工厂电气控制及PLC技术

第1章 常用低压电器及电气制图与识图

1.1 低压电器概述

1.1.1 低压电器的分类

1.1.2 低压电器的基本结构

1.2 熔断器

1.2.1 熔断器的结构

1.2.2 熔断器的工作原理及图形符号

1.2.3 熔断器的选择

1.3 低压断路器

1.3.1 低压断路器的结构及工作原理

1.3.2 低压断路器的选择及图形符号

1.4 接触器

1.4.1 接触器的结构及其电气符号

1.4.2 接触器的工作原理

1.5 继电器

1.5.1 中间继电器

1.5.2 时间继电器

1.5.3 热继电器

1.5.4 速度继电器

1.5.5 固态继电器

1.6 主令电器

1.6.1 控制按钮

1.6.2 行程开关

1.6.3 微动开关

1.6.4 非接触式行程开关

1.6.5 万能转换开关

1.7 制图与识图方法

1.7.1 电气制图与识图的相关国家标准

1.7.2 电路图类型及其识读

习题

第2章 电气控制系统的基本环节和基本电路

2.1 电气控制系统的基本环节

2.1.1 点动环节

2.1.2 长动与自锁环节

2.1.3 正反转与互锁环节

2.1.4 多地控制环节

2.1.5 顺序控制环节

2.1.6 保护环节

2.2 电气控制系统的基本电路

2.2.1 三相笼型异步电动机的启动控制电路

2.2.2 三相笼型异步电动机的制动控制电路

2.2.3 三相笼型异步电动机的调速控制电路

2.3 电气控制基本环节和基本电路的安装与调试

2.3.1 电动机点动/长动、两地控制线路的安装与调试

2.3.2 电动机带动工作台自动往返运行线路的安装与调试

2.3.3 电动机先启先停控制线路的安装与调试

2.3.4 电动机星形-三角形启动控制线路的安装与调试

习题

第3章 普通机床电气控制

3.1 普通机床电气控制电路分析基础

3.2 普通卧式车床电气控制电路分析

3.2.1 普通卧式车床的结构、运动形式及拖动方式与控制要求

3.2.2 c650卧式车床电路分析

3.3 卧式万能铣床电气控制电路分析

3.3.1 卧式万能铣床的结构、运动形式及拖动方式与控制要求

3.3.2 x62w型万能铣床电路分析

3.4 摇臂钻床电气控制电路分析

3.4.1 摇臂钻床的结构、运动形式及拖动方式与控制要求

3.4.2 z3050型摇臂钻床电路分析

3.5 普通机床电气控制电路的故障诊断与排除

3.5.1 普通机床电路故障检查步骤-

3.5.2 ca6140卧式车床电气控制电路的故障诊断与排除

3.5.3 x6132w卧式万能铣床电气控制电路的故障诊断与排除

习题

第4章 可编程序控制器的基础知识

4.1 可编程序控制器的定义及分类

4.1.1 可编程序控制器的定义

4.1.2 可编程序控制器的分类

4.2 可编程序控制器的应用范围

4.3 可编程序控制器的主要特点及性能指标

4.3.1 可编程序控制器的主要特点

4.3.2 可编程序控制器的性能指标

4.4 可编程序控制器的软硬件组成及工作原理

4.4.1 可编程序控制器的软硬件组成

4.4.2 可编程序控制器的工作原理

4.5 可编程序控制器的编程语言

习题

第5章 s7-200系列可编程序控制器

5.1 s7-200系列plc的组成、性能指标及内部元器件

5.1.1 s7-200系列plc的组成及性能指标

5.1.2 s7-200系列plc的内部元器件及其有效编程范围

5.2 s7-200系列plc的扩展

5.2.1 s7-200系列plc的扩展模块

5.2.2 本机及扩展i/o编址

5.2.3 扩展模块的安装

5.3 s7-200系列plc的指令系统

5.3.1 基本逻辑指令

5.3.2 定时/计数指令

5.3.3 程序控制指令

5.3.4 中断指令

5.4 s7-300系列plc的组成及编址

5.4.1 s7-300系列plc的组成

5.4.2 s7-300系列plc的编址

5.5 simatics7-200系列plc编程软件的安装与使用

5.5.1 simatics7-200系列plc编程软件step7-micro/winsp3的安装

5.5.2 step7-micro/winsp3v4.0编程软件的使用

习题

第6章 fx2n系列可编程序控制器

6.1 fx2y4系列plc的组成、性能指标及内部元器件

6.1.1 fx2n系列plc的组成及性能指标

6.1.2 fx2n系列plc的内部元器件及其有效编程范围

6.2 fx2n系列plc的指令系统

6.2.1 基本指令

6.2.2 步进指令

6.2.3 功能指令

6.3 fx系列plc编程软件的安装与使用

6.3.1 fx系列plc编程软件的安装

6.3.2 fx系列plc编程软件的使用

习题

第7章 plc控制系统的设计及其安装与调试

7.1 plc控制系统的设计

7.1.1 plc控制系统设计的原则、内容及步骤

7.1.2 plc控制系统设备的选择

7.1.3 plc控制系统电路图的设计

7.1.4 plc控制系统梯形图程序的设计

7.2 plc控制系统的安装与调试

7.3 plc控制系统的设计及其安装与调试举例

7.3.1 plc控制的模拟机床工作台自动往返运行安装与调试

7.3.2 plc控制的模拟十字路口交通信号灯安装与调试

7.3.3 plc控制的组合机床动力头(三台电动机)模拟装置安装与调试

7.3.4 plc控制的液压动力滑台进给控制系统模拟装置安装与调试

7.3.5 plc控制的机械手模拟装置安装与调试

7.3.6 plc控制的xa6132万能铣床改造

习题

参考文献2100433B

《工厂电气控制及PLC技术》一书从高职院校学生的实际出发，以提高学生的实践技能为目标，理论联系实际，学做合一。《工厂电气控制及PLC技术》不仅介绍电气控制及plc的理论知识，还在理论知识后面编排了相应的实践操作技能训练。《工厂电气控制及PLC技术》共分7章，内容包括常用低压电器及电气制图与识图、电气控制系统的基本环节和基本电路、普通机床电气控制、可编程序控制器的基础知识、S7-200系列可编程序控制器、fx2n系列可编程序控制器、plc控制系统的设计及其安装与调试。《工厂电气控制及PLC技术》可作为高职高专电气自动化、机电一体化等专业的教材，也可供相关专业教师及从事电气控制与plc技术的电气工程技术人员参考。

《工厂电气控制与PLC》根据我国新时期高职教育的改革和发展要求，从职业能力培养、企业的技术需要和实用教学出发，在讲述传统的低压电器、典型的控制环节及器件选择的基础上，系统地分析工厂电气控制系统的构成、特点及原理。内容包括常用低压电器、电气控制电路的基本环节、常用机床电气控制线路、桥式起重机电气控制线路、电梯的继电—接触器控制线路。同时，为了适应现代控制技术应用，还系统地介绍了plc的组成及工作原理、plc的基本逻辑指令、plc程序设计方法、s7-—200系列plc功能指令及其应用等内容。

《工厂电气控制与PLC》适合作为高等职业院校电气自动化技术、机电一体化技术、供用电技术、机电工程等机电类专业的教材，也可作为工程技术人员的培训教材和工作参考书。

其中，直流电动机调速控制系统与步进电动机控制系统为选修内容。每章均有学习目标、小结、习题与思考题，并在本书最后编有实训项目操作练习。该书可作为高职高专院校、高校机电、电气自动化等工程类专业的教学用书，也可作为从事机电、电气控制技术工作的工程技术人员自学使用的参考书。

本书选用西门子S7-200系列PLC为教学背景，紧密围绕高职高专教育的培养目标，结合教育教学改革与实践经验，以培养学生职业能力为主线，合理安排基础理论和实践知识比例，通俗易懂，方便教学。全书共分为10章，分别介绍了常用的低压电器及电气控制系统的基本电路、PLC的基础知识和西门子S7-200系列PLC的结构、原理及使用的编程软件、S7-200系列PLC的基本指令和功能指令系统、编程方法及控制系统的设计方法、PLC的通信与网络等内容。

第1章绪论1

11工厂电气控制与PLC应用的发展概况1

111继电接触式控制阶段1

112以软件手段实现各种控制阶段1

113电气控制系统的构成及特点2

12课程内容要求3

第2章常用低压电器4

21开关电器4

211低压隔离开关4

212组合开关6

213低压断路开关7

22信号控制开关8

221控制按钮8

222行程开关9

23接触器10

231交流接触器的结构及工作原理10

232接触器型号、选用及维护11

24继电器11

241中间继电器12

242时间继电器12

243速度继电器14

25保护电器14

251熔断器14

252热继电器16

253电流继电器17

254电压继电器18

本章小结18

习题与思考题19

第3章工厂常用的电气控制线路20

31电动机点动控制20

32电动机自锁控制21

321自锁控制线路21

322接触器自锁控制线路的失压和欠压保护功能21

323具有过载保护的自锁控制线路22

33电动机正反转控制22

331接触器联锁的正反转控制线路22

332双重联锁的正反转控制线路23

34顺序控制24

341顺序启动控制线路24

342顺序停止控制线路24

343保护环节25

35位置与自动往返控制25

351位置控制线路25

352自动往返控制线路26

36YΔ降压启动控制27

361YΔ降压启动控制线路27

362工作原理27

本章小结28

习题与思考题28

第4章交流变频器及其应用29

41交流变频调速技术概述29

411变频调速技术的发展历史和发展动向29

412变频调速基本原理30

413异步电动机变频调速常用控制方式30

42变频器的基本构成、类型和主要功能34

421变频器的基本构成34

422变频器的类型35

423变频器各部分结构及其功能38

424变频器与PLC的连接52

43交流变频调速系统实例56

431变频技术在数控车床上的应用56

432变频技术在磨床设备中的应用57

本章小结62

习题与思考题62

第5章PLC概述及其基本指令的应用64

51PLC的基本知识64

511PLC的基本组成64

512PLC的应用、类型和控制系统的特点66

513PLC的循环扫描工作方式68

52PLC的基本指令68

521CPU的存储区68

522位逻辑指令70

53基本指令应用举例79

531启动保持停止控制线路79

532电动机正反转控制电路80

533定时器应用举例82

534三工位旋转工作台控制83

54STEP 7Micro/WIN编程软件使用入门87

541连接S720087

542创建程序88

本章小结92

习题与思考题92

第6章变频器与PLC的综合应用94

61变频器同步解决方案的橡胶硫化成型控制系统94

611硫化成型94

612连续硫化工艺控制94

613变频器同步传动系统95

62交流变频调速在纺织工程中的应用96

621纺织机械中的变频调速96

622变频器驱动特性分类97

623变频器在纺织机械上的应用97

63PLC触摸屏在印刷机械控制中的应用98

631工艺自动化分析98

632台达机电技术的自动化应用99

64食品机械灌肠机PLC控制系统100

641系统设计100

642系统组成及调试101

65食品机械投入机的控制系统101

651食品脱氧剂投入机工艺102

652系统设计102

653机电系统调试103

66PLC制袋封切机控制系统103

661封切机工艺103

662FD1500型封切机机电系统设计104

67变频器故障排除实例107

本章小结108

习题与思考题109

第7章其他电气控制系统110

71直流电动机调速控制系统110

711直流电动机的调速方案110

712单闭环直流调速系统的组成110

713双闭环直流调速系统111

72步进电动机控制系统113

721步进电动机控制系统组成113

722主要器件及功能114

本章小结117

习题与思考题117

第8章实训项目118

81实训操作一:安装和操作点动控制线路118

811实训要求118

812工具及器材118

813操作注意事项118

814操作步骤118

82实训操作二:安装和操作自锁控制线路119

821实训要求119

822工具及器材119

823操作注意事项119

824操作步骤119

83实训操作三:安装和操作接触器联锁的正反转控制线路120

831实训要求120

832工具及器材120

833操作注意事项121

834操作步骤121

84实训操作四:安装和操作自动往返控制线路121

841实训要求121

842工具及器材121

843操作注意事项121

844操作步骤121

85实训操作五:安装和操作YΔ形降压启动控制线路122

851实训要求122

852工具及器材122

853操作步骤123

86实训操作六：三菱通用变频器FRE500面板操作模式123

861实训目的123

862实训内容124

863操作步骤124

87实训操作七：三菱通用变频器FRE500外部操作模式124

871实训目的124

872实训内容124

873操作步骤124

88实训操作八：S7200PLC定时器计数器应用练习125

881实训目的125

882实训内容125

883操作步骤125

89实训操作九：开关量控制程序编程练习126

891实训目的126

892实训内容126

893操作步骤126

附录一常用电气图形符号128

附录二S7200存储器范围及特性130

附录三特殊存储器131

参考文献132 2100433B