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| 編輯推薦： |
重庆市高校精品在线开放课程、重庆市高校线上线下混合式一流课程、重庆市高校课程思政示范课程配套教材。
基于工作过程系统化的教材，以完成任务的过程为主线，全过程融入价值引领及职业素养。
内容全面，从知识方面涵盖基本电气知识、博途软件及其指令、数字量、模拟量、PID、触摸屏、变频器、编码器、伺服及步进电动机、网络通信、工业视觉系统等，从技能方面涵盖设计、参数配置、编程、调试操作等。
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| 內容簡介： |
本书是重庆市高校精品在线开放课程、重庆市高校线上线下混合式一流课程、重庆市高校课程思政示范课程“电气控制与可编程控制器”的配套教材。本书基于“岗课赛证”理念进行内容的选取，对接工作岗位，以1 X职业技能等级证书标准为指引，结合职业技能竞赛的要求，以西门子S7-1200系列PLC的应用为主线，坚持能力本位思想，按照工学结合理念，以职业能力培养为重点，进行基于工作过程系统化的课程教材开发与设计，充分体现高职教材的开放性、职业性和实践性。本书共设置了7个学习情境18个学习任务，每个任务均有明确的任务目标和任务描述，读者通过任务实施、任务知识点、任务技能拓展和任务延展等环节，既可掌握电气控制技术和PLC基本编程技术，还可通过先进技术的实操应用，提高对现代科技发展水平的认识，提升为国家富强、民族复兴而奋斗的责任感，并可培养劳动精神、工匠精神、创新思维等职业素养。
本书所有任务实施均有详细的操作步骤，适用于职业本科和高职专科装备制造大类相关专业的教学，也可作为工程技术人员的培训用书和自学用书。
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| 關於作者： |
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任艳君，重庆工商职业学院教授，电气自动化技术专业带头人，电气自动化技术专业核心课程教学团队带头人。
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| 目錄：
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前言
学习情境1 电动机直接启停继电-接触器控制 1
学习任务1.1 三相异步电动机单向运行继电-接触器控制 1
任务目标 1
任务描述 1
任务实施 2
任务知识点 4
1.1.1 三相异步电动机单向运行继电-接触器控制的工作原理 4
1.1.2 低压电器概述 4
1.1.3 开关电器 9
1.1.4 熔断器 12
1.1.5 交流接触器 12
1.1.6 热继电器 14
1.1.7 三相异步电动机 15
1.1.8 电气控制系统图 18
任务技能拓展 21
1.1.9 三相异步电动机单向点动与连续运行控制 21
任务延展 22
学习任务1.2 三相异步电动机正反转运行继电-接触器控制 22
任务目标 23
任务描述 23
任务实施 23
任务知识点 25
1.2.1 三相异步电动机正反转运行继电-接触器控制的工作原理 25
1.2.2 正反向动作的互锁控制 26
任务技能拓展 27
1.2.3 位置控制的工作台自动往返运行继电-接触器控制 27
1.2.4 时间控制的搅拌机自动正反转运行继电-接触器控制 29
任务延展 30
学习情境2 PLC对开关量逻辑控制 31
学习任务2.1 三相异步电动机单向运行PLC控制 31
任务目标 31
任务描述 31
任务实施 31
任务知识点 35
2.1.1 三相异步电动机单向运行的PLC控制过程 35
2.1.2 PLC的产生及应用领域 35
2.1.3 S7-1200的硬件 37
2.1.4 S7-1200的软件 42
2.1.5 S7-1200的工作原理 44
2.1.6 S7-1200的基本数据类型 46
2.1.7 S7-1200的系统存储区及其寻址 47
2.1.8 S7-1200的触点指令和赋值指令 50
任务技能拓展 52
2.1.9 TIA Portal（博途）软件的安装与视图介绍 52
2.1.10 博途软件的使用 53
2.1.11 S7-1200的边沿检测指令 54
任务延展 56
学习任务2.2 三相异步电动机正反转运行
PLC控制 57
任务目标 57
任务描述 58
任务实施 58
任务知识点 61
2.2.1 三相异步电动机正反转运行的PLC控制过程 61
2.2.2 置位输出/复位输出指令 62
任务技能拓展 63
2.2.3 抢答器PLC控制 63
2.2.4 置位位域/复位位域指令 65
2.2.5 常开/常闭触点的输入信号处理 66
任务延展 67
学习任务2.3 三级带式输送机物料输送PLC控制 67
任务目标 67
任务描述 67
任务实施 68
任务知识点 71
2.3.1 三级带式输送机物料输送的PLC控制过程 71
2.3.2 CPU的时钟存储器字节 72
2.3.3 定时器操作 73
2.3.4 用户程序简介 78
2.3.5 DB 79
任务技能拓展 84
2.3.6 卫生间冲水电路PLC控制 84
2.3.7 其他定时器操作指令 86
任务延展 86
学习任务2.4 多种液体混合搅拌PLC控制 87
任务目标 87
任务描述 87
任务实施 88
任务知识点 93
2.4.1 多种液体混合搅拌的PLC控制过程 93
2.4.2 CPU的系统存储器字节 95
2.4.3 FB 95
2.4.4 计数器操作指令 104
任务技能拓展 107
2.4.5 用计数器设计倒计数PLC控制 107
2.4.6 多重背景 109
2.4.7 拓展任务1—汽车轮毂零件取放PLC控制 110
任务延展 110
学习情境3 PLC对数据处理控制 111
学习任务3.1 信号灯闪光频率变化PLC控制 111
任务目标 111
任务描述 111
任务实施 111
任务知识点 115
3.1.1 信号灯闪光频率变化的PLC控制过程 115
3.1.2 移动值指令 116
3.1.3 数学函数指令 117
3.1.4 转换值指令 120
3.1.5 FC 120
任务技能拓展 125
3.1.6 多级分频器PLC控制 125
任务延展 127
学习任务3.2 电子密码锁PLC控制 128
任务目标 128
任务描述 128
任务实施 128
任务知识点 132
3.2.1 电子密码锁的PLC控制过程 132
3.2.2 OB 133
3.2.3 比较操作指令 135
任务技能拓展 136
3.2.4 跑马灯PLC控制 136
任务延展 137
学习任务3.3 基于触摸屏的霓虹灯闪烁PLC控制 138
任务目标 139
任务描述 139
任务实施 139
任务知识点 149
3.3.1 基于触摸屏的霓虹灯闪烁的PLC控制过程 149
3.3.2 人机界面（HMI）监控 150
3.3.3 移位和循环指令 152
任务技能拓展 154
3.3.4 舞台艺术灯PLC控制 154
3.3.5 拓展任务2—汽车轮毂零件LOGO加工PLC控制 154
任务延展 155
学习情境4 PLC对顺序流程控制 156
学习任务4.1 机械手运行PLC控制 156
任务目标 156
任务描述 156
任务实施 157
任务知识点 161
4.1.1 机械手运行的PLC控制过程 161
4.1.2 PLC程序设计方法 162
4.1.3 顺序功能图 163
4.1.4 单序列顺序控制梯形图设计方法 165
任务技能拓展 166
4.1.5 冲压加工PLC控制 166
4.1.6 返回指令RET和退出程序指令STP 167
任务延展 168
学习任务4.2 十字路口交通灯运行PLC控制 168
任务目标 168
任务描述 168
任务实施 169
任务知识点 174
4.2.1 十字路口交通灯运行的PLC控制过程 174
4.2.2 并行序列顺序控制设计 175
4.2.3 选择序列顺序控制设计 175
任务技能拓展 178
4.2.4 大小球分拣PLC控制 178
4.2.5 拓展任务3—汽车轮毂零件打磨PLC控制 178
任务延展 178
学习情境5 PLC对变频器控制 180
学习任务5.1 基于PLC的三相异步电动机正反转运行变频器控制 180
任务目标 180
任务描述 180
任务实施 181
任务知识点 184
5.1.1 基于PLC的三相异步电动机正反转运行变频器控制过程 184
5.1.2 三相交流异步电动机的调速 184
5.1.3 变频器简介 186
5.1.4 西门子SINAMICS V20变频器 188
任务技能拓展 198
5.1.5 变频器控制三相异步电动机无级调速正反转运行 198
5.1.6 三相双速异步电动机变极调速运行的继电-接触器控制 199
任务延展 199
学习任务5.2 基于PLC的三相异步电动机分段速运行变频器控制 200
任务目标 200
任务描述 200
任务实施 201
任务知识点 205
5.2.1 基于PLC的三相异步电动机分段速运行变频器控制过程 205
5.2.2 硬件中断OB 206
5.2.3 光电编码器 208
5.2.4 高速计数器 209
任务技能拓展 214
5.2.5 电动机实时转速测量PLC控制 214
5.2.6 滑块实时位移测量PLC控制 216
5.2.7 拓展任务4—汽车轮毂零件分拣PLC控制 217
任务延展 217
学习情境6 PLC对过程控制 219
学习任务6.1 温度监测系统PLC控制 219
任务目标 219
任务描述 219
任务实施 220
任务知识点 224
6.1.1 温度监测系统的PLC控制过程 224
6.1.2 循环中断OB 225
6.1.3 模拟量控制介绍 226
6.1.4 转换操作指令 230
任务技能拓展 231
6.1.5 基于PLC的模拟量方式变频器测速控制 231
任务延展 233
学习任务6.2 温度恒定PLC控制 233
任务目标 233
任务描述 234
任务实施 234
任务知识点 239
6.2.1 温度恒定的PLC控制过程 239
6.2.2 PID_Compact指令、组态及调试 241
任务技能拓展 247
6.2.3 直流电动机PID控制 247
任务延展 248
学习任务6.3 单轴位置PLC控制 248
任务目标 249
任务描述 249
任务实施 249
任务知识点 255
6.3.1 单轴位置伺服驱动的PLC控制过程 255
6.3.2 SINAMICS V90 PN伺服驱动控制概述 256
6.3.3 SINAMICS V90 PN的使用 259
6.3.4 S7-1200运动控制指令 266
任务技能拓展 270
6.3.5 单轴位置步进驱动PLC控制 270
6.3.6 步进驱动控制系统 271
6.3.7 拓展任务5—机器人行走PLC控制 271
任务延展 271
学习情境7 PLC对通信联网控制 272
学习任务7.1 两台伺服电动机顺序启动远程通信控制 272
任务目标 272
任务描述 272
任务实施 273
任务知识点 279
7.1.1 两台伺服电动机顺序启动远程通信的控制过程 279
7.1.2 S7-1200以太网通信 280
7.1.3 TCP通信协议及指令 282
任务技能拓展 287
7.1.4 S7通信协议及指令 287
7.1.5 两盏指示灯交叉点亮S7通信控制 288
任务延展 291
学习任务7.2 基于Modbus的PLC对智能门锁通信控制 291
任务目标 291
任务描述 292
任务实施 292
任务知识点 297
7.2.1 基于Modbus TCP的PLC对智能门锁通信控制过程 297
7.2.2 Modbus TCP通信协议及指令 297
7.2.3 RFID读写器和标签 300
任务技能拓展 300
7.2.4 Modbus RTU通信协议及指令 300
7.2.5 基于Modbus RTU通信协议采集温湿度值 303
7.2.6 S7-1200与分布式I/O间的PROFINET通信 303
7.2.7 拓展任务6—汽车轮毂零件识别PLC控制 303
7.2.8 拓展任务7—汽车轮毂零件数据传输PLC控制 303
任务延展 303
参考文献 304
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| 內容試閱：
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电气控制与可编程控制器技术是将继电器技术、计算机技术、控制技术、网络通信技术等集于一体的综合性技术。可编程控制器（PLC）是工业自动化设备的主导产品，具有控制功能强、可靠性高、使用方便和适用于不同控制要求的各种控制对象等优点，随着工业自动化的发展，PLC的应用越来越广泛。对于职业本科和高职专科的装备制造大类电气及智能制造相关专业，“电气控制与PLC”是重要的专业技术课程。
西门子公司的PLC在我国应用市场中占有一定份额，尤其是小型PLC因其小型化、高速度、功能强、模块化和易于通信等优点，在工业自动化控制中得到了广泛应用。本书以S7-1200系列PLC为例，介绍电气控制与PLC的基本知识及其应用。
本书学习任务的内容基于“岗课赛证”理念进行选取，从知识方面涵盖基本电气知识、博途软件及其指令、数字量、模拟量、PID、触摸屏、变频器、编码器、伺服及步进电动机、网络通信、工业视觉系统等，从技能方面涵盖设计、参数配置、编程、调试操作等。本书包含7个学习情境18个学习任务：学习情境1为电动机直接启停继电-接触器控制，含2个学习任务，介绍三相异步电动机的单向运行和正反转运行的继电-接触器控制；学习情境2为PLC对开关量逻辑控制，含4个学习任务，介绍西门子S7-1200系列PLC的基本结构、工作原理、基本指令及程序块类型；学习情境3为PLC对数据处理控制，含3个学习任务，介绍数据处理指令、数学指令以及触摸屏的应用；学习情境4为PLC对顺序流程控制，含2个学习任务，介绍顺序功能图和顺序控制设计方法及应用；学习情境5为PLC对变频器控制，含2个学习任务，介绍变频器的结构、原理、应用以及编码器的应用；学习情境6为PLC对过程控制，含3个学习任务，介绍流程控制和运动控制及其应用；学习情境7为PLC对通信联网控制，含2个学习任务，介绍开放式用户通信、S7通信、分布式I/O通信及其应用。其中，前4个学习情境是PLC基础应用，后3个学习情境是PLC高级应用，职业本科和高职专科学生可以根据需要选择学习内容。
本书与中国四联集团仪器仪表有限公司、北京华航唯实机器人科技股份有限公司、重庆西门雷森精密装备制造研究院有限公司合作，编写形式是基于工作过程系统化的课程进行开发与设计，各学习任务以完成任务的过程为主线，全过程融入价值引领及职业素养，按照“任务目标—任务描述—任务实施—任务知识点—任务技能拓展—任务延展”的顺序编排，将技能点、知识点和职业素养融入任务全过程。各任务是独立且完整的，可以根据实际情况进行内容的选取。
本书学习情境1由重庆城市管理职业学院康亚编写；学习情境2～学习情境6由重庆工商职业学院的教师编写，其中：学习情境2由任艳君编写，学习情境3由何泽歆编写，学习情境4由张娅编写，学习情境5由刘韵编写，学习情境6中的学习任务6.1和学习任务6.2由戴明川编写，学习任务6.3由李云松编写；学习情境7由重庆公共运输职业学院张俊佳编写；各学习情境的拓展任务由重庆工商职业学院吴震编写。重庆工商职业学院的江涛配合专业教师挖掘了各学习任务的课程思政元素。北京华航唯实机器人科技股份有限公司张大维和丁军博、重庆西门雷森精密装备制造研究院有限公司胡月参与了各学习任务中任务实施的编写工作，中国四联集团仪器仪表有限公司青增泰对实训项目的设置进行了指导。本书由任艳君、戴明川负责全书的统稿和最后定稿。
编者在本书编写过程中参考了大量的资料，也得到了其他高校教师和许多企业工程技术人员的指导和帮助，在此一并表示诚挚的谢意！
由于编者水平和实践经验有限，书中难免存在不妥和疏漏之处，恳请读者提出宝贵意见。
编 者
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