电气控制与PLC

第1章　常用低压电器

1.1　概述

1.1.1　低压电器的分类

1.1.2　低压电器的型号表示法

1.1.3　低压电器的主要技术数据

1.1.4　选择低压电器的注意事项

1.2　电磁机构及触头系统

1.2.1　电磁机构

1.2.2　触头系统

1.2.3　电弧的产生与熄灭

1.3　接触器

1.3.1　结构

1.3.2　工作原理

1.3.3　常用接触器

1.3.4　接触器的选用　11

1.4　继电器　12

1.4.1　热继电器　12

1.4.2　时间继电器　13

1.4.3　电磁式继电器　15

1.5　熔断器　17

1.6　开关电器　18

1.6.1　刀开关　18

1.6.2　低压断路器　19

1.6.3　漏电保护开关　21

1.7　主令电器　24

1.7.1　按钮开关　24

1.7.2　转换开关　25

1.7.3　位置开关　25

1.8　其他新型电器　26

1.8.1　接近开关　26

1.8.2　温度继电器　27

1.8.3　固态继电器　28

1.8.4　光电继电器　29

1.8.5　电机保护器　30

1.8.6　信号继电器　30

1.8.7　其他电器　30

1.9　电动机　32

1.9.1　三相异步电动机　32

1.9.2　直流电机　37

思考题　39

第2章　电气控制系统的基本控制电路　40

2.1　电气控制系统基础知识　40

2.1.1　图形符号和文字符号　40

2.1.2　电路图　41

2.1.3　元件布置图　43

2.1.4　接线图　43

2.2　电动机直接启动控制电路　44

2.2.1　电动机的点动控制　44

2.2.2　电动机的单向连续运行控制　45

2.2.3　电动机单向点动与连续运行控制　45

实训1　电动机的启保停控制　47

2.3　电动机的制动控制电路　49

2.3.1　反接制动　49

2.3.2　能耗制动　50

实训2　电动机的能耗制动控制　50

2.4　电动机降压启动控制电路　53

2.4.1　Y/△降压启动　53

2.4.2　定子串接电阻降压启动　54

2.4.3　定子串接自耦变压器降压启动　55

2.4.4　转子绕组串接电阻启动　56

2.4.5　转子绕组串接频敏变阻器启动　57

实训3　电动机的Y/△降压启动控制　58

2.5　电动机的调速控制电路　61

2.5.1　双速电动机的控制　61

2.5.2　三速电动机的控制　62

2.6　电动机的其他基本控制电路　64

2.6.1　电动机的多地控制　64

2.6.2　电动机的正反转控制　65

2.6.3　电动机的行程控制　65

2.6.4　电动机的顺序控制　66

实训4　电动机的正反转控制　68

实训5　电动机的自动顺序控制　69

2.7　直流电动机的控制电路　71

2.7.1　电路组成　71

2.7.2　工作原理　72

思考题　73

第3章　电气控制系统的分析、设计与检修　74

3.1　电气控制系统的分析方法　74

3.1.1　查线读图法　74

3.1.2　逻辑代数法　75

3.2　电气控制系统分析　76

3.2.1　车床电气控制系统　77

3.2.2　钻床电气控制系统　79

3.2.3　镗床电气控制系统　82

实训6　车床、钻床、镗床的线路连接与操作　87

3.3　电气控制系统设计　89

3.3.1　设计的原则、程序和内容　89

3.3.2　电气原理图设计　91

3.3.3　电气工艺设计　94

3.3.4　设计实例　97

3.4　电气控制系统检修　102

3.4.1　检修工具　102

3.4.2　检修步骤　103

3.4.3　检修方法　105

实训7　车床、钻床、镗床的故障检修　108

思考题　112

第4章　PLC及其编程工具　113

4.1　PLC的基本组成　113

4.1.1　外部结构　114

4.1.2　内部硬件　116

4.1.3　内部结构　117

4.1.4　软件　120

4.2　PLC的软元件　121

4.2.1　输入继电器　122

4.2.2　输出继电器　122

4.2.3　辅助继电器　123

4.2.4　状态继电器　124

4.2.5　定时器　125

4.2.6　计数器　126

4.2.7　数据寄存器　128

4.2.8　变址寄存器　129

4.2.9　指针　129

4.2.10　常数　129

4.3　PLC的工作原理　129

4.4　GX Developer编程软件　131

4.4.1　编程软件的安装　131

4.4.2　程序的编制　132

4.4.3　程序的写入、读出　135

实训8　GX Developer编程软件的基本操作　136

4.4.4　程序的编辑　138

4.4.5　其他功能　139

实训9　GX Developer编程软件的综合操作　140

4.5　FX-20P-E型手持式编程器　142

4.5.1　编程器的组成　142

4.5.2　编程器的面板　142

4.5.3　编程器的工作方式选择　144

4.5.4　程序的写入　145

4.5.5　程序的读出　148

4.5.6　程序的修改　149

4.5.7　程序的插入　150

4.5.8　程序的删除　151

实训10　FX-20P-E型编程器的基本操作　152

4.5.9　元件的监示　153

4.5.10　元件的测试　155

4.5.11　离线工作方式　156

4.5.12　密码的设定与解除　157

实训11　FX-20P-E型编程器的综合操作　158

思考题　160

第5章　PLC基本逻辑指令及其应用　161

5.1　基本逻辑指令　161

5.1.1　逻辑取及驱动线圈指令LD/LDI/OUT　161

5.1.2　触点串、并联指令AND/ANI/OR/ORI　162

实训12　基本逻辑指令(1)　164

5.1.3　电路块连接指令ORB/ANB　165

5.1.4　多重输出电路指令MPS/MRD/MPP　166

实训13　基本逻辑指令(2)　167

5.1.5　置位与复位指令SET/RST　168

5.1.6　脉冲输出指令PLS/PLF　169

5.1.7　运算结果脉冲化指令MEP/MEF　170

5.1.8　脉冲式触点指令LDP/LDF/ANDP/ANDF/ORP/ORF　171

5.1.9　主控触点指令MC/MCR　172

5.1.10　逻辑运算结果取反指令INV　173

5.1.11　空操作和程序结束指令NOP/END　173

实训14　基本逻辑指令(3)　174

5.2　程序的执行过程　175

5.2.1　程序的执行过程　175

5.2.2　输入/输出滞后时间　176

5.2.3　双线圈输出　177

实训15　程序执行过程实训　177

5.3　常用基本电路的程序设计　179

5.3.1　启保停电路　179

实训16　启保停电路的应用　180

5.3.2　定时电路　182

5.3.3　计数电路　184

5.3.4　振荡电路　184

实训17　振荡电路的应用　185

5.4　PLC程序设计　188

5.4.1　梯形图的基本规则　188

5.4.2　程序设计的方法　190

5.4.3　梯形图程序设计的技巧　194

实训18　PLC控制的电动机正反转能耗制动　195

实训19　PLC控制的电动机Y/△启动　198

思考题　201

第6章　PLC步进顺控指令及其应用　204

6.1　状态转移图　204

6.1.1　流程图　204

6.1.2　状态转移图　205

6.1.3　状态转移图的理解　207

6.2　步进顺控指令及其编程方法　207

6.2.1　步进顺控指令　207

6.2.2　状态转移图的编程方法　207

6.2.3　编程注意事项　208

6.3　单流程的程序设计　209

6.3.1　设计方法和步骤　209

6.3.2　程序设计实例　210

实训20　单流程程序设计　212

6.4　选择性流程的程序设计　215

6.4.1　选择性流程及其编程　215

6.4.2　程序设计实例　216

实训21　选择性流程程序设计　217

6.5　并行性流程的程序设计　219

6.5.1　并行性流程及其编程　219

6.5.2　程序设计实例　220

实训22　并行性流程的程序设计　222

6.6　复杂流程及跳转流程的程序设计　226

6.6.1　复杂流程的程序编制　226

6.6.2　跳转流程的程序编制　229

6.7　用辅助继电器实现顺序控制的程序设计　230

6.7.1　用辅助继电器实现顺序控制的设计思想　230

6.7.2　使用启保停电路的程序设计　230

6.7.3　使用置位复位指令的程序设计　233

实训23　用辅助继电器实现顺序控制　235

思考题　236

第7章　PLC功能指令、特殊模块及其应用　238

7.1　功能指令概述及基本规则　238

7.1.1　功能指令的表达形式　238

7.1.2　数据长度和指令类型　239

7.1.3　操作数　240

7.2　常用功能指令简介　241

7.2.1　程序流程指令　241

7.2.2　传送与比较指令　242

7.2.3　算术与逻辑运算指令　245

7.2.4　循环与移位指令　249

7.2.5　数据处理指令　250

7.2.6　外部设备I/O指令　252

7.2.7　触点比较指令　254

实训24　常用功能指令的应用　256

7.3　特殊功能模块　259

7.3.1　温度A/D输入模块FX2N-4AD-PT　259

实训25　FX2N-4AD-PT的应用　262

7.3.2　模拟量输入模块FX3U-4AD　264

实训26　FX3U-4AD的应用　268

7.3.3　D/A输出模块FX2N-2DA　270

实训27　FX2N-2DA的应用　272

思考题　274

第8章　PLC的相关知识　275

8.1　PLC的产生　275

8.1.1　PLC的由来　275

8.1.2　PLC的定义　276

8.2　PLC的分类　276

8.2.1　按输入/输出点数分　276

8.2.2　按结构形式分　277

8.2.3　按生产厂家分　277

8.3　FX系列PLC概述　278

8.3.1　概况　278

8.3.2　型号含义　278

8.3.3　FX1S系列PLC　278

8.3.4　FX1N系列PLC　279

8.3.5　FX2N系列PLC　279

8.3.6　FX3U系列PLC　279

8.3.7　一般技术指标　280

8.4　PLC的特点　281

8.5　PLC的应用领域及发展趋势　282

8.5.1　PLC的应用领域　282

8.5.2　PLC的发展趋势　283

思考题　284

第9章　通用变频器及其应用　285

9.1　三相交流异步电动机的调速　285

9.1.1　交流调速原理　285

9.1.2　调速的基本方法　286

9.2　变频器的结构　288

9.2.1　外部结构　288

9.2.2　内部结构　288

9.3　变频器的工作原理　290

9.3.1　基本控制方式　290

9.3.2　逆变的基本原理　291

9.3.3　正弦脉宽调制　293

9.3.4　脉宽调制型变频器　294

9.4　变频器的PU操作　296

9.4.1　主接线　296

9.4.2　操作面板　296

9.4.3　变频器的基本参数　298

9.4.4　PU单元的操作　299

实训28　变频器的PU操作　303

9.5　变频器的EXT运行操作　305

9.5.1　外部端子　305

9.5.2　外部运行操作　309

实训29　外部信号控制变频器的运行　310

9.6　变频器的组合操作　311

9.6.1　组合运行方式　311

9.6.2　参数设置　312

实训30　变频器的组合操作　313

9.7　变频器的多段调速及应用　314

9.7.1　变频器的多段调速　314

9.7.2　注意事项　315

实训31　三相异步电动机多速运行的综合控制　315

实训32　PLC、变频器在恒压供水系统中的应用　317

9.8　变频器的程序运行及应用　321

9.8.1　参数设置　321

9.8.2　控制端子　323

9.8.3　程序运行方式　323

9.8.4　应用实例　324

实训33　PLC、变频器在工业洗衣机控制系统中的综合应用　326

实训34　PLC、变频器在刨床控制系统中的综合应用　329

9.9　变频器的模拟量控制及应用　332

9.9.1　相关端子及参数　332

9.9.2　FX0N-3A模块的使用　332

实训35　PLC、模拟量模块及变频器的综合应用　333

思考题　336

附录A　常用图形符号和文字符号　337

附录B　FX2N的性能规格　340

附录C　FX系列PLC的软元件　342

附录D　FX系列PLC功能指令一览表　344

附录E　变频器参数表　351

附录F　变频器出错(报警)定义　359

附录G　可编程控制器实训装置简介　366

参考文献　3702100433B

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