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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

5 PLC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

6 PLC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 助记府语言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

7 PLC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

8 PLC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

9 PLC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I/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

10 PLC特殊功能模块356

10.1 模拟量输入模块FX2N-4AD356

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-4DA362

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-1HC367

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-2LC377

10.4.2 运动控制模块377

10.4.3 可编程凸轮开关FX2N-1RM-SET379

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-E381

10.5.2 显示模块FX-10DM-E381

10.5.3 图形操作终端F940WGOT-TWD-C382

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

11 PLC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394

11.1.3 程序的检查396

11.1.4 程序的上载和下载396

11.1.5 软元件的监控和强制执行396

11.1.6 其他菜单及目录的使用397

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

12 PLC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

附录448

附录1 三菱FX系列PLC指令一览表448

一 基本指令简表448

二 功能指令一览表449

附录2 FX2N系列PLC内部软元件分配一览表453

参考文献454