目 录

项目1 三相异步电动机基本控制电路的接线与调试 （1）

项目描述 （1）

知识目标 （1）

技能目标 （1）

任务1 三相异步电动机启动控制电路的接线与调试 （1）

任务描述 （1）

任务目标 （1）

知识储备 （2）

一、相关低压电器 （2）

二、直接启动控制电路分析 （11）

技能操作 （12）

知识拓展 复杂点动与多地控制电路分析 （13）

任务2 自动往返控制电路的接线与调试 （15）

任务描述 （15）

任务目标 （16）

知识储备 （16）

一、相关低压电器 （16）

二、自动往返控制电路分析 （18）

技能操作 （21）

知识拓展 多台电动机顺序控制电路 （22）

任务3 三相异步电动机降压启动控制电路的接线与调试 （24）

任务描述 （24）

任务目标 （24）

知识储备 （24）

一、相关低压电器 （24）

二、Y-降压启动控制电路 （29）

技能操作 （30）

知识拓展 自耦变压器和延边三角形降压控制电路 （32）

任务4 三相异步电动机的制动控制电路的接线与调试 （34）

任务描述 （34）

任务目标 （34）

知识储备 （34）

一、相关低压电器 （34）

二、反接制动控制电路的分析 （35）

技能操作 （36）

知识拓展 能耗制动控制电路 （38）

任务5 三相异步电动机的调速控制电路的接线与调试 （38）

任务描述 （38）

任务目标 （39）

知识储备 （39）

一、调速控制方法 （39）

二、双速异步电动机定子绕组的连接 （40）

三、双速电动机调速控制电路分析 （40）

技能操作 （41）

知识拓展 变频器在机床上应用 （43）

项目1能力训练 （44）

项目2 常用机床电气控制电路分析、安装与接线 （48）

项目描述 （48）

知识目标 （48）

技能目标 （48）

任务1 C650卧式车床控制电路的分析、安装与接线 （48）

任务描述 （48）

任务目标 （49）

知识储备 （49）

一、电气控制线路的绘制 （49）

二、电气原理图 （50）

三、电气安装图 （51）

四、机床电气控制系统电路分析步骤 （53）

五、机床电气故障检修的方法 （54）

六、C650卧式车床 （54）

技能操作 （59）

知识拓展 Z3040摇臂钻床电气控制 （60）

一、Z3040摇臂钻床运动形式和控制要求 （60）

二、Z3040摇臂钻床控制电路 （62）

任务2 X62W铣床控制电路的分析、安装与接线 （65）

任务描述 （65）

任务目标 （65）

知识储备 （65）

一、X62W万能铣床的主要结构与运动分析 （65）

二、X62W万能铣床电气控制电路的特点 （66）

三、X62W万能铣床主电路分析 （66）

四、X62W万能铣床控制电路分析 （68）

五、X62W万能铣床的电气控制常见故障分析 （70）

技能操作 （71）

知识拓展 双面单工液压传动组合机床的电气控制 （73）

一、压力继电器的结构和工作原理 （73）

二、组合机床的组成结构 （74）

三、组合机床的工作特点 （74）

四、双面单工液压传动组合机床的电气控制 （75）

项目2能力训练 （77）

项目3 FX2N系列PLC的基本指令的编程及应用 （80）

项目描述 （80）

知识目标 （80）

技能目标 （80）

任务1 编程软件的应用 （80）

任务描述 （80）

任务目标 （80）

知识储备 （81）

一、PLC定义及产生 （81）

二、PLC的特点 （81）

三、PLC的应用 （82）

四、PLC的分类 （83）

五、PLC的主要性能指标 （84）

六、PLC的编程语言 （85）

七、GX-Developer V8编程软件的使用 （86）

技能操作 （92）

知识拓展 用GX-Developer V8编辑单流程结构SFC程序 （92）

任务2 三相异步电动机点动/长动的PLC控制 （98）

任务描述 （98）

任务目标 （99）

知识储备 （99）

一、PLC的组成与工作原理 （99）

二、FX系列PLC的型号 （102）

三、PLC内部继电器 （102）

四、相关基本指令 （104）

五、梯形图的基本规则和技巧 （107）

技能操作 （108）

知识拓展 多台电动机的PLC顺序控制 （109）

任务3 三相异步电动机正、反转的PLC控制 （110）

任务描述 （110）

任务目标 （110）

知识储备 （111）

一、电路块连接指令ORB、ANB （111）

二、置位与复位指令SET、RST （112）

技能操作 （112）

知识拓展 PLC控制的四组抢答器 （114）

任务4 PLC控制三相异步电动动机Y-降压启动 （116）

任务描述 （116）

任务目标 （116）

知识储备 （116）

一、定时器（T） （116）

二、定时器（T）的应用 （117）

三、相关基本指令 （119）

技能操作 （122）

知识拓展 PLC控制的自动送料装车系统 （123）

任务5 液体混合装置的PLC控制 （125）

任务描述 （125）

任务目标 （125）

知识储备 （125）

一、脉冲触点指令LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF （125）

二、脉冲输出指令PLS、PLF （126）

三、分频程序 （127）

四、取反指令INV （127）

技能操作 （128）

知识拓展 三节传送带接力传送的PLC控制 （131）

任务6 自控轧钢机的PLC控制（计数器C） （132）

任务描述 （132）

任务目标 （132）

知识储备 （132）

一、计数器（C）基本知识 （132）

二、定时器的扩展应用 （134）

技能操作 （135）

知识拓展 声光报警的PLC控制 （137）

项目3能力训练 （138）

项目4 FX2N系列PLC的步进指令编程及应用 （143）

项目描述 （143）

知识目标 （143）

技能目标 （143）

任务1 彩灯闪烁的PLC控制 （143）

任务描述 （143）

任务目标 （143）

知识储备 （144）

一、状态转移图 （144）

二、状态继电器（S） （147）

三、步进顺控指令 （147）

四、初始状态编程 （148）

五、区间复位指令ZRST （149）

技能操作 （149）

知识拓展 LED数码管的PLC控制 （151）

任务2 电动机正、反转能耗制动的PLC控制 （152）

任务描述 （152）

任务目标 （152）

知识储备 （152）

技能操作 （153）

知识拓展 大、小球分拣操作系统的PLC控制 （155）

任务3 步进指令实现交通信号灯的PLC控制 （158）

任务描述 （158）

任务目标 （158）

知识储备 （158）

一、并行分支的编程方式 （158）

二、并行汇合的编程方式 （159）

三、分支、汇合的组合 （159）

技能操作 （161）

知识拓展 专用镗床系统的PLC控制 （164）

任务4 工业全自动洗衣机的PLC控制 （165）

任务描述 （165）

任务目标 （166）

知识储备 （166）

一、跳转 （166）

二、循环 （166）

技能操作 （166）

知识拓展 工作台自动往返运行的PLC控制 （170）

项目4能力训练 （171）

项目5 FX2N系列PLC的功能指令的编程及应用 （174）

项目描述 （174）

知识目标 （174）

技能目标 （174）

任务1 功能指令实现交通信号灯的PLC控制 （174）

任务描述 （174）

任务目标 （175）

知识储备 （175）

一、功能指令格式 （175）

二、数据表示方法 （176）

三、传送、比较类、数据交换和交替输出指令及应用 （177）

四、交替输出指令 （181）

技能操作 （181）

知识拓展 定时控制器的PLC控制 （184）

任务2 多工作方式的小车行程的PLC控制 （185）

任务描述 （185）

任务目标 （185）

知识储备 （186）

一、条件跳转指令 （186）

二、子程序调用与返回指令 （186）

三、中断指令 （187）

四、主程序结束指令 （188）

五、监控定时器指令 （188）

六、程序循环指令 （188）

七、数据转换指令 （189）

技能操作 （190）

知识拓展 密码锁的PLC控制 （192）

任务3 LED七段数码管的PLC控制 （195）

任务描述 （195）

任务目标 （195）

知识储备 （195）

一、算术运算指令 （195）

二、加1和减1指令 （197）

三、逻辑与、或、异或和求补指令 （198）

四、七段译码指令 （199）

五、解码与编码指令 （200）

技能操作 （200）

知识拓展 8站小车呼叫的PLC控制系统 （202）

任务4 工业机械手的PLC控制 （204）

任务描述 （204）

任务目标 （204）

知识储备 （204）

一、循环移位指令 （204）

二、移位指令 （205）

三、字右移和字左移指令 （206）

技能操作 （207）

知识拓展 流水灯光的PLC控制 （210）

项目5能力训练 （211）

项目6 PLC控制应用系统设计、接线与调试 （213）

项目描述 （213）

知识目标 （213）

技能目标 （213）

任务1 电梯PLC控制应用系统设计、接线与调试 （213）

任务描述 （213）

任务目标 （214）

知识储备 （214）

一、PLC控制系统的规划与设计 （214）

二、PLC选型与硬件系统设计 （215）

三、PLC软件设计与程序调试 （217）

四、节省I/O点数的方法 （217）

技能操作 （221）

知识拓展 步进电机的PLC控制系统的应用 （226）

任务2 C650卧式车床PLC控制系统的设计、接线与调试 （229）

任务描述 （229）

任务目标 （229）

知识储备 （229）

技能操作 （234）

知识拓展 Z3040摇臂钻床PLC控制系统的设计 （234）

任务3 X62W万能铣床的PLC控制系统的设计、接线与调试 （237）

任务描述 （237）

任务目标 （237）

知识储备 （238）

技能操作 （242）

知识拓展 双面单工液压传动机床PLC控制系统的设计 （243）

项目6能力训练 （246）

附录A 电气图常用文字及图形符号 （249）

附录B FX2N系列可编程控制器应用指令表 （251）

附录C FX2N特殊辅助继电器和数据寄存器表 （262）2100433B

本书根据高职高专人才培养的目标，采用项目化、理实一体化、任务驱动等先进的教学方法，以""工学结合，项目引导，教学做一体化”为原则编写。以工作任务引领的方式将相关知识点融入到完成工作任务所必备的工作项目中，使学生掌握必要的基本理论知识，并使学生的实践能力、职业技能、分析问题和解决问题的能力不断提高。 本书从实际工程应用和便于教学出发，主要介绍了电气控制中的典型电路、FX2N系列PLC原理及应用。全书共6个项目：三相异步电动机基本控制电路的接线与调试，常用机床电气控制电路分析、安装与接线，FX2N系列PLC基本指令的编程及应用，FX2N系列PLC步进指令的编程及应用，FX2N系列PLC功能指令的编程及应用，PLC控制应用系统设计、接线与调试。 本书可作为高等专科学校、高等职业院校的机械制造及自动化、机电一体化、电气自动化、应用电子技术等相近专业的教材，也可作为广大工程技术人员的参考书。

《电气控制与PLC应用技术 第3版》共分为10章，主要内容包括常用低压电器、电气控制电路的基本控制环节、机床电气控制系统、可编程序控制器（PLC）的基本组成、工作原理、逻辑元件、指令系统、编程方法、应用设计技术、编程器和编程软件的使用等知识。 《电气控制与PLC应用技术 第3版》尽可能做到语言简捷、通俗易懂、内容丰富、实用性强、理论联系实际，除了介绍传统的控制技术以外，还详细叙述了可编程序控制器的应用技术，并通过一些实例介绍了PLC的设计方法和技巧。《电气控制与PLC应用技术 第3版》大部分章节都配有相关技能训练项目，以突出实践技能和应用能力的培养。 《电气控制与PLC应用技术 第3版》可作为高职高专院校电气自动化、楼宇自动化、机电一体化、机械设计与制造、数控机床及其相关专业的教材用书，也可作为电气技术人员的参考书和培训教材。

第1章 可编程序控制器概述

1.1 PLC的产生与发展

1.1.1 PLC的产生与特点

1.1.2 PLC的分类与常见品牌

1.1.3 PLC的发展

1.2 PLC的组成及工作原理

1.2.1 PLC的组成

1.2.2 PLC的工作原理

1.2.3可编程序控制器与继电——接触器控制的区别

第2章 认识三菱FX2系列PLC

2.1 认识三菱PLC

2.1.1 FX2N系列PLC的面板

2.1.2 FX2N系列PLC的输入继电器

2.1.3 FX2N系列PLC的输出继电器

2.2 编程器及编程软件的应用

2.2.1 FX20P手持式编程器的使用

2.2.2 FXGP_WIN编程软件的应用

2.2.3 GX_GX Developer编程软件的应用

第3章 基本指令系统及编程

3.1 连接驱动指令及其应用

3.1.1 基础知识：连接驱动指令

3.1.2 应用实例：门铃控制

3.1.3 应用实例：水位控制

3.2 串并联指令及其应用

3.2.1 基础知识：串联指令

3.2.2 应用实例：传送带系统应用

3.2.3 基础知识：并联指令

3.2.4 应用实例：自锁电路应用

3.2.5 应用实例：PLC控制自动检票放行装置

3.3 多重输出与主控指令及其应用

3.3.1 基础知识：多重输出指令

3.3.2 基础知识：主控指令

3.3.3 应用实例：智力抢答器系统

3.3.4 应用实例：电动机正反转控制

3.3.5 应用实例：Y—△降压启动控制

3.4 脉冲指令及其应用

3.4.1 基础知识：脉冲微分指令

3.4.2 应用实例：工业控制手柄

3.4.3 应用实例：自动开关门系统

3.5 置位、复位指令及其应用

3.5.1 基础知识：置位、复位指令

3.5.2 应用实例：连续控制电路

3.5.3 应用实例：金属、非金属分拣系统

3.6 梯形图设计方法与应用实例

3.6.1 应用实例：起保停方式设计梯形图——PLC控制小车装料系统

3.6.2 应用实例：时序逻辑方式设计梯形图——PLC控制彩灯闪烁

3.6.3 基础知识：顺序控制方式设计梯形图——PLC控制钻孔动力头

第4章 步进顺控指令及编程

4.1 状态元件与步进顺控指令

4.1.1 状态转移图与状态元件

4.1.2 步进顺控指令

4.2 简单流程的程序设计

4.2.1 基础知识：单流程的程序设计

4.2.2 应用实例：PLC控制钻孔动力头

4.2.3 应用实例：PLC控制自动送料装置

4.2.4 应用实例：PLC控制机械手

4.3 循环与跳转程序设计

4.3.1 基础知识：循环程序设计

4.3.2 应用实例：PLC控制红绿灯

4.3.3 基础知识：跳转程序设计

4.3.4 应用实例：PLC控制自动混料罐

4.3.5 应用实例：PLC控制运料小车

4.3.6 应用实例：PLC控制机械滑台

4.4 选性分支与并行分支程序设计

4.4.1 基础知识：选择性分支

4.4.2 应用实例：PLC控制机械手拣球

4.4.3 基础知识：并行分支

4.4.4 应用实例：PLC控制双面钻孔机床

4.5 复杂顺序控制流程的简化

4.5.1 应用实例：PLC控制工作方式可选的运料小车

4.5.2 应用实例：PLC控制复杂工艺的混料罐装置

第5章 典型功能指令在编程中的应用

5.1 功能指令概述

5.1.1 功能指令格式

5.1.2 数据寄存器D

5.1.3 数据表示方法

5.2 程序流控制指令及其应用

5.2.1 基础知识：程序流控制指令

5.2.2 应用实例：输送带的点动与连续的混合控制

5.3 比较传送类指令及其应用

5.3.1 基础知识：比较类指令

5.3.2 应用实例：Y/△降压启动

5.3.3 基础知识：传送类指令

5.3.4 应用实例：计件包装系统

5.4 数学运算类指令及其应用

5.4.1 基础知识：算术运算指令

5.4.2 应用实例：循环次数可设定的喷漆流水线

5.4.3 应用实例：PLC随机信号的产生

5.5 移位指令与数据转换指令及其应用

5.5.1 基础知识：移位指令

5.5.2 基础知识：：数据处理指令

5.5.3 应用实例：PLC控制花式喷泉

5.6 高速处理指令及其应用

5.6.1 基础知识：PLC的高速计数器

5.6.2 基础知识：PLC高速处理指令

5.6.3 应用实例：步进电机出料控制系统

5.7 触点比较指令及其应用

5.7.1 基础知识：触点比较指令

5.7.2 基础知识：PLC控制传输分拣系统

*第6章 模拟量控制模块及应用

6.1 A/D转换模块应用

6.1.1 基础知识：FX2N-2AD模拟量输入模块

6.1.2 基础知识：外部设备BFM读出/写入指令

6.1.3 应用实例：电压采样显示系统

6.1.4 基础知识：FX2N-4AD模拟量输入模块

6.1.4 应用实例：PLC控制液压折板机系统

6.2 D/A转换模块应用

6.2.1 基础知识：FX2N-2DA模拟量输入模块

6.2.2 基础知识：数字式开关指令

6.2.3 应用实例：模拟量电压输出设置系统

*第7章 联网通信及应用

7.1 FX2N并联链接联网通信

7.1.1 基础知识：串行通信接口标准

7.1.2 基础知识：并联链接功能网络设置

7.1.3 应用实例：并联链接功能网络控制应用

7.2 FX2N的N:N网络通信

7.2.1 基础知识： N:N网络设置

7.2.2 应用实例： N:N联网编程实例

第8章 PLC应用系统设计

8.1 PLC应用系统的设计方法

8.1.1 PLC系统的规划与设计

8.1.2 PLC选型与硬件系统设计

8.1.3 PLC软件设计与程序调试

8.2 节省输入输出点数的方法

8.2.1 基础知识：节省输入点的方法

8.2.2 基础知识：节省输出点的方法

8.3 综合实例

8.3.1 应用实例：PLC控制深孔转系统

8.3.2 应用实例：PLC控制反应炉系统

8.3.3 应用实例：PLC传送、检测与分拣控制系统

8.3.4 应用实例：PLC自动生产线控制系统

8.3.5 应用实例：PLC控制机床加工系统

项目1　PLC认知初步 （1）

1.1　可编程控制器的构成及工作原理 （1）

1.1.1　PLC的产生与发展 （1）

1.1.2　PLC的特点与应用领域 （1）

1.1.3　PLC的分类与主要产品 （2）

1.1.4　PLC的基本结构和工作原理 （3）

思考与练习 （5）

1.2　三菱FX2N系列PLC的硬件与编程元件 （6）

1.2.1　三菱FX2N系列PLC的硬件 （6）

1.2.2　三菱FX2N系列PLC的外部接线 （8）

1.2.3　三菱FX2N系列PLC的编程元件与寻址方式 （11）

思考与练习 （15）

1.3　FX系列编程软件及使用 （15）

1.3.1　编程软件FXGP/WIN-C的使用 （15）

1.3.2　编程软件GPPW-LLT的使用 （20）

思考与练习 （29）

项目2　基本逻辑指令及应用 （30）

2.1　三相异步电动机的点动、连续运行控制 （30）

2.1.1　逻辑取及驱动线圈指令LD/LDI/OUT （30）

2.1.2　触点串、并联指令AND/ADI/OR/ORI （32）

2.1.3　PLC编程语言的国际标准 （33）

2.1.4　梯形图的主要特点 （34）

2.1.5　任务实现：用PLC实现三相异步电动机的点动、连续运行控制 （35）

思考与练习 （40）

2.2　三相异步电动机的正、反转控制 （40）

2.2.1　电路块连接指令ORB/ANB （41）

2.2.2　多重输出电路指令MPS/MRD/MPP （42）

2.2.3　主控触点指令MC/MCR （44）

2.2.4　逻辑运算结果取反指令INV （45）

2.2.5　空操作和程序结束指令NOP/END （45）

2.2.6　梯形图的基本规则 （46）

2.2.7　任务实现：用PLC实现三相异步电动机的正、反转控制 （48）

思考与练习 （58）

2.3　三相异步电动机计数循环正、反转PLC控制 （60）

2.3.1　定时器T （60）

2.3.2　计数器C （62）

2.3.3　定时器的应用 （64）

2.3.4　计数器C的应用 （65）

2.3.5　振荡电路及应用 （66）

2.3.6　任务实现：用PLC的基本逻辑指令控制电动机计数循环正、反转 （68）

思考与练习 （74）

项目3　步进指令及应用 （76）

3.1　全自动洗衣机的控制 （76）

3.1.1　流程图 （77）

3.1.2　状态转移图 （77）

3.1.3　状态继电器 （79）

3.1.4　步进顺控指令 （79）

3.1.5　状态转移图的编程方法 （81）

3.1.6　编程注意事项 （82）

3.1.7　任务实现：工业洗衣机的PLC控制系统 （84）

思考与练习 （95）

3.2　大、小球分拣控制 （96）

3.2.1　选择性流程及其编程 （97）

3.2.2　选择性编程实例 （98）

3.2.3　任务实现：PLC控制的大、小球分拣传送系统 （99）

3.3　十字路口交通灯的步进控制 （107）

3.3.1　复杂流程的程序编制 （108）

3.3.2　跳转流程的程序编制 （111）

3.3.3　任务实现：十字路口交通灯的PLC控制系统 （112）

思考与练习 （127）

项目4　功能指令、特殊模块及应用 （129）

4.1　电动机的Y/△降压启动控制 （129）

4.1.1　功能指令的基本规则 （129）

4.1.2　程序流程指令 （130）

4.1.3　传送与比较指令 （132）

4.1.4　任务实现：用PLC控制电动机的Y/△启动 （135）

思考与练习 （143）

4.2　8站小车的呼叫控制系统设计 （143）

4.2.1　数学运算指令 （144）

4.2.2　其他常用指令 （146）

4.2.3　任务实现：8站小车的呼叫控制系统 （148）

思考与练习 （157）

4.3　PLC模拟量控制 （157）

4.3.1　布线 （159）

4.3.2　FX2N-2AD技术特性 （159）

4.3.3　模块的连接与编号 （159）

4.3.4　缓冲存储器（BFM）分配 （160）

4.3.5　偏置和增益的调整 （160）

4.3.6　任务实现：电热水炉温度控制系统 （162）

项目5　PLC的综合应用 （165）

5.1　变频器的PLC控制 （165）

5.1.1　变频器的基本构成 （166）

5.1.2　变频器的调速原理 （166）

5.1.3　变频器的额定值和频率指标 （167）

5.1.4　变频器的基本参数 （168）

5.1.5　变频器的主接线 （169）

5.1.6　变频器的操作面板 （169）

5.1.7　操作面板的使用 （170）

5.1.8　变频器外部端子 （173）

5.1.9　任务实现：PLC及变频器控制电动机负载工作 （178）

5.2　人机界面TPC7062K和MCGS嵌入式组态软件 （181）

5.2.1　TPC7062K和MCGS组态软件概述 （182）

5.2.2　MCGS组态软件的工作方式 （184）

5.2.3　MCGS组态软件组建工程 （185）

5.2.4　组态举例 （186）

5.2.5　任务实现：用PLC、变频器和触摸屏完成电动机正、反转控制 （192）

5.3　3台PLC的N : N通信控制 （196）

5.3.1　PLC通信基础 （196）

5.3.2　RS-485通信及接口 （203）

5.3.3　PLC与PLC之间的通信 （205）

5.3.4　任务实现：3台PLC的N : N网络通信系统 （212）

附录A　常用电气设备图形符号及文字符号 （231）

附录B　FX2N系列可编程控制器主要技术指标 （233）

附录C　FX2N可编程控制器特殊元件编号及名称检索 （236）

附录D　FX2N系列可编程控制器应用指令总表 （245）

参考文献 （254） 2100433B