電氣控制與PLC應(yīng)用

前言

　　隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，各類機(jī)電設(shè)備大量采用可編程控制器（PLC）取代傳統(tǒng)的繼電-接觸器，使電氣控制技術(shù)向自動(dòng)化、智能化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，這已經(jīng)成為企業(yè)技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)改造的一個(gè)重要趨勢(shì)?？删幊炭刂破鳎≒LC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)以及通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的新型工業(yè)自動(dòng)化控制裝置?？删幊炭刂破鳎≒LC）作為機(jī)電自動(dòng)化的主導(dǎo)產(chǎn)品，其可靠性極高、使用極方便的巨大優(yōu)越性，已廣為工程技術(shù)人員所熟知。因此，對(duì)可編程控制器（PLC）進(jìn)行普及、應(yīng)用和推廣是十分必要的?！　【帉?xiě)本書(shū)的目的是要為讀者提供一本內(nèi)容完整、文字精練、通俗易懂的電氣控制技術(shù)應(yīng)用教材。機(jī)電設(shè)備的繼電接觸器控制和可編程序控制兩部分內(nèi)容有內(nèi)在關(guān)聯(lián)，屬同一體系，但是兩者的發(fā)展階段不同。本書(shū)首先介紹三相交流異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性、常用低壓電器的結(jié)構(gòu)、繼電-接觸器控制系統(tǒng)、常見(jiàn)機(jī)電設(shè)備電路的分析，然后引入PLC的基本原理、重點(diǎn)介紹三菱FX系列PLC和西門(mén)子S7系列PLC的結(jié)構(gòu)組成、指令系統(tǒng)和編程、編程軟件的使用方法，PLC的通信系統(tǒng)、PLC的總體設(shè)計(jì)和典型應(yīng)用等?！　”緯?shū)在內(nèi)容選取上，力求反映當(dāng)前機(jī)電設(shè)備控制新技術(shù)發(fā)展的方向，以提高實(shí)際動(dòng)手能力為目的，選擇了一些能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、拓寬其知識(shí)面的典型實(shí)際應(yīng)用控制內(nèi)容，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)PLC的總體設(shè)計(jì)和控制應(yīng)用能力的培養(yǎng)。本書(shū)將繼電器控制部分和PLC控制部分有機(jī)結(jié)合在一起，由機(jī)電設(shè)備的基本電氣控制環(huán)節(jié)過(guò)渡到機(jī)電設(shè)備的PLC自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化電氣控制線路，在注重基礎(chǔ)理論教育的同時(shí)，突出實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，力圖做到深入淺出、層次分明、詳略得當(dāng)，盡可能體現(xiàn)高職教育的特點(diǎn)。在文字?jǐn)⑹錾?，力求通俗易懂，便于理解。每章都有重點(diǎn)難點(diǎn)提示、小結(jié)及復(fù)習(xí)與思考，以方便讀者學(xué)習(xí)使用，使讀者對(duì)所學(xué)知識(shí)能得到進(jìn)一步的理解和掌握?！　”緯?shū)第1、2、3章由三峽電力職業(yè)學(xué)院王曉敏編寫(xiě)，第4章由葛洲壩集團(tuán)公司三峽機(jī)電安裝工程施工項(xiàng)目部王橋編寫(xiě)，第5章由三峽電力職業(yè)學(xué)院蘭蓉編寫(xiě)，第6、7章由三峽電力職業(yè)學(xué)院袁勇編寫(xiě)，第8章由三峽電力職業(yè)學(xué)院李斌貴編寫(xiě)，第9、10章由葛洲壩集團(tuán)公司機(jī)械船舶有限公司陶恒林編寫(xiě)，第11章由三峽電力職業(yè)學(xué)院何朝陽(yáng)編寫(xiě)，第12章由三峽電力職業(yè)學(xué)院陳經(jīng)文編寫(xiě)，三峽電力職業(yè)學(xué)院機(jī)電系孫晉桃、王堯、蔡波、姚小麗、嚴(yán)敏、張繼參與了本書(shū)的部分習(xí)題編寫(xiě)和校對(duì)工作，全書(shū)由王曉敏負(fù)責(zé)統(tǒng)稿。　　本書(shū)由北華大學(xué)弭洪濤教授主審。在本書(shū)編寫(xiě)過(guò)程中，得到許多同志的支持和幫助；編寫(xiě)中還參考引用了部分文獻(xiàn)材料，在此一并向有關(guān)文獻(xiàn)的作者表示誠(chéng)摯的謝意。

內(nèi)容概要

本書(shū)為21世紀(jì)高等學(xué)校規(guī)劃教材。全書(shū)共分12章，主要介紹三相交流異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性、常用低壓電器、繼電-接觸器控制系統(tǒng)、常見(jiàn)機(jī)電設(shè)備線路分析、PLC基本知識(shí)、三菱FX系列PLC和西門(mén)子S7-200系列PLC的結(jié)構(gòu)組成、指令系統(tǒng)和編程、編程軟件的使用方法，PLC的通信系統(tǒng)、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)和應(yīng)用舉例。每章都有重點(diǎn)難點(diǎn)提示、小結(jié)及復(fù)習(xí)與思考。全書(shū)內(nèi)容選擇恰當(dāng)，理論聯(lián)系實(shí)際，突出實(shí)用和針對(duì)性。本書(shū)可作為高職高專院校機(jī)電技術(shù)應(yīng)用、數(shù)控技術(shù)、機(jī)械制造、電氣自動(dòng)化及相關(guān)專業(yè)的教材，也可作為各類短期培訓(xùn)班的培訓(xùn)教材，還可作為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)發(fā)人員的參考用書(shū)。

書(shū)籍目錄

前言緒論第1章 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性　1.1 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的基本特性　1.2 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行原理　1.3 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)　1.4 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速　1.5 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)與制動(dòng)　小結(jié)　思考與練習(xí)第2章 常用低壓電器　2.1 低壓電器的分類和基本結(jié)構(gòu)　2.2 低壓開(kāi)關(guān)電器　2.3 低壓保護(hù)電器　2.4 接觸器　2.5 繼電器　小結(jié)　思考與練習(xí)第3章 繼電-接觸器控制系統(tǒng)　3.1 電氣控制線路的繪制　3.2 交流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制　3.3 交流電動(dòng)機(jī)的電氣制動(dòng)和調(diào)速控制　3.4 直流電動(dòng)機(jī)控制線路　3.5 電氣控制線路的保護(hù)　小結(jié)　思考與練習(xí)第4章 常見(jiàn)機(jī)電設(shè)備線路分析　4.1 電氣控制線路分析基礎(chǔ)　4.2 常用機(jī)床的電氣控制線路　4.3 小型冷庫(kù)的電氣控制線路　4.4 橋式起重機(jī)的電氣控制線路　4.5 電液控制系統(tǒng)分析　小結(jié)　思考與練習(xí)第5章 PLC基本知識(shí)　5.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)　5.2 PLC的分類及應(yīng)用　5.3 PLC的工作原理　5.4 PLC的編程語(yǔ)言　5.5 PLC的性能指標(biāo)　小結(jié)　思考與練習(xí)第6章 三菱FX2N系列PLC　6.1 FX2N系列PLC的硬件結(jié)構(gòu)　6.2 FX2N系列PLC的編程元件　6.3 FX2N系列PLC的技術(shù)指標(biāo)　小結(jié)　思考與練習(xí)第7章 FX2N系列PLC的指令和編程　7.1 FX2N系列PLC的基本邏輯指令　7.2 FX2N系列PLC的編程原則　7.3 FX2N系列步進(jìn)梯形指令及狀態(tài)編程法　7.4 FX2N系列PLC的功能指令及編程　小結(jié)　思考與練習(xí)第8章 西門(mén)子S7-200系列PLC　8.1 S7-200系列PLC的硬件結(jié)構(gòu)　8.2 S7-200系列PLC的數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)　8.3 S7-200系列PLC的內(nèi)部資源　8.4 S7-200系列PLC的性能指標(biāo)　小結(jié)　思考與練習(xí)第9章 S7-200系列PLC的指令和編程　9.1 S7-200系列PLC的基本邏輯指令　9.2 S7-200系列PLC的數(shù)據(jù)處理指令　9.3 S7-200系列PLC的程序控制指令　9.4 S7-200簡(jiǎn)單編程實(shí)例　小結(jié)　思考與練習(xí)第10章 PLC編程軟件的使用　10.1 FX系列PLC編程器及其應(yīng)用　10.2 FXGP／WIN-C編程軟件　10.3 STEP7-MiCroWIN編程軟件　10.4 編程調(diào)試及運(yùn)行監(jiān)控　10.5 PLC仿真軟件的使用　小結(jié)　思考與練習(xí)第11章 PLC程序設(shè)計(jì)和應(yīng)用　11.1 PLC控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)　11.2 PLC程序的設(shè)計(jì)方法　11.3 PLC程序設(shè)計(jì)的編程技巧　11.4 PLC的應(yīng)用設(shè)計(jì)　小結(jié)　思考與練習(xí)第12章 PLC的通信系統(tǒng)　12.1 PLC通信的基礎(chǔ)知識(shí)　12.2 FX2N系列PLC的通信　12.3 FX2N系列PLC通信功能的應(yīng)用　12.4 S7-200系列PLC的通信　12.5 S7-200系列PLC通信功能的應(yīng)用　小結(jié)　思考與練習(xí)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　緒論　　0.1.1 電氣控制技術(shù)的發(fā)展　　電氣控制技術(shù)是以各類電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的傳動(dòng)裝置與系統(tǒng)為對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的控制技術(shù)。電氣控制系統(tǒng)是其中的主干部分，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)中的許多部門(mén)得到廣泛應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的重要技術(shù)手段。　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，新型控制策略的出現(xiàn)，不斷改變著電氣控制技術(shù)的面貌。在控制方法上，從手動(dòng)控制發(fā)展到自動(dòng)控制；在控制功能上，從簡(jiǎn)單控制發(fā)展到智能化控制；在操作上，從笨重麻煩發(fā)展到信息化處理；在控制原理上，從單一的有觸點(diǎn)硬接線繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展到以微處理器或微計(jì)算機(jī)為中心的網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)控制系統(tǒng)。現(xiàn)代電氣控制技術(shù)綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、智能技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)成果?！　±^電-接觸器控制系統(tǒng)至今仍是許多生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備廣泛采用的基本電氣控制形式，也是學(xué)習(xí)更先進(jìn)電氣控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。它主要由繼電器、接觸器、按鈕、行程開(kāi)關(guān)等組成，由于其控制方式是斷續(xù)的，故稱為斷續(xù)控制系統(tǒng)。繼電-接觸器控制系統(tǒng)具有控制簡(jiǎn)單、方便實(shí)用、價(jià)格低廉、易于維護(hù)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但由于其接線方式固定，靈活性差，難以適應(yīng)復(fù)雜和程序可變的控制對(duì)象的需要。　　在實(shí)際生產(chǎn)中，由于大量存在用開(kāi)關(guān)量控制的簡(jiǎn)單的程序控制過(guò)程，而實(shí)際生產(chǎn)工藝和流程又是經(jīng)常變化的，因而傳統(tǒng)的繼電-接觸器控制系統(tǒng)經(jīng)常不能滿足這種要求，從20世紀(jì)30年代開(kāi)始，機(jī)械加工企業(yè)為了提高生產(chǎn)效率，采用機(jī)械化流水作業(yè)的生產(chǎn)方式，對(duì)不同類型的零件分別組成自動(dòng)生產(chǎn)線。隨著產(chǎn)品機(jī)型的更新?lián)Q代，生產(chǎn)線承擔(dān)的加工對(duì)象也隨之改變，這就需要改變控制程序，使生產(chǎn)線的機(jī)械設(shè)備按新的工藝過(guò)程運(yùn)行。而繼電-接觸器控制系統(tǒng)是采用固定接線的，很難適應(yīng)這個(gè)要求。另外，大型自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)使用的繼電器數(shù)量很多，這種有觸點(diǎn)的電器工作頻率較低，在頻繁動(dòng)作情況下壽命較短，從而造成系統(tǒng)故障，使生產(chǎn)線的運(yùn)行可靠性降低。為了解決這些問(wèn)題，20世紀(jì)60年代初期，技術(shù)人員利用電子技術(shù)研制出矩陣式順序控制器和晶體管邏輯控制系統(tǒng)來(lái)代替繼電-接觸器控制系統(tǒng)，它們通過(guò)組合邏輯元件插接或編程來(lái)實(shí)現(xiàn)繼電器接觸控制，能夠根據(jù)生產(chǎn)的需要改變控制程序，而又遠(yuǎn)比電子計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、價(jià)格低廉。但矩陣式順序控制器和晶體管邏輯控制系統(tǒng)的裝置體積大，功能受到一定限制。由于這些控制裝置本身性能存在不足，因此未能獲得廣泛應(yīng)用?！　‰S著大規(guī)模集成電路和微處理機(jī)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，上述電氣控制技術(shù)也發(fā)生了根本性的變化，在20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了將計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)技術(shù)引入順序控制器，產(chǎn)生了新型工業(yè)控制器——可編程控制器（PLC）。它用軟件手段實(shí)現(xiàn)各種控制功能，是一種自誕生起就得到迅速發(fā)展的新型工業(yè)控制裝置。

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