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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