工业电气控制技术(第2版)

本书第二版为普通高等教育"十二五"重量规划教材。该教材以传统的继电器控制技术为基础，从典型的接触器－继电器控制线路出发，引出可编程控制器（PLC）在工业机械控制中的应用。本书共8章，主要内容有：电器的基本知识、常用电器、电气控制线路的基本控制环节、工业电器控制系统的设计、电气控制系统、可编程控制器、可编程序控制器在电气控制系统中的应用及软件使用和可编程控制器在数控机床中的应用及实例分析。本书可作为普通高校本科电气信息类、机电类专业课程的教材，也可作为电气工程设计人员的技术参考资料。

前言
第1章 电器的基本知识 1
1.1 电器概述 1
1.1.1 电器的分类 1
1.1.2 电器产品的发展 2
1.1.3 新技术在电器设计和开发中的应用 4
1.2 电器的基本理论 5
1.2.1 电磁式电器的工作原理 5
1.2.2 电接触理论 11
1.2.3 开关电弧理论 20
本章小结 31
习题 31
第2章 常用电器 32
2.1 控制电器 32
2.1.1 接触器 32
2.1.2 控制继电器 35
2.2 主令电器 41
2.2.1 控制按钮和指示灯 41
2.2.2 行程开关 43
2.2.3 转换开关和万能转换开关 45
2.3 保护电器 47
2.3.1 熔断器 47
2.3.2 热继电器 50
2.3.3 漏电保护器 52
2.7 配电电器 53
2.7.1 低压配电电器 53
2.7.2 高压配电电器 57
2.5 新型电器 61
2.5.1 电子电器 61
2.5.2 智能电器 65
本章小结 67
习题 68
第3章 电气控制线路的基本控制环节 69
3.1 三相鼠笼式异步电动机启动控制 69
3.1.1 直接启动控制 69
3.1.2 降压启动控制 77
3.2 三相绕线式异步电动机启动控制 81
3.2.1 转子绕组串电阻启动控制 81
3.2.2 转子绕组串频敏变阻器启动控制 83
3.3 三相异步电动机调速控制 85
3.3.1 改变定子绕组接线变极对数的原理 85
3.3.2 D-YY调速控制 86
3.4 三相异步电动机制动控制 87
3.4.1 电磁抱闸制动 87
3.4.2 反接制动控制 88
3.4.3 能耗制动控制 90
3.5 直流电动机控制线路 92
3.5.1 启动控制 93
3.5.2 正反转控制 94
3.5.3 调速控制 95
3.5.4 制动控制 96
本章小结 97
习题 97
第4章 工业电气控制系统的设计 99
4.1 电气控制线路设计的基本原则 99
4.1.1 满足生产机械和工艺对电气控制系统要求原则 99
4.1.2 控制线路力求简单、经济原则 99
4.1.3 保证电气控制电路工作的可靠性原则 101
4.1.4 保证电气控制电路工作的安全性原则 104
4.1.5 操作、维护、检修方便原则 106
4.2 电气控制线路设计的基本程序 107
4.2.1 拟定电气设计任务书 107
4.2.2 电力拖动方案的选择 107
4.2.3 电动机的选择 109
4.2.4 电气控制方案的确定 110
4.2.5 控制方式的选择 110
4.3 电气控制线路的设计方法 111
4.3.1 经验设计法 111
4.3.2 逻辑设计法 114
4.4 电气控制线路的绘制方法 121
4.4.1 常用的电气图形、文字符号 121
4.4.2 电气原理图的绘制 122
4.4.3 电器元件布置图 125
4.4.4 电气接线图的绘制 125
本章小结 126
习题 127
第,章 电气控制系统 128
5.1 车床电气控制系统 128
5.1.1 结构和工作要求 128
5.1.2 控制要求 129
5.1.3 电气控制电路 129
5.2 铣床电气控制系统 134
5.2.1 主要结构和运动方式 134
5.2.2 控制要求 135
5.2.3 电气控制电路 136
5.3 镗床电气控制系统 141
5.3.1 主要结构和运动方式 141
5.3.2 控制要求 142
5.3.3 电气控制电路 143
5.4 起重机电气控制系统 146
5.4.1 概述 146
5.4.2 15/3t桥式起重机整机控制线路的分析 148
5.4.3 凸轮控制器控制线路 148
5.4.4 主令控制器控制线路 153
5.4.5 起重机电气控制中的保护设备 159
5.5 继电器-接触器控制线路故障分析与检查 162
5.5.1 电压测量法 162
5.5.2 电阻测量法 163
5.5.3 短接法 164
5.5.4 开路法 165
5.5.5 电流法 165
本章小结 165
习题 166
第6章 可编程控制器 167
6.1 概述 167
6.1.1 发展历史 167
6.1.2 性能特点 168
6.1.3 应用及发展趋势 170
6.2 可编程控制器的硬件配置 172
6.2.1 基本组成 172
6.2.2 分类 177
6.2.3 基本工作原理 178
6.2.4 性能指标 179
6.3 西门子S7-200系列可编程控制器简介 180
6.3.1 S7-200系统的基本组成 180
6.3.2 S7-200系列PLC的主要技术指标 182
6.7 可编程逻辑控制器程序设计 18A
6.7.1 编程语言 181
6.7.2 S7-200编程的基本概念 186
6.7.3 S7-200的编程元件 187
6.7.7 S7-200基本指令系统 193
6.7.5 梯形图设计方法 199
本章小结 210
习题 211
第7章 可编程序控制器在电气控制系统中的应用及软件使用 214
7.1 可编程序控制器控制系统设计的基本步骤 214
7.2 可编程序控制器在电机控制中的应用 215
7.2.1 异步电动机的降压启动控制 215
7.2.2 异步电动机的调速 216
7.2.3 步进电机的控制 220
7.3 可编程序控制器在机床控制系统中的应用 221
7.3.1 车床控制 221
7.3.2 铣、镗床控制 222
7.7 可编程序控制器在其他控制系统中的应用 225
7.7.1 机械手控制 225
7.7.2 模拟量采集 228
7.7.3 PLC在楼宇自动化和家用电器中的应用 231
7.7.7 PLC在交通灯控制中的应用 238
7.5 PLC软件的使用 239
7.5.1 STEP7-Micro/WIN编程软件的使用 239
7.5.2 WmCC组态软件的介绍 246
本章小结 247
习题 247
第8章 可编程序控制器在数控机床中的应用 248
8.1 数控机床及其PLC概述 248
8.1.1 数控系统及数控机床 248
8.1.2 数控机床控制系统结构 248
8.1.3 PLC在数控机床中的作用及应用形式 250
8.1.7 PLC与数控系统及数控机床间的信息交换 251
8.2 FANUC数控PMC简介 251
8.2.1 FANUC数控PMC性能规格 252
8.2.2 FANUC数控PMC编程地址 253
8.2.3 FANUC数控PMC程序结构及执行原理 255
8.2.7 FANUC数控PMC编程方法 257
8.3 FANUC PMC编程实例 260
8.3.1 机床急停处理 261
8.3.2 数控机床工作方式选择编程 263
8.3.3 系统运行功能控制 265
8.3.4 速度倍率修调控制 272
8.3.5 手动进给控制 278
8.3.6 手轮进给控制 280
8.3.7 数控车床主轴换挡控制 284
8.3.8 用户报警信息显示 285
8.3.9 数控机床润滑控制 287
8.3.10 工件冷却控制 291
本章小结 295
习题 295
参考文献 297
附录A 低压电器产品的型号 299
附录B FANUC PMC编程指令表 302