工厂电气与可编程序控制器应用技术PDF电子书下载

绪论 1

一、电气控制技术的发展概况 1

二、本课程的性质与任务 2

第1章　常用低压电器 4

1.1 概述 4

1.1.1　电器的定义 4

1.1.2　常用低压电器分类 4

1.2　接触器 4

1.2.1　接触器结构和工作原理 4

1.2.2　接触器的型号及主要技术参数 6

1.3 继电器 8

1.3.1 电磁式继电器 8

1.3.2　热继电器 9

1.3.3　时间继电器 10

1.3.4　速度继电器 12

1.3.5　干簧继电器 12

1.3.6　固态继电器 14

1.4　熔断器 15

1.4.1　熔断器的分类 15

1.4.2　熔断器主要性能参数及型号含义 15

1.4.3　熔断器熔体额定电流的选择 16

1.5　低压隔离开关 17

1.5.1 刀开关 17

1.5.2 自动空气开关 18

1.6　主令电器 19

1.6.1 按钮 19

1.6.2　行程开关 20

1.6.3　转换开关 21

复习思考题 22

本章小结 22

第2章 电气控制线路的基本环节 24

2.1 电气控制系统图及绘制原则 24

2.1.1 电气图常用的图形符号、文字符号和接线端子标记 24

2.1.2 电气控制图绘制原则 25

2.2　并励直流电动机的基本控制电路 28

2.2.1 启动控制电路 28

2.2.2　正反转控制电路 29

2.2.3　能耗制动控制电路 30

2.2.4　调速控制电路 31

2.3　三相笼型异步电动机的控制电路 33

2.3.1 三相异步电动机的基本控制电路 33

2.3.2　三相异步电动机降压启动控制电路 40

2.3.3　异步电动机的制动控制电路 46

2.4.1　C650-2型普通车床电气控制线路 49

2.4　典型设备电气控制电路分析 49

2.4.2　Z3040型摇臂钻床电气控制线路 52

本章小结 54

复习思考题 55

第3章　可编程序控制器及其工作原理 57

3.1 可编程控制器的基本概念 57

3.1.1 可编程控制器的特点及应用 57

3.1.2　可编程序控制器的产生与发展 59

3.1.3　可编程控制器的分类 60

3.2　可编程控制器的硬件组成及各部分功能 62

3.2.1 中央处理器（CPU） 62

3.2.2　存储器 63

3.2.3　输入／输出接口 63

3.2.4　电源单元 65

3.2.5 外部设备 65

3.3.2　PLC的编程语言 66

3.3.1 可编程控制器的软件分类 66

3.3　可编程序控制器的软件组成及编程语言 66

3.4　可编程控制器的工作原理 68

3.4.1 分时处理及扫描工作方式 69

3.4.2　输入输出滞后时间 71

3.4.3 PLC的中断处理 72

3.4.4　可编程控制器系统与继电接触器系统工作原理的差别 73

3.5　可编程序控制器的主要性能指标 73

3.5.1 描述PLC性能的术语 73

3.5.2　PLC的主要性能指标 74

本章小结 74

复习思考题 75

第4章　FX系列PLC编程元件及指令系统 76

4.1 FX系列PLC系统结构 76

4.1.1 系统构成 76

4.1.2　FX系列PLC的技术指标 79

4.2　FX2N系列PLC的软元件地址编号和功能概述 81

4.2.1　PLC软元件地址编号 81

4.2.2　PLC软元件及其功能 81

4.3 FX2N系列PLC的指令及应用 88

基本逻辑指令及应用 88

4.4　梯形图的编程规则 96

4.5　FX2N系列步进梯形指令及状态编程法 99

4.5.1 顺序功能图的组成 99

4.5.2　步进梯形指令 100

4.5.3　状态转移图 101

4.5.4　状态转移图（SFC）的建立及其特点 101

4.5.5 多流程步进顺序控制简介 104

4.6　FX2N系列PLC的功能指令及编程 107

4.6.1　功能指令的基本格式 107

4.6.2　FX2N系列PLC常用功能指令 109

本章小结 117

复习思考题 118

第5章　S7-200系列可编程控制器 121

5.1　S7-200系列可编程序控制器结构及主要性能指标 121

5.1.1　S7-200（CPU22X）系列PLC的结构特点 121

5.1.2　S7-200（CPU22X）系列PLC的主要性能指标 123

5.1.3　S7-200系列PLC数据类型及寻址方式 123

5.2　基本逻辑指令 129

5.2.1　基本位操作指令 129

5.2.2　立即指令I（Immediate） 131

5.2.3　边沿脉冲指令EU（Edge Up）、ED(Edge Down) 133

5.2.4　栈操作指令LPS（Logic Push）、LRD（Logic Read）、LPP(Logic Pop) 133

5.2.5　取反和空操作指令 134

5.2.6　定时器工作原理及其使用 135

5.2.7　计数器工作原理及其使用 137

5.3　S7-200系列功能指令 139

5.4　程序控制类指令 141

5.4.1　跳转及标号指令 141

5.4.2　循环指令FOR和NEXT 142

5.4.3　子程序指令 144

5.4.4　暂停、结束和看门狗复位指令指令 145

本章小结 146

复习思考题 146

第6章　编程器的使用与计算机辅助编程 149

6.1 三菱FX系列PLC编程器及其应用 149

6.1.1　FX-20P-E的操作面板 149

6.1.2　FX-20P-E型简易编程器的使用 151

6.2　三菱PLC的编程软件及其使用 156

6.2.1　软件的启动 156

6.2.2　菜单介绍 157

6.2.3　FXGP/WIN-C软件编程的应用实例 162

6.3.1　软件安装与硬件连接 164

6.3　STEP 7-Micro/WIN32编程软件的使用 164

6.3.2　编程软件的功能及其主界面 166

6.3.3　编程及运行操作 169

本章小结 175

第7章　PLC指令编程方法及编程技巧 176

7.1　常用基本环节的编程 176

7.1.1 三相异步电动机单向运转控制 176

7.1.2　三相异步电动机可逆运转控制 177

7.1.3 两台电机延时启动的基本环节 178

7.1.4　定时器、计数器应用程序 178

7.1.5　常闭触点输入信号的处理 180

7.2　梯形图的经验设计法 180

7.2.1　运货小车的工作过程控制 181

7.2.2　用PLC实现对通风机的监视 182

7.2.3　五组抢答器控制设计 183

7.3　梯形图的翻译设计法 185

7.4　梯形图的时序设计法 188

7.4.1　洗衣机电路设计 188

7.4.2　简易交通灯电路设计 189

7.4.3　三台电机的循环启停运转控制 190

7.5　梯形图的顺序控制设计法 190

7.5.1 S7-200系列PLC顺控制继电器指令 191

7.5.2　举例说明 191

7.5.3 十字路口交通信号灯控制设计 193

本章小结 200

复习思考题 200

第8章　PLC控制系统的设计与应用 202

8.1 PLC应用系统设计 202

8.1.1　PLC应用系统设计的内容和原则 202

8.1.2　PLC系统设计调试步骤 202

8.2.1 减少PLC输入点数的方法 204

8.2　减少PLC输入和输出点数的方法 204

8.2.2　减少PLC输出点数的方法 206

8.3　PLC控制系统应用实例 207

8.3.1 PLC在控制驱动进给装置中的应用 207

8.3.2　可编程控制器在电镀生产线上的应用 211

8.3.3　PLC在Z3040摇臂钻床控制中的应用 215

8.4　PLC应用中的若干问题 220

8.4.1 PLC的工作环境 220

8.4.2　对电源的处理 220

8.4.3　对感性负载输入／输出的处理 222

8.4.4　安装与布线的注意事项 222

8.4.5　PLC的接地 223

8.4.6　冗余系统与热备用系统 223

8.4.7　输入输出端口的保护 224

本章小结 225

8.4.8　PLC用于继电器-接触器控制系统改造中对若干技术问题的处理 225

复习思考题 226

第9章　PLC的网络通信 228

9.1　PLC网络通信概述 228

9.1.1　网络通信的基本概念 228

9.1.2　网络配置 229

9.2　S7-200系列PLC与计算机设备的通信 230

9.2.1　S7-200系列CPU的通信性能 230

9.2.2　个人计算机与S7-200CPU之间的联网通信 234

9.3 S7-200系列PLC自由口通信 234

9.3.1　相关的特殊功能寄存器 234

9.3.2 自由口通信指令 236

9.3.3 自由口通信的应用举例 238

9.4　网络通信运行 240

9.4.1　控制寄存器和传送数据表 240

9.4.2　网络运行指令 241

9.4.3 网络读写举例 242

本章小结 244

复习思考题 244

第10章　实训环节 245

10.1 三相异步电动机点动、单向启停控制实验实训 245

10.1.1　实验目的 245

10.1.2　实验设备及电器元件 245

10.1.3 实验线路 245

10.1.4　实验步骤 245

10.1.5　思考题 246

10.2　三相异步电动机可逆运转控制实训 246

10.2.1　实验目的 246

10.2.2　实验线路 246

10.2.3　实验设备及电器元件 246

10.3.1　实训目的与要求 247

10.3　基本逻辑指令的编程实训 247

10.2.5　思考题 247

10.2.4 实验步骤 247

10.3.2　实训内容及指导 248

10.4　FX-20P-E编程器的使用实训 251

10.4.1 实验目的 251

10.4.2　实验内容 251

10.4.3 实验报告 253

10.5　编程软件及其使用实训 253

10.5.1 实训目的 253

10.5.2　实训内容及指导 253

10.6　状态转移图（SFC）编程训练实训 255

10.6.1 实训目的 255

10.6.2　实训内容及指导 255

10.6.3　实验步骤 255

10.6.4　思考题 256

10.7.2　实训内容及指导 257

10.7　数据传送类指令的应用实训 257

10.7.1　实验目的 257

10.7.3　思考题 259

10.8　喷水池花式喷水控制实训 259

10.8.1　控制要求 259

10.8.2　系统配置 259

10.8.3　程序设计 260

10.8.4　程序调试及运行 261

10.8.5　思考题 261

10.9　三相异步电动机的正反停控制实验实训 261

10.9.1 实验目的 261

10.9.2　控制要求 261

10.9.3　实训内容及指导 261

10.10.2　实验内容 263

10.10.1　实验目的 263

10.10　抢答器实验实训 263

10.9.4　思考题 263

10.10.3　实验步骤 264

10.10.4　实验报告 264

10.11 人行道按钮控制交通灯程序设计实验实训 264

10.11.1 实验目的 264

10.11.2　实验内容 265

10.11.3 实验步骤 266

10.11.4　实验报告 266

附录 267

附录A　低压电器产品型号编制方法 267

附录B 电气图常用图形及文字符号一览表 270

附录C　FX2N系列PLC应用指令一览表 271

附录D　S7-200PLC应用指令一览表 273

附录E　S7-200系列PLC寻址范围及特殊标志存储器 275

参考文献 277