电气控制与PLC

《电气控制与PLC》是一本理论与实训一体化的教材，集理论知识、。技术应用、工程设计和创新思维于一体，以35个实训贯穿始终，容涵盖了电气控制的相关知识、PLC的组成、工作原理、编程工具、指令系统、特殊功能模块、变频器及其综合应用。
提供丰富的实训内容
介绍最新的实用技术
培养较强的专业技能

《电气控制与PLC》遵循“以能力培养为核心，以技能训练为主线，以理论知识为支撑”的编写思想，以“管用、适用、够用”为原则，按照“基于工作过程的教学模式”编写而成，充分体现了教材的科学性、先进性、实用性和可操作性。
《电气控制与PLC》是一本理论与实训一体化的教材，集理论知识、技术应用、工程设计和创新思维于一体，以35个实训贯穿始终，内容涵盖了PLC的组成、工作原理、编程工具、指令系统、特殊功能模块、变频器及其综合应用。
《电气控制与PLC》可作为大中专院校机、电类专业的理论与实训教材，也可作为技能培训教材，还可供相关工程技术人员参考。

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
1.4 继电器
1.4.1 热继电器
1.4.2 时间继电器
1.4.3 电磁式继电器
1.5 熔断器
1.6 开关电器
1.6.1 刀开关
1.6.2 低压断路器
1.6.3 漏电保护开关
1.7 主令电器
1.7.1 按钮开关
1.7.2 转换开关
1.7.3 位置开关
1.8 其他新型电器
1.8.1 接近开关
1.8.2 温度继电器
1.8.3 固态继电器
1.8.4 光电继电器
1.8.5 电机保护器
1.8.6 信号继电器
1.8.7 其他电器
1.9 电动机
1.9.1 三相异步电动机
1.9.2 直流电机
思考题

第2章 电气控制系统的基本控制电路
2.1 电气控制系统基础知识
2.1.1 图形符号和文字符号
2.1.2 电路图
2.1.3 元件布置图
2.1.4 接线图
2.2 电动机直接启动控制电路
2.2.1 电动机的点动控制
2.2.2 电动机的单向连续运行控制
2.2.3 电动机单向点动与连续运行控制
实训1 电动机的启保停控制
2.3 电动机的制动控制电路
2.3.1 反接制动
2.3.2 能耗制动
实训2 电动机的能耗制动控制
2.4 电动机降压启动控制电路
2.4.1 Y/△降压启动
2.4.2 定子串接电阻降压启动
2.4.3 定子串接自耦变压器降压启动
2.4.4 转子绕组串接电阻启动
2.4.5 转子绕组串接频敏变阻器启动
实训3 电动机的Y/△降压启动控制
2.5 电动机的调速控制电路
2.5.1 双速电动机的控制
2.5.2 三速电动机的控制
2.6 电动机的其他基本控制电路
2.6.1 电动机的多地控制
2.6.2 电动机的正反转控制
2.6.3 电动机的行程控制
2.6.4 电动机的顺序控制
实训4 电动机的正反转控制
实训5 电动机的自动顺序控制
2.7 直流电动机的控制电路
2.7.1 电路组成
2.7.2 工作原理
思考题

第3章 电气控制系统的分析、设计与检修
3.1 电气控制系统的分析方法
3.1.1 查线读图法
3.1.2 逻辑代数法
3.2 电气控制系统分析
3.2.1 车床电气控制系统
3.2.2 钻床电气控制系统
3.2.3 镗床电气控制系统
实训6 车床、钻床、镗床的线路连接与操作
3.3 电气控制系统设计
3.3.1 设计的原则、程序和内容
3.3.2 电气原理图设计
3.3.3 电气工艺设计
3.3.4 设计实例
3.4 电气控制系统检修
3.4.1 检修工具
3.4.2 检修步骤
3.4.3 检修方法
实训7 车床、钻床、镗床的故障检修
思考题

第4章 PLC及其编程工具
4.1 PLC的基本组成
4.1.1 外部结构
4.1.2 内部硬件
4.1.3 内部结构
4.1.4 软件
4.2 PLC的软元件
4.2.1 输入继电器
4.2.2 输出继电器
4.2.3 辅助继电器
4.2.4 状态继电器
4.2.5 定时器
4.2.6 计数器
4.2.7 数据寄存器
4.2.8 变址寄存器
4.2.9 指针
4.2.10 常数
4.3 PLC的工作原理
4.4 GX Developer编程软件
4.4.1 编程软件的安装
4.4.2 程序的编制
4.4.3 程序的写入、读出
实训8 GX Developer编程软件的基本操作
4.4.4 程序的编辑
4.4.5 其他功能
实训9 GX Developer编程软件的综合操作
4.5 FX-20P-E型手持式编程器
4.5.1 编程器的组成
4.5.2 编程器的面板
4.5.3 编程器的工作方式选择
4.5.4 程序的写入
4.5.5 程序的读出
4.5.6 程序的修改
4.5.7 程序的插入
4.5.8 程序的删除
实训10 FX-20P-E型编程器的基本操作
4.5.9 元件的监示
4.5.10 元件的测试
4.5.11 离线工作方式
4.5.12 密码的设定与解除
实训11 FX-20P-E型编程器的综合操作
思考题

第5章 PLC基本逻辑指令及其应用
5.1 基本逻辑指令
5.1.1 逻辑取及驱动线圈指令LD/LDI/OUT
5.1.2 触点串、并联指令AND/ANI/OR/ORI
实训12 基本逻辑指令（1）
5.1.3 电路块连接指令ORB/ANB
5.1.4 多重输出电路指令MPS/MRD/MPP
实训13 基本逻辑指令（2）
5.1.5 置位与复位指令SET/RST
5.1.6 脉冲输出指令PLS/PLF
5.1.7 运算结果脉冲化指令MEP/MEF
5.1.8 脉冲式触点指令LDP/LDF/ANDP/ANDF/ORP/ORF
5.1.9 主控触点指令MC/MCR
5.1.10 逻辑运算结果取反指令INV
5.1.11 空操作和程序结束指令NOP/END
实训14 基本逻辑指令（3）
5.2 程序的执行过程
5.2.1 程序的执行过程
5.2.2 输入/输出滞后时间
5.2.3 双线圈输出
实训15 程序执行过程实训
5.3 常用基本电路的程序设计
5.3.1 启保停电路
实训16 启保停电路的应用
5.3.2 定时电路
5.3.3 计数电路
5.3.4 振荡电路
实训17 振荡电路的应用
5.4 PLC程序设计
5.4.1 梯形图的基本规则
5.4.2 程序设计的方法
5.4.3 梯形图程序设计的技巧
实训18 PLC控制的电动机正反转能耗制动
实训19 PLC控制的电动机Y/△启动
思考题

第6章 PLC步进顺控指令及其应用
6.1 状态转移图
6.1.1 流程图
6.1.2 状态转移图
6.1.3 状态转移图的理解
6.2 步进顺控指令及其编程方法
6.2.1 步进顺控指令
6.2.2 状态转移图的编程方法
6.2.3 编程注意事项
6.3 单流程的程序设计
6.3.1 设计方法和步骤
6.3.2 程序设计实例
实训20 单流程程序设计
6.4 选择性流程的程序设计
6.4.1 选择性流程及其编程
6.4.2 程序设计实例
实训21 选择性流程程序设计
6.5 并行性流程的程序设计
6.5.1 并行性流程及其编程
6.5.2 程序设计实例
实训22 并行性流程的程序设计
6.6 复杂流程及跳转流程的程序设计
6.6.1 复杂流程的程序编制
6.6.2 跳转流程的程序编制
6.7 用辅助继电器实现顺序控制的程序设计
6.7.1 用辅助继电器实现顺序控制的设计思想
6.7.2 使用启保停电路的程序设计
6.7.3 使用置位复位指令的程序设计
实训23 用辅助继电器实现顺序控制
思考题

第7章 PLC功能指令、特殊模块及其应用
7.1 功能指令概述及基本规则
7.1.1 功能指令的表达形式
7.1.2 数据长度和指令类型
7.1.3 操作数
7.2 常用功能指令简介
7.2.1 程序流程指令
7.2.2 传送与比较指令
7.2.3 算术与逻辑运算指令
7.2.4 循环与移位指令
7.2.5 数据处理指令
7.2.6 外部设备I/O指令
7.2.7 触点比较指令
实训24 常用功能指令的应用
7.3 特殊功能模块
7.3.1 温度A/D输入模块FX2N-4AD-PT
实训25 FX2N-4AD-PT的应用
7.3.2 模拟量输入模块FX3U-4AD
实训26 FX3U-4AD的应用
7.3.3 D/A输出模块FX2N-2DA
实训27 FX2N-2DA的应用
思考题

第8章 PLC的相关知识
8.1 PLC的产生
8.1.1 PLC的由来
8.1.2 PLC的定义
8.2 PLC的分类
8.2.1 按输入/输出点数分
8.2.2 按结构形式分
8.2.3 按生产厂家分
8.3 FX系列PLC概述
8.3.1 概况
8.3.2 型号含义
8.3.3 FX1S系列PLC
8.3.4 FX1N系列PLC
8.3.5 FX2N系列PLC
8.3.6 FX3U系列PLC
8.3.7 一般技术指标
8.4 PLC的特点
8.5 PLC的应用领域及发展趋势
8.5.1 PLC的应用领域
8.5.2 PLC的发展趋势
思考题

第9章 通用变频器及其应用
9.1 三相交流异步电动机的调速
9.1.1 交流调速原理
9.1.2 调速的基本方法
9.2 变频器的结构
9.2.1 外部结构
9.2.2 内部结构
9.3 变频器的工作原理
9.3.1 基本控制方式
9.3.2 逆变的基本原理
9.3.3 正弦脉宽调制
9.3.4 脉宽调制型变频器
9.4 变频器的PU操作
9.4.1 主接线
9.4.2 操作面板
9.4.3 变频器的基本参数
9.4.4 PU单元的操作
实训28 变频器的PU操作
9.5 变频器的EXT运行操作
9.5.1 外部端子
9.5.2 外部运行操作
实训29 外部信号控制变频器的运行
9.6 变频器的组合操作
9.6.1 组合运行方式
9.6.2 参数设置
实训30 变频器的组合操作
9.7 变频器的多段调速及应用
9.7.1 变频器的多段调速
9.7.2 注意事项
实训31 三相异步电动机多速运行的综合控制
实训32 PLC、变频器在恒压供水系统中的应用
9.8 变频器的程序运行及应用
9.8.1 参数设置
9.8.2 控制端子
9.8.3 程序运行方式
9.8.4 应用实例
实训33 PLC、变频器在工业洗衣机控制系统中的综合应用
实训34 PLC、变频器在刨床控制系统中的综合应用
9.9 变频器的模拟量控制及应用
9.9.1 相关端子及参数
9.9.2 FX0N-3A模块的使用
实训35 PLC、模拟量模块及变频器的综合应用
思考题

附录A 常用图形符号和文字符号
附录B FX2N的性能规格
附录C FX系列PLC的软元件
附录D FX系列PLC功能指令一览表
附录E 变频器参数表
附录F 变频器出错（报警）定义
附录G 可编程控制器实训装置简介

参考文献

保证电气控制电路工作的可靠性，最主要的是选择可靠的电器元件。此外，在具体的电气控制电路设计上要注意以下几点。
①正确连接电器元件的触头。在控制电路设计时，应使分布在电路不同位置的同一电器触头尽量接到同一个极或尽量共接同一等电位点上，这样既节省了导线，又避免在电器触头上引起短路，如图3．12所示。
②正确连接电器的线圈。在交流控制电路中不允许串联接人两个电器元件的线圈（即使外加电压是两个线圈额定电压之和），若需要两个电器元件同时工作，应将其线圈并联连接。
③避免出现寄生电路。在控制电路的动作过程中，出现不是由于误操作而产生的意外接通的电路称为寄生电路。图3-14所示为一个具有指示灯和过载保护的电动机正反转电路，在正常工作时，能实现正反向启动、停止和信号指示。但当热继电器FR动作时，FR的常闭触头断开后就出现了寄生电路，使接触器不能可靠释放而得不到过载保护。若将FR的常闭触头移到sBl的前面就可以避免寄生电路的产生。
④在电气控制电路中应尽量避免许多电器元件依次动作才能接通另一个电器元件的控制电路。
⑤在频繁操作的可逆电路中，正反向接触器之间要有必要的电气联锁和机械联锁。
⑥设计的电气控制电路应能适应所在电网的情况，并据此来决定电动机的启动方式是直接启动还是间接启动。
⑦在设计电气控制电路时，应充分考虑继电器触头的接通和分断能力。若要增加接通能力，可用多触头并联；若要增加分断能力，可用多触头串联。
（3）保证电气控制电路工作的安全性
电气控制电路应具有完善的保护环节来保证整个生产机械的安全运行，消除在其工作不正常或误操作时所带来的不利影响，避免事故的发生。在电气控制电路中常设的保护环节有短路、过流、过载、失压、弱磁、超速、极限保护等。
①短路保护。众所周知，在电路发生短路时，强大的短路电流容易引起各种电气设备和电器元件的绝缘损坏及机械损坏。因此，当电路发生短路时，应迅速而可靠地切断电源。
②过电流保护。在电动机运行过程中，有各种各样的情况会引起电动机产生很大的电流，从而造成电动机或生产机械设备的损坏。例如，不正确的启动和过大的负载会引起电动机的过电流；过大冲击负载会引起电动机的冲击电流，损坏电动机或机械设备；过大的转矩会使生产机械的机械转动部分受到损坏。因此，常采用过电流继电器保护电动机和机械设备。
……

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