本书以能力培养为核心，以实践教学为主，理论教学为辅，突出理论与实践的结合。
本书共分9章、39个实训和5个附录。理论教学方面，本书介绍常用的低压电器、电路分析方法、基本控制电路及典型电路分析，PLC的特点、结构、工作原理，基本指令、步进顺控指令和常用的功能指令以及它们的应用，模拟量控制、联网通信等特殊功能模块及其应用。实践教学方面，介绍电力拖动、PLC硬件、PLC程序设计、Fx-20P-E编程器和最新编程软件GX Developer，PLC与变频器综合应用，PLC、变频器、触摸屏、特殊模块的综合应用。
本书集理论与实践于一体，集实验、实训、实习于一体，集技术应用能力、工程设计能力和创新能力的培养于一体，可作为高职高专院校电子类、机电类等相关专业的理论与实训教材，也可以作为技能鉴定的培训教材，还可供相关工程技术人员参考

第1章 常用的低压电器 1
1.1 概述 1
1.1.1 低压电器的分类 1
1.1.2 低压电器的主要技术数据 1
1.1.3 选择低压电器的注意事项 2
1.1.4 低压电器的型号表示法 2


1.2 电磁式低压电器的结构和工作原理 3
1.2.1 电磁机构 3
1.2.2 触头系统 4
1.2.3 灭弧系统 4


1.3 配电电器 5
1.3.1 刀开关 5
1.3.2 低压断路器 6
1.3.3 漏电保护开关 8
1.3.4 低压熔断器 10


1.4 控制电器 12
1.4.1 接触器 12
1.4.2 主令电器 14


1.5 继电器 16
1.5.1 电磁式继电器 16
1.5.2 时间继电器 17
1.5.3 热继电器 19


1.6 无触点电器 21
1.6.1 接近开关 21
1.6.2 温度继电器 22
1.6.3 固态继电器 22
1.6.4 光电继电器 23


1.7 电动机 24
1.7.1 三相异步电动机 24
1.7.2 直流电机 29
习题 31


第2章 基本的电气控制系统 32
2.1 电气工程图及绘制 32
2.1.1 图形符号和文字符号 32
2.1.2 电路图 33
2.1.3 电器元件布置图 35
2.1.4 接线图 35


2.2 电气控制线路的分析方法 35
2.2.1 查线读图法 35
2.2.2 逻辑代数法 36


2.3 电动机直接起动控制线路 37
2.3.1 点动及单向连续运转控制 37
2.3.2 正反转控制 38
2.3.3 顺序控制 38
2.3.4 行程控制 39


2.4 电动机降压起动控制线路 41
2.4.1 Y/D降压起动 41
2.4.2 定子串接电阻降压起动 43
2.4.3 定子串接自耦变压器降压起动 43
2.4.4 转子绕组串接电阻起动 44
2.4.5 转子绕组串接频敏变阻器起动 45


2.5 异步电动机的制动控制线路 46
2.5.1 反接制动 46
2.5.2 能耗制动 47


2.6 异步电动机的调速控制线路 47
2.6.1 双速电动机的控制 47
2.6.2 三速电动机的控制 49


2.7 直流电动机的控制线路 50
2.8 典型机械控制线路 52
2.8.1 车床电气控制线路 52
2.8.2 钻床电气控制线路 54
习题 57


实训课题1 继电控制实训 58
实训1 电动机的起保停控制 58
实训2 电动机的两地控制 60
实训3 电动机的能耗制动控制 62
实训4 电动机的正反转控制 64
实训5 电动机的自动顺序控制 66
实训6 电动机的Y/D降压起动控制 67


第3章 可编程控制器概述 71
3.1 可编程控制器的产生 71
3.1.1 PLC的由来 71
3.1.2 PLC的定义 72


3.2 可编程控制器的特点 72
3.3 可编程控制器的分类 73
3.3.1 按输入/输出点数分 73
3.3.2 按结构形式分 74
3.3.3 按生产厂家分 74


3.4 可编程控制器的编程语言 75
3.4.1 PLC编程语言的国际标准 75
3.4.2 梯形图的主要特点 76


3.5 可编程控制器的技术性能指标 76
3.6 可编程控制器的应用领域及发展趋势 77
3.6.1 PLC的应用领域 77
3.6.2 PLC的发展趋势 78
习题 78


第4章 FX系列可编程控制器 80
4.1 FX系列可编程控制器概述 80
4.1.1 三菱小型PLC的发展历史 80
4.1.2 FX系列型号的含义 80
4.1.3 FX系列PLC的一般技术指标 80


4.2 FX系列可编程控制器的子系列 82
4.2.1 FX1S系列PLC 82
4.2.2 FX1N系列PLC 82
4.2.3 FX2N系列PLC 83
4.2.4 FX2NC系列PLC 83
4.2.5 FX系列扩展单元、扩展模块 84


4.3 FX系列可编程控制器的基本组成 85
4.3.1 硬件 85
4.3.2 软件 88


4.4 FX系列可编程控制器的软元件 88
4.4.1 PLC的软元件概述 88
4.4.2 FX2N的软元件 88


4.5 FX系列可编程控制器的工作原理 96
4.5.1 扫描工作方式 96
4.5.2 扫描周期 98
4.5.3 输入/输出滞后时间 98
习题 98


实训课题2 FX系列PLC的硬件 99
实训7 FX2N系列PLC的认识 99
实训8 FX-20P-E手持编程器的操作 101


第5章 基本逻辑指令及其应用 118
5.1 基本逻辑指令 118
5.1.1 逻辑取及驱动线圈指令LD/LDI/OUT 118
5.1.2 触点串、并联指令AND/ANI/OR/ORI 119
5.1.3 电路块连接指令ORB/ANB 121
5.1.4 多重输出电路指令MPS/MPD/MPP 122
5.1.5 置位与复位指令SET/RST 124
5.1.6 脉冲输出指令PLS/PLF 125
5.1.7 脉冲式触点指令LDP/LDF/ANP/ANF/ORP/ORF 126
5.1.8 主控触点指令MC/MCR 127
5.1.9 逻辑运算结果取反指令INV 128
5.1.10 空操作和程序结束指令NOP/END 128


5.2 梯形图的基本规则 129
5.3 基本电路的编程 131
5.4 梯形图程序设计的技巧 138
5.4.1 转换法 138
5.4.2 逻辑法 144
5.4.3 经验法 149
习题 152


实训课题3 编程软件的使用 154
实训9 GX Developer编程软件的使用 154


实训课题4 电动机的PLC控制 161
实训10 电动机循环正反转的PLC控制 161
实训11 电动机正反转能耗制动的PLC控制（1） 163
实训12 电动机Y/△起动的PLC控制 165


实训课题5 基本逻辑指令的应用 167
实训13 数码管循环点亮的PLC控制 167
实训14 彩灯循环点亮的PLC控制 169


第6章 步进顺控指令及其应用 172
6.1 状态转移图及步进顺控指令 172
6.1.1 流程图 172
6.1.2 状态转移图 172
6.1.3 状态继电器 174
6.1.4 步进顺控指令 175


6.2 步进顺控的编程方法 176
6.2.1 状态转移图的编程方法 176
6.2.2 编程注意事项 177
6.2.3 单流程状态转移图的编程 179


6.3 选择性流程与并行性流程的程序编制 184
6.3.1 选择性流程及其编程 185
6.3.2 并行性流程及其编程 189


6.4 复杂流程及跳转流程的程序编制 192
6.4.1 复杂流程的程序编制 192
6.4.2 跳转流程的程序编制 196


6.5 用辅助继电器实现顺序控制的程序编制 196
6.5.1 用辅助继电器实现顺序控制的设计思想 197
6.5.2 使用起保停电路的编程方法 197
6.5.3 使用置位复位指令的编程方法 200
习题 202


实训课题6 单流程的控制 204
实训15 机械手的PLC控制 204
实训16 自动焊锡机的PLC控制 206
实训17 工业洗衣机的PLC控制 207


实训课题7 选择性流程的控制 209
实训18 电动机正反转能耗制动的PLC控制（2） 209
实训19 皮带运输机的PLC控制 209


实训课题8 并行性流程的控制 211
实训20 自动交通灯的PLC控制 211
实训21 双头钻床的PLC控制 215


第7章 功能指令及其应用 218
7.1 功能指令的基本规则 218
7.1.1 功能指令的表示形式 218
7.1.2 数据长度和指令类型 219
7.1.3 操作数 220


7.2 功能指令介绍 221
7.2.1 程序流程指令 221
7.2.2 传送与比较指令 226
7.2.3 算术与逻辑运算指令 228
7.2.4 循环与移位指令 233
7.2.5 数据处理指令 234
7.2.6 高速处理指令 237
7.2.7 方便指令 238
7.2.8 外部设备I/O指令 241
7.2.9 外部设备SER指令 243
7.2.10 触点比较指令 249
习题 251


实训课题9 功能指令的应用 251
实训22 功能指令实现数码管循环点亮 251
实训23 功能指令实现交通灯的控制 253
实训24 8站小车的呼叫控制 255


第8章 特殊功能模块及其应用 258
8.1 模拟量处理模块 258
8.1.1 普通A/D输入模块 258
8.1.2 温度A/D输入模块 264
8.1.3 D/A输出模块 267
8.1.4 模拟输入/输出模块FX0N-3A 268


8.2 通信扩展板 270
8.2.1 FX2N-232-BD 271
8.2.2 FX2N-485-BD 273


8.3 CC-Link现场总线模块 274
8.3.1 FX2N-16CCL-M 274
8.3.2 FX2N-32CCL 279
8.4 其他特殊功能模块 281
8.4.1 定位控制模块 281
8.4.2 人机界面 284
习题 284


实训课题10 模拟量控制模块的应用 285
实训25 FX2N-4AD的应用 285
实训26 FX2N-2DA的应用 287
实训课题11 触摸屏的使用 289
实训27 触摸屏控制电动机的正反转 289


第9章 PLC与变频器综合实训 297
9.1 变频器实训 297
实训课题12 变频器基础实训 297
实训28 A500系列变频器的基本操作 297
实训29 操作面板与外部信号的组合控制 304


9.2 PLC与变频器的综合实训 309
实训课题13 变频器多段调速的应用 309
实训30 三相异步电动机多速运行的综合控制 309
实训31 恒压供水系统的综合控制 312


实训课题14 变频器程序运行的应用 315
实训32 工业洗衣机的综合控制 315
实训33 刨床的综合控制 319


实训课题15 PLC与变频器在电梯上的综合应用 322
实训34 PLC与变频器在三层电梯中的综合控制 322
实训35 PLC与变频器在四层电梯中的综合控制 328
9.3 PLC、变频器、触摸屏、特殊功能模块的综合应用 331


实训课题16 PLC、变频器、触摸屏、模拟量模块的综合应用 331
实训36 中央空调循环水节能系统的综合控制 331
实训37 恒压供水的PID控制 342


实训课题17 PLC、变频器通信的综合应用 347
实训38 PLC与变频器的RS-485通信 347
实训39 电动机群组的CC-Link网络控制 352


附录A 低压断路器、熔断器的技术参数 358
附录B FX2N性能规格 360
附录C FX系列PLC的软元件 362
附录D FX系列PLC功能指令一览表 363
附录E 变频器参数表 367
参考文献 373

第1章 常用的低压电器
1.1 概述
凡是对电能的生产、输送、分配和使用起控制、调节、检测、转换及保护作用的电气设备都可称为电器。电器是所有电工器械的简称。我国现行标准将工作在交流50Hz、额定电压1200V及以下和直流额定电压1500V及以下电路中的电器称为低压电器。低压电器种类繁多，它作为基本元器件已广泛用于发电厂、变电所、工矿企业、交通运输和国防工业等电力输配电系统和电力拖动控制系统中。随着科学技术的不断发展，低压电器将会沿着体积小、质量轻、安全可靠、使用方便及性价比高的方向发展。
1.1.1 低压电器的分类
低压电器的品种、规格很多，作用、构造及工作原理各不相同，因而有多种分类方法。
1. 按用途分
低压电器按它在电路中所处的地位和作用可分为低压控制电器和低压配电电器两大类。低压控制电器是指电动机完成生产机械要求的起动、调整、反转和停止所用的电器，低压配电电器是指正常或事故状态下接通和断开用电设备和电电网所用的电器。
2. 按动作方式分
低压电器按它的动作方式可分为自动切换电器和非自动切换电器。前者是依靠本身参数的变化或外来信号的作用，自动完成接通或分断等运作； 后者主要是用手直接操作来进行切换。
3. 按执行机理分
低压电器按它有无触可分为有触点电器和无触电器两大类。目前有触点的电器仍占多数，有触点电器有动触点和静触点之分，利用触点的合与分来实现电路的通与断。无触点电器没有触点，主要利用晶体管的开关效应，即导通或截止来实现电路的通断。