電氣控制與PLC原理及應(yīng)用

前言

　　低壓電器技術(shù)、可編程控制器(PLC)技術(shù)、現(xiàn)場總線及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)是現(xiàn)代電氣控制技術(shù)的基礎(chǔ)，在工業(yè)企業(yè)自動化中有著廣泛的應(yīng)用，社會對這方面技術(shù)人才的需求也非常大。本書通過參考多種已有教材和應(yīng)用論文，結(jié)合工程應(yīng)用和教學(xué)要求，并融入作者的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和科研成果，以三菱FX和西門子S7兩個系列的可編程控制器作為目標(biāo)機(jī)型，介紹了電氣控制和可編程控制器的原理及應(yīng)用。　　本書從基礎(chǔ)知識、設(shè)計基礎(chǔ)、應(yīng)用設(shè)計三個內(nèi)容層次，系統(tǒng)性地、 由淺入深地引導(dǎo)學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識和應(yīng)用知識。書中通過大量例子和圖文，如指令編程舉例、每一章節(jié)的設(shè)計舉例等，來幫助讀者理解和掌握所學(xué)內(nèi)容。在第10章系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例中，結(jié)合PLC、低壓電器和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，按工程設(shè)計步驟和規(guī)范要求給出設(shè)計過程，對前面所學(xué)知識進(jìn)行綜合 應(yīng)用?！　”緯匾暸囵B(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。書中的圖標(biāo)、符號基本符合國家標(biāo)準(zhǔn)。第3章繼電器－接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計和第8章PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計嚴(yán)格按照工程設(shè)計步驟和要求進(jìn)行，引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)設(shè)計的規(guī)范意識，注重掌握設(shè)計方法?！　∧壳霸陔姎饪刂葡到y(tǒng)中，繼電器—接觸器控制系統(tǒng)大多已被基于PLC的控制系統(tǒng)代替，而低壓電器在控制系統(tǒng)中側(cè)重于主電路、輸入/輸出外圍電路、物理信號的轉(zhuǎn)換和匹配、系統(tǒng)機(jī)電和電氣保護(hù)等方面的應(yīng)用。因此本書在內(nèi)容安排中，前3章重點(diǎn)介紹低壓電器原理、繼電接觸式電氣控制線路的基本環(huán)節(jié)和基本設(shè)計方法，對典型生產(chǎn)機(jī)械電器控制電路的內(nèi)容僅在讀圖部分給出了兩個例子。本書還引入了在自動化中已廣泛應(yīng)用的可通信低壓電器、現(xiàn)場總線、PLC 網(wǎng)絡(luò)通信等較先進(jìn)的自動化技術(shù)?！　”緯烧憬髮W(xué)顏鋼鋒教授主審，顏教授對本書提出了許多寶貴意見和建議。在本書的編寫過程中，研究生伍胡平、張毅、劉玉成參加了插圖繪制和書稿整理工作。　　由于編者水平有限，書中難免存在錯誤和不足之處，請予指教。

內(nèi)容概要

本書以三菱FX系列和西門子S7系列的可編程控制器(PLC)作為目標(biāo)機(jī)型，結(jié)合工程應(yīng)用和教學(xué)要求，介紹了電氣控制和PLC的基礎(chǔ)知識、設(shè)計基礎(chǔ)及應(yīng)用設(shè)計。全書共分10章。第1—4章介紹常用低壓電器、電氣控制線路基礎(chǔ)、繼電接觸式電氣控制系統(tǒng)設(shè)計和可通信的低壓開關(guān)電器。第5～7章是PLC基礎(chǔ)部分，介紹PLC的構(gòu)成、工作原理、編程元件與指令系統(tǒng)、程序設(shè)計基礎(chǔ)和設(shè)計方法。第8～10章從應(yīng)用角度出發(fā)，討論P(yáng)LC控制系統(tǒng)綜合設(shè)計及設(shè)計規(guī)范、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并且列舉了工程應(yīng)用實(shí)例。
　
　　書中圖文并茂，列舉了大量的例子，有利于學(xué)生掌握原理和工程設(shè)計方法。 　
　　本書可作為本科學(xué)生學(xué)習(xí)低壓電器和PLC技術(shù)的教材，也可供工程技術(shù)人員自學(xué)，還可作為培訓(xùn)教材使用。

書籍目錄

第1章　常用低壓電器
　1.1　低壓電器概述
　　1.1.1　低壓電器的分類和主要用途
　　1.1.2　低壓電器的發(fā)展趨勢
 1.1.3　電磁機(jī)構(gòu)
　1.2　低壓隔離器
　　1.2.1　低壓刀開關(guān)
 1.2.2　熔斷器式刀開關(guān)
 1.2.3　組合開關(guān)
　1.3　低壓斷路器
 1.3.1　低壓斷路器的結(jié)構(gòu)及工作原理
　　1.3.2　低壓斷路器的常用類型
　　1.3.3　低壓斷路器的選用
　1.4　接觸器
　　1.4.1　接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理
 1.4.2　接觸器的種類
 1.4.3　接觸器的主要技術(shù)參數(shù)
 1.4.4　接觸器的選用
　1.5　低壓熔斷器
 1.5.1　熔斷器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
 1.5.2　熔斷器的特性
　1.6　繼電器
　　1.6.1　繼電器的輸入輸出特性及主要技術(shù)參
 1.6.2　普通電磁式繼電器
 1.6.3　時間繼電器
 1.6.4　熱繼電器
 1.6.5　固態(tài)繼電器
　1.7　主令電器
 1.7.1　控制按鈕
 1.7.2　行程開關(guān)
 1.7.3　萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)
 1.7.4　主令控制器
 思考與習(xí)題
 第2章 電氣控制線路基礎(chǔ)
　2.1　電氣控制線路圖基礎(chǔ)知識
 2.l.l 常用電氣圖的圖形符號和文字符號
 2.1.2　電氣控制線路圖的繪制規(guī)則
　2.2　繼電器—接觸器控制線路基本環(huán)節(jié)
 2.2.1　啟停、自鎖環(huán)節(jié)和連續(xù)控制
 2.2.2　點(diǎn)動控制
 2.2.3　可逆控制與互鎖（或聯(lián)鎖）環(huán)節(jié)
　2.3　三相籠型異步電動機(jī)的基本控制電路
 2.3.l 電動機(jī)降壓啟動的控制電路
 2.3.2　三相異步電動機(jī)的制動控制
 2.3.3　電動機(jī)可逆運(yùn)行自動往返控制電路
 2.3.4　電氣控制系統(tǒng)的保護(hù)環(huán)節(jié)
 2.4　典型生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備電氣電路分析
 2.4.l 電氣控制電路分析基礎(chǔ)
 2.4.2　C650型普通臥式車床電氣控制電路分析
 2.4.3　搖臂鉆床
 思考與習(xí)題
第3章　繼電器一接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計
　3.1　控制系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)
 3.1.l　控制系統(tǒng)設(shè)計的基本任務(wù)與內(nèi)容
 3.1.2　控制系統(tǒng)設(shè)計原則
 3.l.3　控制系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟
 3.2　繼電器一接觸器控制系統(tǒng)原理圖的設(shè)計
 3.2.1　原理圖的基本設(shè)計方法
 3.2.2　原理圖的基本設(shè)計步驟
 3.3　控制工藝設(shè)計基礎(chǔ)
 3.3.1 電氣設(shè)備總體布局設(shè)計
 3.3.2　電器元件布置圖的設(shè)計與繪制
 3.3.3　繪制電器部件接線圖
 3.3.4　電氣柜（箱）及非標(biāo)準(zhǔn)零件圖的設(shè)計
 3.3.5　各類元器件及材料清單的匯總
 3.3.6　編寫技術(shù)文檔
　思考與習(xí)題一
第4章　可通信的低壓電器與現(xiàn)場總線
　4.1　低壓電器數(shù)據(jù)通信概述
　　4.l.l　低壓電器通信的特點(diǎn)和功能
 　4.1.2　基于現(xiàn)場總線的低壓電器數(shù)據(jù)通信規(guī)約
　4.2　現(xiàn)場總線（Fieldbus）基礎(chǔ)
　……
第5章　可編程控制器概述
第6章　PLC程序設(shè)計基礎(chǔ)
第7章　可編程序控制器程序設(shè)計方法
第8章　PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計
第9章　PLC網(wǎng)絡(luò)通信
第10章　PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例
附錄A　常用電氣圖用圖形符號
附錄B　常用基本文字符號
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　常用低壓電器　　自動控制系統(tǒng)和電力輸配電系統(tǒng)中廣泛使用的各類高低壓電器，在電能的生產(chǎn)、輸送、分配及使用環(huán)節(jié)中起到控制、能量調(diào)節(jié)、電壓轉(zhuǎn)換、信號檢測、電氣保護(hù)等重要作用，并逐漸側(cè)重于控制系統(tǒng)的配電、電壓匹配、信號檢測及電氣保護(hù)等外圍電氣線路中?！　‰S著自動控制技術(shù)的發(fā)展，在控制策略、控制手段、執(zhí)行器件等方面都體現(xiàn)出其控制上的優(yōu)越性，并逐漸取代了傳統(tǒng)的以高低壓電器為主的控制方式，如集散控制系統(tǒng)（DCS）、可編程控制系統(tǒng)（PLC）、嵌入式控制系統(tǒng)等，但由于控制對象在電壓、電流、功率等許多參數(shù)上差異很大，控制系統(tǒng)無法對種類繁多的執(zhí)行器件直接進(jìn)行控制，而必須通過必要的電器元件在能量上、速度上進(jìn)行轉(zhuǎn)換和匹配?？刂葡到y(tǒng)和執(zhí)行器件本身也需要工作電源，它需要通過電網(wǎng)經(jīng)電器元件組成的配電線路實(shí)現(xiàn)配送。此外，也必須為控制系統(tǒng)提供必要的電氣保護(hù)措施以避免因控制失效或器件損壞等因素而造成的短路、過流、過壓、失壓、弱磁等現(xiàn)象以及由此導(dǎo)致的更大的損失或危害。因此掌握低壓電器知識和繼電器控制技術(shù)是更為有效的運(yùn)用DCS、PLC等先進(jìn)控制設(shè)備所必需的?！　?.1  低壓電器概述　　電器的功能種類繁多，根據(jù)工作電壓等級可將其分為兩類：　　高壓電器：用于交流電壓1200V、直流電壓1500V及以上電路中的電器，通常用于電能的輸送和分配，如高壓斷路器、高壓隔離器、高壓熔斷器等?！　?hellip;…

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