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第1章 机床传动控制中的电动机 1

主要内容 1

学习重点及教学要求 1

1.1 交流异步电动机的工作原理和运行特性 2

1.1.1 异步电动机的工作原理及其机械特性 2

1.1.2 异步电动机的工作原理 3

1.1.3 异步电动机的铭牌 4

1.1.4 三相异步电动机的机械特性 6

1.1.5 异步电动机的一般调速方法 9

1.2 直流电动机的工作原理和运行特性 10

1.2.1 直流电动机的基本工作原理 10

1.2.2 直流自动调速系统的分类 12

1.2.3 直流电动机的一般调速方法 12

1.3 伺服控制电动机的工作原理和运行特性 16

1.3.1 步进电动机的工作原理和运行特性 16

1.3.2 伺服电动机 20

本章小结 38

习题与思考题 38

第2章 机床常用低压电器和图形符号说明 40

主要内容 40

学习重点及教学要求 40

2.1 概述 40

2.2 信号及控制电器 43

2.2.1 非自动切换信号及控制电器 43

2.2.2 自动切换信号及控制电器 49

2.3 执行电器 54

2.3.1 接触器 54

2.3.2 交流固态继电器 54

2.3.3 电磁阀 57

2.3.4 制动电磁铁 57

2.4 保护电器 58

2.4.1 熔断器 58

2.4.2 热继电器 59

2.4.3 电流和电压继电器 61

2.4.4 漏电保护器 62

本章小结 64

习题与思考题 64

第3章 机床电气控制电路的基本环节 66

主要内容 66

学习重点及教学要求 66

3.1 机床电气制图与识图基础 66

3.1.1 电气原理图 66

3.1.2 电器元件布置图 69

3.1.3 安装接线图 69

3.1.4 电气识图方法与步骤 70

3.2 机床电气控制常用电路的基本环节 71

3.2.1 机床的全电压起动控制电路 71

3.2.2 机床的减压起动控制电路 72

3.2.3 机床的点动、长动和停车控制 73

3.2.4 机床的多地点控制 73

3.2.5 机床的连锁和互锁控制 74

3.2.6 机床的正反向可逆运行控制 76

3.3 机床控制的保护环节 76

3.3.1 短路保护 77

3.3.2 过电流保护 77

3.3.3 过载（热）保护 78

3.3.4 零电压与欠电压保护 78

3.3.5 漏电保护 78

3.4 机床电气控制线路常用的一些控制原则 78

3.4.1 机床的行程控制原则 79

3.4.2 机床的时间控制原则 80

3.4.3 机床的速度控制原则 83

3.4.4 机床的电流控制原则 84

3.5 机床中的电液控制 85

3.5.1 液压系统组成 86

3.5.2 电磁换向阀 87

3.5.3 液压系统工作自动循环控制电路 87

本章小结 90

习题与思考题 90

第4章 机床控制中的PLC技术 92

主要内容 92

学习重点及教学要求 92

4.1 可编程控制器（PLC）概述 92

4.1.1 PLC的基本概念 92

4.1.2 PLC的特点及应用 94

4.1.3 PLC与“继电器-接触器”控制系统的比较 95

4.1.4 PLC与微机（PC）的区别 96

4.1.5 PLC的新发展 96

4.2 PLC的基本结构及工作原理 98

4.2.1 PLC的基本结构 98

4.2.2 PLC的工作原理 105

4.3 PLC的技术性能 111

4.3.1 基本技术性能 111

4.3.2 PLC的内存分配及I/O点数 113

4.4 PLC的分类 114

4.5 PLC的编程语言 115

4.5.1 梯形图 115

4.5.2 指令表 116

4.5.3 顺序功能图 117

4.5.4 功能块图 117

4.5.5 高级编程语言 117

4.6 日本三菱公司FX2N系列PLC的开发应用指南 117

4.6.1 FX2N系列PLC型号名称的含义 118

4.6.2 FX2N系列PLC的主要硬、软件性能指标 121

4.6.3 FX2N系列PLC的八大编程元（器）件 124

4.6.4 FX2N系列PLC的27条基本逻辑指令和2条步进梯形指令 134

4.6.5 基本逻辑指令的编程规则与技巧 153

4.6.6 机床PLC控制的最常用编程环节 160

4.6.7 常用编程器及其使用 181

4.6.8 编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C的使用说明 208

本章小结 223

习题与思考题 223

第5章 典型机床的电气与PLC控制 226

主要内容 226

学习重点及教学要求 226

5.1 卧式车床的电气与PLC控制 226

5.1.1 卧式车床的结构 226

5.1.2 车床的运动形式 226

5.1.3 车床的控制特点 228

5.1.4 C650型卧式车床的电气控制和PLC控制 228

5.1.5 C650型卧式车床常见的电控故障分析 233

5.2 Z3040摇臂钻床的电气控制 233

5.2.1 摇臂钻床的结构 234

5.2.2 摇臂钻床的运动 234

5.2.3 Z3040摇臂钻床的电气控制和PLC控制 235

5.2.4 Z3040摇臂钻床常见的电控故障分析 241

5.3 卧式镗床的电气与PLC控制 241

5.3.1 卧式镗床的主要结构 242

5.3.2 卧式镗床的主要运动 242

5.3.3 卧式镗床的拖动特点及控制要求 243

5.3.4 T610型卧式镗床的电气与PLC控制 244

5.3.5 T610型卧式镗床常见的电控故障分析 264

5.4 平面磨床的电气与PLC控制 265

5.4.1 立轴圆台平面磨床的结构 266

5.4.2 外圆磨床的运动形式 266

5.4.3 M7475型立轴圆台平面磨床的电气控制和PLC控制 266

5.4.4 M7475型立轴圆台平面磨床的故障 273

5.5 B2012A型龙门刨床的电气与PLC控制 274

5.5.1 龙门刨床机床的组成结构 274

5.5.2 龙门刨床机床的运动 274

5.5.3 龙门刨床生产工艺对电控的要求 274

5.5.4 龙门刨床的电气控制和PLC控制 276

5.5.5 龙门刨床的常见故障分析 285

5.6 组合机床的电气与PLC控制 288

5.6.1 组合机床的组成结构 289

5.6.2 组合机床的工作特点 290

5.6.3 双面单工液压传动组合机床的电气控制与PLC控制 290

本章小结 294

习题与思考题 295

第6章 机床电气与PLC控制系统设计 297

主要内容 297

学习重点及教学要求 297

6.1 机床电气控制系统设计的基本内容和一般原则 298

6.1.1 机床电气控制系统设计的基本内容 298

6.1.2 机床电气控制线路设计的一般原则 298

6.2 机床电力拖动方案确定原则和电动机的选择 302

6.2.1 确定机床拖动方式 302

6.2.2 确定机床调速方案 303

6.2.3 机电电动机的选择和机床电动机的起动、制动和反向要求 303

6.3 机床电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法 304

6.3.1 经验设计法 304

6.3.2 逻辑分析设计法简介 309

6.4 机床电气控制系统设计 309

6.4.1 机床电气设备总体配置设计 310

6.4.2 机床电气元件布置图的设计及电器部件接线图的绘制 311

6.4.3 清单汇总和说明书的编写 312

6.5 机床的PLC控制系统设计 312

6.5.1 机床PLC控制系统设计的基本原则 312

6.5.2 机床PLC控制系统设计的基本内容 313

6.5.3 机床PLC控制系统设计的一般步骤 314

6.5.4 机床PLC控制系统经典设计举例 315

本章小结 331

习题与思考题 332

第7章 机床电气控制与PLC实验／实训指导 333

主要内容 333

学习重点及教学要求 333

7.1 机床电气控制与PLC实验／实训基本要求和注意事项 333

7.1.1 实验／实训前的准备 333

7.1.2 实验／实训的实施进行 334

7.1.3 实验／实训报告 334

7.1.4 实验／实训中的安全事项 335

7.1.5 实验／实训中要熟练掌握一些关键主要设备的性能 335

7.2 机床电气控制部分实验指导 336

实验1 三相异步电动机点动和连（长）动控制实验 336

实验2 三相异步电动机正反转控制实验 338

实验3 三相异步电动机？-△起动控制实验 341

实验4 三相异步电动机能耗制动控制实验 344

7.3 机床PLC控制技术实验指导 346

实验1 熟悉PLC基本编程指令实验 346

实验2 天塔之光的PLC控制实验 350

实验3 水塔水位的PLC自动控制实验 354

实验4 自控轧钢机的PLC控制实验 355

实验5 汽车自动清洗机PLC控制实验 358

实验6 PLC构成的抢答器实验 359

7.4 机床电气与PLC控制实训指导 363

实训1 电动机的PLC控制实训 363

实训2 城市交通指挥灯的PLC控制实训 367

实训3 自动送料装车的PLC控制实训 372

实训4 三相步进电动机PLC控制实训 377

实训5 机床送料车PLC控制实训 380

实训6 PLC在组合机床控制中的应用实训 384

本章小结 392

第8章 施耐德公司的TWido系列PLC开发应用指南 393

8.1 Twido系列PLC简介 393

8.2 Twido系列PLC的主要功能 394

8.3 一体型TWDLCAA40DRF PLC的主要使用特点 396

8.4 TWDLCAA40DRF的硬件接线 397

8.5 Twido系列PLC基本指令编程应用 397

8.6 Twido编程工具软件介绍 406

8.7 亚龙YL-100A综合实验设备简介 410

8.8 施耐德PLC实验装置拟开出的实验实训项目指导 412

实验1 基本逻辑指令编程实验 412

实验2 电动机控制实验 415

实验3 三段传送带控制实验 417

实验4 铁塔之光实验 420

实验5 6组抢答器实验 422

实验6 交通灯控制实验 426

实验7 自控轧钢机实验 430

实验8 水塔水位自动控制实验 431

实验9 步进电动机控制实验 433

实验10 邮件分拣机实验 435

附录 437

附录1 Twido系统对象和变量列表 437

附录2 Twido列表编程指令一览表 438

附录3 Twido一体型控制器I/O规格 440

附录4 Twido系统位一览表 442

本章小结 447

习题与思考题 447

附录 449

附录A 电气技术常用电气图形符号和文字符号新旧标准对照表 449

附录B FX2N系列的PLC功能指令表 452

参考文献 457