电气控制与PLC实训教程（第3版）（附微课视频）

本书前两版受到使用者的青睐，发行量达10 万册。教师们对原版教材的“将理论与实践教学融于一体”“突出基本概念”“注重技能训练”“引入工程实践”“实行三级指导”等特点给予了充分肯定，一致认为这是一本体现高职特色、理实一体化的好教材，同时也提出了一些改进意见。为使本书的特点更明显、内容更新颖、项目更实用、使用更方便，现决定对其修订。第3 版本着“理论管用、够用、适用”的原则，以“实践为主线、理论为支撑、理论为实践服务”的“理实一体化”的模式，对知识结构进行梳理，按照“模块化、项目化、任务化”思路重构教材内容。

“电气控制与PLC 实训”是职业院校机电类专业的核心课程之一，是一门实践性很强的课程。本书包 括15 个项目、62 个学习任务，主要内容包括电动机的开关控制，电动机的点动、连续运行控制，电动机 的正反转控制，电动机的顺序控制，电动机的制动控制，电动机的降压启动控制，电动机的调速控制， 常用机床的控制，PLC 及其编程工具，基本逻辑指令及其应用，程序设计及其执行过程，步进顺控指令 及其应用，功能指令及其应用，变频器及其应用，PLC、变频器、触摸屏综合应用。本书内容除了沿用传 统的图文方式呈现，还使用大量二维码以音视频、动画等多媒体数字资源呈现。 本书可作为职业院校的电子技术、电气自动化、机电一体化、工业机器人、数控技术等机电类专业 的教学用书。

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项目1 电动机的开关控制............................ 1 学习目标............................................................  1 项目引入............................................................  1 任务1.1  隔离开关控制电动机..................  2 任务导入.........................................................  2 1.1.1  熔断器.................................................  2 1.1.2  隔离开关.............................................  4 1.1.3  负荷开关.............................................  5 1.1.4  电动机.................................................  6 1.1.5  电路分析.............................................  8 复习与思考.....................................................  8 任务1.2  断路器控制电动机.......................  8 任务导入.........................................................  8 1.2.1  断路器.................................................  8 1.2.2  漏电断路器........................................  10 1.2.3  电路分析...........................................  12 1.2.4  电路装调...........................................  12 复习与思考...................................................  14 任务1.3  漏电断路器控制电动机............  14 任务1.4  负荷开关控制电动机实训........  16 项目2  电动机的点动、连续运行控制...  19 学习目标..........................................................  19 项目引入..........................................................  19 任务2.1  电动机的点动控制.....................  19 任务导入.......................................................  19 2.1.1  交流接触器........................................  20 2.1.2  热继电器...........................................  22 2.1.3  按钮开关...........................................  23 2.1.4  指示灯...............................................  24 2.1.5  电路分析...........................................  24 复习与思考...................................................  25 任务2.2  电动机的连续运行控制............  26 任务导入.......................................................  26 复习与思考...................................................  29 任务2.3  电动机的点动与连续运行控制..  30 任务导入........................................................30 复习与思考....................................................32 任务2.4  电动机的两地控制实训.............32 项目3  电动机的正反转控制......................33 学习目标...........................................................33 项目引入...........................................................33 任务3.1  按钮互锁的正反转控制.............34 任务导入........................................................34 3.1.1  电动机的结构....................................35 3.1.2  电动机的转动原理............................36 3.1.3  电动机的转向与转速.........................37 3.1.4  转换开关............................................38 3.1.5  位置开关............................................38 3.1.6  电路分析............................................39 复习与思考....................................................40 任务3.2  接触器互锁的正反转控制........40 任务导入........................................................40 复习与思考....................................................42 任务3.3  双重互锁的正反转控制.............43 任务导入........................................................43 复习与思考....................................................45 任务3.4  行程控制的正反转控制实训....45 项目4  电动机的顺序控制...........................47 学习目标...........................................................47 项目引入...........................................................47 任务4.1  电动机的自动顺序启动控制....48 任务导入........................................................48 4.1.1  时间继电器........................................48 4.1.2  电气绘图............................................49 4.1.3  电路分析............................................50 复习与思考....................................................51 任务4.2  电动机的手动顺序启动 控制................................................51 任务导入........................................................51 复习与思考....................................................53 电气控制与PLC  实训教程（第3 版）（附微课视频） 2 任务4.3  电动机的正反转及顺序 启动控制.......................................  53 任务导入........................................................  53 复习与思考....................................................  56 任务4.4  电动机的顺序启动与逆向 停止控制实训..............................  56 项目5  电动机的制动控制..........................  57 学习目标..........................................................  57 项目引入..........................................................  57 任务5.1  电动机的反接制动控制............  57 任务导入........................................................  57 5.1.1  电磁机构............................................  58 5.1.2  触头系统............................................  59 5.1.3  电弧的产生与熄灭............................  60 5.1.4  电磁式继电器....................................  60 5.1.5  速度继电器........................................  62 5.1.6  新型电器............................................  63 5.1.7  低压电器常识....................................  65 5.1.8  电路分析............................................  67 复习与思考....................................................  68 任务5.2  电动机的能耗制动控制............  68 任务导入........................................................  68 复习与思考....................................................  70 任务5.3  电动机的正反转能耗 制动控制.......................................  70 任务导入........................................................  70 复习与思考....................................................  72 任务5.4  电动机的反接制动 控制实训.......................................  73 项目6  电动机的降压启动控制.................  74 学习目标..........................................................  74 项目引入..........................................................  74 任务6.1  电动机的降压启动方法............  74 任务导入........................................................  74 6.1.1  定子绕组串电阻降压启动................  75 6.1.2  定子绕组串自耦变压器降压启动....  75 6.1.3  转子绕组串电阻降压启动................  76 6.1.4  转子绕组串频敏变阻器降压启动....  77 6.1.5  Y/△降压启动....................................  78 6.1.6  软启动器............................................  78 复习与思考....................................................  78 任务6.2  电动机的手动Y/△降压 启动控制.......................................  78 任务导入.......................................................  78 复习与思考...................................................  81 任务6.3  电动机的自动Y/△降压 启动控制.......................................  81 任务导入.......................................................  81 复习与思考...................................................  83 任务6.4  电动机的定子绕组串电阻 降压启动控制实训.....................  83 项目7  电动机的调速控制..........................  84 学习目标..........................................................  84 项目引入..........................................................  84 任务7.1  双速电动机的自动控制............  84 任务导入.......................................................  84 7.1.1  变极调速...........................................  85 7.1.2  变转差率调速....................................  85 7.1.3  变频调速...........................................  86 7.1.4  电路分析...........................................  86 复习与思考...................................................  86 任务7.2  三速电动机的手动控制............  87 任务导入.......................................................  87 复习与思考...................................................  89 任务7.3  三速电动机的自动控制............  89 任务导入.......................................................  89 复习与思考...................................................  91 任务7.4  双速电动机自动控制实训........  91 项目8  常用机床的控制..............................  92 学习目标..........................................................  92 项目引入..........................................................  92 任务8.1  车床电气控制系统分析............  92 任务导入.......................................................  92 8.1.1  识图方法...........................................  93 8.1.2  车床电气控制系统分析....................  94 复习与思考...................................................  96 任务8.2  钻床电气控制系统分析............  96 任务导入.......................................................  96 复习与思考...................................................  98 任务8.3  镗床电气控制系统分析............  99 任务导入.......................................................  99 复习与思考.................................................  103 目  录 3 任务8.4  车床、钻床、镗床的 操作实训.....................................  104 项目9  PLC 及其编程工具.......................  105 学习目标........................................................  105 项目引入........................................................  105 任务9.1  PLC 硬件....................................  105 任务导入.....................................................  105 9.1.1  外部结构.........................................  106 9.1.2  内部结构.........................................  109 9.1.3  软件..................................................111 9.1.4  PLC 认知实训..................................112 复习与思考..................................................113 任务9.2  PLC 编程软件的使用...............113 任务导入......................................................113 9.2.1  编程软件介绍...................................113 9.2.2  编程软件使用实训..........................  120 复习与思考.................................................  122 任务9.3  PLC 仿真软件的使用..............  122 任务导入.....................................................  122 9.3.1  仿真软件介绍..................................  123 9.3.2  仿真软件使用实训..........................  128 复习与思考.................................................  129 任务9.4  PLC 软硬件操作实训..............  129 项目10  基本逻辑指令及其应用............  131 学习目标........................................................  131 项目引入........................................................  131 任务10.1  触点和线圈指令及应用........  131 任务导入.....................................................  131 10.1.1  输入继电器....................................  132 10.1.2  输出继电器....................................  133 10.1.3  LD/LDI/OUT/END 指令...............  133 10.1.4  AND/ANI/OR/ORI 指令...............  135 10.1.5  电动机正反转控制仿真 实训（1）......................................  136 复习与思考.................................................  137 任务10.2  电路块和栈指令及应用........  137 任务导入.....................................................  137 10.2.1  ORB/ANB 指令.............................  137 10.2.2  MPS/MRD/MPP 指令....................  138 10.2.3  电动机正反转控制仿真 实训（2）......................................  140 复习与思考..................................................140 任务10.3  主控指令及应用......................141 任务导入......................................................141 10.3.1  辅助继电器....................................141 10.3.2  状态继电器....................................143 10.3.3  MC/MCR 指令...............................143 10.3.4  电动机正反转控制仿真 实训（3）  ......................................144 复习与思考..................................................144 任务10.4  置位、复位和脉冲指令及 应用............................................145 任务导入......................................................145 10.4.1  SET/RST 指令................................145 10.4.2  电动机正反转控制仿真 实训（4）  ......................................146 10.4.3  PLS/PLF 指令.................................146 10.4.4  电动机正反转控制仿真 实训（5）  ......................................147 10.4.5  LDP/LDF/ANDP/ANDF/ ORP/ORF  指令...............................147 10.4.6  电动机正反转控制仿真 实训（6）  ......................................148 10.4.7  INV/NOP 指令...............................149 10.4.8  MEP/MEF 指令..............................149 复习与思考..................................................150 任务10.5  电动机正反转控制实训.........150 项目11  程序设计及其执行过程.............152 学习目标.........................................................152 项目引入.........................................................152 任务11.1  定时器与计数器的应用.........152 任务导入......................................................152 11.1.1  定时器............................................153 11.1.2  计数器............................................155 11.1.3  数据寄存器....................................157 11.1.4  振荡程序........................................158 11.1.5  电动机循环正反转控制仿真 实训（1）  ......................................160 复习与思考..................................................161 任务11.2  PLC 程序执行过程.................161 任务导入......................................................161 11.2.1  循环扫描过程.................................161 11.2.2  扫描周期........................................162 电气控制与PLC  实训教程（第3 版）（附微课视频） 4 11.2.3  I/O 滞后时间..................................  163 11.2.4  程序的执行过程............................  163 11.2.5  双线圈输出....................................  164 11.2.6  彩灯顺序点亮控制仿真实训........  165 复习与思考..................................................  165 任务11.3  PLC 程序设计技巧.................  166 任务导入......................................................  166 11.3.1  梯形图的基本规则........................  166 11.3.2  启保停基本程序............................  167 11.3.3  程序设计的方法............................  168 11.3.4  梯形图程序设计的技巧................  169 11.3.5  程序设计实例................................  170 11.3.6  电动机正反转能耗制动控制 仿真实训........................................  172 复习与思考..................................................  172 任务11.4  数码管循环点亮控制实训....  173 项目12  步进顺控指令及其应用............  175 学习目标........................................................  175 项目引入........................................................  175 任务12.1  状态转移图及其步进顺 控指令.......................................  176 任务导入......................................................  176 12.1.1  状态转移图....................................  176 12.1.2  步进顺控指令................................  178 12.1.3  编程注意事项................................  179 12.1.4  彩灯循环点亮控制仿真实训........  180 复习与思考..................................................  180 任务12.2  单流程的程序设计.................  180 任务导入......................................................  180 12.2.1  设计方法和步骤............................  180 12.2.2  程序设计实例................................  181 12.2.3  电动机循环正反转控制 仿真实训（2）  ..............................  182 12.2.4  编程软件的SFC 程序...................  183 12.2.5  简易机械手控制实训....................  186 复习与思考..................................................  188 任务12.3  选择性流程的程序设计........  188 任务导入......................................................  188 12.3.1  选择性流程及其编程....................  189 12.3.2  程序设计实例................................  190 12.3.3  部件分拣控制仿真实训................  190 复习与思考..................................................  191 任务12.4  并行性流程的程序设计........  192 任务导入.....................................................  192 12.4.1  并行性流程及其编程....................  192 12.4.2  程序设计实例................................  193 12.4.3  自动交通灯控制实训....................  195 复习与思考.................................................  197 任务12.5  皮带运输机控制实训............  198 项目13  功能指令及其应用.....................  200 学习目标........................................................  200 项目引入........................................................  200 任务13.1  FNC00～FNC19 功能 指令及其应用..........................  200 任务导入.....................................................  200 13.1.1  功能指令的基本规则....................  201 13.1.2  程序流程指令................................  203 13.1.3  传送与比较指令............................  205 13.1.4  MOV 指令应用.............................  207 13.1.5  流水灯控制仿真实训（1）..........  207 复习与思考.................................................  208 任务13.2  FNC20～FNC49 功能 指令及其应用..........................  209 任务导入.....................................................  209 13.2.1  算术与逻辑运算指令....................  209 13.2.2  循环与移位指令............................  213 13.2.3  数据处理指令................................  215 13.2.4  流水灯控制仿真实训（2）..........  217 复习与思考.................................................  218 任务13.3  FNC50～FNC249 功能指令及其应用.................  218 任务导入.....................................................  218 13.3.1  高速处理指令................................  218 13.3.2  方便指令.......................................  221 13.3.3  外部设备I/O 指令........................  221 13.3.4  触点比较指令................................  223 复习与思考.................................................  225 任务13.4  8 站小车呼叫控制实训.........  225 项目14  变频器及其应用..........................  228 学习目标........................................................  228 项目引入........................................................  228 任务14.1  变频器基础知识.....................  228 任务导入.....................................................  228 目  录 5 14.1.1  基本结构.......................................  229 14.1.2  工作原理.......................................  230 14.1.3  脉宽调制型变频器........................  231 14.1.4  基本参数.......................................  232 14.1.5  主接线...........................................  234 14.1.6  操作面板.......................................  234 14.1.7  变频器的PU 运行.........................  240 复习与思考.................................................  241 任务14.2  变频器的EXT 运行...............  241 任务导入.....................................................  241 14.2.1  外部端子.......................................  241 14.2.2  EXT 运行.......................................  245 复习与思考.................................................  246 任务14.3  变频器的组合控制.................  246 任务导入.....................................................  246 14.3.1  组合方式.......................................  246 14.3.2  参数设置.......................................  246 14.3.3  组合控制.......................................  247 14.3.4  多段调速控制................................  248 复习与思考.................................................  249 任务14.4  电动机三速运行的综合 控制实训..................................  249 项目15  PLC、变频器、触摸屏 综合应用........................................  252 学习目标........................................................  252 项目引入........................................................  252 任务15.1  模拟量模块及其应用.............252 任务导入......................................................252 15.1.1  FX2N-4AD-PT 温度输入模块........253 15.1.2  FX2N-2DA 输出模块......................255 15.1.3  FX2N-2DA 应用实训......................257 复习与思考..................................................259 任务15.2  触摸屏及其应用......................259 任务导入......................................................259 15.2.1  触摸屏基础知识............................259 15.2.2  触摸屏控制电动机的 正反转实训....................................260 复习与思考..................................................268 任务15.3  PLC、变频器、触摸屏 综合应用...................................268 任务导入......................................................268 15.3.1  中央空调节能分析.........................268 15.3.2  中央空调冷却水节能系统的 综合控制实训................................272 复习与思考..................................................277 任务15.4  中央空调冷冻水节能系统的 综合控制实训..........................277 附录A  常用图形符号和文字符号..........279 附录B  FX 和汇川PLC 的软元件...........282 参考文献............................................................284