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上篇 继电接触控制系统3

第1章 常用低压电器3

1.1 电器的作用和分类3

1.1.1 电器的定义3

1.1.2 低压电器的分类4

1.1.3 电气控制系统中常用的低压电器5

1.2 电磁式低压电器的基础知识6

1.2.1 电磁机构6

1.2.2 触点系统15

1.2.3 电弧的产生和灭弧方法17

1.3 低压开关和低压断路器20

1.3.1 低压开关20

1.3.2 低压断路器25

1.3.3 漏电保护器30

1.4 熔断器32

1.4.1 熔断器的结构和保护特性33

1.4.2 熔断器的主要技术参数34

1.4.3 常用的低压熔断器简介34

1.4.4 熔断器的选择与维护37

1.5 接触器39

1.5.1 接触器的结构与工作原理40

1.5.2 接触器的主要技术参数42

1.5.3 常用接触器介绍43

1.5.4 接触器的选用与维护45

1.6 继电器47

1.6.1 电磁式继电器47

1.6.2 时间继电器52

1.6.3 热继电器57

1.6.4 速度继电器63

1.6.5 干簧继电器65

1.7 主令电器66

1.7.1 控制按钮66

1.7.2 位置开关68

1.7.3 凸轮控制器与主令控制器69

1.7.4 万能转换开关72

1.8 电子式电器73

1.8.1 电子式时间继电器73

1.8.2 固态继电器78

1.8.3 接近开关81

1.8.4 光电开关83

1.9 本章小结84

1.10 练习题86

第2章 电气控制基本线路89

2.1 电气控制系统图及其绘制规则89

2.1.1 电气控制系统图的特点和分类89

2.1.2 电气控制图常用的图形符号、文字符号和接线端子标记92

2.1.3 电气原理图的绘制规则95

2.2 三相异步电动机基本电气控制线路98

2.2.1 电动机单向运行控制线路98

2.2.2 电动机正反转控制线路103

2.2.3 电动机顺序工作联锁控制线路107

2.2.4 电动机多地控制的联锁控制线路109

2.2.5 行程控制线路110

2.3 三相异步电动机启动控制线路114

2.3.1 异步电动机的启动114

2.3.2 笼型异步电动机降压启动控制线路119

2.3.3 三相绕线型异步电动机启动控制线路134

2.4 三相异步电动机制动控制线路141

2.4.1 三相异步电动机能耗制动控制线路141

2.4.2 三相异步电动机反接制动控制线路146

2.5 三相异步电动机调速控制线路152

2.5.1 异步电动机的调速方法152

2.5.2 异步电动机调速控制线路157

2.6 直流电动机控制线路167

2.6.1 直流电动机启动控制线路167

2.6.2 直流电动机正反转控制线路168

2.6.3 直流电动机的制动控制169

2.6.4 直流电动机的调速控制173

2.7 电气控制线路中的保护措施173

2.7.1 短路保护174

2.7.2 过载保护174

2.7.3 过流保护174

2.7.4 失压、欠压、过压保护175

2.7.5 弱磁和失磁保护175

2.7.6 其他保护176

2.8 本章小结176

2.9 练习题177

第3章 典型设备电气控制线路分析180

3.1 电气控制线路的分析方法180

3.1.1 电气控制线路分析的一般方法和步骤180

3.1.2 分析举例181

3.2 M7130平面磨床电气控制线路185

3.2.1 平面磨床的主要结构及运动形式185

3.2.2 平面磨床的电力拖动特点及控制要求186

3.2.3 平面磨床的电气控制线路186

3.3 Z3040型摇臂钻床电气控制线路188

3.3.1 摇臂钻床的主要结构及运动形式189

3.3.2 摇臂钻床的电力拖动特点及控制要求189

3.3.3 摇臂钻床的电气控制线路190

3.4 桥式起重机的电气控制193

3.4.1 桥式起重机概述193

3.4.2 凸轮控制器及其控制线路198

3.4.3 主钩提升机构磁力控制器控制线路202

3.4.4 桥式起重机的电气保护设备207

3.4.5 桥式起重机的供电212

3.4.6 桥式起重机总体控制线路212

3.5 交流双速信号控制电梯的电路分析215

3.5.1 电梯概述215

3.5.2 交流双速信号控制电梯217

3.6 本章小结232

3.7 练习题233

第4章 电气控制系统的设计与安装235

4.1 电气控制系统设计的主要内容、一般程序及基本原则235

4.1.1 电气控制系统设计的主要内容235

4.1.2 电气控制系统设计的一般程序236

4.1.3 电气控制系统设计的基本原则241

4.2 电气原理线路的设计步骤和方法244

4.2.1 经验设计法244

4.2.2 逻辑设计法247

4.3 电器元件布置图及电气安装接线图的设计254

4.3.1 电器元件布置图的设计254

4.3.2 电气安装接线图的设计256

4.4 电气控制系统的安装与调试257

4.4.1 安装与调试的基本要求257

4.4.2 电气控制柜的安装配线260

4.4.3 电气控制柜的调试262

4.5 电气控制系统设计举例263

4.6 本章小结271

4.7 练习题271

中篇 可编程控制器应用275

第5章 可编程控制器基础275

5.1 可编程控制器概述275

5.1.1 PLC的产生和发展趋势275

5.1.2 PLC的定义和特点278

5.1.3 PLC的应用279

5.1.4 PLC的分类280

5.2 可编程控制器的结构和工作原理280

5.2.1 PLC的基本结构280

5.2.2 PLC的工作原理284

5.2.3 PLC的性能指标286

5.3 PLC的编程语言287

5.3.1 PLC的编程语言287

5.3.2 梯形图的编程规则289

5.4 本章小结290

5.5 练习题291

第6章 S7-200可编程控制器292

6.1 S7-200PLC的硬件系统292

6.1.1 系统基本构成293

6.1.2 主机结构及性能指标294

6.1.3 输入／输出扩展297

6.1.4 CPU模块I/O接线300

6.1.5 工作模式及扫描周期301

6.2 S7-200 PLC的内部资源302

6.2.1 概述302

6.2.2 常用软元件介绍303

6.3 S7-200存储器的数据类型与寻址方式307

6.3.1 数据类型307

6.3.2 直接寻址与间接寻址308

6.4 S7-200 PLC的编程语言和程序结构312

6.4.1 S7-200 PLC的编程语言312

6.4.2 S7-200 PLC的程序结构314

6.5 本章小结316

6.6 练习题316

第7章 S7-200系列PLC指令系统317

7.1 基本逻辑指令317

7.1.1 位逻辑指令317

7.1.2 堆栈指令320

7.1.3 置位／复位指令321

7.1.4 立即指令Ⅰ322

7.1.5 RS触发器指令322

7.1.6 微分指令EU和ED324

7.1.7 取反指令NOT和空操作指令NOP325

7.1.8 定时器指令326

7.1.9 计数器指令330

7.1.10 比较指令333

7.2 程序控制指令334

7.2.1 循环指令334

7.2.2 跳转指令336

7.2.3 停止指令STOP336

7.2.4 结束指令END和MEND337

7.2.5 看门狗复位指令WDR337

7.2.6 子程序指令338

7.2.7 “与”ENO指令340

7.3 顺序控制指令340

7.3.1 顺序控制指令介绍340

7.3.2 功能图341

7.4 数据处理指令342

7.4.1 数据传送指令342

7.4.2 移位指令344

7.4.3 字节交换与填充指令348

7.5 运算指令349

7.5.1 算术运算指令349

7.5.2 逻辑运算指令356

7.6 表功能指令359

7.6.1 填表指令ATT359

7.6.2 表中取数指令361

7.6.3 查表指令362

7.7 转换指令363

7.7.1 数据类型转换指令363

7.7.2 字符串转换指令366

7.7.3 编码和译码指令370

7.7.4 七段显示码指令370

7.8 特殊指令371

7.8.1 时钟指令371

7.8.2中断指令372

7.8.3 高速计数器指令377

7.8.4 高速脉冲输出指令383

7.8.5发 PID回路控制指令390

7.9 本章小结394

7.10 练习题396

第8章 可编程控制器系统设计与应用399

8.1 PLC控制系统设计399

8.1.1 系统设计的主要内容399

8.1.2 系统设计的基本步骤400

8.2 PLC控制系统的硬件配置402

8.2.1 PLC的选型402

8.2.2 I/O地址分配404

8.3 PLC控制系统的软件设计405

8.3.1 PLC软件系统设计的方法405

8.3.2 PLC软件系统设计的步骤413

8.4 可编程控制器应用实例414

8.4.1 常用控制线路的PLC控制414

8.4.2 机械手运动的PLC控制419

8.4.3 十字路口交通信号灯的PLC控制425

8.5 本章小结432

8.6 练习题433

第9章 STEP 7-Micro/WIN32编程软件434

9.1 编程软件的安装434

9.2 编程软件的功能436

9.2.1 基本功能436

9.2.2 界面437

9.2.3 各部分功能437

9.2.4 系统组态440

9.3 软件的编程440

9.3.1 程序文件操作440

9.3.2 编辑程序441

9.4 调试及运行监控445

9.4.1 选择扫描次数445

9.4.2 状态图表监控446

9.4.3 运行模式下的编辑447

9.4.4 程序监视447

9.5 本章小结449

9.6 练习题449

第10章 可编程控制器的通信与网络450

10.1 通信及网络基础450

10.1.1 数据通信方式450

10.1.2 网络概述453

10..2 S7-200的通信与网络455

10.2.1 SIEMENS PLC网络层次的结构455

10.2.2 S7-200 PLC通信类型及协议456

10.2.3 通信设备459

10.3 S7-200 PLC的通信指令461

10.3.1 网络读NETR／网络写NETW指令461

10.3.2 发送XMT与接收RCV指令462

10.3.3 USS通信指令469

10.4 本章小结469

10.5 练习题470

下篇 实训与提高473

第11章 实训与提高473

11.1 实训一——低压电器实训476

11.1.1 实训目的476

11.1.2 实训内容476

11.1.3 实训考核及成绩评定484

11.1.4 实训报告要求485

11.2 实训二——电气图的绘制485

11.2.1 实训目的485

11.2.2 实训内容485

11.2.3 实训考核及成绩评定486

11.2.4 实训报告要求487

11.3 实训三——基本电气控制线路的安装与调试487

11.3.1 实训基础487

11.3.2 实训内容492

11.4 实训四——典型机床控制线路的故障分析及故障排除517

11.4.1 实训目的517

11.4.2 实训理论基础518

11.4.3 实训考核及成绩评定530

11.4.4 实训报告要求530

11.5 实训五——电气控制系统的设计530

11.5.1 实训目的530

11.5.2 实训内容531

11.5.3 实训考核及成绩评定532

11.5.4 实训报告要求532

11.6 实训六——S7-200 PLC的接线和编程软件的使用533

11.6.1 实训目的533

11.6.2 实训器材533

11.6.3 实训预习533

11.6.4 实训内容533

11.6.5 实训报告要求534

11.7 实训七——指令系统训练535

11.8 实训八——程序设计训练538

附录A 常用电气图形、文字符号新旧对照表548

附录B 电气技术中常用基本文字符号557

附录C 电气技术中常用辅助文字符号558

附录D KTJ10-XH型电梯电气原理图559

附录E S7-200系列PLC指令表563

参考文献566