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第1章 常用低压电器 1

1.1 概述 1

1.1.1 常用低压电器的分类 1

1.1.2 我国低压电器发展概况 2

1.1.3 国内外低压电器发展趋势 2

1.2 刀开关 5

1.2.1 开启式刀开关 5

1.2.2 开启式负荷开关 5

1.2.3 封闭式负荷开关 6

1.2.4 组合开关 7

1.2.5 刀开关的图形符号和文字符号 8

1.3 熔断器 8

1.3.1 熔断器的结构及工作原理 8

1.3.2 常用低压熔断器 9

1.3.3 熔断器的图形符号和文字符号 12

1.3.4 熔断器的选用 12

1.4 断路器 13

1.4.1 断路器的分类 13

1.4.2 断路器的结构及工作原理 13

1.4.3 断路器的保护特性 14

1.4.4 常用典型断路器 15

1.4.5 断路器的图形符号和文字符号 15

1.4.6 断路器的选用 16

1.5 电磁执行机构 16

1.5.1 电磁机构 16

1.5.2 电磁铁 20

1.5.3 电磁阀 21

1.5.4 电磁制动器 23

1.6 接触器 23

1.6.1 交流接触器 23

1.6.2 直流接触器 25

1.6.3 接触器的图形符号和文字符号 27

1.6.4 接触器的选用 27

1.7 继电器 28

1.7.1 电磁式电流、电压和中间继电器 28

1.7.2 热继电器 31

1.7.3 速度继电器 35

1.7.4 时间继电器 35

1.7.5 干簧继电器 39

1.7.6 固态继电器 40

1.8 主令电器 42

1.8.1 控制按钮 42

1.8.2 行程开关 43

1.8.3 接近开关 44

1.8.4 主令控制器 44

1.8.5 万能转换开关 45

1.8.6 光电开关 46

1.8.7 指示灯 46

1.9 常用低压电器故障及排除 47

1.9.1 触点系统的故障及排除 47

1.9.2 电磁机构的故障及排除 48

1.10 练习题 48

第2章 电气控制线路的基本环节 50

2.1 控制线路的原理图、安装图与互连图 50

2.1.1 控制线路的图形符号和文字符号 50

2.1.2 电气线路图的分类与作用 52

2.2 三相异步电动机的全压起动控制线路 54

2.2.1 刀开关控制线路 54

2.2.2 点动控制线路 55

2.2.3 自锁（长动）控制线路 55

2.2.4 正反转控制线路 56

2.2.5 顺序控制与多地控制线路 58

2.3 三相笼型异步电动机的减压起动控制线路 59

2.3.1 定子电路串电阻减压起动控制线路 59

2.3.2 星形－三角形减压起动控制线路 61

2.3.3 自耦变压器减压起动控制线路 62

2.3.4 延边三角形减压起动控制线路 64

2.3.5 软起动器控制线路 65

2.4 三相异步电动机的调速控制线路 67

2.4.1 笼型异步电动机多速控制线路 67

2.4.2 电磁转差离合器调速电动机控制线路 70

2.5 三相异步电动机的制动控制线路 73

2.5.1 笼型异步电动机能耗制动控制线路 73

2.5.2 笼型异步电动机反接制动控制线路 76

2.6 行程控制线路 77

2.6.1 可逆行程控制线路 77

2.6.2 行程控制线路应用举例 78

2.7 电动机的综合保护 81

2.8 练习题 82

第3章 典型机械设备电气控制线路 84

3.1 绘制和阅读机械设备电气原理图的基本知识 84

3.2 卧式车床的电气控制线路 85

3.2.1 CA6140型卧式车床的主要结构及运动形式 85

3.2.2 CA6140型卧式车床的电气控制线路分析 86

3.3 平面磨床的电气控制线路 87

3.3.1 M7120A型平面磨床的主要结构及运动形式 87

3.3.2 M7120A型平面磨床的电气控制线路分析 87

3.4 钻床的电气控制线路 90

3.4.1 Z37型摇臂钻床的主要结构及运动形式 90

3.4.2 Z37型摇臂钻床的电气控制线路分析 91

3.4.3 Z37型摇臂钻床的电气故障分析 94

3.5 万能铣床的电气控制线路 94

3.5.1 X6132型卧式万能铣床的主要结构及运动形式 94

3.5.2 X6132型卧式万能铣床的电气控制线路分析 95

3.5.3 X6132型卧式万能铣床的电气故障分析 100

3.6 电动葫芦的电气控制线路 101

3.6.1 电动葫芦的结构 101

3.6.2 电动葫芦的控制线路分析 102

3.7 练习题 102

第4章 可编程控制器的结构及特点 103

4.1 可编程控制器概述 103

4.1.1 PLC的由来 103

4.1.2 PLC的定义、分类及特点 104

4.1.3 PLC的功能和应用 105

4.1.4 PLC的发展趋势 106

4.1.5 PLC的组成与基本结构 106

4.2 S7-200系列PLC介绍 110

4.2.1 S7-200系列PLC系统 110

4.2.2 S7-200系列PLC的工作原理 112

4.3 S7-200 PLC的内部元件 113

4.3.1 数据类型 113

4.3.2 寻址方式 114

4.3.3 元件功能及地址分配 115

4.4 STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件的使用 118

4.4.1 STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件介绍 118

4.4.2 STEP7-Micro/WIN V4.0主要编程功能 119

4.5 练习题 126

第5章 PLC基本指令的应用 127

5.1 PLC的编程语言与程序结构 127

5.2 基本位逻辑指令及应用 129

5.2.1 基本位逻辑指令 129

5.2.2 基本位逻辑指令应用举例 136

5.3 定时器指令的应用 140

5.3.1 定时器指令 140

5.3.2 定时器指令应用举例 142

5.4 计数器指令的应用 146

5.4.1 计数器指令 146

5.4.2 计数器指令应用举例 147

5.5 梯形图的编辑方法 149

5.6 练习题 150

第6章 PLC的功能指令及其应用 153

6.1 程序控制类指令 153

6.1.1 有条件结束（END）指令 153

6.1.2 暂停（STOP）指令 153

6.1.3 跳转（JMP）与标号（LBL）指令 154

6.1.4 循环指令（FOR、NEXT） 154

6.1.5 子程序指令 155

6.2 步进顺序控制指令 159

6.2.1 功能流程图简介 159

6.2.2 顺序控制指令 159

6.2.3 顺序功能图的基本结构 160

6.2.4 顺序控制系统的编程应用举例 161

6.3 功能指令 171

6.4 PLC应用的若干问题 179

6.4.1 控制系统的设计与调试步骤 179

6.4.2 节省PLC输入输出点的方法 180

6.4.3 控制系统抗干扰措施 181

6.4.4 PLC的安全保护 182

6.5 PLC的通信与自动化通信网络 183

6.6 S7-200 PLC的通信功能 185

6.7 S7-200 PLC的串行通信网络 188

6.8 S7-200 PLC的通信指令 189

6.9 使用自由端口模式的计算机与PLC的通信 190

6.10 练习题 193

第7章 伺服电动机及变频器原理与应用 196

7.1 步进电动机 196

7.1.1 步进电动机概述 196

7.1.2 步进电动机结构和工作原理 197

7.1.3 步进电动机驱动 201

7.1.4 三相步进电动机的使用注意事项 207

7.2 交流伺服电动机 207

7.2.1 交流伺服电动机概述 207

7.2.2 交流伺服电动机结构和工作原理 209

7.2.3 交流伺服电动机的驱动 215

7.2.4 交流伺服电动机的使用注意事项 235

7.3 变频器原理及应用 235

7.3.1 变频器概述 235

7.3.2 变频器的基本结构组成和原理 237

7.3.3 变频器的应用 241

7.3.4 变频器的使用注意事项 260

7.4 练习题 261

第8章 数控机床电气控制系统 262

8.1 机床数控系统基本结构及概述 262

8.1.1 机床数控系统结构 262

8.1.2 计算机数控系统的总体结构及各部分功能 266

8.1.3 伺服电动机的特性及选型 269

8.1.4 数控系统的部件连接 271

8.2 数控系统基本参数的调试 285

8.2.1 调试前的准备工作 285

8.2.2 数控系统的初次通电 287

8.2.3 系统初始化 288

8.2.4 PLC应用程序的设计与调试 291

8.2.5 驱动器的调试 297

8.2.6 NC调试 304

8.3 数控系统举例：碳电极自动加工系统（车外圆专机） 328

8.3.1 碳电极自动加工系统 328

8.3.2 系统调试 333

8.3.3 伺服控制系统特殊功能调试 336

8.4 练习题 339

附录 341

附录A 电气图中常用图形符号和文字符号新旧对照表 341

附录B 西门子S7-200系列PLC指令表 348

参考文献 358