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    《現代電氣控制及PLC應用技術》(第2版)
    發布部門:天啟自動化   發布時間:2010-05-20   瀏覽次數:

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    內容簡介
           本書從實際工程應用和便于教學需要出發,介紹和講解了繼電器接觸器控制系統和可編程序控制器控制系統的工作原理、設計方法和實際應用。和其他同類的教材相比,本書主要有以下特點:(1)除最基本的常用低壓電器外,還介紹了和電氣控制技術有關的其他器件和一些新型器件,講解了軟啟動器和變頻器的使用;(2)對傳統的電氣控制系統的內容進行了較大幅度的刪節,簡明扼要地講解了其中最基礎的知識,給出并講解了電氣控制線路和可編程序控制器程序的“簡單設計法”;(3)詳細講解了軟啟動器、變頻器和人機界面HMI的基本原理和使用;(4)全面使用新的電氣控制系統圖形符號和文字符號國家標準;(5)以最新版本的SIEMENS S7-200 PLC為對象,詳細講解了其系統組成、尋址方式和各種新模塊的特點;(6)結合大量實例講解了S7-200 PLC基本指令、功能指令的用法和功能圖(SFC)的編程;(7)對PLC控制系統的網絡通信技術,以及S7-200 PLC的通信功能進行了詳細的講解,并給出了大量實例;(8)附有思考題、練習題、實驗指導書和課程設計、畢業設計素材指導書;(9)介紹了最新的編程軟件的使用;(7)附有作者精心挑選并過的S7-200 PLC資料速查表。
          本書是作者在自己暢銷書的基礎上精心修訂和編寫而成的,相信它會是一本值得大家使用的教材。
          本書可作為大專院校、高職高專的自動控制、電氣技術、機電一體化及相關專業的“電氣控制及可編程序控制器”或類似課程的教材,也可供有關工程技術人員參考使用,同時它也是廣大從事和電氣控制技術專業有關的電工和技術人員的一本很好的自學教材。

    前   言
          
    “電氣控制及可編程序控制器”是各高等院校電類專業最重要的專業基礎課程之一,它包含過去的“工廠電氣控制技術”和“可編程序控制器原理及應用”兩門課程的內容。隨著科學技術的發展,電氣控制技術已發展到了一個相當的高度。傳統電氣控制技術的內容發生了很大變化,有些已被淘汰,但其最基礎的部分對任何先進的控制系統來說仍是必不可少的??删幊绦蚩刂破骰诶^電器邏輯控制系統的原理而設計,它的出現取代了繼電器接觸器邏輯控制系統,它是當今電氣自動化領域中不可替代的中心控制器件。作為重要的專業基礎課,“電氣控制及可編程序控制器”課程中必須包括傳統繼電器接觸器控制系統的內容,只不過要精心組織、合理刪節,而對于可編程序控制器的原理及應用則要重點講解。
          本書是最早選用SIEMENS公司S7-200 PLC為對象講解可編程序控制器原理及應用的書籍之一。自從2002第一版至今,被數十所大專院校和培訓機構采用作為教材,在短短的幾年時間里已銷售近60000冊,在這期間,近70位高校教師和我進行了學術和教學事務上的溝通,此外我還回答了近300位讀者通過電子郵件和電話向我提出的問題,更讓我感動的是有十多位讀者為我指出了書中的錯誤之處。2004年該書被評為第六屆全國高校出版社優秀暢銷書一等獎,由此可見她是一本被任課教師及廣大讀者喜愛的好書。
    在這幾年時間里,和本課程有關的技術和知識有了很大程度上的發展和更新。雖然現在工作十分繁忙,但廣大讀者的厚愛和數十位同行的要求和鼓勵,使我抑制不住發自內心的責任感和使命感,要把這些領域最新的知識和自己所掌握的知識真誠地奉獻出來,這也是我編寫本書第二版的初衷。在這次編寫過程中,我力求做到語言通暢、敘述清楚、講解細致,所有的內容都為了便于實際應用和教學,并盡可能多地融進自己的經驗和成果。
    本書新版的主要修訂和修改之處
    ?  進一步修訂了上一版最后一次印刷后仍然存在的錯誤;
    ?  1.對第1章的內容進行了大幅度的修改和完善,刪節了所有的舊的電器型號,此外增加了常用執行電器、常用檢測儀表和電氣系統安裝附件等內容;
    ?  2.因為電氣系統文字表示符號國家標準GB7159早已廢止,本書是第一本全面采用GB/T 5094和GB/T 20939新國家標準的教材。表2-3是作者參考多個新國標精心整理的“常用的電氣圖形符號和文字符號”。
    ?  3.在第2章和第9章,增加大量篇幅講解電氣控制系統中最常用的設備——變頻器。
    ?  4.增加人機界面HMI的內容;
    ?  5.全面改寫PLC概述部分的內容;
    ?  6.以最新版本的S7-200 CPU講解其指令系統;
    ?  7.增加了更多的習題和實際應用的例題,增加了更多的實驗;
    ?  8.增加了課程設計和畢業設計課題素材指導;
    ?  9.全面改寫了第8章“S7-200 PLC網絡通信技術及應用”,增加了大量內容和例題;
    ?  10.使用最新版本的Micro/WIN V4.0講解編程軟件的使用。


    本書的具體結構
          本書共分三大部分,總共10章內容和3個附錄。
          第一部分:電氣控制技術基礎知識
          本部分包括緒論和兩章內容。在緒論中簡單介紹了電氣控制技術的發展歷程和最新情況,介紹了學習本課程的主要任務;第1章主要介紹常用低壓電器的結構、工作原理以及使用方法等有關知識,同時根據電器發展狀況,簡單介紹一些新型電器元件。最后對一些常用的檢測、執行器件進行簡單的介紹;第2章首先講解電氣線路圖的繪制,然后主要介紹廣泛應用的三相籠型異步電動機的啟動、調速、制動的基本控制線路和一些典型控制線路,其中重點講解新型的電氣控制裝置軟啟動器和變頻器的使用。根據電氣應用技術的發展,作者對現代電氣控制線路的設計總結出一種方法——簡單設計法,本章對簡單設計法進行詳細的講解。
          第二部分:核心內容
          本部分是本書的中心,以西門子的S7-200 PLC為對象,來講解可編程序控制器的原理及其應用技術,它包括八章內容。第3章主要介紹可編程序控制器的一般特性,重點講解它的一般結構、工作原理和工作方式;第4章全面介紹S7-200 PLC的一些基礎知識;第5章用舉例的形式講解S7-200 PLC的基本邏輯指令系統及其使用方法,然后介紹常用典型電路及環節的編程,最后深入淺出地講解PLC程序的簡單設計法。本章是學習PLC的重點,也是本書最重要的章節;第6章重點講解順序功能圖的基本概念,以及它在S7-200 PLC中的具體使用方法;第7章詳細講解S7-200 PLC的功能指令,重點講解子程序、中斷、高速計數和PID的應用,本章給出了大量的例題;第8章首先介紹一些工業通信網絡基礎知識,然后主要介紹西門子S7-200 PLC的通信網絡及其配置,通過舉例介紹其通信指令的使用;第9章首先講解如何設計一個PLC控制系統,然后講解了PLC控制系統中不可或缺的設備——人機界面和變頻器,本章提供了三個非常翔實的PLC控制系統的例子,通過例子大家可以更進一步地了解和深入學習S7-200 PLC控制系統的設計,最后講解了實際工程項目中必須注意和遵守的安裝技術和規范;第10章簡單介紹S7-200 PLC編程軟件的使用,以便上機操作時參考。本章使用的編程軟件版本為STEP7-Micro/WIN V4.0 SP5(V4.0.5.08),該版本除了支持CPU的新功能外,其本身的功能也比以前的版本增強了很多。
          第三部分:重要附錄
          本部分包括3個主要的附錄。附錄A設計了10個實驗,它們是這門應用性很強的課程所必須具備的內容,每個實驗都包括實驗目的、使用設備及裝置、實驗內容和實驗報告要求等,該部分可為任課教師開設實驗提供指導;附錄B提供了7個可用于課程設計和畢業設計課題的素材,供任課教師選用。附錄C是作者精心挑選并修訂過的有關S7-200 PLC的常用信息速查表,羅列出了幾乎所有有用的信息。為降低讀者的購書成本,本書去掉了隨書配帶的CD,讀者可以從相關網站上下載所需要的軟件和其他文檔。
          另外,在每一章的最后都有對本章內容進行回顧和總結的“本章小結”,以及豐富的“思考題和練習題”。
          如何分配課時和授課內容
          本書既可以作為相關專業本科生、高職高專學生的教材,也可以作為電氣工程師、電工等有關技術人員的參考資料和培訓教材。層次不同,所需要的授課內容、課時進度和實驗項目也會不同。本書既可以供少學時(如46學時)使用,也可以供多學時(如66學時)使用。兩者的區別在于是對某些章節作簡單介紹,還是詳細講解。另外實驗的多少也有不同。下表給出一些指導性的建議,供授課教師參考。下表中一個課時為50分種,每個實驗所使用的課時數為2個,實驗個數和實驗內容請根據實際情況在附錄A中選擇,給學生布置的“思考題和練習題”也可進行適當選擇。選用本教材的教師可根據自己學校的實際情況對課程設計和畢業設計的內容進行調整和安排。教師也可以根據自己的實際需要對教材中的內容進行取舍,比如以普通知識為主,則多講一些前6章的內容;以提高為主,則多講一些第7、8、9章的內容。當然這只是一種建議。 

     

     

     

    范圍

    緒論

    第1章

    第2章

    第3章

    第4章

    第5章

    第6章

    第7章

    第8章

    第9章

    第10章

    實驗

    總課時

    一般本科教學

    0.5

    3.5

    7

    2

    4

    8

    2

    4

    2

    4

    自學

    8

    46

    高職高專教學

    1

    7

    14

    4

    5

    15

    4

    12

    10

    4

    2

    20

    100

    中職院校教學

    1

    9

    18

    5

    6

    18

    6

    16

    12

    6

    3

    20

    120

    技術人員培訓

     

    1

    3

    1

    2

    8

    2

    8

    3

    2

    自學

    16

    46


    致謝
          感謝SIEMENS公司的大力支持,經SIEMENS公司的允許,本書使用了其產品手冊中的某些文字資料和圖片資料。    
          感謝李士光先生、吳利濤先生、穆綱先生、李秀峰女士,特別感謝楊大漢先生和元娜女士。
          感謝我的朋友曾慶普高級工程師、周江永高級工程師、薛冰高級工程師和我的學生呂新磊工程師,他們為本書的改版提出了具體的意見和建議。曾慶普高級工程師還提供了具體的應用實例。
          感謝中國機械科學研究院的郭汀研究員,她給我提供了最新的國家標準(GB/T 20939),沒有她的幫助,本書電氣控制線路的文字符號不可能使用新的國家標準。
          感謝本書上一版的參編作者宋寅卯教授、鄭安平教授、楊存祥教授和陳玉國副教授,本書新版中部分章節的一些內容是在上一版的基礎上修訂而成的。
          感謝我的研究生曹雪華、陳世權、李娜、徐群、閻佩獻提供的幫助。 
          在寫作時,本書部分章節個別段落的內容參考了一些已出版的文獻,這些文獻已在書后的參考文獻中一一列出,在此我向這些文獻的作者表示衷心的感謝!
          最后我要真誠地感謝我的家人,他們所給予我的最無私的愛是我永遠前進的強大動力,一想起這些,我就不敢有絲毫的懈怠,而只有更加刻苦勤奮地學習和工作。 
          安小宇、江豪、靳建森、孔漢、劉金桂、宋玉琴、高慶忠、田成軍、毛美嬌、王福才、單長考、姜素霞、楊小亮、和平、鄭新華、朱向前、孫彥生等同志參加了部分章節的編寫工作。
          本書作者編著的另一本書《現場總線技術及應用教程——從PROFIBUS到AS-i》正在熱銷中。我相信,以自己深厚熟練的寫作功底、對PLC應用及其發展前沿的深入理解和把握、以及全面的應用經驗為基礎而完成的新版《現代電氣控制及PLC應用技術》,會是一本值得大家使用的教材和參考資料。本書還配有電子教案,限于時間和精力,該教案只向高等院校和培訓機構中使用本教材的任課教師提供。
          該書的修訂和改版工作花費了近一年時間,雖然經過認真仔細的修改、校對,但由于作者在學術水平上的局限性和寫作過程中的疏漏,書中肯定還會有不正確、不準確的地方出現,不管是大錯還是小錯,我都希望廣大的讀者能給我指出來,以便再次印刷時改正。也歡迎大家來Email就PLC應用和現場總線應用方面的技術問題和教學問題進行交流和探討,作者也歡迎和有關企業、公司進行產品開發、工程項目和研究課題方面的技術合作。作者的電子信箱是:
    wyh@zzuli.edu.cn。和本教材有關的勘誤消息,以及我們實驗室的詳細情況請登陸www.zzictec.com。 
                                                                                

    王永華 
                                                                     
    2007年11月

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