电气控制与PLC应用PDF电子书下载

模块一 基本电气控制电路 1

任务一 电动机点动与自锁控制电路的分析与安装 1

一、任务导入 1

二、相关知识 2

（一）刀开关 2

（二）熔断器 3

（三）按钮 4

（四）接触器 5

（五）热继电器 7

三、任务实施 9

（一）电动机点动控制电路分析 9

（二）电动机自锁控制电路分析与安装 9

四、知识拓展——点动与自锁混合控制电路 12

思考与练习 13

任务二 电动机正反转控制电路的分析与安装 14

一、任务导入 14

二、相关知识 15

（一）电气原理图 15

（二）电器元件布置图 16

（三）电气安装接线图 17

三、任务实施 17

（一）电路分析 17

（二）安装和调试 20

四、知识拓展——按钮、接触器双重互锁的电动机正反转控制电路 22

思考与练习 22

任务三 电动机顺序起动控制电路的分析与安装 23

一、任务导入 23

二、相关知识 23

（一）低压断路器 23

（二）多地控制 26

三、任务实施 27

（一）主电路的顺序起动控制电路分析 27

（二）控制电路的顺序起动控制电路分析与安装 27

四、知识拓展——漏电保护开关 28

（一）工作原理 29

（二）参数与类型 29

（三）选择 30

（四）使用方法 30

思考与练习 30

任务四 电动机自动往返控制电路的分析与安装 30

一、任务导入 30

二、相关知识——行程开关 31

三、任务实施 32

（一）电路分析 32

（二）安装和调试 33

四、知识拓展——接近开关 33

思考与练习 34

任务五 电动机降压起动控制电路的分析与安装 34

一、任务导入 34

二、相关知识 35

（一）继电器的分类 35

（二）电磁式继电器的结构及工作原理 35

（三）时间继电器 36

（四）电流继电器和电压继电器 37

三、任务实施 39

（一）定子串电阻降压起动控制电路分析 39

（二）自耦变压器降压起动控制电路分析 39

（三）？-△降压起动控制电路分析与安装 41

四、知识拓展——绕线式异步电动机转子串电阻降压起动控制电路 43

思考与练习 44

任务六 电动机制动控制电路的分析与安装 45

一、任务导入 45

二、相关知识——速度继电器 45

三、任务实施 46

（一）能耗制动控制电路分析 46

（二）反接制动控制电路分析与安装 47

四、知识拓展——机械制动控制电路 48

思考与练习 50

模块二 常见机床控制电路 51

任务一 C650车床控制电路分析与故障排除 51

一、任务导入 51

二、相关知识 52

（一）电气原理图的分析方法和步骤 52

（二）车床的主要结构和运动形式 53

三、任务实施 54

（一）主电路分析 54

（二）控制电路分析 54

（三）辅助电路分析 58

四、知识拓展 58

（一）电气控制电路故障的一般分析方法 58

（二）C650卧式车床常见故障分析 60

思考与练习 61

任务二 X62W铣床控制电路分析与故障排除 61

一、任务导入 61

二、相关知识 62

（一）铣床的主要结构 62

（二）铣床的运动形式 63

三、任务实施 63

（一）主电路分析 63

（二）控制电路分析 63

四、知识拓展——X62W万能铣床常见故障分析 70

思考与练习 70

任务三 Z3040摇臂钻床控制电路分析与故障排除 71

一、任务导入 71

二、相关知识 71

（一）钻床的主要结构 71

（二）钻床的运动形式 72

三、任务实施 72

（一）主电路分析 72

（二）控制电路分析 74

四、知识拓展——Z3040摇臂钻床常见故障分析 76

思考与练习 77

模块三 PLC基本指令的应用 78

任务一 认识PLC 78

一、任务导入 78

二、相关知识 81

（一）PLC的产生及定义 81

（二）PLC的应用、分类 81

（三）PLC的组成 82

（四）PLC的工作原理 84

三、任务实施 85

（一）FX系列PLC的型号 85

（二）FX2N系列PLC的基本构成 85

（三）FX2N系列PLC的外观及其特征 86

（四）PLC的安装、接线 86

四、知识拓展——常用PLC介绍 89

（一）美国的PLC产品 90

（二）欧洲的PLC产品 90

（三）日本的PLC产品 90

（四）我国的PLC产品 91

思考与练习 91

任务二 电动机自锁控制程序设计 91

一、任务导入 91

二、相关知识 91

（一）输入继电器X和输出继电器Y 91

（二）PLC的编程语言 92

（三）LD、LDI、OUT、END指令 93

（四）AND、ANI、OR、ORI指令 94

（五）GX Developer编程和仿真软件 95

三、任务实施 101

（一）分配I/O地址 101

（二）程序设计 102

（三）接线时注意事项 102

（四）操作步骤 103

四、知识拓展 103

（一）SET、RST指令 103

（二）利用SET和RST指令实现电动机的自锁控制 104

（三）PLC控制系统与继电接触控制系统的区别 104

思考与练习 105

任务三 楼梯照明控制程序设计 105

一、任务导入 105

二、相关知识 105

（一）ORB指令 105

（二）ANB指令 106

三、任务实施 107

（一）分配I/O地址 107

（二）程序设计 107

（三）调试运行 107

四、知识拓展 108

（一）梯形图的特点 108

（二）梯形图的编程规则 108

思考与练习 110

任务四3 台电动机顺序起动控制程序设计 110

一、任务导入 110

二、相关知识 110

（一）辅助继电器M 110

（二）定时器T 112

三、任务实施 113

（一）分配I/O地址 113

（二）程序设计 114

（三）调试运行 114

四、知识拓展 114

（一）定时器接力电路 114

（二）闪烁电路 115

（三）延时接通／断开电路 115

（四）调试仿真 116

思考与练习 117

任务五 产品出入库数量监控程序设计 117

一、任务导入 117

二、相关知识 118

（一）计数器的分类 118

（二）计数器的使用说明 118

三、任务实施 119

（一）分配I/O地址 119

（二）程序设计 119

（三）调试运行 120

四、知识拓展——定时器与计数器构成长延时电路 120

思考与练习 121

任务六 电动机单按钮起停控制程序设计 121

一、任务导入 121

二、相关知识——PLS、PLF指令 122

三、任务实施 123

四、知识拓展 124

（一）ALT指令 124

（二）LDF、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令 124

（三）光电式自动冲水设备控制程序 125

思考与练习 126

任务七 电动机？-△降压起动控制程序设计 126

一、任务导入 126

二、相关知识——MPS、MRD、MPP指令 126

三、任务实施 127

（一）分配I/O地址 127

（二）程序设计 128

（三）输入并仿真程序 128

（四）连接电路 128

（五）调试运行 129

四、知识拓展——MC、MCR指令 129

思考与练习 130

任务八 自动运料小车控制程序设计 131

一、任务导入 131

二、相关知识 131

（一）状态继电器S 131

（二）顺序功能图 132

（三）步进指令STI、RET 133

（四）顺序功能图与步进梯形图之间的转换 134

三、任务实施 134

（一）分配I/O地址 135

（二）确定顺序功能图的步数 135

（三）确定每步的功能、作用 135

（四）找出每步的转移条件 135

（五）绘制顺序功能图 136

（六）将顺序功能图转换成梯形图 136

（七）调试运行 137

四、知识拓展——步进梯形图编程规则 137

思考与练习 138

任务九 自动门控制程序设计 139

一、任务导入 139

二、相关知识——选择分支的编程 140

三、任务实施 141

（一）分配I/O地址 141

（二）画出顺序功能图 141

（三）将顺序功能图转换成梯形图 142

（四）调试运行 142

四、知识拓展——步进梯形图程序中电动机的过载保护 144

思考与练习 144

任务十 按钮式人行横道交通灯控制程序设计 145

一、任务导入 145

二、相关知识——并行分支的编程 146

三、任务实施 147

（一）I/O端口分配、功能及I/O接线图 147

（二）程序设计 147

（三）调试运行 149

四、知识拓展——跳步、重复和循环序列编程 149

（一）部分重复的编程方法 150

（二）同一分支内跳转的编程方法 150

（三）跳转到另一条分支的编程方法 150

思考与练习 150

模块四 PLC应用指令的应用 152

任务一 8盏流水灯控制程序设计 152

一、任务导入 152

二、相关知识 153

（一）应用指令的通用格式 153

（二）应用指令的数据结构 154

（三）传送指令MOV 155

三、任务实施 155

（一）分配I/O地址 155

（二）程序设计 156

（三）调试运行 156

四、知识拓展 157

（一）块传送指令BMOV（FNC15） 157

（二）取反传送指令CMI（FNC14） 157

（三）多点传送指令FMOV（FNC16） 157

（四）利用MOV指令改写定时器和计数器的设定值 157

思考与练习 158

任务二 4路抢答器控制程序设计 158

一、任务导入 158

二、相关知识 159

（一）子程序调用指令CALL和子程序返回指令SRET 159

（二）主程序结束指令FEND 159

三、任务实施 160

（一）分配I/O地址 160

（二）程序设计 161

（三）调试运行 163

四、知识拓展 163

（一）条件跳转指令CJ 163

（二）电动机手动／自动选择控制程序 163

思考与练习 164

任务三 8台电动机顺序起动控制程序设计 165

一、任务导入 165

二、相关知识 165

（一）位左移指令SFTL 165

（二）位右移指令SFTR 166

三、任务实施 168

（一）分配I/O地址 168

（二）程序设计 168

（三）调试运行 169

四、知识拓展 169

（一）循环移位指令ROR、ROI、RCR和RCL 169

（二）24盏流水灯控制程序 170

思考与练习 172

任务四 24h时钟显示程序设计 173

一、任务导入 173

二、相关知识 173

（一）7段译码指令SEGD 173

（二）数据变换指令BCD和BIN 174

三、任务实施 175

（一）I/O分配和软元件说明 175

（二）程序设计 176

（三）调试运行 178

四、知识拓展——带锁存的7段显示指令SEGL 178

思考与练习 179

任务五 密码锁控制程序设计 179

一、任务导入 179

二、相关知识 180

（一）组件比较指令CMP 180

（二）区间比较指令ZCP 180

三、任务实施 181

（一）I/O分配表 181

（二）程序设计 181

（三）调试运行 182

四、知识拓展 182

（一）触点比较指令 182

（二）简易定时报时器程序 183

思考与练习 184

任务六 8站小车的呼叫控制程序设计 185

一、任务导入 185

二、相关知识 185

（一）译码指令DECO 185

（二）编码指令ENCO 186

三、任务实施 187

（一）分配I/O地址 187

（二）程序设计 188

（三）调试运行 189

四、知识拓展 189

（一）加1指令INC 189

（二）减1指令DEC 189

（三）5台电动机顺序起动控制程序 190

思考与练习 191

任务七 车库门自动开关控制程序设计 191

一、任务导入 191

二、相关知识 192

（一）时钟数据读取指令TRD 192

（二）时钟数据写入指令TWR 192

（三）时钟数据比较指令TCMP 193

（四）时钟数据区间比较指令TZCP 194

三、任务实施 195

（一）分配I/O地址 195

（二）程序设计 195

（三）调试运行 196

四、知识拓展 196

（一）时钟专用的特殊数据寄存器和特殊辅助继电器 196

（二）马路照明灯时钟控制程序 197

思考与练习 198

任务八 自动售货机控制程序设计 198

一、任务导入 198

二、相关知识 199

（一）加法指令ADD 199

（二）减法指令SUB 199

（三）乘法指令MUL 199

（四）除法指令DIV 200

三、任务实施 200

（一）分配I/O地址 200

（二）程序设计 201

（三）调试运行 203

四、知识拓展 203

（一）使用乘除运算指令实现8盏流水灯控制程序 203

（二）停车场车位控制程序 204

思考与练习 206

模块五 特殊功能模块和数据通信 208

任务一 电热水炉温度控制 208

一、任务导入 208

二、相关知识 209

（一）特殊功能模块的读写操作指令FROM和TO 209

（二）特殊功能模块的分类 210

（三）模拟量输入模块FX2N-2AD 211

（四）模拟量输出模块FX2N-2DA 213

三、任务实施 217

（一）分配I/O地址 217

（二）程序设计 217

（三）调试运行 218

四、知识拓展——FX2N-2DA模块应用实例 218

（一）控制要求 218

（二）分配I/O地址 218

（三）程序设计 218

（四）调试运行 218

思考与练习 219

任务二 PLC数据通信 220

一、任务导入 220

二、相关知识 220

（一）通信基础 220

（二）PLC的通信功能 223

（三）N:N网络通信 223

（四）并联链接通信 226

（五）计算机链接通信 228

（六）无协议通信 229

三、任务实施 229

（一）N:N网络的设置 229

（二）通信用软元件 229

（三）程序设计 229

（四）调试运行 231

四、知识拓展——PLC网络介绍 231

（一）生产金字塔结构与PLC网络结构 231

（二）PLC联网的主要形式 233

（三）三菱公司的PLC网络 233

（四）三菱PLC及网络在汽车总装线上的应用 235

思考与练习 236

模块六 PLC控制系统设计案例 238

任务一 两种液体混合装置的PLC控制系统设计 238

一、任务导入 238

二、相关知识 239

（一）PLC控制系统设计的原则与步骤 239

（二）PLC机型选择 239

（三）使用起保停电路的编程方法 240

三、任务实施 241

（一）确定PLC的型号，绘制系统接线图 241

（二）程序设计 241

（三）调试运行 243

四、知识拓展——PLC控制系统的安装、调试方法 243

（一）模拟调试 243

（二）联机统调 243

思考与练习 243

任务二 LED数码显示的PLC控制系统设计 244

一、任务导入 244

二、相关知识——用移位指令实现顺序功能图的编程 244

三、任务实施 245

（一）确定PLC的型号，绘制系统接线图 245

（二）用移位指令实现LED数码显示 246

（三）用MOV指令实现LED数码显示 249

（四）用SEGD指令实现LED数码显示 249

（五）系统调试 251

四、知识拓展——减少数字显示所需输出点数的方法 251

思考与练习 252

任务三 机械手的PLC控制系统设计 252

一、任务导入 252

二、相关知识——使用以转换为中心的编程方法 253

三、任务实施 254

（一）确定PLC的型号，绘制系统接线图 254

（二）用以转换为中心的编程方法实现机械手的PLC控制 254

（三）用移位指令实现机械手的PLC控制 255

（四）系统调试 258

四、知识拓展——多种工作方式的编程 258

思考与练习 259

任务四 单车道交通灯的PLC控制系统设计 259

一、任务导入 259

二、任务实施 260

（一）确定PLC的型号，绘制系统接线图 260

（二）用基本指令实现单车道交通灯的PLC控制 261

（三）用步进指令实现单车道交通灯的PLC控制 263

（四）用移位指令实现单车道交通灯的PLC控制 265

（五）用应用指令实现单车道交通灯的PLC控制 265

（六）系统调试 267

三、知识拓展——节省PLC输入输出点数的方法 268

（一）减少输入点数的方法 268

（二）减少输出点数的方法 269

思考与练习 269

任务五 3层电梯的PLC控制系统设计 269

一、任务导入 269

二、任务实施 271

（一）确定PLC的型号，绘制系统接线图 271

（二）控制方案 272

（三）系统调试 274

三、知识拓展——PLC控制系统的可靠性设计 275

（一）电源的抗干扰措施 276

（二）控制系统的接地 276

（三）安装与布线的抗干扰措施 276

（四）PLC输入输出的可靠性措施 277

思考与练习 277

模块七 PLC与触摸屏的综合应用 278

任务一 触摸屏控制电动机的？-△降压起动 278

一、任务导入 278

二、相关知识 279

（一）三菱F940GOT的功能及基本工作模式 279

（二）F940GOT的基本操作 281

（三）GT-Designer Ver.5画面制作软件介绍 282

三、任务实施 285

（一）PLC和触摸屏软元件分配及系统接线图 285

（二）PLC程序 285

（三）触摸屏画面设计 286

（四）程序下载运行和系统调试 291

四、知识拓展——指示灯的制作 292

思考与练习 293

任务二 基于触摸屏的抢答器控制系统设计 293

一、任务导入 293

二、相关知识 294

（一）通过触摸键实现画面切换 294

（二）通过PLC程序实现画面切换 294

三、任务实施 296

（一）确定系统的输入输出信号，并画出系统接线图 296

（二）程序设计 297

（三）触摸屏画面设计 298

（四）调试运行 299

四、知识拓展——计算机／触摸屏在PLC网络中的作用 299

（一）计算机的作用 299

（二）触摸屏的作用 299

思考与练习 300

附录A FX-20P-E手持编程器的使用 301

附录B FX系列PLC的编程元件及编号 310

附录C FX系列PLC应用指令一览表 312

参考文献 317