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绪论 3

上篇 继电器—接触器控制系统 3

第1章 常用低压电器 3

1.1 低压电器的基本知识 3

1.1.1 低压电器的概念及分类 3

1.1.2 低压电器的基本结构 4

1.1.3 灭弧系统 6

1.2 刀开关 7

1.2.1 刀开关的结构 7

1.2.2 刀开关的型号及主要技术参数 8

1.2.3 刀开关的选用与安装 9

1.3 熔断器 10

1.3.1 熔断器的结构及工作原理 10

1.3.2 熔断器的保护特性 10

1.3.3 常用熔断器 10

1.3.4 熔断器的型号和主要技术参数 12

1.3.5 熔断器的选择 13

1.4 接触器 13

1.4.1 电磁式交流接触器的结构和工作原理 13

1.4.2 接触器的主要技术参数及型号 14

1.4.3 接触器的选用 16

1.5 继电器 16

1.5.1 电磁式继电器 17

1.5.2 时间继电器 18

1.5.3 热继电器 20

1.5.4 速度继电器 22

1.5.5 干簧继电器 22

1.5.6 固态继电器 23

1.6 低压断路器 24

1.6.1 结构和工作原理 24

1.6.2 低压断路器典型产品及型号 25

1.6.3 低压断路器的选用 26

1.7 主令电器 27

1.7.1 控制按钮 27

1.7.2 行程开关 28

1.7.3 万能转换开关 30

1.7.4 接近开关 31

1.7.5 主令控制器 32

思考题及习题 33

第2章 电气控制系统的基本环节 34

2.1 电气控制系统图的类型及有关标准 34

2.1.1 电气控制系统图概述 34

2.1.2 电气图形符号和文字符号 34

2.1.3 电气原理图 35

2.1.4 电器元件布置图 37

2.1.5 电气安装接线图 38

2.1.6 阅读和分析电气原理图的方法 38

2.2 三相异步电动机直接启动控制线路 39

2.2.1 电动机启动的要求 39

2.2.2 手动开关直接启动控制 39

2.2.3 连续运转控制 40

2.2.4 点动与连续运转控制 40

2.2.5 多地控制 41

2.2.6 顺序控制 41

2.3 三相异步电动机可逆运转控制线路 42

2.3.1 手动开关可逆运转控制线路 42

2.3.2 接触器互锁控制线路 43

2.3.3 双重互锁控制线路 43

2.3.4 行程控制线路 44

2.4 三相笼型异步电动机降压启动控制线路 45

2.4.1 定子串电阻降压启动控制线路 45

2.4.2 星形—三角形降压启动控制线路 46

2.4.3 自耦变压器降压启动控制线路 46

2.5 三相绕线式异步电动机的启动控制线路 48

2.5.1 转子绕组串电阻启动控制线路 48

2.5.2 转子绕组串频敏变阻器启动控制线路 49

2.6 三相异步电动机的制动控制线路 50

2.6.1 电磁抱闸制动控制线路 50

2.6.2 电气制动控制线路 52

2.7 三相异步电动机的调速控制线路 53

2.7.1 三相笼型异步电动机变极调速控制线路 53

2.7.2 三相绕线式异步电动机转子串电阻调速控制线路 54

2.7.3 调压调速 55

2.7.4 变频调速 55

思考题及习题 56

第3章 典型机械设备电气控制系统 58

3.1 CA6140车床电气控制线路 58

3.1.1 CA6140车床结构、运动形式和控制要求 58

3.1.2 CA6140卧式车床电气控制系统分析 59

3.1.3 CA6140型普通车床常见故障及维修 61

3.2 M7130磨床电气控制线路 62

3.2.1 M7130磨床结构、运动形式和控制要求 62

3.2.2 M7130型平面磨床电气控制系统分析 63

3.2.3 M7130型平面磨床常见故障及维修 66

3.3 摇臂钻床电气控制线路 67

3.3.1 Z3040摇臂钻床结构、运动形式和控制要求 67

3.3.2 Z3040摇臂钻床电路分析 68

3.3.3 Z3040摇臂钻床常见故障及维修 71

3.4 X62W型万能铣床电气控制线路 72

3.4.1 X62W型万能铣床结构、运动形式和控制要求 72

3.4.2 X62W型万能铣床电路分析 73

3.4.3 X62W型万能铣床常见故障及维修 76

3.5 T68镗床电气控制线路 78

3.5.1 T68镗床结构、运动形式和控制要求 78

3.5.2 T68镗床电路分析 79

3.5.3 T68镗床常见故障及维修 83

3.6 桥式起重机的电气控制线路 84

3.6.1 电动葫芦 84

3.6.2 桥式起重机 85

思考题及习题 100

第4章 电气控制系统的设计 102

4.1 电气控制系统设计的基本内容 102

4.1.1 电气控制系统设计的基本内容 102

4.1.2 电力拖动方案确定的原则 103

4.2 电气原理图的设计方法与步骤 103

4.2.1 电气原理图的设计方法 103

4.2.2 经验设计法的基本步骤 103

4.2.3 经验设计法举例 104

4.2.4 设计控制线路时应注意的问题 106

4.3 电路设计中元器件的选择 108

4.3.1 电动机的选择 108

4.3.2 常用低压电器的选择 110

4.4 电气控制装置的工艺设计 113

4.4.1 电气设备总装图的设计 113

4.4.2 电器元件布置图的设计 113

4.4.3 绘制电气控制装置的接线图 113

4.4.4 电气箱及非标准零件图的设计 114

4.4.5 各类元器件及材料清单的汇总 114

4.5 电气控制系统设计举例 114

4.5.1 CW6163卧式车床的主要结构及设计要求 114

4.5.2 电动机的选择 115

4.5.3 电气原理图的设计 115

4.5.4 电器元件的选择 116

4.5.5 绘制电器元件布置图和电气安装接线图 117

思考题及习题 119

下篇 可编程序控制器 123

第5章 PLC的基本知识 123

5.1 PLC的产生、定义及发展 123

5.1.1 PLC的产生与定义 123

5.1.2 PLC的发展 124

5.2 PLC的特点及应用 124

5.2.1 PLC的主要特点 124

5.2.2 PLC的主要应用 125

5.3 PLC的分类、主要技术指标及生产厂家 126

5.3.1 PLC的分类 126

5.3.2 PLC的主要性能和技术指标 128

5.3.3 PLC的主要生产厂家 129

5.4 可编程控制器的结构组成和工作原理 129

5.4.1 PLC的结构组成 129

5.4.2 PLC的工作原理 131

5.5 PLC的软件及编程语言 132

5.5.1 系统软件 132

5.5.2 PLC的编程语言 133

思考题及习题 134

第6章 S7-200可编程序控制器 136

6.1 S7-200系列PLC的组成及性能 136

6.1.1 CPU226型PLC的组成 136

6.1.2 S7-200可编程控制器的主要技术指标 138

6.2 S7-200 PLC的内部元器件和寻址方式 139

6.2.1 存储器中的数据类型 139

6.2.2 数据存储区 139

6.2.3 寻址方式 143

6.3 PLC基本逻辑指令系统 145

6.3.1 指令格式 145

6.3.2 语句表的基本逻辑指令 147

6.3.3 STL对较复杂梯形图的描述方法 148

6.3.4 取非与空操作指令 151

6.3.5 置位、复位指令 151

6.3.6 边沿触发指令 152

6.4 定时、计数和比较指令 153

6.4.1 定时器 153

6.4.2 计数器指令 156

6.4.3 比较指令 158

6.5 算术、逻辑运算 159

6.5.1 算术运算指令 159

6.5.2 逻辑运算指令 161

6.6 数据处理指令 162

6.6.1 单数据传送指令 162

6.6.2 数据块传送指令 163

6.6.3 移位指令 163

6.7 程序控制类指令 165

6.7.1 系统控制类指令 165

6.7.2 跳转、循环指令 166

6.7.3 顺序控制指令 168

6.8 中断指令 169

6.8.1 中断源 170

6.8.2 中断控制 170

6.8.3 中断程序 172

思考题及习题 172

第7章 松下FP1系列可编程序控制器 173

7.1 松下FP1系列PLC技术性能 173

7.1.1 FP1系列产品类型及构成 173

7.1.2 FP1产品的硬件组成 174

7.1.3 FP1系列PLC的技术性能 175

7.1.4 FP1的内部寄存器及I/O配置 176

7.2 FP1系列可编程序控制器的基本指令 179

7.2.1 基本顺序指令 179

7.2.2 基本功能指令 187

7.2.3 控制指令 191

7.2.4 比较指令 197

7.3 FP1系列可编程控制器的高级指令 200

7.3.1 高级指令的类型 200

7.3.2 高级指令的结构形式 200

7.3.3 数据传输指令 201

7.3.4 算术运算指令 203

7.3.5 运算指令举例 207

7.3.6 数据比较指令 208

7.3.7 逻辑运算指令 211

7.3.8 数据转换指令 212

7.3.9 数据移位指令 214

7.3.10 位操作指令 214

7.3.11 特殊指令 215

思考题及习题 216

第8章 PLC控制系统的设计及应用实例 218

8.1 PLC控制系统的设计 218

8.1.1 PLC控制系统的设计内容和设计步骤 218

8.1.2 PLC程序设计方法 219

8.2 PLC在组合机床控制中的应用 229

8.2.1 双面单工位液压传动组合机床的继电器控制系统 229

8.2.2 双面单工位液压传动组合机床的PLC控制方案 231

8.3 自动往返小车的PLC控制 234

8.3.1 控制要求 234

8.3.2 设计方案 234

8.4 机械手的PLC控制 239

8.4.1 控制要求与PLC选型 239

8.4.2 系统的硬件设计 240

8.4.3 系统的软件设计 241

8.5 多种液体自动混合控制 245

8.5.1 控制要求和I/O分配表 245

8.5.2 设计PLC梯形图 246

8.6 抢答器控制程序设计 247

8.6.1 抢答器控制要求和I/O分配表 247

8.6.2 设计PLC梯形图 248

8.7 四层楼电梯控制 251

8.7.1 电梯各部件功能简介 251

8.7.2 电梯的控制要求 251

8.7.3 电梯的控制程序设计 252

8.8 自动售货机控制系统 259

8.8.1 自动售货机动作要求 259

8.8.2 设计步骤 259

思考题及习题 263

第9章 S7-200 PLC编程软件 264

9.1 编程软件安装 264

9.1.1 系统要求 264

9.1.2 软件安装 264

9.1.3 硬件连接 264

9.2 STEP 7-Micro/WIN编程软件功能介绍 265

9.2.1 基本功能 265

9.2.2 STEP-Micro/WIN32主界面各部分的功能 265

9.3 程序编制及运行 268

9.3.1 用户程序创建 268

9.3.2 梯形图编辑器 269

9.4 程序的调试及运行监控 271

9.4.1 选择扫描次数 271

9.4.2 监控、调试程序 272

9.4.3 运行模式下的编辑 273

9.4.4 程序监视 273

附录 276

附录A 电气控制线路中常用图形符号和文字符号 276

附录B 常用低压电器技术数据 279

附录C S7-200系列PLC部分特殊存储器（SM）标志位 284

附录D S7-200的SIMATIC指令集简表 285

附录E 松下FP1的特殊内部继电器 290

参考文献 292