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第1章 常用低压电器 1

1.1 概述 1

1.1.1 常用低压电器的分类 1

1.1.2 我国低压电器发展概况 1

1.1.3 国内外低压电器发展趋势 2

1.2 刀开关 4

1.2.1 开启式刀开关 5

1.2.2 开启式负荷开关 5

1.2.3 封闭式负荷开关 6

1.2.4 组合开关 7

1.2.5 刀开关的图形符号和文字符号 8

1.3 熔断器 8

1.3.1 熔断器的结构及工作原理 8

1.3.2 常用低压熔断器 9

1.3.3 熔断器的图形符号和文字符号 11

1.3.4 熔断器的选用 11

1.4 断路器 12

1.4.1 断路器的分类 12

1.4.2 断路器的结构及工作原理 13

1.4.3 断路器的保护特性 13

1.4.4 常用典型断路器 14

1.4.5 断路器的图形符号和文字符号 14

1.4.6 断路器的选用 15

1.5 电磁执行机构 15

1.5.1 电磁机构 15

1.5.2 电磁铁 19

1.5.3 电磁阀 20

1.5.4 电磁制动器 21

1.6 接触器 22

1.6.1 交流接触器 22

1.6.2 直流接触器 24

1.6.3 接触器的图形符号和文字符号 25

1.6.4 接触器的选用 25

1.7 继电器 26

1.7.1 电磁式电流、电压和中间继电器 27

1.7.2 热继电器 30

1.7.3 速度继电器 33

1.7.4 时间继电器 33

1.7.5 干簧继电器 37

1.7.6 固态继电器 37

1.8 主令电器 40

1.8.1 控制按钮 40

1.8.2 行程开关 41

1.8.3 接近开关 41

1.8.4 主令控制器 42

1.8.5 万能转换开关 43

1.8.6 光电开关 44

1.8.7 指示灯 44

1.9 常用低压电器故障及排除 44

1.9.1 触头系统的故障及排除 44

1.9.2 电磁机构的故障及排除 45

1.10 习题 46

第2章 电气控制线路的基本环节 48

2.1 控制线路的原理图、安装图与互连图 48

2.1.1 控制线路的图形符号和文字符号 48

2.1.2 电气线路图的分类与作用 50

2.2 三相异步电动机的全压起动控制线路 52

2.2.1 刀开关控制线路 52

2.2.2 点动控制线路 53

2.2.3 自锁控制线路 53

2.2.4 正反转控制线路 54

2.2.5 顺序控制与多地控制线路 56

2.3 三相笼型异步电动机的减压起动控制线路 57

2.3.1 定子电路串电阻减压起动控制线路 57

2.3.2 星形-三角形减压起动控制线路 59

2.3.3 自耦变压器减压起动控制线路 60

2.3.4 延边三角形减压起动控制线路 62

2.4 三相异步电动机的调速控制线路 63

2.4.1 笼型异步电动机多速控制线路 63

2.4.2 电磁转差离合器调速电动机控制线路 66

2.5 三相异步电动机的制动控制线路 68

2.5.1 笼型异步电动机能耗制动控制线路 69

2.5.2 笼型异步电动机反接制动控制线路 71

2.6 行程控制线路 72

2.6.1 可逆行程控制线路 72

2.6.2 行程控制线路应用举例 73

2.7 电动机的综合保护 75

2.8 习题 77

第3章 典型机械设备电气控制线路 79

3.1 绘制和阅读机械设备电气原理图的基本知识 79

3.2 卧式车床的电气控制线路 80

3.2.1 CA6140型卧式车床的主要结构及运动形式 80

3.2.2 CA6140型卧式车床的电气控制线路分析 81

3.3 平面磨床的电气控制线路 82

3.3.1 M7120型平面磨床的主要结构及运动形式 82

3.3.2 M7120型平面磨床的电气控制线路分析 82

3.4 钻床的电气控制线路 85

3.4.1 Z37型摇臂钻床的主要结构及运动形式 85

3.4.2 Z37型摇臂钻床的电气控制线路分析 86

3.4.3 Z37型摇臂钻床的电气故障分析 89

3.5 万能铣床的电气控制线路 89

3.5.1 X62W型卧式万能铣床的主要结构及运动形式 90

3.5.2 X62W型卧式万能铣床的电气控制线路分析 90

3.5.3 X62W型卧式万能铣床的电气故障分析 96

3.6 电动葫芦的电气控制线路 96

3.6.1 电动葫芦的结构 96

3.6.2 电动葫芦的控制线路分析 97

3.7 习题 97

第4章 可编程序控制器的基础知识 99

4.1 概述 99

4.1.1 PLC的产生和定义 99

4.1.2 PLC的发展状况和趋势 100

4.2 PLC的主要功能和特点 100

4.2.1 PLC的主要功能 100

4.2.2 PLC的特点 101

4.3 PLC的工作原理和基本组成 102

4.3.1 PLC的工作原理 102

4.3.2 PLC控制与继电器控制的区别 104

4.3.3 PLC的基本组成和各部分的作用 105

4.4 S7-200系列PLC的组成 106

4.4.1 S7-200系列PLC的技术指标 106

4.4.2 I/O接口 109

4.5 S7-200系列PLC的编程软元件 110

4.5.1 类型及功能 110

4.5.2 数据类型 112

4.5.3 寻址方式 113

4.6 习题 114

第5章 S7-200系列PLC的指令系统 115

5.1 PLC编程语言 115

5.2 PLC的指令介绍 116

5.2.1 S7-200系列PLC基本逻辑控制指令 116

5.2.2 梯形图的编辑方法 125

5.2.3 功能指令 128

5.3 习题 133

第6章 PLC控制系统设计 136

6.1 PLC控制系统软件设计 136

6.1.1 系统设计的基本步骤 136

6.1.2 PLC软件系统的设计方法 137

6.2 PLC硬件系统设计 138

6.2.1 PLC的基本性能指标 138

6.2.2 PLC的分类 139

6.2.3 PLC的选型 139

6.3 PLC软件编程 142

6.3.1 安装STEP7-Micro/WIN32编程软件 142

6.3.2 STEP7-Micro/WIN32编程软件的主要功能 142

6.3.3 主界面各部分功能 143

6.3.4 STEP7-Micro/WIN32编程软件的使用 145

6.4 PLC软件编程实例 153

6.5 习题 166

第7章 伺服电动机及驱动、变频器原理与应用 168

7.1 步进电动机的驱动与控制 168

7.1.1 步进电动机概述 168

7.1.2 步进电动机驱动电路 172

7.1.3 三相步进电动机的控制 177

7.1.4 四相步进电动机的控制 185

7.2 直流伺服电动机及驱动 188

7.2.1 直流伺服电动机的结构及原理 188

7.2.2 基本驱动控制电路 191

7.2.3 直流电动机控制实例 194

7.3 交流伺服电动机及驱动 197

7.3.1 交流伺服电动机概述 197

7.3.2 交流伺服电动机的驱动 200

7.3.3 IR2132高性能集成交流伺服电动机驱动器 201

7.3.4 智能功率模块 206

7.4 变频器原理及应用 210

7.4.1 变频器的基本构成及原理 210

7.4.2 变频器的类别与选择 213

7.4.3 变频器的应用实例 219

7.4.4 变频器的可靠性与抗干扰措施 226

7.5 习题 233

第8章 数控机床电气控制系统 235

8.1 机床数控系统基本结构及连接 235

8.1.1 机床数控系统结构 235

8.1.2 计算机数控系统的总体结构及各部分功能 239

8.1.3 伺服电动机的特性及选型 242

8.1.4 数控系统的部件连接 244

8.1.5 基本控制逻辑的设计及调试 251

8.2 数控系统基本参数的调试 265

8.2.1 调试前的准备工作 265

8.2.2 数控系统的初次通电 267

8.2.3 PLC应用程序的调试 268

8.2.4 驱动器参数配置 268

8.2.5 驱动器定位参数和坐标控制使能参数 270

8.2.6 机械传动系统参数设定 272

8.2.7 数控系统的数据保护与数据备份 281

8.3 数控机床举例 284

8.3.1 数控车床控制系统 284

8.3.2 数控铣床控制系统 297

8.4 习题 305

附录 306

附录A 电气图中常用图形符号和文字符号新旧对照表 306

附录B 西门子S7-200系列PLC指令表 313

参考文献 323