本书以机床常用电机为对象，以电气控制为主线，对工业中广泛应用的电气与PLC控制技术进行分析和讲解，主要由电机原理及特性、电气控制、PLC控制3部分内容组成。 第一部分在阐述交、直流电机工作原理的基础上，分析讲解了交、直流电机的启动、制动、调速特性，为后续的电机控制奠定了理论基础。第二部分选取目前常用的低压电器进行讲解，精选大量基本控制电路进行分析，突出电气控制的基本原理和逻辑控制思想；并通过对典型电气控制系统的分析及设计方法的讲解，增强读者对工程控制电路的分析能力和实际设计能力。第三部分在传统的电气控制基础上，对PLC的工作原理及控制方法进行阐述，并以西门子S7-200 PLC为例，重点介绍了PLC控制的编程方法，并通过工程应用实例，使读者进一步加强PLC的应用能力。

第1章 概述 （1）

1.1 电机与电气控制的目的和任务 （1）

1.2 电机与电气控制技术的发展概况 （1）

1.2.1 电机拖动的发展 （1）

1.2.2 电气控制系统的发展 （2）

1.3 课程的性质和任务 （3）

1.4 课程的内容安排 （4）

第2章 电机拖动系统的动力学基础 （5）

2.1 单轴电机拖动系统 （5）

2.1.1 单轴电机拖动系统的运动方程式 （5）

2.1.2 系统的运动状态分析 （7）

2.1.3 系统运动方向 （7）

2.2 多轴电机拖动系统 （8）

2.2.1 负载转矩的折算 （9）

2.2.2 转动惯量和飞轮转矩的折算 （10）

2.3 典型负载的机械特性 （12）

2.3.1 恒转矩型机械特性 （12）

2.3.2 离心机型机械特性 （13）

2.3.3 恒功率型机械特性 （13）

2.3.4 直线型机械特性 （13）

2.4 电机拖动系统稳定运行的条件 （14）

习题与思考题 （15）

第3章 控制系统常用低压电器 （17）

3.1 低压电器分类 （17）

3.1.1 低压电器的组成 （17）

3.1.2 低压电器的分类 （18）

3.1.3 对低压电器的要求及选用原则 （18）

3.2 开关及主令电器 （19）

3.2.1 刀开关 （19）

3.2.2 组合开关 （21）

3.2.3 自动空气开关 （23）

3.2.4 按钮 （25）

3.2.5 行程开关 （28）

3.3 熔断器 （30）

3.3.1 熔断器的工作原理 （30）

3.3.2 熔断器的选择与使用 （31）

3.3.3 熔断器的型号含义和技术参数 （31）

3.4 交流接触器 （33）

3.4.1 交流接触器的组成和工作原理 （33）

3.4.2 交流接触器的选择和使用 （34）

3.4.3 交流接触器的型号含义和技术参数 （35）

3.5 继电器 （37）

3.5.1 电磁式继电器 （37）

3.5.2 时间继电器 （40）

3.5.3 热继电器 （43）

3.5.4 速度继电器 （46）

3.6 常用低压电器基本控制线路 （48）

3.6.1 点动控制线路 （48）

3.6.2 联锁控制线路 （49）

3.6.3 多点控制线路 （51）

3.6.4 顺序控制线路 （51）

3.6.5 正、反转控制线路 （51）

3.6.6 自动往复循环控制 （52）

习题与思考题 （54）

第4章 直流电机特性及控制 （55）

4.1 直流电机的基本结构和工作原理 （55）

4.1.1 直流电机的基本结构 （55）

4.1.2 直流电机的工作原理 （58）

4.1.3 感应电动势和电磁转矩 （59）

4.1.4 直流电动机的分类 （60）

4.2 直流他励电动机的机械特性 （61）

4.2.1 机械特性的一般形式 （61）

4.2.2 固有机械特性 （62）

4.2.3 人为机械特性 （64）

4.3 直流他励电动机的启动特性及控制 （66）

4.3.1 启动特性 （66）

4.3.2 启动方法 （67）

4.3.3 启动控制 （69）

4.4 直流他励电动机的调速特性 （70）

4.4.1 速度调节和速度变化 （70）

4.4.2 调速方法 （71）

4.5 直流他励电动机的制动特性 （73）

4.5.1 基本概念 （73）

4.5.2 反接制动 （74）

4.5.3 反馈制动 （76）

4.5.4 能耗制动 （78）

4.5.5 制动控制线路 （80）

习题与思考题 （81）

第5章 三相异步电动机特性及控制 （83）

5.1 三相异步电动机的基本结构和工作原理 （83）

5.1.1 三相异步电动机的基本结构 （83）

5.1.2 三相异步电动机的工作原理 （85）

5.1.3 三相异步电动机的额定参数 （90）

5.2 三相异步电动机的机械特性 （91）

5.2.1 三相异步电动机的转矩特性 （91）

5.2.2 固有机械特性 （92）

5.2.3 人为机械特性 （93）

5.3 三相异步电动机的启动特性及控制 （96）

5.3.1 鼠笼式异步电动机的启动方法 （97）

5.3.2 线绕式异步电动机的启动方法 （101）

5.3.3 三相异步电动机的启动控制 （103）

5.4 三相异步电动机的调速特性及控制 （107）

5.4.1 三相异步电动机的调速特性 （107）

5.4.2 三相异步电动机的调速控制 （108）

5.5 三相异步电动机的制动特性及控制 （110）

5.5.1 三相异步电动机的制动特性 （110）

5.5.2 三相异步电动机制动控制 （113）

习题与思考题 （115）

第6章 生产机械电气控制系统设计 （117）

6.1 电气图的常用符号 （117）

6.1.1 图形符号 （119）

6.1.2 文字符号 （120）

6.1.3 接线端子标记 （121）

6.2 电气图的绘制 （121）

6.2.1 电气原理图 （121）

6.2.2 电气元件布置图 （124）

6.2.3 电气安装接线图 （125）

6.2.4 电气故障分析方法 （125）

6.3 电气原理图的阅读 （128）

6.3.1 查线阅读法 （128）

6.3.2 读图练习 （129）

6.4 电气控制线路设计的基本原则 （129）

6.4.1 电气控制系统设计的基本内容 （130）

6.4.2 电力拖动方案的确定原则 （130）

6.4.3 控制方案的确定原则 （131）

6.5 电气控制线路的设计方法 （132）

6.5.1 控制线路的设计要求 （132）

6.5.2 控制线路的设计方法 （132）

6.5.3 设计控制线路时应注意的问题 （144）

6.6 电气控制线路设计中电动机的选择 （146）

6.6.1 电动机结构的选择 （146）

6.6.2 电动机类型的选择 （146）

6.6.3 电动机转速的选择 （147）

6.6.4 电动机额定电压的选择 （147）

6.6.5 电动机功率的选择 （147）

6.7 电气控制线路设计中元器件的选择 （148）

6.7.1 接触器的选用 （148）

6.7.2 继电器的选择 （149）

6.7.3 熔断器的选择 （150）

6.7.4 控制变压器的选用 （150）

6.7.5 其他控制电器的选用 （151）

6.8 电气控制系统的工艺设计 （152）

6.8.1 电气设备总体配置设计 （152）

6.8.2 电气元件布置图的设计 （153）

6.8.3 电气元件接线图的绘制 （154）

6.8.4 电气箱及非标准零件图的设计 （154）

6.8.5 清单汇总和说明书的编写 （154）

习题与思考题 （155）

第7章 PLC结构与工作原理 （157）

7.1 PLC概述 （157）

7.1.1 PLC的由来及控制原理 （157）

7.1.2 PLC的定义 （159）

7.1.3 PLC的应用领域 （160）

7.1.4 PLC的发展历程 （161）

7.2 PLC的特点及功能 （161）

7.2.1 PLC的特点 （161）

7.2.2 PLC的功能 （163）

7.3 PLC的基本结构组成 （164）

7.3.1 PLC的硬件结构 （164）

7.3.2 PLC的软件结构 （168）

7.4 PLC的工作原理及寻址方式 （168）

7.4.1 PLC的工作原理 （168）

7.4.2 PLC的I/O寻址方式 （170）

7.5 PLC程序设计语言 （171）

7.5.1 梯形图 （171）

7.5.2 布尔助记符 （172）

7.5.3 功能表图 （172）

7.5.4 结构化语句 （173）

7.6 PLC的性能指标及分类 （173）

7.6.1 PLC的性能指标 （173）

7.6.2 PLC的分类 （174）

7.6.3 PLC的发展趋势 （175）

习题与思考题 （176）

第8章 S7-200 PLC编程元件及指令系统 （177）

8.1 S7系列PLC概述 （177）

8.1.1 概述 （177）

8.1.2 S7-200系列PLC的硬件配置 （179）

8.1.3 S7-200系列PLC的主要技术性能 （180）

8.2 S7-200系列PLC数据存储及编程元件 （183）

8.2.1 S7-200系列 PLC的数据存储器及编址方式 （183）

8.2.2 S7-200系列PLC的编程元件 （184）

8.2.3 S7-200系列 PLC的数据存储器寻址 （188）

8.3 S7-200系列PLC指令系统 （190）

8.3.1 基本位逻辑指令 （190）

8.3.2 定时器指令 （194）

8.3.3 计数器指令 （198）

8.3.4 程序控制指令 （200）

8.3.5 功能指令 （204）

习题与思考题 （213）

第9章 PLC控制系统设计及应用实例 （214）

9.1 应用系统设计概述 （214）

9.2 PLC应用系统的设计方法 （214）

9.2.1 PLC控制系统的设计内容及设计步骤 （214）

9.2.2 PLC的硬件设计和软件设计及调试 （215）

9.2.3 PLC程序设计方法 （216）

9.2.4 PLC程序设计步骤 （234）

9.3 应用举例 （235）

9.3.1 机械手的模拟控制 （235）

9.3.2 组合机床的控制 （239）

9.3.3 除尘室PLC控制 （244）

9.3.4 水塔水位的模拟控制 （246）

9.4 S7-200系列PLC的装配、检测和维护 （247）

9.4.1 PLC的安装与配线 （247）

9.4.2 PLC的自动检测功能及故障诊断 （250）

9.4.3 PLC的维护与检修 （250）

9.5 PLC应用中若干问题的处理 （251）

习题与思考题 （252）

参考文献 （254） 2100433B

电机与电气控制及PLC（第2版）

丛书名 ：普通高等教育“十二五”机电类规划教材

作 译 者：赵俊生

出版时间：2012-08

千 字 数：429

版 次：01-01

页 数：268

开 本：16(185*260)

I S B N ：9787121176074

第1章 概述

1.1 电机与电气控制的目的和任务

1.2 电机与电气控制技术的发展概况

1.2.1 电机拖动的发展

1.2.2 电气控制系统的发展

1.3 课程的性质和任务

1.4 课程的内容安排

第2章 电机拖动系统的动力学基础

2.1 单轴电机拖动系统

2.1.1 单轴电机拖动系统的运动方程式

2.1.2 系统的运动状态分析

2.1.3 系统运动方向

2.2 多轴电机拖动系统

2.2.1 负载转矩的折算

2.2.2 转动惯量和飞轮转矩的折算

2.3 典型负载的机械特性

2.3.1 恒转矩型机械特性

2.3.2 离心机型机械特性

2.3.3 恒功率型机械特性

2.3.4 直线型机械特性

2.4 电机拖动系统稳定运行的条件

习题与思考题

第3章 控制系统常用低压电器

3.1 低压电器分类

3.1.1 低压电器的组成

3.1.2 低压电器的分类

3.1.3 对低压电器的要求及选用原则

3.2 开关及主令电器

3.2.1 刀开关

3.2.2 组合开关

3.2.3 自动空气开关

3.2.4 按钮

3.2.5 行程开关

3.3 熔断器

3.3.1 熔断器的工作原理

3.3.2 熔断器的选择与使用

3.3.3 熔断器的型号含义和技术参数

3.4 交流接触器

3.4.1 交流接触器的组成和工作原理

3.4.2 交流接触器的选择和使用

3.4.3 交流接触器的型号含义和技术参数

3.5 继电器

3.5.1 电磁式继电器

3.5.2 时间继电器

3.5.3 热继电器

3.5.4 速度继电器

3.6 常用低压电器基本控制线路

3.6.1 点动控制

3.6.2 联锁控制线路

3.6.3 多点控制线路

3.6.4 顺序控制线路

3.6.5 正反转控制线路

3.6.6 自动往复循环控制

习题与思考题

第4章 直流电机特性及控制

4.1 直流电机的基本结构和工作原理

4.1.1 直流电机的基本结构

4.1.2 直流电机的工作原理

4.1.3 感应电动势和电磁转矩

4.1.4 直流电动机的分类

4.2 直流他励电动机的机械特性

4.2.1 机械特性的一般形式

4.2.2 固有机械特性

4.2.3 人为机械特性

4.3 直流他励电动机的启动特性及控制

4.3.1 启动特性

4.3.2 启动方法

4.3.3 启动控制

4.4 直流他励电动机的调速特性

……

第5章 三相异步电动机特性及控制

第6章 生产机械电气控制系统设计

第7章 PLC结构与工作原理

第8章 S7-200PLC编程元件及指令系统

第9章 PLC控制系统设计及应用实例

参考文献 2100433B

出版说明

前言

第1章 概述

第2章　PLC的硬件

第3章 PLC程序设计基础

第4章 开关量控制系统梯形图设计方法

第5章 顺序控制梯形图的编程方法

第6章 PLC的应用指令

第7章 PLC在模拟量测量与PID闭环控制中的应用

第8章 PLC应用中的一些问题

第9章 PLC编程软件的使用方法

附录

参考文献2100433B

前言

第1章 概述

1.1　可编程序控制器概述

1.1.1　PLC的基本结构

1.1.2　PLC的特点

1.1.3　PLC的应用领域

1.2 逻辑运算与PLC的工作原理

1.2.1 继电器

1.2.2 逻辑运算

1.2.3 PLC的工作原理

1.3 习题

第2章 FX系列PLC的硬件与编程软件使用入门

2.1　FX系列PLC的硬件结构

2.2 FX系列PLC的性能简介

2.2.1 FX各子系列的性能简介

2.2.2 FX1S、FX1N、FX1NC、FX2N与FX2NC系列

2.2.3 FX3G、FX3U和FX3UC系列

2.3 I/O模块与特殊功能模块

2.3.1 开关量输入电路与开关量输出电路

2.3.2 特殊功能模块

2.4 编程软件与仿真软件使用入门

2.4.1 安装软件

2.4.2 编程软件使用入门

2.4.3 生成与显示注释、声明和注解

2.4.4 指令的帮助信息与PLC参数设置

2.4.5 仿真软件使用入门

2.5 程序的下载与上载

2.6 习题

第3章 FX系列PLC的程序设计基础

3.1 PLC编程语言的国际标准

3.2 FX系列PLC的软元件

3.2.1 位软元件

3.2.2 定时器

3.2.3 内部计数器

3.2.4 高速计数器

3.2.5 数据寄存器、指针与常数

3.3 FX系列PLC的基本指令

3.3.1 与触点和线圈有关的指令

3.3.2 电路块串/并联指令与堆栈指令

3.3.3 边沿检测指令与边沿检测触点指令

3.3.4 其他指令

3.3.5 编程注意事项

3.4 习题

第4章 开关量控制系统梯形图的设计方法

4.1 梯形图的经验设计法

4.1.1 梯形图中的基本电路

4.1.2 经验设计法

4.2 时序控制系统梯形图的设计方法

4.2.1 常用的定时器应用电路

4.2.2 运输带控制程序设计

4.2.3 使用定时器和区间比较指令设计的时序控制电路

4.2.4 使用多个定时器接力定时的时序控制电路

4.3 根据继电器电路图设计梯形图的方法

4.3.1 基本方法

4.3.2 应注意的问题

4.4 顺序控制设计法与顺序功能图

4.4.1 顺序控制设计法

4.4.2 步与动作

4.4.3 有向连线与转换条件

4.4.4 顺序功能图的基本结构

4.4.5 顺序功能图中转换实现的基本规则

4.5 习题

第5章 顺序控制梯形图的编程方法

5.1 使用STL指令的编程方法

5.1.1 STL指令

5.1.2 单序列的编程方法

5.1.3 选择序列的编程方法

5.1.4 并行序列的编程方法

5.2 使用置位/复位指令的编程方法

5.2.1 单序列的编程方法

5.2.2 选择序列与并行序列的编程方法

5.3 具有多种工作方式的系统的编程方法

5.3.1 工作方式

5.3.2 使用置位/复位指令的编程方法

5.3.3 使用步进梯形指令的编程方法

5.4 习题

第6章 FX系列PLC的应用指令

6.1 应用指令概述

6.1.1 应用指令的表示方法

6.1.2 数据格式与数制

6.1.3 怎样学习应用指令

6.1.4 软元件监视功能

6.2 比较指令与传送指令

6.2.1 比较指令

6.2.2 传送指令

6.3 程序流程控制指令

6.3.1 条件跳转指令

6.3.2 子程序指令与子程序应用例程

6.3.3 中断的基本概念与中断指令

6.3.4 中断程序例程

6.3.5 循环程序与监控定时器指令

6.4 四则运算指令与逻辑运算指令

6.4.1 四则运算指令

6.4.2 四则运算指令应用举例

6.4.3 逻辑运算指令

6.5 浮点数转换指令与浮点数运算指令

6.5.1 浮点数

6.5.2 浮点数转换指令

6.5.3 浮点数运算指令

6.6 数据转换指令与数据处理指令

6.6.1 数据转换指令

6.6.2 循环移位指令与移位指令

6.6.3 数据处理指令

6.7 高速处理指令

6.7.1 与输入/输出有关的指令

6.7.2 高速计数器指令

6.7.3 脉冲密度与脉冲输出指令

6.8 方便指令与外部设备指令

6.8.1 方便指令

6.8.2 外部I/O设备指令

6.8.3 外部设备指令

6.9 时钟运算与定位控制指令

6.10 FX3U、FX3UC和FX3G系列增加的应用指令

6.10.1 FX3U、FX3UC和FX3G的应用指令新增的表示方法

6.10.2 FX3U、FX3UC和FX3G系列增加的应用指令

6.11 习题

第7章 模拟量I/O模块的使用方法与PID闭环控制

7.1　模拟量I/O模块的使用方法

7.1.1 模拟量I/O模块

7.1.2 FX系列的模拟量I/O组件

7.1.3 模拟量输入模块的应用

7.1.4 模拟量输入值的转换

7.1.5 模拟量输出模块的应用

7.2 PID闭环控制系统与PID指令

7.2.1 模拟量闭环控制系统

7.2.2 PID控制器与PID指令

7.3 PID控制器参数的整定方法

7.3.1 PID参数的物理意义

7.3.2 PID参数的整定方法

7.3.3 PID控制器参数整定的实验

7.4 习题

第8章 PLC应用中的一些问题

8.1 PLC控制系统的可靠性措施

8.1.1 硬件抗干扰措施

8.1.2 故障检测与诊断编程

8.2 PLC的通信与计算机通信网络

8.2.1 串行通信接口

8.2.2 计算机通信的国际标准

8.2.3 数据链接与无协议通信

8.2.4 并联链接程序设计

8.2.5 开放式通信网络

8.3 PLC在变频器控制中的应用

8.3.1 电动机转速与旋转方向的控制

8.3.2 变频电源与工频电源的切换

8.3.3 电动机的多段转速控制

8.4 习题

附录

附录A 实验指导书

A.1 编程软件和仿真软件的使用练习

A.2 位逻辑运算的仿真实验

A.3 基本指令仿真实验

A.4 定时器应用实验

A.5 计数器应用实验

A.6 经验设计法仿真实验

A.7 时序控制系统仿真实验

A.8 使用STL指令的单序列控制程序的编程实验

A.9 使用STL指令的选择序列控制程序的编程实验

A.10 使用STL指令的复杂的顺序功能图的编程实验

A.11 使用置位复位指令的顺序控制编程实验

A.12 使用置位复位指令的复杂的顺序功能图的编程实验

A.13 使用置位复位指令的大小球分选控制实验

A.14 使用STL指令的大小球分选控制实验

A.15 应用指令基础与比较指令实验

A.16 数据传送指令实验

A.17 跳转指令实验

A.18 子程序调用实验

A.19 中断程序实验

A.20 循环程序实验

A.21 四则运算指令实验

A.22 逻辑运算指令实验

A.23 浮点数指令实验

A.24 数据转换指令实验

A.25 彩灯循环移位实验

A.26 数据处理指令实验

A.27 方便指令应用实验

A.28 PLC并联链接通信实验

附录B FX系列应用指令简表

参考文献2100433B