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第一篇 电气控制技术3

1 常用低压电器3

1.1低压电器的基本知识3

1.1.1低压电器的分类3

1.1.2低压电器的电磁系统4

1.1.3低压电器的触点系统6

1.1.4低压电器的灭弧系统7

1.1.5低压电器的主要技术参数8

1.2接触器9

1.2.1交流接触器9

1.2.2直流接触器10

1.2.3接触器的主要技术参数10

1.2.4接触器的常用型号及电气符号10

1.2.5接触器的选择13

1.3继电器13

1.3.1电磁式继电器13

1.3.2时间继电器17

1.3.3热继电器22

1.3.4速度继电器26

1.3.5固态继电器27

1.4熔断器28

1.4.1熔断器的结构原理及分类28

1.4.2熔断器的主要技术参数28

1.4.3常用的熔断器29

1.4.4熔断器的选择原则32

1.5低压开关和低压断路器33

1.5.1低压开关33

1.5.2低压断路器37

1.6主令电器40

1.6.1按钮40

1.6.2位置开关42

1.6.3万能转换开关44

1.6.4主令控制器与凸轮控制器46

1.7其他低压电器47

1.7.1启动器47

1.7.2牵引电磁铁48

1.7.3频敏变阻器48

习题及思考题49

2 基本电气控制线路51

2.1电气控制线路的绘图原则及标准51

2.1.1电气控制系统图中的图形符号、文字符号及接线端子标记51

2.1.2电气原理图57

2.1.3电气元件布置图59

2.1.4电气安装接线图60

2.2交流电动机的基本控制线路61

2.2.1三相笼型异步电动机的启动控制线路61

2.2.2异步电动机的正反转控制线路63

2.2.3其他控制线路66

2.3交流异步电动机的降压启动控制线路67

2.3.1笼型异步电动机的降压启动67

2.3.2三相绕线式异步电动机的启动控制线路73

2.4交流异步电动机的制动控制线路77

2.4.1反接制动控制线路77

2.4.2能耗制动控制线路80

2.4.3其他制动控制线路83

习题及思考题85

3 电机调速控制线路87

3.1概述87

3.2三相异步电动机的基本调速控制线路88

3.2.1三相笼型异步电动机的变极调速控制线路88

3.2.2绕线式异步电动机转子串电阻的调速控制线路89

3.2.3电磁调速异步电动机的控制线路90

3.3三相异步电动机的变频调速控制线路92

3.3.1变频调速原理93

3.3.2变频调速的机械特性93

3.3.3变频器94

3.4直流电动机的控制线路98

3.4.1直流电动机的基本控制线路98

3.4.2直流电动机调速控制线路102

3.5步进电机的调速控制105

3.5.1步进电机控制原理及特点105

3.5.2步进电机分类及性能指标107

3.5.3步进电机控制107

习题及思考题110

4典型生产机械设备的电气控制111

4.1普通车床的电气控制111

4.1.1普通车床的主要工作情况111

4.1.2 C650型卧式普通车床111

4.1.3 C650型卧式普通车床电气控制线路分析112

4.2普通铣床的电气控制115

4.2.1普通铣床的主要工作情况115

4.2.2 X62W型卧式普通铣床的主要结构和运动形式116

4.2.3 X62W型卧式普通铣床电气控制线路分析116

4.3数控车床的电气控制121

4.3.1数控车床的主要工作情况122

4.3.2 CK0630型数控车床的性能指标122

4.3.3数控车床电气控制线路分析122

4.4数控铣床的电气控制132

4.4.1数控铣床的主要工作情况132

4.4.2数控铣床控制系统简介133

4.4.3数控铣床的电气控制线路135

习题及思考题138

第二篇 可编程序控制器技术141

5PLC的发展史141

5.1 PLC的简史及定义141

5.2 PLC的特点142

5.3 PLC的应用和发展前景143

5.3.1 PLC的应用143

5.3.2 PLC的发展前景144

习题及思考题144

6PLC的基本组成及工作原理145

6.1 PLC的基本组成145

6.2 PLC的基本工作原理149

6.2.1 PLC的工作过程149

6.2.2输入／输出的滞后现象151

6.3 PLC的编程语言152

6.3.1梯形图语言152

6.3.2助记符语言153

6.3.3功能图语言153

6.3.4顺序功能图语言154

6.3.5高级语言154

习题及思考题154

7PLC的基本指令系统155

7.1三菱FX系列PLC简介155

7.1.1 FX系列PLC的特点155

7.2 FX系列PLC的系统配置155

7.2.1 FX系列PLC型号命名方式155

7.2.2 FX系列PLC的基本构成156

7.3 FX系列PLC内部资源159

7.3.1输入继电器（X）与输出继电器（Y）160

7.3.2辅助继电器（M）160

7.3.3状态继电器（S）161

7.3.4定时器（T）162

7.3.5计数器（C）164

7.3.6指针（P/I）168

7.3.7数据寄存器（D）169

7.4基本指令系统170

7.4.1 LD、LDI、OUT指令171

7.4.2 AND、ANI指令172

7.4.3 OR、ORI指令173

7.4.4 ANB块与指令175

7.4.5 ORB块或指令175

7.4.6 LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP和ORF指令178

7.4.7 MPS、MRD、MPP多重输出指令179

7.4.8 MC、MCR指令182

7.4.9 SET、RST指令185

7.4.10 PLS、PLF指令186

7.4.11 INV取反指令187

7.4.12 NOP、END指令189

7.4.13定时器与计数器指令189

7.5编程注意事项191

7.6编程实例193

7.6.1保持电路193

7.6.2优先电路193

7.6.3比较电路（译码电路）193

7.6.4分频电路194

7.6.5顺序控制194

7.6.6振荡电路195

7.6.7时钟电路195

7.6.8十字路口交通信号灯的控制196

习题及思考题198

8PLC步进顺控指令系统200

8.1状态转移图（SFC图）200

8.2步进顺控指令及编程201

8.2.1步进顺控指令201

8.2.2状态转移图与步进梯形图的转换204

8.3状态转移图流程的形式204

8.3.1单流程205

8.3.2选择性分支与汇合205

8.3.3并行分支与汇合207

8.3.4分支与汇合的组合208

8.4编程实例211

习题及思考题218

9PLC功能指令系统220

9.1功能指令的表示形式及含义220

9.1.1功能指令的表示形式220

9.1.2功能指令的含义220

9.2功能指令的分类与操作数说明223

9.2.1功能指令的分类223

9.2.2功能指令操作数说明224

9.3功能指令说明232

9.3.1跳转及中断指令说明232

9.3.2传送比较指令说明244

9.3.3四则逻辑运算指令说明258

9.3.4循环移位与移位指令说明266

9.3.5数据处理指令说明277

9.3.6高速处理指令说明284

9.3.7方便指令说明294

9.3.8外部设备1/O指令说明308

9.3.9外部（围）设备（SER）指令说明321

9.3.10浮点数运算指令（Ⅰ）说明330

9.3.11浮点数运算指令（Ⅱ）说明333

9.3.12浮点数运算指令（Ⅲ）说明336

9.3.13数据处理指令说明338

9.3.14定位用指令说明339

9.3.15时钟运算指令说明343

9.3.16外围设备用指令说明348

9.3.17触点型比较指令说明350

习题及思考题353

10PLC特殊功能模块356

10.1模拟量输入模块FX2N-4AD356

10.1.1概述356

10.1.2 FX2N-4AD的电路接线356

10.1.3 FX2N-4AD的性能指标357

10.1.4编程及应用360

10.2模拟量输出模块FX2N-4DA362

10.2.1概述362

10.2.2 FX2N-4DA的电路接线362

10.2.3 FX2N-4DA的性能指标363

10.2.4编程及应用366

10.3高速计数模块FX2N-1HC367

10.3.1概述367

10.3.2 FX2N-1HC的电路接线367

10.3.3 FX2N-1HC的性能指标368

10.3.4编程及应用375

10.4其他特殊功能模块介绍377

10.4.1 PID过程控制模块FX2N-2LC377

10.4.2运动控制模块377

10.4.3可编程凸轮开关FX2N-1RM-SET379

10.4.4通信模块379

10.4.5网络通信特殊功能模块380

10.5图形操作终端381

10.5.1小型显示器FX-10DU-E381

10.5.2显示模块FX-10DM-E381

10.5.3图形操作终端F940WGOT-TWD-C382

10.6特殊功能模块的应用382

10.6.1模拟量输入及输出模块的应用382

10.6.2高速计数模块的应用385

习题及思考题391

11PLC编程与通信392

11.1三菱PLC编程软件392

11.1.1概述392

11.1.2程序编制395

11.1.3程序的检查396

11.1.4 GX Developer程序的写入与读取397

11.1.5 GX Developer的监视运行状态398

11.2 PLC通信基本概念398

11.2.1通信系统的基本组成398

11.2.2通信方式399

11.2.3通信介质400

11.2.4 PLC的通信接口401

11.2.5通信协议401

11.3 PLC与计算机的通信402

11.3.1基本概念402

11.3.2通信链接402

11.3.3通信协议404

11.3.4计算机与多台PLC的链接406

11.4 PLC与PLC之间的通信409

11.5 PLC的网络简介412

习题及思考题415

12PLC控制系统设计与应用416

12.1 PLC控制系统设计概要416

12.1.1 PLC控制系统设计的基本原则416

12.1.2 PLC控制系统设计的基本内容416

12.1.3 PLC控制系统设计的一般步骤417

12.2 PLC的接口电路418

12.2.1 PLC的输入接口电路418

12.2.2 PLC的输出接口电路420

12.2.3 PLC电源电路421

12.3 PLC控制系统设计及应用举例421

12.3.1气动机械手的PLC控制421

12.3.2霓红灯广告屏的PLC控制425

12.3.3单轴数控的PLC控制430

12.3.4组合机床的PLC控制434

12.3.5 PLC在恒温控制过程中的应用439

习题及思考题446

第三篇 电气控制与PLC实验技术446

13 电气控制实验451

实验1三相异步电动机的启停、正／反转控制实验451

实验2三相交流电动机的能耗及反接制动实验454

实验3交流电动机变频调速控制实验457

实验4直流电动机（他励）控制线路实验460

14PLC控制实验462

实验1 PLC认识及编程操作实验462

实验2定时器、计数器指令实验470

实验3移位寄存器指令实验474

实验4交通信号灯的自动控制实验479

实验5舞台艺术灯的PLC控制实验483

实验6驱动步进电动机的PLC控制实验486

实验7 PLC控制多台电动机顺序运行实验491

实验8交流电动机Y/△启动的PLC控制实验495

实验9机械手的PLC控制实验499

实验10 PLC与变频器控制电动机实验503

15 课题设计选题507

课题1三路智力抢答器的PLC控制507

课题2花式喷水池的PLC控制509

课题3六层电梯的PLC控制511

课题4全自动洗衣机的PLC控制513

课题5工业机械手的PLC控制515

课题6自动售货机的PLC控制517

课题7输送带的PLC控制518

课题8自动卸料爬斗的PLC控制519

课题9箱体加工专用机床的PLC控制521

课题10产品在流水线上的测试与分检控制523

课题11多种液体自动混合装置的PLC控制525

课题12注塑机的PLC控制526

课题13小车行车方向的PLC控制528

课题14数控圆弧插补的PLC控制529

附录531

附录1三菱FX系列PLC指令一览表531

一 基本指令简表531

二 功能指令一览表532

附录2 FX2N系列PLC内部软元件分配一览表536

参考文献537