本书介绍了现代工业控制系统关键技术PLC、组态软件、触摸屏以及现场总线技术的基础知识和综合应用实例。全书共8章,主要内容包括电气控制的基础知识、工业通信连接、T6216C落地镗床电气控制实例、C516A立式车床的PLC控制设计、840Dsl数控系统在重型数控卧车上的应用、FANUC 0i-MD数控系统在立式加工中心上的应用、高速动平衡试验站系统设计编程及调试、总线在实际工程项目中的应用。书中的工程应用实例都是工程技术人员近几年亲手设计、现场安装、现场调试后的典型案例。
本书不仅有基础理论的介绍,还包含了常用自动化设备在工程项目中的具体应用,为自动化专业学生和工程技术人员提供了工程训练范例。
本书可作为高等院校电气控制、机电工程、计算机控制、自动化等相关专业的教学用书,也可作为大专院校学生及工程技术人员的培训和自学用书。
随着工业自动化水平的迅速提高和计算机在工业领域的广泛应用,人们对工业自动化的要求越来越高。PLC、触摸屏、组态软件和现场总线等自动化控制技术已成为自动化控制领域重要的组成部分,并以迅猛的速度不断地发展。作为从事自动化相关行业的技术人员,了解掌握PLC、触摸屏、组态软件和现场总线技术是十分必要的。
本书通过精选工程应用实例,分析常用自动化设备在工程项目中的应用,包括可编程控制器(PLC)控制、数字控制技术控制、过程现场总线控制、继电器控制、电机拖动等电气控制技术,为学生在完成大学本专业的理论课程后进行实际动手操作提供工程训练范例。本书所讲述的工程应用实例都是工程技术人员近几年亲手设计、现场安装、现场调试后的典型案例。
全书共8章。
第1章、第2章为基本知识部分,详述了PLC结构、工作原理以及编程软件,WinCC V7.0功能及其基本操作,触摸屏功能和WinCC flexible 基础使用,以及工业通信总线PROFIBUS及其STEP7组态编程。第3章至第7章为工程应用实例。第3、4章以T6216C落地镗床和C516A立式车床结构、特性为研究对象,介绍对其进行技术改造的思路、方案、步骤以及PLC的工程应用。第5、6章以数控系统在大型机床中的应用为例,介绍PLC、触摸屏的工程应用。第7章主要介绍组态软件和PLC在高速动平衡试验站系统中的工程应用。第8章主要介绍PROFIBUS总线在实际工程项目中的一些应用经验,为今后其它工业互联网通信应用打下基础,使读者做到融会贯通。这些工程应用实例也包括了常用自动化设备在工程项目中的应用,如PLC控制、数字控制技术、过程现场总线控制、电机拖动等电气控制技术以及触摸屏、组态软件的应用等,为学生学完理论课程后开展实际操作提供工程训练范例。
本书由湖北文理学院王培元和湖北欧安电气股份有限公司冯浩源工程师担任主编,杨辉、罗全文、刘会玲、付向阳、赖胜飞担任副主编。第1、2章由王培元编写,第3章由刘会玲、冯浩源编写,第4章由赖胜飞编写,第5、6章由罗全文、杨辉编写,第7、8章由付向阳编写;廖育武、贾巍参与了本书的校对工作;湖北欧安电气股份有限公司在案例和插图方面提供了大力支持。
本书是专门针对“湖北省高等学校战略性新兴(支柱)产业计划项目”;和“教育部普通高等学校转型发展计划试点项目”编写的。在编写过程中力求突出“新”字,做到知识新、工艺新、技术新,使教材更具先进性,内容更加实用,既适合作为自动化专业的实训教材,为学生今后走上工作岗位打下基础,也可作为企业招聘工程技术人员的培训教材。
由于时间仓促,书中不足之处在所难免,希望读者提出宝贵意见和建议。
第1章?电气控制的基础知识 1
??1.1??PLC硬件结构及编程软件 2
??1.1.1??PLC的硬件结构与工作原理 2
??1.1.2??PLC的应用领域及发展趋势 7
??1.1.3??PLC的编程及仿真软件 8
??1.2?监控组态软件 15
??1.2.1?组态软件介绍 15
??1.2.2??WinCC系统概述 18
??1.2.3??WinCC的性能特点 19
??1.2.4??WinCC V7.0 21
??1.3?触摸屏 39
??1.3.1?触摸屏结构原理 39
??1.3.2?触摸屏的功能与应用 40
??习题 48
第2章?工业通信连接 49
??2.1?自动化控制系统及总线技术 49
??2.2??PROFIBUS 网络通信 53
??2.3??PROFIBUS-DP网络通信组态 60
??习题 67
第3章??T6216C落地镗床电气控制实例 68
??3.1?概述 68
??3.2?机床电气控制介绍 69
??3.2.1??590功能及参数设置 69
??3.2.2?欧姆龙CP1E系列PLC 71
??3.3?机床电气控制硬件设计 72
??3.3.1?主传动控制的PLC控制设计 72
??3.3.2?进给运动的PLC控制设计 75
??3.3.3?其它部分PLC输出控制 77
??3.3.4?主回路控制 78
??3.3.5?电源控制及其它控制回路 78
??3.3.6?指示 79
??3.4?机床PLC程序 80
??3.5?机床操作与维护 85
??3.5.1?机床主要备件 85
??3.5.2?面板布置 86
??3.5.3?电柜内器件布置 86
??3.5.4?机床操作说明 86
??3.5.5?电气控制柜的日常维护及注意事项 88
??习题 88
第4章??C516A立式车床的PLC控制设计 89
??4.1?技术改造思路 89
??4.1.1?利用PLC对机床控制进行技术改造的基本思路 89
??4.1.2?利用PLC对机床控制进行技术改造的常用方法 89
??4.1.3??PLC外部接线图和梯形图的设计步骤 90
??4.2??S7-200 PLC的系统概述 90
??4.2.1??S7-200 PLC的主要特点 90
??4.2.2??S7-200 CPU和扩展模块 91
??4.3?技术改造 100
??4.3.1??C516型立式车床的机械结构和主要运动 100
??4.3.2?电控特点及拖动要求 101
??4.3.3??C516A型立式车床的电气控制电路 101
??4.3.4??C516A型立式车床PLC控制系统设计 108
??4.3.5?电气调试步骤 131
??习题 131
第5章??840Dsl数控系统在重型数控卧车上的应用 132
??5.1?机床改造前的状况 132
??5.2?硬件的选择和配置 132
??5.2.1?系统的选择 132
??5.2.2?伺服电机和电机模块的选择 133
??5.2.3??S120电源部分直流母线组件的选择 134
??5.3?项目实施 134
??5.3.1?主轴控制 134
??5.3.2?检测装置的配置 134
??5.3.3??PLC的配置 135
??5.3.4?设备的调试 135
??习题 152
第6章??FANUC 0i-MD数控系统在立式加工中心上的应用 153
??6.1?机床改造前的状况 153
??6.2?硬件的选择和配置 153
??6.3?设备的调试 155
??习题 171
第7章?高速动平衡试验站系统设计编程及调试 172
??7.1?结构及设计介绍 172
??7.2?设计依据 175
??7.3?系统调试 189
??7.4?诊断 191
??习题 192
第8章?总线在实际工程项目中的应用 193
??8.1?主站S7-300连接ET200M PROFIBUS-ET200M应用 193
??8.2??S7-300和S7-400之间的PROFIBUS-DP通信 197
??8.3??S7-300、S7-400和S7-200之间的PROFIBUS-DP通信 208
??8.4??SIEMENS HMI和PLC、驱动器之间通过S7路由实现项目传送的通信 217
??习题 230
参考文献 231