电气控制与PLC技术应用（第3版）

本书以电气控制为主线, 分两部分讲解电气控制和PLC应用知识与操作技能。电气控制部分以生产现场最常用的工作任务-工作台的自动往返控制、钻床电气控制线路分析、卧式镗床电气控制线路分析、桥式起重机电气控制线路分析4个项目为实例, 介绍常用低压电器、电气控制基本环节、常用机床的电气线路分析及故障诊断方法等。

刘小春 教授，高级工程师，在株洲电力机车厂从事多年的工程项目设计工作，后一直在湖南铁道职业技术学院从事电气类课程的教学研究工作，主持完成多门国家精品课程建设项目等，有多项教研成果与专利，教学与实践经验非常丰富。

项目1 工作台的自动往返控制 1 教学导航 1 项目描述 2 1.1 限位控制电路 2 1.2 自动循环控制电路 2 相关知识 3 1.3 电气控制器件 3 1.3.1 按钮开关、刀开关、行程开关、转换开关 3 1.3.2 接触器 11 1.3.3 中间继电器 14 1.3.4 热继电器 15 1.3.5 熔断器 17 1.4 电气控制电路 19 1.4.1 三相异步电动机的启动、停止控制 19 1.4.2 接触器控制三相异步电动机正、反转 21 项目实施：工作台自动往返控制的设计与实施 24 知识拓展：电动机的两地控制 28 知识梳理与总结 30 练习与思考题1 30 项目2 钻床的电气控制电路分析 31 教学导航 31 项目描述 32 2.1 钻床的分类与控制要求 32 相关知识 33 2.2 电气控制器件 33 2.2.1 断路器 33 2.2.2 时间继电器 35 2.3 电气控制电路 39 2.3.1 顺序控制 39 2.3.2 时间控制 40 项目实施：Z3050型摇臂钻床的电气控制电路分析与故障诊断 40 2.4 摇臂钻床的电气控制电路分析 40 2.4.1 主电路分析 40 2.4.2 控制电路分析 40 2.4.3 摇臂的升降控制 41 2.4.4 立柱和主轴箱的夹紧与松开控制 41 2.5 摇臂钻床常见故障的分析与检修 44 知识梳理与总结 45 练习与思考题2 46 项目3 卧式镗床的电气控制电路分析 47 教学导航 47 项目描述 48 3.1 T68型卧式镗床的主要结构和运动形式 48 3.2 T68型卧式镗床的电力拖动形式和控制要求 49 相关知识 49 3.3 电气控制器件 49 3.3.1 速度继电器 49 3.3.2 双速异步电动机 50 3.4 电气控制电路 51 3.4.1 电动机的降压启动控制电路 51 3.4.2 电动机的制动控制电路 54 3.4.3 双速异步电动机的控制电路 57 项目实施：T68型卧式镗床的电气控制电路分析与故障诊断 59 3.5 卧式镗床的电气控制电路分析 59 3.5.1 主电路分析 59 3.5.2 控制电路分析 61 3.5.3 照明电路和指示灯电路 63 3.6 卧式镗床常见故障的分析与诊断 63 知识拓展：万能铣床的结构、电路分析及故障诊断 64 3.7 铣床的主要结构和运动形式 65 3.8 铣床的电力拖动形式和控制要求 66 3.9 X62W型万能铣床的电气控制电路分析 66 3.10 X62W型万能铣床常见电气故障的诊断与检修 69 知识梳理与总结 71 练习与思考题3 71 项目4 桥式起重机的电气控制电路分析 73 教学导航 73 项目描述 74 4.1 起重机的分类与结构 74 4.2 起重机的电力拖动和电气控制要求 75 相关知识 76 4.3 电气控制器件 76 4.3.1 凸轮控制器 76 4.3.2 主令控制器 77 4.3.3 电磁抱闸制动器 79 4.3.4 电流继电器 82 4.3.5 电压继电器 84 4.4 电气控制电路 84 4.4.1 按钮操作控制电路 85 4.4.2 时间继电器自动控制电路 86 4.4.3 电流继电器自动控制电路 87 项目实施：桥式起重机的控制电路分析 88 4.5 桥式起重机凸轮控制器的控制电路分析 88 4.5.1 电动机的工作特点 88 4.5.2 主电路分析 89 4.5.3 控制电路分析 90 4.5.4 保护联锁环节分析 90 4.6 桥式起重机主令控制器的控制电路分析 90 4.6.1 主电路分析 91 4.6.2 控制电路分析 91 4.7 桥式起重机的保护电路分析 93 知识梳理与总结 93 练习与思考题4 94 项目5 送料小车自动往返运行的PLC控制 95 教学导航 95 项目描述 96 5.1 小车自动往返运行的控制原理 96 相关知识 97 5.2 PLC的识别 97 5.2.1 PLC的基本组成 98 5.2.2 I/O接口电路 100 5.2.3 编程器 101 5.3 PLC的工作原理 102 5.4 西门子S7-200 PLC的识别与检测 102 5.4.1 CPU 226型PLC的结构 103 5.4.2 扩展功能模块 107 5.5 S7-200 PLC的内部元件 109 5.5.1 数据存储类型 109 5.5.2 编址方式 110 5.5.3 寻址方式 111 5.5.4 元件功能及地址分配 111 5.6 PLC程序设计语言 115 5.7 基本指令的分析与应用 116 5.7.1 基本位操作指令 116 5.7.2 编程注意事项及编程技巧 121 5.7.3 定时器指令的分析与应用 123 5.8 西门子PLC编程软件的应用 127 5.8.1 STEP 7-Micro/WIN的安装、界面及设置 127 5.8.2 STEP 7-Micro/WIN的程序编辑及程序下载、上载 130 5.8.3 程序的调试与监控 133 项目实施：PLC控制小车自动往返运行的设计与安装调试 134 知识拓展：电动机基本控制环节的PLC控制 136 5.9 PLC控制电动机Y-△形启动运行 136 5.10 PLC控制小车三点自动往返运行 138 5.11 两台电动机顺序启停的PLC控制系统 139 知识梳理与总结 140 练习与思考题5 140 项目6 工业机械手运动的PLC控制 142 教学导航 142 项目描述 143 6.1 简易机械手的工作过程与控制 143 相关知识 144 6.2 顺序控制功能图 144 6.3 顺序控制指令 145 6.4 顺序控制功能图的编程方法 146 6.4.1 单序列的编程方法 146 6.4.2 选择序列的编程方法 148 6.4.3 并行序列的编程方法 149 项目实施：工业机械手的PLC控制设计（自动方式） 150 知识拓展：顺序控制功能图的应用 153 6.5 在大小球分类选择传送装置中的应用 153 6.6 在十字路口交通灯控制中的应用 155 6.7 在液体混合装置中的应用 156 6.8 在电镀生产线上的应用 157 知识梳理与总结 160 练习与思考题6 160 项目7 机械手步进电动机的PLC控制 161 教学导航 161 项目描述 162 7.1 步进电动机的用途与控制 162 相关知识 163 7.2 S7-200 CPU控制程序的构成 163 7.2.1 子程序 163 7.2.2 中断程序 165 7.3 S7-200 PLC的程序控制指令 169 7.4  S7-200 PLC的数据处理指令 172 7.5 高速脉冲输出与高速计数器 177 项目实施：机械手步进电动机的PLC控制 186 知识拓展：其他常用高级指令及应用 189 7.6 算术运算指令与逻辑运算指令 189 7.7 PID回路控制指令 190 7.8 送料小车多种工作方式的控制 194 7.9 广告牌霓虹灯循环点亮的PLC控制 197 7.10 三相异步电动机Y-△形降压启动的控制 198 7.11 包装生产线上产品累计和包装的PLC控制 199 知识梳理与总结 200 练习与思考题7 201 项目8 S7-200 SMART PLC的应用 202 教学导航 202 8.1 S7-200 SMART PLC的认识 203 8.1.1 型号含义 203 8.1.2 技术参数 203 8.1.3 I/O端接线 204 8.1.4 内部器件 205 8.1.5 以太网通信 205 8.2 以太网组态 205 8.2.1 与编程设备、HMI和CPU的单独通信 206 8.2.2 与两台以上的CPU或HMI连接 206 8.3 通信指令 207 8.3.1 以太网通信指令 207 8.3.2 开放式用户通信指令 208 8.4 STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件 209 8.4.1 编程软件的安装和使用 209 8.4.2 编程软件的主界面 209 8.5 程序编辑与运行 212 8.6 S7-200 SMART PLC控制电动机运行 214 8.6.1 电动机的正、反转控制 214 8.6.2 电动机Y-△形降压启动的PLC控制 216 练习与思考题8 217 附录A 常用电气图形符号和文字符号 218 附录B S7-200系列特殊存储器标志位 224 参考文献 234