《电气控制与PLC应用技术 第3版》共分为10章,主要内容包括常用低压电器、电气控制电路的基本控制环节、机床电气控制系统、可编程序控制器(PLC)的基本组成、工作原理、逻辑元件、指令系统、编程方法、应用设计技术、编程器和编程软件的使用等知识。
《电气控制与PLC应用技术 第3版》尽可能做到语言简捷、通俗易懂、内容丰富、实用性强、理论联系实际,除了介绍传统的控制技术以外,还详细叙述了可编程序控制器的应用技术,并通过一些实例介绍了PLC的设计方法和技巧。《电气控制与PLC应用技术 第3版》大部分章节都配有相关技能训练项目,以突出实践技能和应用能力的培养。
《电气控制与PLC应用技术 第3版》可作为高职高专院校电气自动化、楼宇自动化、机电一体化、机械设计与制造、数控机床及其相关专业的教材用书,也可作为电气技术人员的参考书和培训教材。
随着科学技术的不断发展,生产工艺的要求不断提高,电气控制技术经历了从手动到自动、从简单到复杂、从单一到多功能、从硬件控制到软件控制的不断变革。.
20世纪70年代,一种新型工业控制器——可编程序控制器(PLC)问世,它以微处理技术为核心,综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术,以软件手段实现各种控制功能,具有极高的抗干扰能力,适宜各种恶劣的生产环境,兼备了计算机和继电器两种控制方式的优点,形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构,使用户程序的编制清晰直观、方便易学,调试和查错容易,其本身结构简单、性能优越、体积小、重量轻、耗电省,同时价格便宜,使其在电气控制领域异军突起,并迅速发展起来。目前,PLC已作为一种标准化通用设备应用于机械加工、自动机床、木材加工、冶金工业、建筑施工、交通运输、纺织、造纸和化工等行业,对传统的控制系统进行技术改造,使工厂自动控制技术产生了很大的飞跃。因此,作为一个电气技术人员,必须掌握可编程序控制器的基本原理、编程方法和应用技术,才能适应目前自动控制技术领域的飞快发展。
电气控制技术涉及面很广,“电气控制与PLc应用技术”课程从应用角度出发,以培养学生对电气控制系统的分析能力和设计能力为主要目的,讲授电气控制技术领域内的新技术。“电气控制与PLC应用技术”是实践性较强的主要专业课之一。本课程是在学习“电机原理”和“电力拖动基础”课程之后进行授课的,参考学时为60—80学时。
本课程除理论教学外,还有实验教学、现场教学、课程设计、生产实习和毕业设计等实践性教学环节,使学生在学习中能理论和实践相结合,除掌握电气技术人员所必需的理论知识外,还应具有较强的实践能力。
本书根据高等职业教育的特点和培养目标进行编写,为了加强技术应用能力的培养,采用淡化理论、突出应用的写法,介绍目前国内外电气控制技术领域的新技术和新产品。在编写中融入“工学结合”的教学理念,力求内容全面、语言简捷、通俗易懂、实例丰富、图文并茂。在大部分章节后面都配有技能训练项目,供实习、实训和职业技能培训参考。
本书共有10章,内容分为两大部分:
第一部分为电气控制技术(第1~第3章),主要包括常用低压电器的结构、原理及使用的有关知识、继电器一接触器控制电路的基本控制环节、工厂常用机床电气控制的原理分析和故障诊断方法。
第二部分为可编程序控制器应用技术(第4~第10章),主要以三菱电机公司的FX2N系列可编程序控制器为载体,介绍小型可编程序控制器的特点、结构组成、工作原理、内部逻辑元件、指令系统、编程规则与技巧、应用技术、编程器使用、编程软件使用等。
本书可作为高职高专院校电气自动化、楼宇自动化、机电一体化、机械设计与制造、数控机床及其相关专业的教学用书,也可作为电气技术人员的参考书和培训教材。
本书由黄河水利职业技术学院吴丽任主编,并编写第7、10章,何瑞编写第1、2、3章,葛芸萍编写第4、5、6、8、9章。
由于编者水平有限,书中难免出现不妥与错误之处,恳请读者批评指正。
编者
目录
前言
第1章常用低压电器1
1.1低压电器的基本知识1
1.1.1低压电器的分类1
1.1.2电磁式电器1
1.1.3电弧和灭弧方法3
1.1.4低压电器的主要技术参数4
1.1.5低压电器的型号4
1.2开关电器5
1.2.1刀开关5
1.2.2组合开关6
1.2.3低压断路器6
1.3接触器8
1.3.1交流接触器8
1.3.2直流接触器9
1.3.3接触器的主要技术指标9
1.3.4接触器的选择10
1.3.5接触器的安装与使用10
1.4继电器10
1.4.1电磁式继电器11
1.4.2热继电器12
1.4.3时间继电器13
1.4.4速度继电器15
1.5熔断器16
1.5.1熔断器的结构和原理16
1.5.2熔断器的分类16
1.5.3熔断器的选择及性能指标17
1.5.4熔断器的使用、安装及维修注意
事项17
1.6主令电器18
1.6.1控制按钮18
1.6.2位置开关18
1.6.3接近开关19
1.6.4万能转换开关19
1.7技能训练20
1.7.1训练项目1交流接触器的拆装
与测试20
1.7.2训练项目2时间继电器的
测试21
1.8小结22
1.9习题22
第2章电气控制电路的基本控制
环节24
2.1电气控制系统图的基本知识24
2.2三相异步电动机全压起动控制电路28
2.2.1单向运转控制电路28
2.2.2可逆旋转控制电路31
2.3三相异步电动机减压起动控制电路34
2.3.1定子串电阻起动控制电路34
2.3.2自耦变压器减压起动控制电路35
2.3.3星形三角形减压起动控制电路36
2.3.4延边三角形减压起动控制电路36
2.4三相绕线式异步电动机起动控制
电路38
2.4.1转子绕组串电阻起动控制电路38
2.4.2转子绕组串频敏变阻器起动控制
电路40
2.5感应式双速异步电动机变速控制
电路41
2.6三相异步电动机电气制动控制电路43
2.6.1反接制动控制电路43
2.6.2能耗制动控制电路43
2.7直流电动机控制电路44
2.8技能训练48
2.8.1训练项目1电动机连续运转
控制48
2.8.2训练项目2电动机既能点动
又能连续运转控制50
2.8.3训练项目3电动机顺序起动、
逆序停止控制50
2.8.4训练项目4电动机两地控制50
2.8.5训练项目5电动机正、反转
控制50
2.8.6训练项目6自动往返行程
控制51
2.8.7训练项目7电动机△减压
起动控制51
2.9小结51
2.10习题51
第3章机床电气控制系统53
3.1电气控制系统分析基础53
3.2M7120型平面磨床的电气控制电路
分析54
3.2.1M7120型平面磨床概述54
3.2.2M7120型平面磨床电气控制
分析55
3.3Z3040型摇臂钻床的电气控制58
3.3.1Z3040型摇臂钻床概述58
3.3.2Z3040型摇臂钻床电气控制
分析60
3.4X62W型万能铣床的电气控制63
3.4.1X62W型万能铣床概述63
3.4.2X62W型万能铣床电气控制
分析64
3.5T68型卧式镗床的电气控制 69
3.5.1T68型卧式镗床概述70
3.5.2T68型卧式镗床电气控制分析71
3.6技能训练74
3.6.1训练项目1X62W型万能铣床
电气故障检测74
3.6.2训练项目2T68型卧式镗床电气
故障检测76
3.7小结79
3.8习题79
第4章PLC的基本知识81
4.1PLC的产生81
4.2PLC特点81
4.3PLC的应用和发展83
4.3.1PLC的应用83
4.3.2PLC的发展83
4.4常用PLC产品84
4.5PLC的工作原理88
4.6PLC的组成89
4.6.1FX系列型号及意义89
4.6.2硬件组成90
4.6.3软件组成91
4.7三菱FX系列PLC逻辑元件92
4.8小结97
4.9习题98
第5章基本逻辑指令99
5.1基本逻辑指令概述99
5.1.1触点起始/输出线圈指令(LD/
LDI/OUT)99
5.1.2触点串联/并联指令100
5.1.3电路块指令101
5.1.4多重输出电路/主控触点指令102
5.1.5置位/复位指令(SET/RST)105
5.1.6脉冲上升沿、下降沿检出的触点
指令107
5.1.7脉冲输出指令(PLS/PLF)107
5.1.8取反/空操作/程序结束指令108
5.2编程的基本规则和技巧109
5.2.1编程的基本规则110
5.2.2编程技巧110
5.3基本逻辑指令应用实例112
5.3.1电动机控制实例112
5.3.2定时器的应用113
5.3.3振荡与分频电路114
5.4技能训练115
5.4.1训练项目1电动机正反转
控制115
5.4.2训练项目2电动机星形三角形
减压起动控制117
5.4.3其他训练项目117
5.5小结118
5.6习题119
第6章步进指令121
6.1状态转移图121
6.2步进指令和步进梯形图121
6.3状态转移图的主要类型122
6.4步进指令的应用126
6.5技能训练128
6.5.1训练项目1电动机顺序起动
控制(选择性流程)128
6.5.2训练项目2十字路口交通灯
控制(并行性流程)128
6.6小结130
6.7习题130
第7章功能指令131
7.1功能指令的基本格式 131
7.2程序流控制(FNC00~FNC09)134
7.3传送和比较指令(FNC10~FNC19)137
7.4算术运算和逻辑运算指令(FNC20~
FNC29)140
7.5循环与移位指令(FNC30~FNC39)142
7.6数据处理功能指令(FNC40~
FNC49)147
7.7高速处理指令(FNC50~FNC59)150
7.8方便功能指令154
7.9技能训练161
7.9.1训练项目1闪光信号灯的
闪光频率控制161
7.9.2训练项目2简单密码锁162
7.9.3训练项目3简易定时报警器163
7.9.4训练项目4四则运算164
7.10小结165
7.11习题165
第8章可编程序控制器的应用168
8.1PLC控制系统设计168
8.1.1PLC控制系统设计的基本原则168
8.1.2PLC控制系统设计的步骤168
8.2PLC的硬件设计169
8.2.1根据外部输入、输出器件选择
PLC的I/O端口169
8.2.2PLC I/O的确定169
8.2.3确定内存容量和存储器的种类170
8.2.4确定CPU的运行速度170
8.2.5确定PLC的外围设备170
8.2.6电源电压的选择170
8.3PLC的软件设计170
8.3.1翻译法170
8.3.2功能图法171
8.3.3逻辑设计法171
8.4PLC在机床控制中的应用172
8.5技能训练175
8.5.1训练项目1自动门控制装置175
8.5.2训练项目2汽车自动清洗
装置176
8.6小结176
8.7习题177
第9章FX20PE编程器的使用179
9.1FX20PE编程器概述179
9.1.1编程器的组成179
9.1.2编程器的操作面板180
9.2编程器的使用181
9.2.1编程器的操作准备182
9.2.2在线编程方式182
9.2.3对用户程序初始化182
9.2.4编程操作183
9.2.5监视/测试操作190
9.3技能训练194
9.3.1训练项目1编程器的使用1194
9.3.2训练项目2编程器的使用2196
9.4小结196
9.5习题196
第10章PLC的编程及仿真软件的
使用197
10.1系统配置197
10.2编程软件197
10.2.1软件功能197
10.2.2软件的安装198
10.2.3编程操作198
10.2.4程序写入与在线监控201
10.2.5状态转移图的绘制202
10.2.6主控指令及主控复位指令的
编程输入方法207
10.3GX Simulator仿真软件的使用207
10.4技能训练项目210
10.4.1训练项目1编程软件的
使用1210
10.4.2训练项目2编程软件的
使用2211
10.5小结211
10.6习题211
参考文献212