可編程序控制器PLC、觸摸屏和變頻器是電氣自動化工程系統(tǒng)中的主要控制設備，本書PLC主要以西門子S7-300/400系列為載體，觸摸屏以西門子MP系列HMI為對象，變頻器以西門子MM4系列為目標，編寫了應用入門、應用初級、應用中級和應用高級4個等級的36個工程案例，每個案例都有案例說明、相關知識點和創(chuàng)作步驟的詳細說明，具有深入淺出、圖文并茂，實用性強、理論與實踐相結合等特點。可編程序控制器PLC部分以西門子PLC編程軟件STEP 7為核心，演示了西門子S7-300/400系列PLC的項目創(chuàng)建、硬件組態(tài)、符號表制作、數(shù)字量和模擬量模塊的接線以及模塊的參數(shù)設置，在相關知識點中對PLC中的數(shù)據(jù)類型和IO尋址給予了充分的說明和介紹，對STEP 7中比較重要的定時器和計數(shù)器指令單獨進行了應用舉例。在本書的應用中級和應用高級部分中，筆者對實際工程項目中常常用到的PLC控制電動機的正反轉運行、PLC控制直流調(diào)速器的運行、卷取設備的張力控制、冶金設備中的位置測量的控制，從電氣設計、項目組態(tài)和程序編制等角度入手，盡可能使用不同的指令來完成案例中的工藝要求。將在實際工程中真實要用到的設備，包括按鈕、開關、指示燈、接觸器、繼電器、自動開關、熔絲、熱繼電器、光電傳感器、編碼器、行程開關、電磁閥、報警器、變頻器、位移傳感器、液位計、張力傳感器等常用的電氣設備結合到案例中，使讀者能夠迅速掌握PLC的項目創(chuàng)建和程序編制。觸摸屏HMI部分以WinCC flexible這個模塊化的人機界面組態(tài)軟件為核心，演示了西門子MP系列HMI的項目創(chuàng)建、組態(tài)、畫面制作、網(wǎng)絡通信和通信參數(shù)設置，在相關知識點中對人機界面產(chǎn)品HMI的硬件和WinCC flexible人機界面組態(tài)軟件給予了充分的說明和介紹，對HMI項目中比較重要的畫面創(chuàng)建、按鈕、指示燈、庫和趨勢圖都單獨進行了應用舉例。在應用中級和應用高級部分，筆者對實際工程項目中常常用到的報警系統(tǒng)、HMI上IO域和觸摸屏的PROFIBUS-DP的遠程通信都以示例的形式加強了說明，使讀者能夠迅速掌握WinCC flexible的操作與應用，使用戶能夠非常容易地與標準的用戶程序進行結合，利用HMI的顯示屏顯示，通過輸入單元（如觸摸屏、鍵盤、鼠標等）寫入工作參數(shù)或輸入操作命令，實現(xiàn)人與機器的信息交互，從而使用戶建立的人機界面能夠精確地滿足生產(chǎn)的實際要求。變頻器MM4系列屬于西門子通用型變頻器，本書對工程項目中使用廣泛的風機水泵用MM430系列變頻器和矢量控制型的MM440變頻器在各自應用領域里的參數(shù)設置進行了詳細介紹，包括西門子MM4系列變頻器的停車方式、直流制動、復合制動及動能制動，MM440變頻器的主電路回路設計、面板操作、調(diào)試、正反轉運行控制、頻率給定、常用的6種控制方式以及與300PLC的USS通信。針對西門子MM430系列變頻器，同樣以案例的方式給出了多種同速控制的電氣設計電路，并說明了變頻器的檢修方法和日常維護細則，以及MM430變頻器的BICO功能在自動噴漆設備上的應用、MM430變頻器在恒壓供水的PID系統(tǒng)中的參數(shù)設置。本書意在讓讀者在學習了相關知識點中變頻器的各種基本功能之后，與筆者一起在案例創(chuàng)建步驟中結合功能參數(shù)的設置要點，端口電路的配接和不同功能在生產(chǎn)實踐中的應用，來掌握變頻器的頻率設定功能、運行控制功能、電動機方式控制功能、PID功能、通信功能和保護及顯示等功能。這樣，就能夠使讀者盡快熟練地掌握變頻器的使用方法和技巧，從而避免大部分故障的出現(xiàn)，讓變頻器應用系統(tǒng)運行得更加穩(wěn)定。本書中的每個案例均提供了具體的設計任務、詳細的操作步驟，注重解決工程實際問題，按照本書的應用案例，讀者可以快速掌握PLC在實際工作中的程序編制、HMI的項目創(chuàng)建和應用、驅動電動機帶動不同負載運行的變頻器的參數(shù)設置，這些案例在讀者今后的項目中只需做相應的簡單修改后便可直接應用于工程，這樣可以減少項目設計和開發(fā)的工作量。在本書的編寫過程中，付正、王峰峰、戚業(yè)蘭、陳友、王偉、張振英、于桂芝、王根生、馬威、張越、葛曉海、袁靜、董玲玲、何俊龍、張曉琳、樊占鎖、龍愛梅提供了許多資料，付正、張振英和于桂芝參與了本書文稿的整理和校對工作，在此一并表示感謝。限于作者水平和時間，書中難免存在疏漏之處，希望廣大讀者多提寶貴意見。