前言

自动控制系统的集成最常用的器件是可编程控制器（PLC）、变频器和触摸屏（HMI），即“工控三大件”。“工控三大件”已经广泛应用于工业控制，通常应用于同一个控制系统，是一个有机的整体，不宜人为分割，故将电气控制技术与传感器、可编程控制器、变频器、步进驱动器、伺服驱动器、电气控制系统的通信和触摸屏合并写成一本书。这种做法更加切合工程实际，更加便于读者掌握自动控制的系统集成。

西门子PLC、变频器和触摸屏具有卓越的性能，因此在工控市场占有非常大的份额，应用十分广泛。为了使读者能更好地掌握相关知识，我们在总结长期的教学经验和工程实践的基础上，联合相关企业人员共同编写了本书，使读者通过“看书”和观看微课视频就能掌握“工控三大件”的应用技术，进而掌握自动化系统的集成。本书采用较多的小例子引领读者入门，让读者学完入门部分后，能完成简单的工程。应用部分精选工程实际案例，供读者模仿学习，提高读者解决实际问题的能力。

我们在编写过程中，将一些生动的操作实例融入其中，以提高读者的学习兴趣。本书具有以下特点。

① 用实例引导读者学习。该书的大部分章节用精选的例子讲解，例如，用例子说明现场通信实现的全过程。实例容易进行工程移植，实用性强。

② 重点的例子都包含软硬件的配置方案图、原理图和程序，而且为确保程序的正确性，程序已经在PLC上运行通过。

③ 对于重点和复杂的例子，本书还配有100多个微课视频，扫描对应二维码即可观看，便于读者学习。

全书分为7篇21章，主要包括以下内容。

第1篇电气控制基础，包括低压电器的工作原理、图形符号、文字符号、功能和选型；常用电气控制回路；电气控制回路的识读；传感器的接线。

第2篇PLC编程及应用，包括西门子S7-1200 PLC硬件、西门子S7-1200 PLC硬件接线、西门子S7-1200 PLC编译软件和西门子S7-1200 PLC指令系统、PLC的编程方法与调试、PLC在过程控制中的应用，章节中还有典型的工程应用实例讲解。

第3篇变频器技术及其应用，包括变频器的工作原理、G120变频器的接线与操作、G120变频器的运行与功能、变频器的常用外围电路、G120变频器的参数设置与调试，章节中还有典型的工程应用实例讲解。

第4篇步进驱动与伺服驱动系统，包括步进驱动系统的结构和工作原理、步进驱动系统的应用（速度控制和位置控制）、伺服原理与系统、三菱伺服系统介绍、三菱MR-J4伺服系统工程应用（速度控制、转矩控制和位置控制）、西门子伺服系统介绍、西门子V90伺服系统工程应用（速度控制、转矩控制和位置控制）。这部分包括了PLC在工程应用中常见的重点和难点内容，是本书最具特色的部分之一。

第5篇电气控制系统的通信，包括PLC在通信中的应用（详尽讲解自由口通信、Modbus通信、PROFIBUS通信、S7通信、OUC通信、PROFINET通信、PLC与变频器的通信和工业以太网通信）和PLC工程应用案例。这部分也包括了PLC在工程应用中常见的重点和难点内容，也是本书最具特色的部分之一。

第6篇人机界面及其应用，包括HMI变量与系统函数、画面组态、用户管理、报警组态、创建一个简单的HMI项目。

第7篇电气控制综合应用，包括三个实际工程项目。

这部手册由于编写内容多、工作量大，编写组邀请了具有实践经验且教学经验丰富的高校教师和具有丰富实践经验的企业专家参与讨论、提供案例和编写工作，具体如下：第1、2、6～11章由龙丽编写；第3、4、5、16、19、20、21章由无锡职业技术学院的向晓汉编写；第12～15章由无锡职业技术学院的于多编写；第17、18章由无锡雪浪环境科技股份有限公司的刘摇摇编写。本书由向晓汉任主编，龙丽、于多任副主编，无锡职业技术学院的奚茂龙（博士）教授任主审。

由于笔者水平有限，缺点和不足在所难免，敬请读者批评指正，笔者将万分感激！

编者