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上篇 继电接触控制系统 3

第1章 常用低压电器 3

1.1 电器的作用和分类 3

1.1.1 电器的定义 3

1.1.2 低压电器的分类 4

1.1.3 电气控制系统中常用的低压电器 5

1.2 电磁式低压电器的基础知识 6

1.2.1 电磁机构 6

1.2.2 触点系统 15

1.2.3 电弧的产生和灭弧方法 17

1.3 低压开关和低压断路器 20

1.3.1 低压开关 20

1.3.2 低压断路器 25

1.3.3 漏电保护器 30

1.4 熔断器 32

1.4.1 熔断器的结构和保护特性 33

1.4.2 熔断器的主要技术参数 34

1.4.3 常用的低压熔断器简介 34

1.4.4 熔断器的选择与维护 37

1.5 接触器 39

1.5.1 接触器的结构与工作原理 40

1.5.2 接触器的主要技术参数 42

1.5.3 常用接触器介绍 43

1.5.4 接触器的选用与维护 45

1.6 继电器 47

1.6.1 电磁式继电器 47

1.6.2 时间继电器 52

1.6.3 热继电器 57

1.6.4 速度继电器 63

1.6.5 干簧继电器 65

1.7 主令电器 66

1.7.1 控制按钮 66

1.7.2 位置开关 68

1.7.3 凸轮控制器与主令控制器 69

1.7.4 万能转换开关 72

1.8 电子式电器 73

1.8.1 电子式时间继电器 73

1.8.2 固态继电器 78

1.8.3 接近开关 81

1.8.4 光电开关 83

1.9 本章小结 84

1.10 练习题 86

第2章 电气控制基本线路 89

2.1 电气控制系统图及其绘制规则 89

2.1.1 电气控制系统图的特点和分类 89

2.1.2 电气控制图常用的图形符号、文字符号和接线端子标记 92

2.1.3 电气原理图的绘制规则 95

2.2 三相异步电动机基本电气控制线路 98

2.2.1 电动机单向运行控制线路 98

2.2.2 电动机正反转控制线路 103

2.2.3 电动机顺序工作联锁控制线路 107

2.2.4 电动机多地控制的联锁控制线路 109

2.2.5 行程控制线路 110

2.3 三相异步电动机启动控制线路 114

2.3.1 异步电动机的启动 114

2.3.2 笼型异步电动机降压启动控制线路 119

2.3.3 三相绕线型异步电动机启动控制线路 134

2.4 三相异步电动机制动控制线路 141

2.4.1 三相异步电动机能耗制动控制线路 141

2.4.2 三相异步电动机反接制动控制线路 146

2.5 三相异步电动机调速控制线路 152

2.5.1 异步电动机的调速方法 152

2.5.2 异步电动机调速控制线路 157

2.6 直流电动机控制线路 167

2.6.1 直流电动机启动控制线路 167

2.6.2 直流电动机正反转控制线路 168

2.6.3 直流电动机的制动控制 169

2.6.4 直流电动机的调速控制 173

2.7 电气控制线路中的保护措施 173

2.7.1 短路保护 174

2.7.2 过载保护 174

2.7.3 过流保护 174

2.7.4 失压、欠压、过压保护 175

2.7.5 弱磁和失磁保护 175

2.7.6 其他保护 176

2.8 本章小结 176

2.9 练习题 177

第3章 典型设备电气控制线路分析 180

3.1 电气控制线路的分析方法 180

3.1.1 电气控制线路分析的一般方法和步骤 180

3.1.2 分析举例 181

3.2 M7130平面磨床电气控制线路 185

3.2.1 平面磨床的主要结构及运动形式 185

3.2.2 平面磨床的电力拖动特点及控制要求 186

3.2.3 平面磨床的电气控制线路 186

3.3 Z3040型摇臂钻床电气控制线路 188

3.3.1 摇臂钻床的主要结构及运动形式 189

3.3.2 摇臂钻床的电力拖动特点及控制要求 189

3.3.3 摇臂钻床的电气控制线路 190

3.4 桥式起重机的电气控制 193

3.4.1 桥式起重机概述 193

3.4.2 凸轮控制器及其控制线路 198

3.4.3 主钩提升机构磁力控制器控制线路 202

3.4.4 桥式起重机的电气保护设备 207

3.4.5 桥式起重机的供电 212

3.4.6 桥式起重机总体控制线路 212

3.5 交流双速信号控制电梯的电路分析 215

3.5.1 电梯概述 215

3.5.2 交流双速信号控制电梯 217

3.6 本章小结 232

3.7 练习题 233

第4章 电气控制系统的设计与安装 235

4.1 电气控制系统设计的主要内容、一般程序及基本原则 235

4.1.1 电气控制系统设计的主要内容 235

4.1.2 电气控制系统设计的一般程序 236

4.1.3 电气控制系统设计的基本原则 241

4.2 电气原理线路的设计步骤和方法 244

4.2.1 经验设计法 244

4.2.2 逻辑设计法 247

4.3 电器元件布置图及电气安装接线图的设计 254

4.3.1 电器元件布置图的设计 254

4.3.2 电气安装接线图的设计 256

4.4 电气控制系统的安装与调试 257

4.4.1 安装与调试的基本要求 257

4.4.2 电气控制柜的安装配线 260

4.4.3 电气控制柜的调试 262

4.5 电气控制系统设计举例 263

4.6 本章小结 271

4.7 练习题 271

中篇 可编程控制器应用 275

第5章 可编程控制器基础 275

5.1 可编程控制器概述 275

5.1.1 PLC的产生和发展趋势 275

5.1.2 PLC的定义和特点 278

5.1.3 PLC的应用 279

5.1.4 PLC的分类 280

5.2 可编程控制器的结构和工作原理 280

5.2.1 PLC的基本结构 280

5.2.2 PLC的工作原理 284

5.2.3 PLC的性能指标 286

5.3 PLC的编程语言 287

5.3.1 PLC的编程语言 287

5.3.2 梯形图的编程规则 289

5.4 本章小结 290

5.5 练习题 291

第6章 S7-200可编程控制器 292

6.1 S7-200PLC的硬件系统 292

6.1.1 系统基本构成 293

6.1.2 主机结构及性能指标 294

6.1.3 输入／输出扩展 297

6.1.4 CPU模块I/O接线 300

6.1.5 工作模式及扫描周期 301

6.2 S7-200 PLC的内部资源 302

6.2.1 概述 302

6.2.2 常用软元件介绍 303

6.3 S7-200存储器的数据类型与寻址方式 307

6.3.1 数据类型 307

6.3.2 直接寻址与间接寻址 308

6.4 S7-200 PLC的编程语言和程序结构 312

6.4.1 S7-200 PLC的编程语言 312

6.4.2 S7-200 PLC的程序结构 314

6.5 本章小结 316

6.6 练习题 316

第7章 S7-200系列PLC指令系统 317

7.1 基本逻辑指令 317

7.1.1 位逻辑指令 317

7.1.2 堆栈指令 320

7.1.3 置位／复位指令 321

7.1.4 立即指令Ⅰ 322

7.1.5 RS触发器指令 322

7.1.6 微分指令EU和ED 324

7.1.7 取反指令NOT和空操作指令NOP 325

7.1.8 定时器指令 326

7.1.9 计数器指令 330

7.1.10 比较指令 333

7.2 程序控制指令 334

7.2.1 循环指令 334

7.2.2 跳转指令 336

7.2.3 停止指令STOP 336

7.2.4 结束指令END和MEND 337

7.2.5 看门狗复位指令WDR 337

7.2.6 子程序指令 338

7.2.7 “与”ENO指令 340

7.3 顺序控制指令 340

7.3.1 顺序控制指令介绍 340

7.3.2 功能图 341

7.4 数据处理指令 342

7.4.1 数据传送指令 342

7.4.2 移位指令 344

7.4.3 字节交换与填充指令 348

7.5 运算指令 349

7.5.1 算术运算指令 349

7.5.2 逻辑运算指令 356

7.6 表功能指令 359

7.6.1 填表指令ATT 359

7.6.2 表中取数指令 361

7.6.3 查表指令 362

7.7 转换指令 363

7.7.1 数据类型转换指令 363

7.7.2 字符串转换指令 366

7.7.3 编码和译码指令 370

7.7.4 七段显示码指令 370

7.8 特殊指令 371

7.8.1 时钟指令 371

7.8.2中断指令 372

7.8.3 高速计数器指令 377

7.8.4 高速脉冲输出指令 383

7.8.5发 PID回路控制指令 390

7.9 本章小结 394

7.10 练习题 396

第8章 可编程控制器系统设计与应用 399

8.1 PLC控制系统设计 399

8.1.1 系统设计的主要内容 399

8.1.2 系统设计的基本步骤 400

8.2 PLC控制系统的硬件配置 402

8.2.1 PLC的选型 402

8.2.2 I/O地址分配 404

8.3 PLC控制系统的软件设计 405

8.3.1 PLC软件系统设计的方法 405

8.3.2 PLC软件系统设计的步骤 413

8.4 可编程控制器应用实例 414

8.4.1 常用控制线路的PLC控制 414

8.4.2 机械手运动的PLC控制 419

8.4.3 十字路口交通信号灯的PLC控制 425

8.5 本章小结 432

8.6 练习题 433

第9章 STEP 7-Micro/WIN32编程软件 434

9.1 编程软件的安装 434

9.2 编程软件的功能 436

9.2.1 基本功能 436

9.2.2 界面 437

9.2.3 各部分功能 437

9.2.4 系统组态 440

9.3 软件的编程 440

9.3.1 程序文件操作 440

9.3.2 编辑程序 441

9.4 调试及运行监控 445

9.4.1 选择扫描次数 445

9.4.2 状态图表监控 446

9.4.3 运行模式下的编辑 447

9.4.4 程序监视 447

9.5 本章小结 449

9.6 练习题 449

第10章 可编程控制器的通信与网络 450

10.1 通信及网络基础 450

10.1.1 数据通信方式 450

10.1.2 网络概述 453

10..2 S7-200的通信与网络 455

10.2.1 SIEMENS PLC网络层次的结构 455

10.2.2 S7-200 PLC通信类型及协议 456

10.2.3 通信设备 459

10.3 S7-200 PLC的通信指令 461

10.3.1 网络读NETR／网络写NETW指令 461

10.3.2 发送XMT与接收RCV指令 462

10.3.3 USS通信指令 469

10.4 本章小结 469

10.5 练习题 470

下篇 实训与提高 473

第11章 实训与提高 473

11.1 实训一——低压电器实训 476

11.1.1 实训目的 476

11.1.2 实训内容 476

11.1.3 实训考核及成绩评定 484

11.1.4 实训报告要求 485

11.2 实训二——电气图的绘制 485

11.2.1 实训目的 485

11.2.2 实训内容 485

11.2.3 实训考核及成绩评定 486

11.2.4 实训报告要求 487

11.3 实训三——基本电气控制线路的安装与调试 487

11.3.1 实训基础 487

11.3.2 实训内容 492

11.4 实训四——典型机床控制线路的故障分析及故障排除 517

11.4.1 实训目的 517

11.4.2 实训理论基础 518

11.4.3 实训考核及成绩评定 530

11.4.4 实训报告要求 530

11.5 实训五——电气控制系统的设计 530

11.5.1 实训目的 530

11.5.2 实训内容 531

11.5.3 实训考核及成绩评定 532

11.5.4 实训报告要求 532

11.6 实训六——S7-200 PLC的接线和编程软件的使用 533

11.6.1 实训目的 533

11.6.2 实训器材 533

11.6.3 实训预习 533

11.6.4 实训内容 533

11.6.5 实训报告要求 534

11.7 实训七——指令系统训练 535

11.8 实训八——程序设计训练 538

附录A 常用电气图形、文字符号新旧对照表 548

附录B 电气技术中常用基本文字符号 557

附录C 电气技术中常用辅助文字符号 558

附录D KTJ10-XH型电梯电气原理图 559

附录E S7-200系列PLC指令表 563

参考文献 566