变频器、可编程序控制器及触摸屏综合应用技术PDF电子书下载

第1章　调速传动 1

1.1　调速传动的概况 1

1.1.1　调速传动的意义 1

1.1.2　调速传动的发展 1

1.1.3　调速传动的运动方程式 1

第1篇　变频器 1

1.1.4　调速传动的主要指标 2

1.1.5　调速传动中的生产机械负载转矩特性 2

1.2.2　直流电动机的电枢反应及对策 3

1.2.3　直流电动机的电磁转矩 3

1.2　直流电动机调速传动 3

1.2.1　直流电动机的工作原理 3

1.2.4　直流电动机的调速方法 4

1.2.5　直流电动机的调速特性 5

1.2.6　直流电动机的起动、调速与制动 6

1.3　异步电动机的调速传动 7

1.3.1　三相异步电动机的工作原理 7

1.3.2　异步电动机的电磁转矩及自然机械特性 8

1.3.4　异步电动机的调速特性 13

1.3.3　异步电动机的调速方法 13

1.4　三相笼型异步电动机变频调速传动 18

1.4.1 三相笼型异步电动机变频调速的工作原理 18

1.4.2　三相笼型异步电动机变频调速时的转矩特性 21

1.5　三相笼型异步电动机高动态性能矢量控制变频调速 24

1.5.1　矢量控制的概念 24

1.5.2　等效的异步电动机物理模型 25

1.5.3　三相异步电动机矢量变换控制的构想 25

1.5.4　坐标转换及空间矢量 26

2.1.1 电力电子器件的发展 29

2.1.2　电力电子器件的分类 29

2.1　概述 29

第2章　电力电子器件 29

2.2 极型晶体管（BJT） 30

2.2.1　BJT的发展 30

2.2.2　BJT的特点 31

2.2.3　BJT的工作特性 32

2.2.4 BJT的驱动 34

2.2.5 BJT的主要参数 34

2.2.6 BJT的二次击穿现象与安全工作区 35

2.2.7 BJT的保护 36

2.2.8　BJT的选择 39

2.3.1 MOSFET的特点 40

2.3.2 MOSFET的结构与工作原理 40

2.3 MOS场效应晶体管（MOSFET） 40

2.3.3 MOSFET工作特性 41

2.3.4　主要参数与安全工作区 42

2.4　绝缘栅双极型晶体管（IGBT） 43

2.4.1 IGBT的特点 43

2.4.2 IGBT的结构与工作原理 43

2.4.3 IGBT的工作特性 44

2.4.5 使用IGBT时的注意事项 45

2.4.4 IGBT的主要参数 45

2.4.6 IGBT的驱动 46

2.4.7 IGBT产介绍 49

2.5 门极关断（GTO）晶闸管 49

2.5.1 GTO的关断机理 49

2.5.2 GTO的电特性 50

2.5.3 GTO的主要参数 52

2.5.4 GTO的发展方向 53

2.5.5 GTO的驱动 54

2.6 MOS门场控晶闸管（MCT） 56

2.7　智能电力集成电路（SPIC） 58

第3章　变频器 61

3.1　变频器的发展 61

3.1.1　异步电动机调速概况 61

3.1.2　变频器技术发展动向 61

3.2　交流变频系统的基本形式 64

3.2.1　交-交变频系统 64

3.2.2　交-直-交变频系统 66

3.3.1　主电路 67

3.3　变频器的构成 67

3.3.2　控制电路 68

3.4　通用变频器的分类 70

3.4.1　按直流电源的性质分类 70

3.4.2　按输出电压调节方式分类 71

3.4.3　按控制方式分类 72

3.4.4　按主开关器件分类 74

3.5　通用变频器中的整流器 75

3.5.1　二极管整流器 75

3.5.2 PWM整流器 78

3.6.1　逆变器的类型 80

3.6　变频器中的逆变器 80

3.6.2 PWM逆变电路 82

3.6.3　由SPWM逆变器组成的变频器 86

3.7　变频器中的制动 87

3.7.1　动力制动 87

3.7.2　回馈制动 88

3.7.3　直流制动 90

3.7.4　采用共用直流母线的多逆变器传动 91

3.8　通用变频器的U/f控制 93

3.8.1　普通功能型U/f控制通用变频器 93

3.8.2 高功能型U/f控制通用变频器 94

3.9 通用变频器矢量控制 100

3.9.1　无速度传感器矢量控制的速度调节 101

3.9.2　有速度传感器的转速或转矩闭环矢量控制 102

3.9.3　电动汽车矢量控制 102

3.10　智能型变频器 104

3.11　单相电容分相式电动机的变频调速 106

3.11.1　单相电容电动机的工作原理 107

3.11.2　单相电容电动机变频调速器控制系统 108

3.12.1　概述 109

3.12　采用数字控制芯片的变频器 109

3.11.4　输出电流波形 109

3.11.3　单相电容电动机变频调速系统的实现 109

3.12.2　控制电动机专用芯片 111

3.12.3　多CPU控制 115

3.13　直接转矩控制的变频器 117

3.13.1 PWM逆变器输出电压的矢量表示 117

3.13.2　磁通轨迹控制 119

3.13.3　直接转矩控制实际结构 121

3.14　变频器控制方式综述 121

3.14.1　非智能控制方式 121

3.14.2　智能控制方式 122

3.14.3　变频器控制的展望 123

第4章　FR-A540变频器的操作 124

4.1　变频器的接线 124

4.1.1　主回路接线及注意事项 124

4.1.2　控制回路接线及注意事项 126

4.2　操作面板 130

4.2.1　操作面板（FR-DU04）的名称和功能 130

4.2.2　操作面板的使用 132

4.3.2 PU运行操作方式（Pr.79=0、1） 137

4.3　运行操作方式 137

4.3.1　运行操作方式的选择 137

4.3.3　外部运行操作方式（Pr.79=2） 138

4.3.4　组合运行操作方式1（Pr.79=3） 139

4.3.5　组合运行操作方式2（Pr.79=4） 139

4.4　参数及参数功能 140

4.4.1　参数表 140

4.4.2　常用参数分类 142

4.4.3　常用参数功能简述 144

4.5.1　输出频率跳变 148

4.5　应用实例 148

4.5.2　多段速度 149

4.5.3　程序运行 151

4.5.4　PID控制 155

4.5.5　工频电源切换 160

4.5.6　PLG闭环运行 164

4.6　故障处理 165

4.6.1　常见故障代码 165

4.6.2　故障处理对策 169

5.1　前言 171

第5章　变频器的应用 171

5.2　节能方面 172

5.3　省力化、自动化及提高生产率方面 184

5.4　提高质量方面 188

5.5　其他方面 192

第6章　变频器的选择、安装、调试与维护 194

6.1　变频器的选择 194

6.2　变频器的安装 197

6.3　变频器的调试 204

6.4　变频器的维护 205

第2篇　可编程序控制器（PLC） 211

第7章 可编程序控制器的工作原理与指令系统 211

7.1　概述 211

7.1.1　引言 211

7.1.2 PLC的定义及特点 212

7.1.3 PLC的分类 214

7.1.4 PLC的性能 215

7.1.5 PLC的应用领域 215

7.1.6 PLC的发展趋势 216

7.2.1 PLC的硬件组成 221

7.2 PLC的组成与工作原理 221

7.2.2 PLC的软件组成 233

7.2.3 PLC的工作原理 236

7.3 FX系列PLC的简介、基本指令与步进指令 240

7.3.1 FX系列PLC简介 240

7.3.2 FX2N系列PLC的软元件及地址分配 244

7.3.3 FX2N系列PLC的基本指令 255

7.3.4 FX2N系列PLC的步进控制指令 262

7.4 FX2N系列PLC的功能指令 265

7.4.1　功能指令通则 266

7.4.2　程序流控指令（FNC00～FNC09） 267

7.4.3　传送和比较（FNC10～FNC19） 272

7.4.4　四则运算及逻辑运算（FNC20～FNC29） 275

7.4.5　循环移位与移位（FNC30～FNC39） 277

7.4.6　数据处理（FNC40～FNC49） 278

7.4.7　方便指令（FNC60～FNC69） 280

7.4.8　外部I/O设备（FNC70～FNC79） 282

7.4.9　FX2N系列PLC外部设备（FNC80～FNC89） 285

7.4.10　实时时钟处理（FNC160～FNC169） 292

7.4.11　触点式比较指令（FNC220～FNC249） 295

7.4.12　关于基本指令的分类名称助记符功能及图形与可用软元件 298

第8章　可编程控制系统设计 299

8.1 PLC系统的设计 299

8.2 PLC的选型 300

8.3　程序（软件）设计的步骤 301

8.4　程序设计方法 303

8.5　常用基本环节的编程 304

8.5.1　延时电路 304

8.5.2　闪光电路 306

8.5.3　单按钮起停控制电路 308

8.5.4　开机累计时间控制电路 309

8.5.5 电梯轿厢位置显示控制电路 309

8.5.6　比较电路 318

8.5.7　采样电路 320

8.5.8　选择性电路 321

8.5.9　特殊功能模块的读与写 322

8.5.10　串行通信编程 323

8.6　编程实例 328

8.6.1 中央空调三台冷却水泵节能控制（顺序控制单流程应用举例） 328

8.6.2　带式输送机控制（顺序控制选择性控制举例） 331

8.6.3　多段速度恒压供水控制（顺序控制并行分支控制举例） 333

8.6.4　带编码器的3层电梯控制 335

8.6.5　16层电梯控制 338

第9章　三菱FX系列PLC的特殊功能模块 343

9.1　模拟量输入／输出模块 343

9.1.1　概述 343

9.1.2　普通A/D输入模块 344

9.1.3 FX2N-4AD-PT温度输入模块 350

9.1.4 FX2N-2DA输出模块 355

9.2.1 FX定位模块的种类 361

9.2　定位控制接口模块 361

9.2.2 FX2N-20GM模块简介 362

9.3　通信接口模块 369

9.3.1　概述 369

9.3.2 FX2N-232BD通信接口模块简介 369

9.3.3 FX2N-485BD通信接口模块简介 373

9.3.4 FX2N-422BD通信接口模块简介 377

9.3.5 FX2N-232IF通信接口模块简介 377

10.1 工程 378

10.1.1　创建一个新工程 378

第10章　三菱全系列PLC的GX Developer Ver.7编程软件使用 378

10.1.2　打开工程 380

10.1.3　关闭工程 381

10.1.4　保存工程 382

10.1.5　删除工程 383

10.1.6　校验工程 384

10.1.7　相互转变梯形图程序和SFC程序 386

10.1.8　读取其他格式的文件 387

10.2　梯形图制作 388

10.2.1　梯形图制作时的限制事项 388

10.2.2　梯形图的制作步骤 392

10.3　创建软元件注释 396

10.4　在线 398

10.4.1 PLC与计算机连接 398

10.4.2　监视 398

10.4.3　程序调试 405

10.4.4　登录关键字／密码 407

10.4.5　在监视状态下修改梯形图程序 409

10.4.6　诊断PLC的CPU 413

10.5 FX系列PLC的SFC编程简介 414

10.5.1 SFC程序的说明 414

10.5.2 SFC图符号的列表 415

10.5.3 SFC的步 416

10.5.4 SFC的转移条件 418

10.6 GX Simulator Ver.6软件简介 433

10.6.1 启动GX Simulator Ver.6 433

10.6.2　初期画面的表示内容 435

10.6.3　监视软元件内存 436

10.6.4 GX Simulator Ver.6的结束方法 440

11.1.1　触摸屏的工作原理 441

11.1　触摸屏概述 441

第11章　MELSEC-GOT触摸屏 441

第3篇　触摸屏 441

11.1.2　触摸屏的主要类型 442

11.2 F940GOT触摸屏的操作 446

11.2.1 画面构成 446

11.2.2　状态功能 447

11.2.3 GOT操作键的基本操作 449

11.2.4　系统连接 449

11.2.5　起动 449

11.2.6　状态模式操作 455

11.3.2　软件屏幕配置和各种工具 472

11.3　三菱GT Designer Ver.5图形终端显示屏幕制作软件使用介绍 472

11.3.1　软件概述 472

11.3.3　软件对话框的基本操作 475

11.3.4　模板的操作 476

11.3.5　规格说明 478

11.3.6　创建显示屏幕 480

11.3.7　数据的下载和上载传输 490

12.1　数据通信基础 493

12.1.1　数据通信方式 493

第12章　PLC、变频器及触摸屏间的网络数据通信 493

第4篇　综合实际应用 493

12.1.2　数据传送方向 497

12.1.3　传送介质 498

12.1.4　串行通信接口标准 498

12.2　工业局域网基础 505

12.2.1　概述 505

12.2.2　局域网的四大要素 505

12.2.3　局域网的选型考虑 507

12.3　三菱PLC的网络通信 508

12.3.1　网络概要 508

12.3.2　以太网（Ethernet） 509

12.3.3 ELSECNET/10局域令牌网 510

12.3.4 ELSECNET/H局域令牌网 510

12.3.5 CC-Link开放式现场总线 511

12.4 FX系列PLC的链接及通信 515

12.4.1 简易PLC间的链接 515

12.4.2　并联链接 520

12.4.3　计算机链接通信 522

12.5　三菱系列变频器的RS-485通信 527

12.5.1　三菱系列变频器RS-485串行通信协议 527

12.5.2　变频器的通信相关参数（通过变频器PU口和PLC通信） 532

12.5.3 FX2N-485-BD与三菱FR-A540变频器的通信接线 533

12.5.4 PLC与变频器通信的编程及调试例解 534

12.6　触摸屏与变频器的通信 537

12.6.1 F940GOT的通信端口 537

12.6.2 FREQROL变频器的设置 537

12.6.3　变频器接头规格及电缆图 539

12.6.4　画面创建时的站号指定 540

12.6.5　使用FREQROL系列变频器时的注意事项 540

12.6.6 GOT连接设备的参数设置 546

13.1.1　4层货梯控制 548

13.1 电工、电梯、制冷基本综合应用实例 548

第13章　变频器、PLC及触摸屏的综合应用 548

13.1.2　刨床控制 552

13.1.3 小推车自动控制 557

13.1.4　冷却水泵节能循环运行控制 560

13.1.5　PLC与变频器的RS-485通信控制 566

13.1.6　带编码器的3层电梯控制 570

13.1.7　工业洗衣机程序控制系统 574

13.1.8　恒压供水（多段速度训练）控制 577

13.1.9 中央空调冷冻泵节能运行控制 580

13.1.10　触摸屏与变频器的通信控制 583

13.2　电工、制冷、电梯专业综合应用实例 585

13.2.1　PLC电镀生产线定位控制系统 585

13.2.2 PLC零件数控加工控制系统 587

13.2.3 Q系列PLC工业现场网络总线控制 589

13.2.4　恒压供水系统 592

13.2.5　负压气动机械手控制 609

13.2.6　负压恒值控制 615

13.2.7 中央空调智能化控制系统 620

13.2.8　电梯的群控 634

参考文献 646