书　名　电气控制与PLC应用(第2版)(工业和信息化高职高专“十二五”规划教材立项项目)

丛 书 名　高等职业院校机电类“十二五”规划教材

标准书号　ISBN 978-7-115-29655-9 

作　者　郭艳萍 张海红 主编

责任编辑　李育民

开　本　16 开

印　张　18.75

字　数　438 千字

页　数　288 页

装　帧　平装

版　次　第2版第1次

二版时间　2013年2月

本 印 次　2013年2月

首 印 数　-- 册

定　价　36.00 元

本书以中高级维修电工和可编程序控制系统设计师等职业标准所要求的知识技能为载体，以训练学生的电气控制及PLC编程技能为目标，详细介绍基本电气控制电路、常见电气控制电路、PLC基本指令的应用、PLC应用指令的应用、特殊功能模块和数据通信、PLC控制系统设计案例等内容。全书采用任务驱动的方式组织教材内容，以典型任务为载体讲述指令和编程技巧，将PLC与变频器、触摸屏紧密结合，培养学生设计、安装、调试PLC控制系统的工程应用能力。

本书可作为高职高专电气自动化、电气工程、电子信息、机电一体化及数控技术等相关专业的教材，也可供工程技术人员自学使用。

模块一　基本电气控制电路　1

任务一　电动机点动与自锁控制电路的分析与安装　1

一、任务导入　1

二、相关知识　2

(一)刀开关　2

(二)转换开关　3

(三)熔断器　3

(四)按钮　5

(五)接触器　6

(六)热继电器　8

三、任务实施　9

(一)电动机点动控制电路分析　9

(二)电动机自锁控制电路分析与安装　10

四、知识拓展——点动与自锁混合控制电路　12

五、思考与练习　13

任务二　电动机正反转控制电路的分析与安装　14

一、任务导入　14

二、相关知识　15

(一)电气原理图　15

(二)电器元件布置图　17

(三)电气安装接线图　17

三、任务实施　19

(一)电路分析　19

(二)安装和调试　21

四、知识拓展——单相电动机的正反转控制电路　22

五、思考与练习　23

任务三　电动机顺序启动控制电路分析与安装　24

一、任务导入　24

二、相关知识　24

(一)低压断路器　24

(二)漏电保护开关　27

三、任务实施　27

(一)主电路的顺序启动控制电路分析　27

(二)控制电路的顺序启动控制电路分析与安装　28

四、知识拓展——现场·远程控制　29

五、思考与练习　30

任务四　电动机自动往返控制电路的分析与安装　30

一、任务导入　30

二、相关知识——行程开关　31

三、任务实施　32

(一)电路分析　32

(二)安装和调试　33

四、知识拓展——接近开关　33

五、思考与练习　34

任务五　电动机降压启动控制电路分析与安装　35

一、任务导入　35

二、相关知识　35

(一)继电器的分类　35

(二)电磁式继电器的结构及工作原理　36

(三)时间继电器　36

(四)电流继电器和电压继电器　37

三、任务实施　39

(一)定子串电阻降压启动控制电路分析　39

(二)自耦变压器降压启动控制电路分析　40

(三)Y-△降压启动控制电路分析与安装　41

四、知识拓展——直流电动机电枢回路串电阻降压启动控制电路　43

五、思考与练习　44

任务六　电动机制动控制电路分析与安装　45

一、任务导入　45

二、相关知识——速度继电器　45

三、任务实施　46

(一)能耗制动控制电路分析　46

(二)反接制动控制电路分析与安装　47

(三)机械制动控制电路分析　48

四、知识拓展——电动机保护装置　49

五、思考与练习　51

模块二　常见电气控制电路　52

任务一　消防泵电气控制电路分析　52

一、任务导入　52

二、相关知识——电气原理图的分析方法和步骤　53

(一)基本原则　53

(二)电气控制电路分析步骤　53

三、任务实施　53

(一)主电路分析　53

(二)控制电路分析　55

四、知识拓展——电气控制电路故障的一般分析方法　58

五、思考与练习　61

任务二　X62W铣床控制电路分析与故障排除　61

一、任务导入　61

二、相关知识　62

(一)铣床的主要结构　62

(二)铣床的运动形式　62

三、任务实施　62

(一)主电路分析　64

(二)控制电路分析　64

四、知识拓展——X62W万能铣床常见故障分析　70

五、思考与练习　70

任务三　Z3040摇臂钻床控制电路分析与故障排除　71

一、任务导入　71

二、相关知识　72

(一)钻床的主要结构　72

(二)钻床的运动形式　72

三、任务实施　72

(一)主电路分析　72

(二)控制电路分析　74

四、知识拓展——Z3040摇臂钻床常见故障分析　76

五、思考与练习　77

模块三　PLC基本指令的应用　78

任务一　认识PLC　78

一、任务导入　78

二、相关知识　81

(一)PLC的产生　81

(二)PLC的应用、分类　81

(三)PLC的组成　82

(四)PLC的工作原理　84

三、任务实施　85

(一)FX系列PLC的型号　85

(二)FX2N系列PLC的基本构成　85

(三)FX2N系列PLC的外观及其特征　86

(四)PLC的安装、接线　87

四、知识拓展——PLC主要生产厂家　89

五、思考与练习　90

任务二　电动机自锁控制程序设计　90

一、任务导入　90

二、相关知识　90

(一)输入继电器X和输出继电器Y　90

(二)PLC的编程语言　91

(三)LD、LDI、OUT、END指令　92

(四)AND、ANI、OR、ORI指令　93

(五)GX Developer编程和仿真软件　94

三、任务实施　100

(一)分配I/O地址　100

(二)程序设计　100

(三)接线时注意事项　101

(四)操作步骤　102

四、知识拓展　103

(一)SET、RST指令　103

(二)利用SET和RST指令实现电动机的自锁控制　103

(三)PLC控制系统与继电接触控制系统的区别　104

五、思考与练习　104

任务三　楼梯照明控制程序设计　105

一、任务导入　105

二、相关知识　105

(一)ORB指令　105

(二)ANB指令　106

三、任务实施　107

(一)分配I/O地址　107

(二)程序设计　107

(三)调试运行　107

四、知识拓展　108

(一)梯形图的特点　108

(二)梯形图的编程规则　108

五、思考与练习　109

任务四　3台电动机顺序启动控制程序设计　110

一、任务导入　110

二、相关知识　110

(一)辅助继电器M　110

(二)定时器T　112

三、任务实施　113

(一)分配I/O地址　113

(二)程序设计　113

(三)调试运行　114

四、知识拓展　114

(一)定时器接力电路　114

(二)闪烁电路　114

(三)延时接通/断开电路　115

(四)调试仿真　115

五、思考与练习　117

任务五　产品出入库数量监控程序设计　118

一、任务导入　118

二、相关知识　118

(一)计数器的分类　118

(二)计数器的使用说明　118

三、任务实施　120

(一)分配I/O地址　120

(二)程序设计　120

(三)调试运行　121

四、知识拓展——定时器与计数器构成长延时电路　121

五、思考与练习　121

任务六　电动机单按钮起停控制程序设计　122

一、任务导入　122

二、相关知识——PLS、PLF指令　123

三、任务实施　124

四、知识拓展　124

(一)ALT指令　124

(二)LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令　125

五、思考与练习　126

任务七　电动机Y-△降压启动控制程序设计　126

一、任务导入　126

二、相关知识——MPS、MRD、MPP指令　126

三、任务实施　128

(一)分配I/O地址　128

(二)程序设计　128

(三)输入并仿真程序　129

(四)连接电路　129

(五)调试运行　129

四、知识拓展——MC、MCR指令　130

五、思考与练习　130

任务八　自动运料小车控制程序设计　131

一、任务导入　131

二、相关知识　132

(一)状态继电器S　132

(二)顺序功能图　132

(三)步进梯形指令STL、RET　134

(四)顺序功能图与步进梯形图之间的转换　134

(五)步进梯形图编程规则　135

三、任务实施　136

(一)分配I/O地址　136

(二)确定顺序功能图的步数　136

(三)确定每步的功能、作用　137

(四)找出每步的转移条件　137

(五)绘制顺序功能图　137

(六)将顺序功能图转换成梯形图　137

(七)调试运行　138

四、知识拓展——单周期和连续工作方式的编程　138

五、思考与练习　139

任务九　自动门控制程序设计　140

一、任务导入　140

二、相关知识——选择分支的编程　141

三、任务实施　142

(一)分配I/O地址　142

(二)画出顺序功能图　142

(三)将顺序功能图转换成梯形图　143

(四)调试运行　144

四、知识拓展　144

(一)顺序功能图中电动机的过载保护设计　144

(二)顺序功能图中的停止设计　145

五、思考与练习　146

任务十　单车道交通灯控制程序设计　147

一、任务导入　147

二、相关知识——并行分支的编程　148

三、任务实施　148

(一)I/O端口分配、功能及I/O接线图　148

(二)程序设计　149

(三)调试运行　150

四、知识拓展——跳步、重复和循环序列编程　151

(一)部分重复的编程方法　151

(二)同一分支内跳转的编程方法　151

(三)跳转到另一条分支的编程方法　151

五、思考与练习　152

模块四　PLC应用指令的应用　154

任务一　8盏流水灯控制程序设计　154

一、任务导入　154

二、相关知识　155

(一)应用指令的通用格式　155

(二)应用指令的数据结构　156

(三)传送指令MOV　157

三、任务实施　157

(一)分配I/O地址　157

(二)程序设计　158

(三)调试运行　158

四、知识拓展　158

(一)块传送指令BMOV(FNC15)　158

(二)取反传送指令CML(FNC14)　159

(三)利用变址寄存器改变闪光灯的闪光频率　159

(四)利用MOV指令改写定时器和计数器的设定值　160

五、思考与练习　160

任务二　4路抢答器控制程序设计　161

一、任务导入　161

二、相关知识　161

(一)子程序调用指令CALL和子程序返回指令SRET　161

(二)主程序结束指令FEND　162

三、任务实施　162

(一)分配I/O地址　162

(二)程序设计　164

(三)调试运行　165

四、知识拓展　165

(一)条件跳转指令CJ　165

(二)电动机手动/自动选择控制程序　166

五、思考与练习　167

任务三　8台电动机顺序启动控制程序设计　167

一、任务导入　167

二、相关知识　167

(一)位左移指令SFTL　168

(二)位右移指令SFTR　169

三、任务实施　170

(一)分配I/O地址　170

(二)程序设计　170

(三)调试运行　171

四、知识拓展　171

(一)循环移位指令ROR、ROL、RCR和RCL　171

(二)24盏流水灯控制程序　173

五、思考与练习　174

任务四　密码锁控制程序设计　175

一、任务导入　175

二、相关知识　175

(一)比较指令CMP　175

(二)区间比较指令ZCP　176

三、任务实施　176

(一)I/O分配表　176

(二)程序设计　177

(三)调试运行　177

四、知识拓展　177

(一)触点比较指令　177

(二)应用指令实现的单车道交通灯控制程序　179

五、思考与练习　180

任务五　停车场车位控制程序设计　180

一、任务导入　180

二、相关知识　181

(一)7段译码指令SEGD　181

(二)数据变换指令BCD和BIN　182

(三)加1指令INC　183

(四)减1指令DEC　183

三、任务实施　183

(一)I/O分配和软元件说明　183

(二)程序设计　184

(三)调试运行　185

四、知识拓展——LED数码显示控制程序　185

五、思考与练习　186

任务六　8站小车的呼叫控制程序设计　186

一、任务导入　186

二、相关知识　187

(一)译码指令DECO　187

(二)编码指令ENCO　187

三、任务实施　188

(一)分配I/O地址　188

(二)程序设计　188

(三)调试运行　190

四、知识拓展——5台电动机顺序启动控制程序　190

五、思考与练习　191

任务七　车库门自动开关控制程序设计　191

一、任务导入　191

二、相关知识　192

(一)时钟数据读取指令TRD　192

(二)时钟数据写入指令TWR　192

(三)时钟数据比较指令TCMP　193

(四)时钟数据区间比较指令TZCP　194

三、任务实施　195

(一)分配I/O地址　195

(二)程序设计　196

(三)调试运行　197

四、知识拓展　197

(一)时钟专用的特殊数据寄存器和特殊辅助继电器　197

(二)马路照明灯时钟控制程序　197

五、思考与练习　198

任务八　自动售货机控制程序设计　198

一、任务导入　198

二、相关知识　199

(一)加法指令ADD　200

(二)减法指令SUB　200

(三)乘法指令MUL　200

(四)除法指令DIV　200

三、任务实施　200

(一)分配I/O地址　200

(二)程序设计　201

(三)调试运行　203

四、知识拓展——使用乘除运算指令实现8盏流水灯控制程序　204

五、思考与练习　204

模块五　特殊功能模块和数据通信　206

任务一　电热水炉温度控制　206

一、任务导入　206

二、相关知识　207

(一)特殊功能模块的读写操作指令FROM和TO　207

(二)模拟量输入模块FX2N-2AD　208

(三)模拟量输出模块FX2N-2DA　211

三、任务实施　213

(一)分配I/O地址　213

(二)程序设计　213

(三)调试运行　214

四、知识拓展　214

(一)三菱变频器认识　214

(二)FX2N-2DA模块在变频器多段速控制中的应用　215

五、思考与练习　218

任务二　PLC数据通信　218

一、任务导入　218

二、相关知识　219

(一)通信基础　219

(二)并联链接通信　221

(三)N:N网络通信　222

三、任务实施　225

四、知识拓展——3台PLC通信实例　226

五、思考与练习　229

模块六　PLC控制系统设计案例　231

任务一　机械手的PLC控制系统设计　231

一、任务导入　231

二、相关知识　232

(一)PLC控制系统设计的原则与步骤　232

(二)PLC机型选择　232

(三)使用启保停电路的编程方法　233

(四)使用以转换为中心的编程方法　234

三、任务实施　235

(一)确定PLC的型号，绘制系统接线图　235

(二)程序设计　235

(三)调试运行　236

四、知识拓展　237

(一)用移位指令实现机械手的PLC控制　237

(二)多种工作方式的编程　238

五、思考与练习　241

任务二　Z3040摇臂钻床的PLC控制系统设计　242

一、任务导入　242

二、相关知识——钻床PLC控制的改造思路　242

三、任务实施　242

(一)确定PLC的型号，绘制系统接线图　242

(二)程序设计　244

(三)调试运行　244

四、知识拓展——节省PLC输入/输出点数的方法　245

(一)减少输入点数的方法　245

(二)减少输出点数的方法　245

五、思考与练习　246

任务三　剪切机的PLC控制系统设计　246

一、任务导入　246

二、相关知识　247

(一)步进电机　247

(二)步进控制系统的组成　247

(三)步进驱动器　248

(四)脉冲输出指令PLSY　249

(五)带加/减速的脉冲输出指令PLSR　250

三、任务实施　253

(一)确定PLC的型号，绘制系统接线图　253

(二)步进电机的选择　253

(三)程序设计　253

(四)调试运行　253

四、知识拓展——PLC控制系统的可靠性设计　254

(一)电源的抗干扰措施　255

(二)控制系统的接地　255

(三)安装与布线的抗干扰措施　255

(四)PLC输入/输出的可靠性措施　255

五、思考与练习　256

任务四　基于触摸屏的Y-△降压启动PLC控制系统设计　256

一、任务导入　256

二、相关知识　256

(一)触摸屏的作用　256

(二)触摸屏与计算机、PLC的连接　257

三、任务实施　257

(一)PLC和触摸屏软元件分配及系统接线图　257

(二)PLC程序　258

(三)触摸屏画面设计　258

(四)程序下载运行和调试运行　263

四、知识拓展——指示灯的制作　264

五、思考与练习　265

任务五　自动分拣生产线的PLC控制系统设计　265

一、任务导入　265

二、相关知识　266

(一)气动元件的认识　266

(二)自动分拣生产线主要部件的认识　269

三、任务实施　272

(一)确定PLC的型号，绘制系统接线图　272

(二)控制方案　272

(三)调试运行　280

四、思考与练习　281

附录　282

附录A　FX系列PLC的编程元件及编号　282

附录B　FX系列PLC应用指令一览表　283

参考文献　288

书　名　电气控制与PLC应用(第2版)

丛 书 名　高等职业院校机电类“十二五”规划教材——精品系列

标准书号　ISBN 978-7-115-26305-6 

作　者　张伟林 王开 仵征 王飞 主编

责任编辑　潘新文

开　本　16 开

印　张　14.25

字　数　353 千字

页　数　220 页

装　帧　平装

版　次　第2版第1次

二版时间　2012年3月

本 印 次　2012年3月

首 印 数　-- 册

定　价　29.00 元

本书内容包括电气控制线路、三菱PLC、变频器与触摸屏的使用。全书共分8个课题，分别是：电动机与基本电气控制线路、PLC基本指令的应用、PLC步进指令的应用、PLC功能指令的应用、PLC通信、PLC模拟量扩展模块的使用、变频器的使用、触摸屏的使用。

本书可作为高职高专、高级技校、技师学院机电类、电气类专业的教材，也可供从事机电类工作的工程技术人员参考使用。

课题一　电动机与基本电气控制线路　1

任务一　认识三相交流异步电动机　1

任务二　实现电动机点动控制　5

任务三　实现电动机自锁控制　13

任务四　实现电动机点动与自锁混合控制　19

任务五　实现电动机正反转控制　24

任务六　实现工作机械行程与位置控制　28

任务七　实现电动机Y-△降压启动控制　33

任务八　实现电动机调速控制　38

课题二　PLC基本指令的应用　43

任务一　PLC基本知识与操作　43

任务二　应用PLC实现电动机自锁控制　55

任务三　应用PLC实现点动与自锁混合控制　59

任务四　应用PLC实现顺序启停控制　63

任务五　应用PLC实现正反转控制　67

任务六　应用PLC实现电动机Y-△降压启动控制　70

任务七　应用PLC实现单按钮启动/停止控制　74

任务八　高速计数器的一般应用程序　78

课题三　PLC步进指令的应用　84

任务一　应用单流程模式实现3台电动机顺序启动控制　84

任务二　应用选择流程模式实现运料小车控制　89

任务三　应用并行流程模式实现交通信号灯控制　91

*任务四　应用混合流程模式实现电动机3速控制　95

课题四　PLC功能指令的应用　99

任务一　应用数据传送指令实现电动机Y-△降压启动控制　99

任务二　应用触点比较指令实现彩灯循环控制　104

任务三　应用算术运算指令实现功率调节控制　108

任务四　应用组件比较指令实现不同规格的工件分别计数　114

任务五　应用时钟控制功能实现马路照明灯控制　117

任务六　应用循环指令编写求和程序　120

任务七　应用跳转指令实现手动/自动工作方式选择控制　124

任务八　应用子程序调用指令编写应用程序　126

任务九　组装5人竞赛抢答器　129

任务十　应用BCD码指令实现停车场空车位数码显示　133

*课题五　PLC通信　138

任务一　实现2台PLC相互启动/停止控制　138

任务二　实现2台PLC综合计数控制　145

任务三　实现3台PLC相互启动/停止控制　149

*课题六　PLC模拟量扩展模块的使用　155

任务一　用数码管显示输入的模拟电压值　155

任务二　应用PLC输出模拟可调电压　160

任务三　实现两个模拟电压大小比较　163

*课题七　变频器的使用　165

任务一　认识变频器　165

任务二　设置变频器工作参数　171

任务三　实施变频器面板操作　174

任务四　实施变频器外部操作　175

任务五　实施变频器面板与外部组合操作　176

任务六　应用继电器控制变频器调速　177

任务七　应用PLC控制变频器多段调速　179

*课题八　触摸屏的使用　184

任务一　设置触摸屏的操作环境参数　184

任务二　用触摸屏实现电动机启动/停止控制和故障显示　190

任务三　用PLC、变频器与触摸屏实现调速控制　200

附录A　FX2N系列PLC性能规格表　209

附录B　FX2N系列PLC基本指令与步进指令表　211

附录C　FX2N系列PLC功能指令表　212

附录D　三菱通用变频器FR-E500参数表　216