电气控制与PLC应用技术PDF电子书下载

第1章常用低压电器 1

1.1概述 1

1.1.1低压电器的分类 1

1.1.2低压电器的型号表示法 2

1.1.3低压电器的主要技术数据 4

1.2电磁装置 5

1.2.1电磁机构 5

1.2.2触头系统 6

1.2.3电弧的产生与熄灭 7

1.3接触器 8

1.3.1接触器的结构 8

1.3.2接触器的工作原理 8

1.3.3接触器的选型 9

1.4继电器 10

1.4.1热继电器 10

1.4.2时间继电器 12

1.4.3电磁式继电器 14

1.4.4速度继电器 15

1.4.5固态继电器 16

1.5主令电器 18

1.5.1控制按钮 19

1.5.2行程开关 19

1.5.3接近开关 20

1.5.4万能转换开关 22

1.6开关电器 23

1.6.1刀开关 23

1.6.2低压断路器 23

1.6.3漏电保护断路器 25

1.7熔断器 27

1.7.1熔断器的用途和分类 27

1.7.2熔断器的结构及工作原理 28

1.7.3熔断器的选用 28

习题与思考题 28

第2章电气图设计基础 30

2.1电气图的种类及特点 30

2.1.1电气图的种类 30

2.1.2电气图的特点 31

2.2电气图文符号的组成及使用说明 32

2.2.1图形符号的组成 32

2.2.2图形符号的使用说明 33

2.2.3电气图中的文字符号 33

2.3电气图设计规范及电气元件的基本表示方法 34

2.3.1电气图中的项目代号 34

2.3.2电气图的一般规则 35

2.3.3图线、字体及其他 36

2.4电气图的绘制方法 39

2.4.1电气图的组成 39

2.4.2电气图的布局 39

2.4.3电气图上位置的表示方法 40

2.4.4电气元件的表示方法 40

2.4.5连接线的表示方法 43

2.4.6电气原理图的绘制 44

2.4.7电气元件布置图的绘制 45

2.4.8接线图的绘制 45

习题与思考题 46

第3章电机及电气控制 47

3.1电机的结构、基本工作原理及用途 47

3.1.1三相异步电机 47

3.1.2三相同步电机 50

3.1.3单相异步电动机 52

3.1.4直流电机 53

3.2通用变频器 56

3.2.1通用变频器的发展趋势 56

3.2.2变频器的基本原理 57

3.2.3变频器的基本结构 58

3.2.4逆变电路的基本工作原理 59

3.2.5变频器的选型 59

3.2.6变频器外形及应用接线 61

3.3三相异步电机的启动控制线路 62

3.3.1全压启动控制线路 62

3.3.2降压启动控制线路 64

3.3.3电子软启动器及其启动的控制线路 69

3.3.4液阻软启动器及其启动的控制线路 70

3.4其他典型控制线路 71

3.4.1三相异步电机的正反转控制线路 71

3.4.2多台电机顺序启停控制线路 73

习题与思考题 74

第4章PLC的基础知识 76

4.1PLC综述 76

4.1.1PLC的产生及定义 76

4.1.2PLC的特点及分类 77

4.1.3PLC的应用及发展趋势 80

4.1.4PLC控制与继电器控制的区别 82

4.1.5国内外PLC产品介绍 83

4.2PLC的硬件组成 85

4.2.1中央处理器（CPU） 85

4.2.2存储器 86

4.2.3输入接口 87

4.2.4输出接口 88

4.2.5其他接口及电源 90

4.3PLC的软件组成 90

4.4PLC的工作原理 91

4.4.1PLC的等效工作电路 91

4.4.2PLC的工作特点及工作过程 93

4.4.3PLC的输入/输出响应滞后现象 95

4.5编程调试设备 96

4.6PLC的编程语言及编程规则 97

4.6.1PLC的编程语言 98

4.6.2编程规则 100

4.7PLC的软元件 101

4.7.1输入/输出继电器 103

4.7.2辅助继电器 104

4.7.3状态继电器 106

4.7.4定时器 107

4.7.5计数器 108

4.7.6数据寄存器 112

4.7.7指针 114

4.8指令常数及软元件的使用方法 115

4.8.1常数及字符串 115

4.8.2位的数据表示与字软元件的位指定 116

4.8.3缓冲存储器的直接指定 116

4.9FX3U/FX3UC系列PLC的基本逻辑指令 116

4.9.1操作开始指令（LD/LDI） 116

4.9.2触点串联连接指令（AND/ANI） 117

4.9.3触点并联连接指令（OR/ORI） 117

4.9.4支路（电路块）连接指令（ANB/ORB） 118

4.9.5输出指令（OUT） 118

4.9.6边沿检测指令（LDP/LDF、ANDP/ANDF、ORP/ORF） 119

4.9.7置位与复位指令（SET/RST） 120

4.9.8脉冲微分输出指令（PLS/PLF） 121

4.9.9栈操作指令（MPS/MRD/MPP） 122

4.9.10主控指令（MC/MCR） 123

4.9.11运算结果取反指令（INV） 125

4.9.12运算结果脉冲化指令（MEP/MEF） 125

4.9.13空操作与用户程序结束指令（NOP/END） 126

4.10基本指令编程举例 126

4.10.1定时器与计数器的编程 126

4.10.2定时范围与计数范围的扩展 128

4.10.3脉冲发生器（振荡器） 130

4.10.4通风机监视 131

4.10.5顺序控制 132

习题与思考题 134

第5章顺序功能图（SFC）及步进梯形图STL） 138

5.1顺序功能图（SFC） 138

5.1.1SFC概述 138

5.1.2SFC程序的创建步骤及方法 139

5.2步进梯形图（STL） 141

5.3SFC及STL的编程规则 142

5.4多流程顺序控制 144

5.4.1选择分支与汇合 144

5.4.2并行分支与汇合 145

5.4.3跳步与循环 145

5.5SFC及STL的应用举例 146

习题与思考题 151

第6章FX系列PLC的常用应用指令 153

6.1应用指令概述 153

6.1.1应用指令的表示方式 153

6.1.2数据长度与数据格式 154

6.1.3指令的执行方式 154

6.2程序流程指令 155

6.2.1主程序与子程序 155

6.2.2条件跳转 156

6.2.3中断与循环 158

6.3比较与传送指令 159

6.3.1数据比较指令 159

6.3.2触点式比较指令 160

6.3.3传送类指令 161

6.3.4数据交换指令（XCH） 162

6.3.5BCD与BIN之间的相互转换 162

6.4算术与逻辑运算指令 164

6.4.1二进制算术运算指令 164

6.4.2字逻辑运算指令 166

6.5移位指令 167

6.5.1循环右移/左移指令（ROR/ROL） 167

6.5.2位右移/位左移指令（SFTR/SFTL） 168

6.5.3移位写入与移位读出指令（SFWR/SFRD） 168

6.6浮点数运算指令 170

6.6.1浮点数传送 170

6.6.2浮点数比较 171

6.6.3二进制整数与二进制浮点数的相互转换（FLT/INT） 171

6.6.4浮点数算术运算指令 172

6.6.5二进制浮点数与十进制浮点数的相互转换（DEBIN/DEBCD） 174

6.7其他常用指令 175

6.7.1缓冲存储器的读出与写入指令（FROM/TO） 175

6.7.2PID运算指令 177

6.7.3ON位判断与ON位数求和指令（BON/SUM） 178

6.7.4开方运算指令（SQR） 179

6.7.5交替输出指令（ALT） 180

6.7.6七段译码指令（SEGD） 180

习题与思考题 181

第7章中断功能及特殊功能模块 188

7.1中断功能 188

7.1.1概述 188

7.1.2中断编程的通用事项 188

7.1.3输入中断 189

7.1.4脉冲捕捉功能中断 189

7.2二通道A/D转换模块（FX2N-2AD） 190

7.2.1性能规格 190

7.2.2模块连接 191

7.2.3缓冲存储器的定义 191

7.2.4应用编程 192

7.3四通道A/D转换模块（FX2N-4AD） 192

7.3.1性能规格 192

7.3.2模块连接 193

7.3.3编程与控制 193

7.3.4应用编程 194

7.4四通道A/D转换模块（FX3U-4AD） 195

7.4.1性能规格 195

7.4.2模块连接 195

7.4.3编程与控制 195

7.4.4编程实例 197

7.5四通道铂电阻温度测量模块（FX2N-4AD-PT） 197

7.5.1功能及性能规格 197

7.5.2模块连接 198

7.5.3编程与控制 198

7.5.4编程实例 199

7.6二通道模拟量输出模块（FX2N-2DA） 199

7.6.1性能规格 199

7.6.2模块连接 200

7.6.3编程与控制 200

7.6.4编程实例 201

7.7四通道D/A转换模块（FX2N-4DA） 201

7.7.1性能规格 201

7.7.2模块连接 202

7.7.3编程与控制 202

7.7.4编程实例 203

7.8四通道D/A转换模块（FX3U-4DA） 203

7.8.1性能规格 203

7.8.2模块连接 204

7.8.3编程与控制 205

7.8.4编程实例 205

习题与思考题 206

第8章PLC通信与上位监控软件 207

8.1数据通信基本概念 207

8.1.1并行通信与串行通信 207

8.1.2异步通信与同步通信 207

8.1.3单工通信与双工通信 208

8.2常用通信接口 209

8.2.1RS-232C 209

8.2.2RS-422 209

8.2.3RS-485 210

8.2.4USB接口 210

8.3PLC与上位机的通信 211

8.3.1硬件连接 211

8.3.2FX系列PLC的通信协议 212

8.3.3FX系列PLC与上位机通信程序 215

8.4常用上位监控组态软件介绍 216

8.4.1KingView组态软件 217

8.4.2Citect组态软件 221

8.4.3iFIX组态软件 226

习题与思考题 226

第9章三菱PLC的编程软件及调试 228

9.1GXDeveloper的功能特点及基本操作 228

9.2PLC程序的标准化开发 229

9.3工程文件的处理方法 231

9.4梯形图的创建与编辑 233

9.5模拟监视与调试 234

9.6在线监视与调试 235

习题与思考题 237

第10章PLC的应用开发基础 238

10.1PLC控制系统设计的基本原则与步骤 238

10.1.1PLC控制系统设计的基本原则 238

10.1.2PLC控制系统设计的一般步骤 238

10.2PLC的选型及硬件配置 240

10.2.1PLC机型的选择 240

10.2.2PLC容量的确定 241

10.2.3PLC模块的选择 242

10.2.4PLC的扩展及I/O地址 244

10.3PLC外部电路的设计 246

10.3.1I/O连接设计 246

10.3.2可靠性设计 250

10.3.3安装与接线设计 253

10.4PLC系统的抗干扰措施 255

10.4.1屏蔽措施 255

10.4.2接地措施 256

10.4.3布线注意事项 259

习题与思考题 260

第11章PLC的应用实例 261

11.1PLC在数控加药系统中的应用 261

11.1.1概述 261

11.1.2控制原理 261

11.1.3测控参数的确定 262

11.1.4控制系统的硬件配置 262

11.1.5控制系统上位软件开发 263

11.1.6数据打包技术方法介绍 265

11.1.7控制编程 266

11.1.8加药控制系统监控画面 271

11.2PLC在分布式电子皮带秤中的应用 272

11.2.1电子皮带秤的组成 272

11.2.2电子皮带秤控制系统的硬件配置 273

11.2.3检测原理 273

11.2.4计算编程 275

11.2.5监控画面 277

附录A常用电气图形符号与文字符号 278

表A.1常用电气图形符号 278

表A.2电气设备常用文字符号新旧对照表 280

表A.3常用的辅助文字符号及线路、引出线标号 281

附录BFX系列PLC性能规格 282

表B.1FXIS、FXIN、FX1NC型PLC性能规格 282

表B.2FX2N和FX2NC型PLC性能规格 283

表B.3FX3U和FX3UC型PLC性能规格 285

附录CFX系列PLC产品型号 288

附录DFX系列PLC基本指令及应用指令 291

附录EFX系列PLC的常用特殊软元件 297

参考文献 298