电气控制与PLC技术

本书分为电器应用分类及继电器-接触器控制技术、三菱FX系列PLC及其应用技术、系统设计实例与实训指导三部分，全新梳理目前电气控制系统中常用的电气设备和低压电器，侧重电机基本控制电路的思考设计过程，并以FX系列PLC为例，介绍PLC基本知识、模拟量处理、通信技术、编程语言及其应用实例。本书遵循工科专业实践应用性课程教学要求，内容切合实际工程应用的教学原则。内容组织上贴合应用需要，注重电气控制与PLC技术的衔接，PLC技术部分侧重常用指令和工程应用举例。最后以优选物流装备领域的关键电气控制技术为例，结合初高级电工技能证培训考级的相关知识，从电气配盘接线技能出发，到新版本PLC软件的使用介绍，让学生更快地上手实践，并与企业岗位需求接轨。本书留有笔记区域，将视频、动画以二维码的形式插在本书中，并配有习题和解答，既方便学生参与课程的线上、线下混合式教学活动，又方便学生自学梳理书中的重点和难点。本书可以作为高等院校自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器、机械工程及其自动化、机械电子工程等相关专业的教材或参考书，也可以作为相关技术人员的自学用书。

 

第1章 常用低压电器1
1.1 常用低压电器概述2
1.1.1 低压电器分类2
1.1.2 低压电器型号2
1.1.3 低压电器结构3
1.2 配电类低压电器8
1.2.1 刀开关8
1.2.2 低压断路器10
1.3 控制类低压电器12
1.3.1 接触器12
1.3.2 中间继电器15
1.4 主令电器17
1.4.1 按钮17
1.4.2 位置开关18
1.4.3 万能转换开关22
1.5 保护类低压电器23
1.5.1 熔断器23
1.5.2 热继电器24
1.6 检测类低压电器27
1.6.1 电压继电器27
1.6.2 电流继电器27
1.6.3 时间继电器28
1.6.4 速度继电器32
1.6.5 温度继电器33
1.6.6 液位继电器33
1.7 智能电器34
1.7.1 智能电器的定义与分类34
1.7.2 智能电器的新技术35
1.7.3 智能电器的举例37
习题139
第2章 电气控制基本电路43
2.1 电气控制的基本知识44
2.1.1 常用图形符号和文字符号44
2.1.2 电气控制原理图44
2.1.3 电气元件布置图47
2.1.4 电气接线图47
2.2 三相笼型异步电动机的点动控制与长动控制48
2.2.1 低压电器的选择49
2.2.2 单向全压点动控制49
2.2.3 单向全压长动控制50
2.2.4 点动和长动混合控制电路50
2.3 三相笼型异步电动机的正反转控制51
2.3.1 低压电器的选择51
2.3.2 三相笼型异步电动机正-停-反控制电路53
2.3.3 三相笼型异步电动机正-反-停控制电路53
2.3.4 自动往返行程控制电路54
2.4 多点控制和顺序控制55
2.4.1 三点启停控制电路55
2.4.2 顺序启动控制55
2.4.3 电气控制系统中电流及电压的检测与保护59
2.5 三相异步电动机的降压启动61
2.5.1 低压电器的选型62
2.5.2 定子串电阻降压启动和定子接自耦变压器降压启动62
2.5.3 星-三角降压启动65
2.5.4 三相绕线式异步电动机的启动67
2.6 三相异步电动机的制动控制70
2.6.1 反接制动控制电路70
2.6.2 能耗制动控制电路73
2.7 三相异步电动机的有级调速控制77
2.7.1 三相笼型异步电动机的有级调速控制原理77
2.7.2 双速电动机控制电路78
2.8 C650卧式车床电气控制电路80
习题285
第3章 PLC基本知识86
3.1 PLC的发展与应用87
3.1.1 PLC的由来和定义87
3.1.2 PLC的发展趋势与应用88
3.2 PLC的构成90
3.2.1 PLC硬件90
3.2.2 PLC软件92
3.2.3 PLC的工作原理94
3.3 FX系列PLC的系统配置95
3.3.1 FX系列PLC型号名称的含义95
3.3.2 FX2N系列PLC系统硬件配置96
3.3.3 FX2N系列PLC的安装及接线96
3.4 FX2N系列PLC的编程元件100
3.4.1 输入继电器与输出继电器100
3.4.2 辅助继电器、状态继电器101
3.4.3 定时器103
3.4.4 计数器104
3.4.5 数据寄存器106
3.4.6 指针107
习题3107
第4章 PLC基本指令及梯形图编程109
4.1 FX2N系列PLC的基本指令110
4.1.1 逻辑处理指令110
4.1.2 逻辑功能指令112
4.1.3 步进顺控指令114
4.2 梯形图的编程规则要点115
4.2.1 梯形图的编程规则115
4.2.2 控制系统设计经验116
4.2.3 梯形图编程的步骤118
4.3 常用基本环节的编程121
4.3.1 集中与分散控制电路121
4.3.2 优先控制电路122
4.3.3 比较控制电路123
4.4 梯形图编程应用实例123
习题4126
第5章 PLC顺序功能图编程128
5.1 顺序功能图编程基本思想及编程基本知识129
5.1.1 顺序功能图编程基本思想129
5.1.2 顺序功能图编程基本知识130
5.2 顺序功能图的编程方法132
5.2.1 顺序功能图的基本形式132
5.2.2 顺序功能图的编程规则133
5.2.3 常用的特殊辅助继电器133
5.3 顺序功能图编程实例与经验设计方法134
5.3.1 单流程编程实例134
5.3.2 选择性流程编程实例136
5.3.3 并行性流程编程实例138
习题5139
第6章 常用功能指令及其编程应用142
6.1 功能指令的基本规则143
6.1.1 功能指令的表示143
6.1.2 指令的形态与执行形式144
6.1.3 位元件和字元件145
6.1.4 不同数据长度之间的传送145
6.1.5 变址寄存器146
6.1.6 操作数的形式146
6.2 常用功能指令及其编程举例147
6.2.1 程序流向控制指令147
6.2.2 数据比较指令153
6.2.3 数据转换指令154
6.2.4 算术运算指令155
6.2.5 逻辑运算指令157
6.2.6 数据处理指令158
6.2.7 其他常用功能指令158
6.3 功能指令编程实例162
习题6164
第7章 FX系列PLC模拟量处理166
7.1 模拟量处理模块基本知识167
7.1.1 基本性能指标167
7.1.2 转换接口168
7.1.3 模块安装位置与地址编号169
7.2 FX2N-4AD模拟量输入模块及编程设置170
7.2.1 输入与输出的关系及调整170
7.2.2 编程实例173
7.3 FX2N-4DA模拟量输出模块及编程设置174
7.3.1 输入与输出的关系与调整174
7.3.2 编程实例177
7.4 模拟量的闭环调节及PID指令应用178
7.4.1 PID调节的数学依据178
7.4.2 PID指令及应用要点179
7.4.3 PID指令应用举例182
习题7184
第8章 FX系列PLC通信技术185
8.1 FX系列PLC通信基础186
8.1.1 通信接口与传输介质186
8.1.2 串行通信接口标准187
8.2 并行通信与N:N通信188
8.2.1 并行通信188
8.2.2 N:N通信190
8.3 计算机连接与无协议通信195
8.3.1 串行通信协议196
8.3.2 RS通信指令与无协议通信197
8.4 CC-Link现场总线通信技术201
8.4.1 CC-Link的特点202
8.4.2 CC-Link网络连接设备202
习题8205
第9章 常见物流设备电气控制系统实例206
9.1 货运电梯控制系统207
9.1.1 低压继电器控制电路设计与分析207
9.1.2 PLC硬件接线及I/O口地址分配207
9.1.3 梯形图编程208
9.2 分拣传送计数平台电气控制系统209
9.2.1 分拣传送计数平台简介210
9.2.2 控制要求分析210
9.2.3 PLC硬件接线及I/O口地址分配211
9.2.4 程序设计212
9.3 立体车库控制系统213
9.3.1 车辆存取控制方案214
9.3.2 PLC硬件接线及I/O口地址分配214
9.3.3 程序设计215
第10章 实训指导220
10.1 电气配电箱接线技能221
10.1.1 配电箱接线安装要求221
10.1.2 电气控制箱接线安装要求221
10.2 使用PLC改造继电器-接触器控制电路的方法224
10.2.1 改造思路224
10.2.2 C650车床主轴电动机控制电路改造226
10.3 PLC编程软件及使用228
10.3.1 GX Works 2软件介绍与安装228
10.3.2 GX Works 2的使用228
参考文献237