辑与神经网络控制： 探讨了在系统模型不精确或非线性特性显著时的智能控制应用。 2.2 精密运动控制系统 详细解析了伺服驱动系统的工作原理，包括闭环反馈机制、电流环/速度环/位置环的嵌套结构。 多轴联动与插补技术： 讲解了直线插补、圆弧插补的数学基础和实现方法，尤其侧重于CNC和机器人路径规划的实时计算。 安全集成与功能安全： 介绍了SIL（安全完整性等级）标准，以及安全PLC和安全触摸屏在实现机械急停、安全限位等功能中的配置与验证流程。 第三部分：人机交互界面（HMI）与数据可视化 良好的操作界面是人机协同工作的基础。本部分详述了现代HMI的设计原则和数据处理技术。 3.1 HMI设计规范与用户体验 强调了界面设计的可用性、一致性和直观性。内容包括： 色彩心理学与报警管理： 如何利用颜色有效传达设备状态，以及符合IEC 62682标准的报警分级与响应机制。 趋势分析与历史数据追溯： 讲解了数据点记录、归档策略，以及如何在HMI上实现高效的故障排查工具。 3.2 工业大数据与可视化 探讨了如何从控制系统采集海量数据，并将其转化为有价值的洞察： 数据采集与预处理： 介绍时间序列数据库（TSDB）的特点及其在工业场景下的优势。 关键绩效指标（KPI）看板设计： 讲解了如何构建宏观、中观、微观三个层级的生产效率监控仪表板，实现从车间到管理层的透明化运营。 第四部分：工业系统集成与项目实施 本部分将理论知识应用于实际工程项目，覆盖了系统生命周期的各个阶段。 4.1 自动化项目生命周期管理 详细描述了从需求分析、方案设计、硬件采购、软件开发、工厂验收测试（FAT）到现场调试（SAT）的全过程管理方法。特别强调了需求规格说明书（URS）的编写规范性。 4.2 冗余系统与可靠性设计 针对高可用性要求的关键生产线，系统讲解了冗余方案的实现： 热备冗余与冷备冗余： 处理器、I/O模块、网络链路的冗余配置与切换机制。 电源与UPS系统： 工业级电源的选型要求以及不间断电源的计算与配置，确保系统在外部电力波动下的稳定运行。 4.3 工业信息安全 随着系统互联性的增强，安全防护成为重中之重。本章阐述了ISA/IEC 62443系列标准在OT（操作技术）层面的应用，包括网络分区（Perimeter Security）、端点防护和访问控制策略的制定与实施。 全书配有大量图示、流程图和来自实际工程项目的简化案例分析，帮助读者快速掌握抽象概念，并能将其转化为可执行的工程方案。学习本书后，读者将能独立完成中小型自动化系统的方案设计、软硬件选型、编程调试及系统集成工作。

评分☆☆☆☆☆

作为一名即将毕业的工科生，我一直渴望能够找到一本既能打牢理论基础，又能掌握实际操作技能的教材。《机械电气控制与西门子PLC应用详解》这本书，可以说完美地满足了我的需求。它不仅仅是枯燥的理论堆砌，更像是为我打开了一扇通往自动化世界的大门。书中对于各种电气元件的介绍，如继电器、接触器、断路器等，都配有清晰的电路图和工作原理说明，让我对它们有了更直观的认识。而对于西门子PLC部分，这本书的讲解更是让我感觉“学有所依”。它从PLC的硬件构成，到各种编程语言（如梯形图、指令表、结构化文本）的应用，都进行了详细的解析，并且穿插了大量的实例。我特别喜欢书中关于“顺序控制”和“状态机”的设计方法，这让我理解了如何用更高效、更清晰的方式来编写复杂的控制程序。书中的案例贴近实际生产，涉及到了输送带控制、灌装机控制、包装机控制等多种场景，让我能够看到PLC在不同领域的实际应用。这本书让我对未来的职业发展充满了信心，也为我进入工业自动化行业打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，一本好的技术书籍，不仅在于知识的深度，更在于知识的广度和易懂性。《机械电气控制与西门子PLC应用详解》恰恰做到了这一点。这本书的篇幅虽然不小，但内容安排得井井有条，逻辑清晰。它从最基础的机械电气控制原理开始，逐步深入到PLC的各个方面，最终涵盖了复杂系统的集成和应用。我尤其赞赏书中对西门子PLC通信协议的讲解，例如MPI、DP、PROFINET等，详细介绍了它们的工作原理、配置方法以及在实际项目中的应用。这对于我这样需要处理多设备组网和数据交换的工程师来说，简直是及时雨。书中还涉及到了PLC的故障诊断和维护，提供了许多实用的技巧和步骤，这在实际工作中能够极大地提高效率，减少停机时间。另外，本书在介绍PLC编程时，并没有局限于单一的编程语言，而是对多种语言进行了介绍和对比，让我能够根据不同的需求选择最合适的编程方式。总而言之，这本书不仅提供了丰富的技术知识，更重要的是培养了读者的解决问题的能力和系统性的思维方式，是一本非常有价值的参考书。

评分☆☆☆☆☆

我对工业自动化领域有着浓厚的兴趣，尤其是对于各种自动化设备的原理和控制方式。在朋友的推荐下，我阅读了《机械电气控制与西门子PLC应用详解》，这本书给我的印象尤为深刻。它以一种非常系统和深入的方式，阐述了机械电气控制的基本概念，包括了各种电机的工作原理、驱动方式以及常见的电气控制回路的设计。让我眼前一亮的是，书中对西门子PLC的讲解，简直是娓娓道来，循序渐进。从PLC的基本组成、指令集，到具体功能模块的配置和应用，都进行了非常详尽的说明。我印象最深的是关于“模拟量控制”的章节，书中通过实际的温度控制、压力控制等案例，展示了如何利用PLC的模拟量输入/输出模块，结合PID控制算法，实现高精度的闭环控制。这对于我之前只接触过简单开关量控制的我来说，是一个巨大的飞跃。书中还涉及到了PLC的安全问题，以及如何进行程序调试和故障排除，这些实用的内容在其他书籍中并不多见。总的来说，这本书的内容非常扎实，理论与实践相结合，对于任何想要深入了解和掌握PLC应用的人来说，都是一本不可或缺的参考书。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我之前对PLC的应用一直停留在比较初级的阶段，主要是处理一些简单的逻辑控制。这次偶然的机会接触到《机械电气控制与西门子PLC应用详解》，才真正体会到PLC的强大和灵活性。这本书不仅仅是介绍PLC的编程指令，更重要的是它将PLC的应用与实际的机械电气控制系统紧密地结合起来。例如，书中关于步进电机和伺服电机控制的部分，讲解得非常透彻，不仅说明了如何通过PLC精确控制电机的转速和位置，还详细介绍了相关的硬件选型和接线注意事项。我最喜欢的是关于“运动控制”的章节，书中通过多个实际生产场景的案例，展示了如何利用PLC实现复杂的联动控制、插补运动以及电子齿轮箱等高级功能。这些案例的完整性很高，从需求分析、硬件配置、程序设计到调试运行，都进行了详尽的描述，让我受益匪浅。此外，书中对西门子PLC的触摸屏（HMI）集成应用也进行了详细的介绍，如何设计直观易用的操作界面，如何实现PLC与HMI之间的数据交互，这些都是在实际工作中非常关键的技能。阅读这本书，我感觉自己仿佛置身于一个大型的自动化生产线旁，一步步地学习如何构建和控制它。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《机械电气控制与西门子PLC应用详解》时，我抱着极大的期待。作为一个在自动化领域摸爬滚打多年的工程师，我深知扎实的基础理论和丰富的实践经验对于理解复杂系统的重要性。翻开这本书，首先映入眼帘的是它详实的内容编排，从基础的电机控制原理，到复杂的电力拖动系统，再到PLC的硬件结构、指令系统以及各种功能模块的应用，几乎涵盖了机械电气控制的方方面面。我尤其欣赏的是书中对各种控制逻辑的深入剖析，例如伺服电机的位置、速度、力矩控制，以及变频器的详细参数设置和故障诊断方法。这些内容不是简单地罗列知识点，而是通过大量的图示和实际案例，将抽象的理论变得直观易懂。书中对西门子PLC的讲解更是细致入微，无论是S7-200、S7-300还是S7-1200/1500系列，都进行了清晰的介绍，并提供了丰富的编程实例，从简单的开关量控制到复杂的PID调节，再到通信协议的应用，应有尽有。更让我惊喜的是，书中还涉及了一些新兴的自动化技术，例如工业以太网、PROFINET通信等，为读者提供了前沿的视野。总的来说，这本书是一部集理论性、实践性和前瞻性于一体的优秀著作，对于想要提升自身在机械电气控制和PLC应用方面技能的工程师来说，绝对是不可多得的宝贵资源。