德国西门子S7-200PLC版机床电气与PLC控制技术理实一体化教程PDF电子书下载

项目1如何阅读机床设备的电气控制电路图 1

一、项目目标 1

二、任务驱动 1

三、任务驱动流程图 1

四、项目情景条件 1

五、教学环境设置和教学方法选择 2

引言 3

任务1了解机床的结构、主要运动形式和对控制的要求 3

1.1.1普通车床的结构 3

1.1.2车床的运动形式 4

1.1.3车床对控制的要求 4

任务2熟识机床传动中的三相交流异步电动机 5

1.2.1交流异步电动机的结构组成 5

1.2.2交流异步电动机的工作原理 6

1.2.3交流异步电动机的铭牌 7

1.2.4交流异步电动机的电磁转矩与机械特性 10

1.2.5交流异步电动机的运行控制 15

1.2.6机床电动机的一般故障维修 23

任务3掌握机床控制常用的低压电器 25

1.3.1常用低压电器分类 25

1.3.2信号及控制电器 28

1.3.3执行电器 45

1.3.4保护电器 53

1.3.5机床控制中常用的其他器件 61

任务4了解机床电气制图与识图方法 63

1.4.1机床电气原理图 64

1.4.2机床电器元件布置图 67

1.4.3机床电气安装接线图 68

1.4.4机床电气识图方法与步骤 69

任务5熟知和床控制中常用的电路环节 69

1.5.1机床的启动电路环节 70

1.5.2机床的正反向可逆运行控制电路环节 77

1.5.3机床的高低速控制电路环节 78

1.5.4机床的停机制动控制电路环节 78

1.5.5机床的电液控制电路环节 79

1.5.6机床的其他控制电路环节 84

1.5.7机床的保护电路环节 86

任务6掌握机床控制常用的控制原则 88

1.6.1机床的行程控制原则 88

1.6.2机床的时间控制原则 89

1.6.3机床的速度控制原则 90

1.6.4机床的电流控制原则 92

1.6.5机床的频率控制原则 93

任务7嵌入中级电工考级的机床电气控制基础实践训练 94

1.7.1机床电气控制基础实践训练的基本要求和注意事项 94

1.7.2机床电气控制实践训练指导 96

实践训练1机床电动机的点动和长动（连续）控制 96

实践训练2机床电动机的正反转控制 100

实践训练3机床电动机的Y-△启动控制 103

实践训练4机床电动机的能耗制动控制 105

实践训练5机床电动机的顺序控制 109

实践训练6机床电动机的多地点控制 113

实践训练7机床电动机的减压启动控制 114

实践训练8机床电动机的反接制动控制 116

实践训练9机床电动机的高/低速制动控制 119

实践训练10机床电动机常用的保护控制 123

任务8典型实用机床电气控制电路阅读分析的综合训练 124

1.8.1阅读分析实用机床电气控制电路的一般步骤 124

1.8.2 CA6140车床的实用电气控制电路阅读分析案例 125

1.8.3 X6132铣床的实用电气控制电路阅读分析案例 129

1.8.4阅读分析实用机床电气控制电路的示范案例概括总结 140

任务9回答应知应会问题，进行自我专业技术知识和岗位技能测试 140

1.9.1应知专业技术知识 140

1.9.2应会专业岗位技能 141

本项目小结 142

项目2如何阅读机床设备的PLC控制电路图 144

一、项目目标 144

二、任务驱动 144

三、任务驱动流程图 144

四、项目情景条件 144

五、教学环境设置和教学方法选择 145

引言 146

任务1快速认识机床控制中的PLC技术 146

2.1.1 PLC的基本概念 146

2.1.2 PLC的基本结构 152

2.1.3 PLC的工作原理 158

2.1.4 PLC的技术性能 165

2.1.5 PLC的分类 168

2.1.6 PLC的编程语言 169

2.1.7 PLC的特殊功能 171

任务2熟知所使用PLC的硬/软件资源 175

2.2.1 S7系列PLC型号名称的含义 177

2.2.2 S7-200系列PLC的主要硬、软件性能指标 183

2.2.3 S7-200系列PLC的13大编程软元（器）件-数据存储区 189

2.2.4 S7-200系列PLC的基本指令 197

2.2.5 S7-200PLC功能指令的归纳列表 246

任务3会使用所选用PLC最常用的编程器或编程工具软件 258

2.3.1从程序输入到程序运行的基本流程 258

2.3.2西门子S7-200系列PLC编程软件STEP7-Micro/WIN的使用说明 260

2.3.3升级版S7-200编程软件STEP7-Micro/WIN4.0的基本使用 275

任务4掌握PLC基本指令编程规则和编程技巧 293

2.4.1 S7-200 PLC程序的结构 294

2.4.2 PLC梯形图的编程规则和技巧 295

任务5掌握机床PLC控制常用的基本编程环节 301

2.5.1自锁、互锁和连锁控制 301

2.5.2电动机的单按钮“按启按停”控制 302

2.5.3电动机正、反转控制 303

2.5.4行程开关控制的工作台自动循环控制电路 305

2.5.5电动机的软启动控制 305

2.5.6电动机Y/△减压启动控制 307

2.5.7三相电动机的能耗制动控制 308

2.5.8电动机串电阻减压启动和反接制动控制 310

2.5.9用比较指令编程的电动机顺启逆停PLC控制 311

2.5.10用移位寄存器指令编程的四台电动机M1～M4的PLC控制 312

2.5.11时间控制 315

2.5.12脉冲触发控制 318

2.5.13分频控制 320

2.5.14故障报警控制 321

2.5.15 计数控制 323

2.5.16顺序控制 324

2.5.17循环控制 328

2.5.18 PLC的初始化控制 329

2.5.19 PLC故障控制 330

2.5.20 PLC的复电输出禁止控制 332

2.5.21 PLC系统的多工况选择控制 333

2.5.22控制系统设计及编程常用图 333

任务6进行嵌入PLC程序设计师（4级）考试的实践训练 338

2.6.1实践训练1电动机的PLC控制 338

2.6.2实践训练2继电器类指令控制 343

2.6.3实践训练3定时器类指令控制 346

2.6.4实践训练4计数器指令训练 348

2.6.5实践训练5微分指令、锁存器指令控制 351

2.6.6实践训练6移位指令控制 354

2.6.7实践训练7交通灯PLC控制 358

2.6.8实践训练8运料车PLC控制 362

2.6.9实践训练9混料罐PLC控制 367

任务7进行典型机床PLC控制电路案例分析 370

2.7.1 CA6140普通车床的PLC控制电路图分析 370

2.7.2 Z3040摇臂钻床的PLC控制系统分析 373

任务8回答应知应会问题，进行自我专业技术知识和岗位技能测试 380

2.8.1应知专业技术知识 380

2.8.2应会专业岗位技能 381

本项目小结 381

项目3如何设计机床设备的电气控制系统 382

一、项目目标 382

二、任务驱动 382

三、任务驱动流程图 382

四、项目情景条件 382

五、教学环境设置和教学方法选择 383

引言 384

任务1熟知机床电气控制系统设计的基本内容和一般原则 384

3.1.1熟知机床电气控制系统设计的基本内容 384

3.1.2掌握机床电气控制系统设计的一般原则 385

任务2拟定任务书，掌握机床电力传动方案确定原则和电动机的选择 388

3.2.1拟定任务书 388

3.2.2确定电力传动方式 388

3.2.3确定机床调速方案 389

3.2.4进行机床电动机的选择 389

3.2.5掌握机床启动、制动和反向要求 396

任务3了解机床电气控制电路图的设计方法 396

3.3.1经验设计法 396

3.3.2逻辑分析设计法 400

3.3.3原理设计中应注意的几个问题 404

任务4选择电气元器件 404

3.4.1继电器的选择 405

3.4.2接触器的选择 411

3.4.3熔断器的选择 420

3.4.4常用控制电器的选择 423

3.4.5常用低压开关的选择 426

3.4.6电磁铁的选择 432

3.4.7控制变压器的选择 434

任务5进行机床电气控制系统工艺设计 435

3.5.1机床电气设备总体配置设计 435

3.5.2机床电气元器件布置图的设计及电器部件接线图的绘制 436

3.5.3机床电气元器件清单汇总和设计使用说明书的编写 437

任务6典型机床C6163型卧式车床电气控制系统的设计案例 437

3.6.1 C6163卧式车床的主要结构及设计要求 437

3.6.2 C6163卧式车床电气控制电路图的设计 438

3.6.3 C6163卧式车床电气元器件的选择 439

3.6.4绘制电气元器件布置图和电气安装接线图 441

3.6.5检查和调整电气元器件 442

3.6.6电气控制柜的安装配线 442

3.6.7电气控制柜的安装检查 443

3.6.8电气控制柜的调试 444

3.6.9编制CW6163型卧式车床的设计说明书和使用说明书，完善相关图样和资料 445

任务7回答应知应会问题，进行自我专业技术知识和岗位技能测试 445

3.7.1应知专业技术知识 445

3.7.2应会专业岗位技能 445

本项目小结 446

项目4如何设计机床的PLC控制系统 447

一、项目目标 447

二、任务驱动 447

三、任务驱动流程图 447

四、项目情景条件 447

五、教学环境设置和教学方法选择 448

引言 449

任务1熟知机床PLC控制系统设计的基木原则和基本内容 449

4.1.1机床PLC控制系统设计的基本原则 449

4.1.2机床PLC控制系统设计的基本内容 449

4.1.3机床PLC控制系统设计的一般步骤 450

4.1.4机床PLC控制系统常用的设计和编程方法 452

任务2用PLC技术改造传统机床电气控制系统的设计案例 455

4.2.1移植设计法 455

4.2.2对某卧式镗床原有电气控制系统的PLC改造设计 456

任务3新型机床设备的PLC控制系统创新开发设计 461

4.3.1单工况下的搬运机械手PLC控制设计 461

4.3.2多工况下的搬运机械手PLC控制设计 464

任务4 PLC在现代机床设备高新技术-变频器中的应用设计 472

4.4.1变频器输出频率的控制 473

4.4.2用顺序控制设计法设计变频器转速控制程序 476

4.4.3用PLC切换电动机的变频电源和工频电源 479

4.4.4用变频器实现泵站恒压供水控制 481

任务5回答应知应会问题，进行自我专业技术知识和岗位技能测试 482

4.5.1应知专业技术知识 482

4.5.2应会专业岗位技能 483

本项目小结 483

项目5如何进行机床电气与PLC控制系统常见故障的维修 485

一、项目目标 485

二、任务驱动 485

三、任务驱动流程图 485

四、项目情景条件 485

五、教学环境设置和教学方法选择 485

引言 487

任务1实地进行机床电气控制系统常见故障的维修 487

5.1.1机床电气设备发生故障后的一般检查和分析方法 487

5.1.2机床电气故障常采用的检测方法 488

5.1.3机床电气故障常采用的检修步骤 491

5.1.4典型机床常见故障的类型分析 492

5.1.5 CA6140型普通车床电气控制线路故障检修实例 494

任务2实地进行机床PLC控制系统的安装、调试、故障分析与维护 495

5.2.1 S7-200系列PLC的安装与维修 495

5.2.2 PLC控制系统的调试 507

任务3回答应知应会问题，进行自我专业技术知识和岗位技能测试 514

5.3.1应知专业技术知识 514

5.3.2应会专业岗位技能 514

本项目小结 514

项目6拓展与提高：几种常用典型复杂机床设备电气与PLC控制设计维修案例 516

一、项目目标 516

二、任务驱动 516

三、任务驱动流程图 516

四、项目情景条件 516

五、教学环境设置和教学方法选择 517

引言 518

案例1 C5225型立式车床的电气与PLC控制 518

6.1.1机床概况 518

6.1.2电控特点及拖动要求 518

6.1.3 C5225型立式车床电气控制设计 518

6.1.4 C5225型立式车床PLC控制设计 523

6.1.5 C5225型立式车床的常见故障及检修 528

案例2 T610型卧式镗床的电气与PLC控制 530

6.2.1 T610型卧式镗床的电气与PLC控制设计 530

6.2.2 T610型卧式镗床常见的电控故障分析 550

案例3 M7475型立轴圆台平面磨床的电气与PLC控制 551

6.3.1 M7475型立轴圆台平面磨床的结构 551

6.3.2外圆磨床的运动形式 552

6.3.3 M7475型立轴圆台平面磨床的电气与PLC控制设计 552

6.3.4 M7475型立轴圆台平面磨床的故障 559

案例4 B2012A型龙门创床的电气与PLC控制 559

6.4.1龙门刨床的结构组成 560

6.4.2龙门刨床的运动 560

6.4.3龙门刨床生产工艺对电控的要求 560

6.4.4龙门刨床的电气与PLC控制设计 562

6.4.5龙门刨床的常见故障分析 572

案例5双面单工液压传动组合机床的电气与PLC控制 575

6.5.1组合机床的结构组成 575

6.5.2组合机床的工作特点 576

6.5.3双面单工液压传动组合机床的电气与PLC控制设计 576

6.5.4双面钻孔组合机床的电气与PLC控制设计 582

本项目小结 588

附录 589

附录A电气图常用图形符号和文字符号新/日标准对照表 589

附录B S7-200系列PLC的系统配置 592

附录C S7-200系列PLC的常用指令 593

附录D常用的部分特殊标志位存储器 599

参考文献 600