第一篇 电气控制技术 3
1 常用低压电器 3
1.1低压电器的基本知识 3
1.1.1低压电器的分类 3
1.1.2低压电器的电磁系统 4
1.1.3低压电器的触点系统 6
1.1.4低压电器的灭弧系统 7
1.1.5低压电器的主要技术参数 8
1.2接触器 9
1.2.1交流接触器 9
1.2.2直流接触器 10
1.2.3接触器的主要技术参数 10
1.2.4接触器的常用型号及电气符号 10
1.2.5接触器的选择 13
1.3继电器 13
1.3.1电磁式继电器 13
1.3.2时间继电器 17
1.3.3热继电器 22
1.3.4速度继电器 26
1.3.5固态继电器 27
1.4熔断器 28
1.4.1熔断器的结构原理及分类 28
1.4.2熔断器的主要技术参数 28
1.4.3常用的熔断器 29
1.4.4熔断器的选择原则 32
1.5低压开关和低压断路器 33
1.5.1低压开关 33
1.5.2低压断路器 37
1.6主令电器 40
1.6.1按钮 40
1.6.2位置开关 42
1.6.3万能转换开关 44
1.6.4主令控制器与凸轮控制器 46
1.7其他低压电器 47
1.7.1启动器 47
1.7.2牵引电磁铁 48
1.7.3频敏变阻器 48
习题及思考题 49
2 基本电气控制线路 51
2.1电气控制线路的绘图原则及标准 51
2.1.1电气控制系统图中的图形符号、文字符号及接线端子标记 51
2.1.2电气原理图 57
2.1.3电气元件布置图 59
2.1.4电气安装接线图 60
2.2交流电动机的基本控制线路 61
2.2.1三相笼型异步电动机的启动控制线路 61
2.2.2异步电动机的正反转控制线路 63
2.2.3其他控制线路 66
2.3交流异步电动机的降压启动控制线路 67
2.3.1笼型异步电动机的降压启动 67
2.3.2三相绕线式异步电动机的启动控制线路 73
2.4交流异步电动机的制动控制线路 77
2.4.1反接制动控制线路 77
2.4.2能耗制动控制线路 80
2.4.3其他制动控制线路 83
习题及思考题 85
3 电机调速控制线路 87
3.1概述 87
3.2三相异步电动机的基本调速控制线路 88
3.2.1三相笼型异步电动机的变极调速控制线路 88
3.2.2绕线式异步电动机转子串电阻的调速控制线路 89
3.2.3电磁调速异步电动机的控制线路 90
3.3三相异步电动机的变频调速控制线路 92
3.3.1变频调速原理 93
3.3.2变频调速的机械特性 93
3.3.3变频器 94
3.4直流电动机的控制线路 98
3.4.1直流电动机的基本控制线路 98
3.4.2直流电动机调速控制线路 102
3.5步进电机的调速控制 105
3.5.1步进电机控制原理及特点 105
3.5.2步进电机分类及性能指标 107
3.5.3步进电机控制 107
习题及思考题 110
4典型生产机械设备的电气控制 111
4.1普通车床的电气控制 111
4.1.1普通车床的主要工作情况 111
4.1.2 C650型卧式普通车床 111
4.1.3 C650型卧式普通车床电气控制线路分析 112
4.2普通铣床的电气控制 115
4.2.1普通铣床的主要工作情况 115
4.2.2 X62W型卧式普通铣床的主要结构和运动形式 116
4.2.3 X62W型卧式普通铣床电气控制线路分析 116
4.3数控车床的电气控制 121
4.3.1数控车床的主要工作情况 122
4.3.2 CK0630型数控车床的性能指标 122
4.3.3数控车床电气控制线路分析 122
4.4数控铣床的电气控制 132
4.4.1数控铣床的主要工作情况 132
4.4.2数控铣床控制系统简介 133
4.4.3数控铣床的电气控制线路 135
习题及思考题 138
第二篇 可编程序控制器技术 141
5PLC的发展史 141
5.1 PLC的简史及定义 141
5.2 PLC的特点 142
5.3 PLC的应用和发展前景 143
5.3.1 PLC的应用 143
5.3.2 PLC的发展前景 144
习题及思考题 144
6PLC的基本组成及工作原理 145
6.1 PLC的基本组成 145
6.2 PLC的基本工作原理 149
6.2.1 PLC的工作过程 149
6.2.2输入／输出的滞后现象 151
6.3 PLC的编程语言 152
6.3.1梯形图语言 152
6.3.2助记符语言 153
6.3.3功能图语言 153
6.3.4顺序功能图语言 154
6.3.5高级语言 154
习题及思考题 154
7PLC的基本指令系统 155
7.1三菱FX系列PLC简介 155
7.1.1 FX系列PLC的特点 155
7.2 FX系列PLC的系统配置 155
7.2.1 FX系列PLC型号命名方式 155
7.2.2 FX系列PLC的基本构成 156
7.3 FX系列PLC内部资源 159
7.3.1输入继电器（X）与输出继电器（Y） 160
7.3.2辅助继电器（M） 160
7.3.3状态继电器（S） 161
7.3.4定时器（T） 162
7.3.5计数器（C） 164
7.3.6指针（P/I） 168
7.3.7数据寄存器（D） 169
7.4基本指令系统 170
7.4.1 LD、LDI、OUT指令 171
7.4.2 AND、ANI指令 172
7.4.3 OR、ORI指令 173
7.4.4 ANB块与指令 175
7.4.5 ORB块或指令 175
7.4.6 LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP和ORF指令 178
7.4.7 MPS、MRD、MPP多重输出指令 179
7.4.8 MC、MCR指令 182
7.4.9 SET、RST指令 185
7.4.10 PLS、PLF指令 186
7.4.11 INV取反指令 187
7.4.12 NOP、END指令 189
7.4.13定时器与计数器指令 189
7.5编程注意事项 191
7.6编程实例 193
7.6.1保持电路 193
7.6.2优先电路 193
7.6.3比较电路（译码电路） 193
7.6.4分频电路 194
7.6.5顺序控制 194
7.6.6振荡电路 195
7.6.7时钟电路 195
7.6.8十字路口交通信号灯的控制 196
习题及思考题 198
8PLC步进顺控指令系统 200
8.1状态转移图（SFC图） 200
8.2步进顺控指令及编程 201
8.2.1步进顺控指令 201
8.2.2状态转移图与步进梯形图的转换 204
8.3状态转移图流程的形式 204
8.3.1单流程 205
8.3.2选择性分支与汇合 205
8.3.3并行分支与汇合 207
8.3.4分支与汇合的组合 208
8.4编程实例 211
习题及思考题 218
9PLC功能指令系统 220
9.1功能指令的表示形式及含义 220
9.1.1功能指令的表示形式 220
9.1.2功能指令的含义 220
9.2功能指令的分类与操作数说明 223
9.2.1功能指令的分类 223
9.2.2功能指令操作数说明 224
9.3功能指令说明 232
9.3.1跳转及中断指令说明 232
9.3.2传送比较指令说明 244
9.3.3四则逻辑运算指令说明 258
9.3.4循环移位与移位指令说明 266
9.3.5数据处理指令说明 277
9.3.6高速处理指令说明 284
9.3.7方便指令说明 294
9.3.8外部设备1/O指令说明 308
9.3.9外部（围）设备（SER）指令说明 321
9.3.10浮点数运算指令（Ⅰ）说明 330
9.3.11浮点数运算指令（Ⅱ）说明 333
9.3.12浮点数运算指令（Ⅲ）说明 336
9.3.13数据处理指令说明 338
9.3.14定位用指令说明 339
9.3.15时钟运算指令说明 343
9.3.16外围设备用指令说明 348
9.3.17触点型比较指令说明 350
习题及思考题 353
10PLC特殊功能模块 356
10.1模拟量输入模块FX2N-4AD 356
10.1.1概述 356
10.1.2 FX2N-4AD的电路接线 356
10.1.3 FX2N-4AD的性能指标 357
10.1.4编程及应用 360
10.2模拟量输出模块FX2N-4DA 362
10.2.1概述 362
10.2.2 FX2N-4DA的电路接线 362
10.2.3 FX2N-4DA的性能指标 363
10.2.4编程及应用 366
10.3高速计数模块FX2N-1HC 367
10.3.1概述 367
10.3.2 FX2N-1HC的电路接线 367
10.3.3 FX2N-1HC的性能指标 368
10.3.4编程及应用 375
10.4其他特殊功能模块介绍 377
10.4.1 PID过程控制模块FX2N-2LC 377
10.4.2运动控制模块 377
10.4.3可编程凸轮开关FX2N-1RM-SET 379
10.4.4通信模块 379
10.4.5网络通信特殊功能模块 380
10.5图形操作终端 381
10.5.1小型显示器FX-10DU-E 381
10.5.2显示模块FX-10DM-E 381
10.5.3图形操作终端F940WGOT-TWD-C 382
10.6特殊功能模块的应用 382
10.6.1模拟量输入及输出模块的应用 382
10.6.2高速计数模块的应用 385
习题及思考题 391
11PLC编程与通信 392
11.1三菱PLC编程软件 392
11.1.1概述 392
11.1.2程序编制 395
11.1.3程序的检查 396
11.1.4 GX Developer程序的写入与读取 397
11.1.5 GX Developer的监视运行状态 398
11.2 PLC通信基本概念 398
11.2.1通信系统的基本组成 398
11.2.2通信方式 399
11.2.3通信介质 400
11.2.4 PLC的通信接口 401
11.2.5通信协议 401
11.3 PLC与计算机的通信 402
11.3.1基本概念 402
11.3.2通信链接 402
11.3.3通信协议 404
11.3.4计算机与多台PLC的链接 406
11.4 PLC与PLC之间的通信 409
11.5 PLC的网络简介 412
习题及思考题 415
12PLC控制系统设计与应用 416
12.1 PLC控制系统设计概要 416
12.1.1 PLC控制系统设计的基本原则 416
12.1.2 PLC控制系统设计的基本内容 416
12.1.3 PLC控制系统设计的一般步骤 417
12.2 PLC的接口电路 418
12.2.1 PLC的输入接口电路 418
12.2.2 PLC的输出接口电路 420
12.2.3 PLC电源电路 421
12.3 PLC控制系统设计及应用举例 421
12.3.1气动机械手的PLC控制 421
12.3.2霓红灯广告屏的PLC控制 425
12.3.3单轴数控的PLC控制 430
12.3.4组合机床的PLC控制 434
12.3.5 PLC在恒温控制过程中的应用 439
习题及思考题 446
第三篇 电气控制与PLC实验技术 446
13 电气控制实验 451
实验1三相异步电动机的启停、正／反转控制实验 451
实验2三相交流电动机的能耗及反接制动实验 454
实验3交流电动机变频调速控制实验 457
实验4直流电动机（他励）控制线路实验 460
14PLC控制实验 462
实验1 PLC认识及编程操作实验 462
实验2定时器、计数器指令实验 470
实验3移位寄存器指令实验 474
实验4交通信号灯的自动控制实验 479
实验5舞台艺术灯的PLC控制实验 483
实验6驱动步进电动机的PLC控制实验 486
实验7 PLC控制多台电动机顺序运行实验 491
实验8交流电动机Y/△启动的PLC控制实验 495
实验9机械手的PLC控制实验 499
实验10 PLC与变频器控制电动机实验 503
15 课题设计选题 507
课题1三路智力抢答器的PLC控制 507
课题2花式喷水池的PLC控制 509
课题3六层电梯的PLC控制 511
课题4全自动洗衣机的PLC控制 513
课题5工业机械手的PLC控制 515
课题6自动售货机的PLC控制 517
课题7输送带的PLC控制 518
课题8自动卸料爬斗的PLC控制 519
课题9箱体加工专用机床的PLC控制 521
课题10产品在流水线上的测试与分检控制 523
课题11多种液体自动混合装置的PLC控制 525
课题12注塑机的PLC控制 526
课题13小车行车方向的PLC控制 528
课题14数控圆弧插补的PLC控制 529
附录 531
附录1三菱FX系列PLC指令一览表 531
一 基本指令简表 531
二 功能指令一览表 532
附录2 FX2N系列PLC内部软元件分配一览表 536
参考文献 537