電氣控制與PLC

前言

隨著微機技術(shù)的迅猛發(fā)展，以可編程序控制器（PLC）、變頻調(diào)速器為主體的現(xiàn)代電氣控制系統(tǒng)逐步在取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，并已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各行各業(yè)。為了突出針對性、實用性、先進性和好教好學(xué)的高職教育特征，打破以往教材的編寫思路，本教材的編寫立足于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，以培養(yǎng)學(xué)習(xí)者勝任典型工作任務(wù)為目的，在注重基礎(chǔ)理論的同時，突出編寫了實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。在編寫過程中，我們力圖做到深入淺出，層次分明，詳略得當(dāng)，盡可能體現(xiàn)出工學(xué)結(jié)合的高職教育特點。本教材突出特征是適用于采用“模塊化”方式組織教學(xué)。一方面采用理論與實踐一體化教學(xué)，強調(diào)技術(shù)應(yīng)用；另一方面采用“模塊化”結(jié)構(gòu)，并以“漸進式”方式設(shè)置模塊內(nèi)容，大部分模塊后設(shè)有綜合實訓(xùn)項目，以實際項目的分析、操作、探究、設(shè)計等來達到教學(xué)目的。在使用過程中，建議根據(jù)教材特點，采用“以學(xué)生為中心”和“以項目為中心”靈活多樣的教學(xué)方法。課程采用講練結(jié)合、課堂講解與演示相結(jié)合、“教師教”與“學(xué)生做”相結(jié)合的教學(xué)方式，課程的大部分內(nèi)容安排到實訓(xùn)室進行，實現(xiàn)仿真生產(chǎn)環(huán)境下的“教、學(xué)、做、評”合一，實現(xiàn)課堂與實訓(xùn)地點一體化。本書在教學(xué)使用過程中，可根據(jù)專業(yè)的不同、課時的多少進行刪減。參與本書編寫工作的有：鄭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院周青云（模塊1）；婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院肖雪耀（模塊2）；昆明冶金高等?？茖W(xué)校向麗坤（模塊3）；江西工業(yè)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院廖世海（模塊4）；六安職業(yè)技術(shù)學(xué)院王烈準（模塊5）；婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院祖國建（模塊6和附錄1、2）。全書由祖國建任主編并統(tǒng)稿，張?；I教授進行了審定。本書的順利出版，得到了湖北眾邦文化傳播有限公司、華中科技大學(xué)出版社相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及編輯的大力支持，在此一并致謝！由于編者的水平有限，編寫時間倉促，錯誤、不妥之處難免，敬請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

電氣控制與PLC課程是機電類、自動化類高職工科專業(yè)開設(shè)的實踐性強，與生產(chǎn)實踐聯(lián)系密切，強弱電結(jié)合，集機械、液壓、電氣于一體的技術(shù)應(yīng)用型課程。    本書以模塊式結(jié)構(gòu)編排，共六個模塊，包括常用低壓電器、控制線路基本環(huán)節(jié)、典型機床電氣控制、PLC指令系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用和電氣控制技術(shù)的拓展。每個模塊設(shè)有理論基礎(chǔ)、課堂演示、基本技能訓(xùn)練和綜合項目實訓(xùn)等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。模塊內(nèi)容以“漸進式”方式設(shè)置，大部分模塊都設(shè)有類似于實際項目的綜合實訓(xùn)項目，通過實際項目的分析、研究、設(shè)計、操作，促使學(xué)生切實掌握電氣控制與PLC的基礎(chǔ)知識及基本應(yīng)用，在專業(yè)技能上達到對電氣線路會分析、會安裝施工、會維修管理、會一般設(shè)計的“四會”能力要求。    在講授可編程控制器時，本書以三菱公司Fx系列PLC為主要對象，對其常用指令和基本應(yīng)用作了詳細的介紹，在拓展模塊中介紹了S7—200系列PLC的指令及應(yīng)用。    本書可作為高職高專、高級技校、技師學(xué)院等的機電類、自動化類、電子類專業(yè)相關(guān)課程教材，也可供專業(yè)技術(shù)人員參考。

書籍目錄

模塊1  常用低壓電器  1.1  理論基礎(chǔ)    1.1.1  低壓電器的基礎(chǔ)知識    1.1.2  接觸器    1.1.3  繼電器    1.1.4  熔斷器    1.1.5  低壓開關(guān)和斷路器    1.1.6  主令電器  1.2  課堂演示    1.2.1  演示要求    1.2.2  演示步驟  1.3  基本技能訓(xùn)練    1.3.1  常用電工工具儀表的使用    1.3.2  低壓電器的拆裝  習(xí)題與思考題1模塊2  控制線路基本環(huán)節(jié)  2.1  理論基礎(chǔ)    2.1.1  電氣控制系統(tǒng)圖基本知識    2.1.2  三相異步電動機全壓啟動控制線路    2.1.3  異步電動機降壓啟動控制線路    2.1.4  三相異步電動機的電力制動控制線路    2.1.5  三相異步電動機的調(diào)速控制線路    2.1.6  其他典型控制環(huán)節(jié)    2.1.7  直流電動機的控制線路    2.1.8  電動機控制的保護環(huán)節(jié)  2.2  課堂演示    2.2.1  間歇運行控制電路原理    2.2.2  演示步驟    2.2.3  邊學(xué)邊議  2.3  基本技能訓(xùn)練    2.3.1  電動機單向啟動線路的接線    2.3.2  三相異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制線路    2.3.3  三相異步電動機的能耗制動控制線路  2.4  綜合項目——水塔供水控制系統(tǒng)的設(shè)計  習(xí)題與思考題2模塊3  典型機床電氣控制  3.1  理論基礎(chǔ)    3.1.1  電氣控制線路分析基礎(chǔ)    3.1.2  C650型臥式車床電氣控制    3.1.3  C6140T車床電氣控制    3.1.4  X62W臥式萬能銑床電氣控制    3.1.5  T68型臥式鏜床電氣控制    3.1.6  機床電氣故障排除的方法  3.2  課堂演示    3.2.1  C650臥式車床電氣控制線路及演示用設(shè)備    3.2.2  演示步驟    3.2.3  邊學(xué)邊議  3.3  基本技能訓(xùn)練  3.4  綜合項目——搖臂鉆床電氣系統(tǒng)的設(shè)計與制作  習(xí)題與思考題3模塊4  PLC的指令系統(tǒng)  4.1  理論基礎(chǔ)    4.1.1  可編程序控制器概述    4.1.2  可編程序控制器的基本組成    4.1.3  PLC的工作原理    4.1.4  PLC的編程語言    4.1.5  FX系列PLC概述    4.1.6  基本邏輯指令及使用    4.1.7  PLC的編程及應(yīng)用    4.1.8  步進指令及狀態(tài)編程法    4.1.9  應(yīng)用指令的初步認識  4.2  課堂演示    4.2.1  雙定時器PLC閃光控制電路原理    4.2.2  演示步驟    4.2.3  邊學(xué)邊議  4.3  基本技能訓(xùn)練    4.3.1  基本指令的編程練習(xí)    4.3.2  異步電動機Y一△降壓啟動的PLC控制    4.3.3  十字路口交通燈控制的模擬  4.4  綜合項目——搶答器的PLC控制設(shè)計與制作  習(xí)題與思考題4模塊5  PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用  5.1  理論基礎(chǔ)    5.1.1  PLC控制系統(tǒng)設(shè)計概要和要點    5.1.2  PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計    5.1.3  PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計    5.1.4  SWOPC—FXGP／WIN—C編程軟件的使用方法    5.1.5  可編程序控制器應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計    5.1.6  PLC應(yīng)用中的若干問題  5.2  課堂演示    5.2.1  閃光控制的原理    5.2.2  課堂演示的目的    5.2.3  演示步驟    5.2.4  邊學(xué)邊議  5.3  基本技能訓(xùn)練    5.3.1  運料小車控制模擬    5.3.2  機械手動作的模擬  5.4  綜合項目——三層電梯的控制設(shè)計  習(xí)題與思考題5模塊6  電氣控制技術(shù)的拓展  6.1  理論基礎(chǔ)    6.1.1  通信模塊及其應(yīng)用    6.1.2  模擬量輸入／輸出模塊及其應(yīng)用    6.1.3  位置控制模塊及其應(yīng)用    6.1.4  變頻器多段調(diào)速的應(yīng)用    6.1.5  PLC的合理選型及其抗干擾技術(shù)    6.1.6  開放式PLC(OpenPLC)    6.1.7  軟件PLC技術(shù)  6.2  課堂演示    6.2.1  模擬量輸入／輸出模塊的硬件接線    6.2.2  演示電路控制程序    6.2.3  演示步驟    6.2.4  邊學(xué)邊議  6.3  基本技能訓(xùn)練    6.3.1  PLC編程口通信練習(xí)    6.3.2  自動售貨機的PLC控制  習(xí)題與思考題6附錄1  FX—20P—E型編程器及其使用附錄2  SW3D5—GPPW—E編程軟件及其使用參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：（1）熱繼電器結(jié)構(gòu)形式的選擇：星形接法的電動機可選用兩相或三相結(jié)構(gòu)熱繼電器，三角形接法的電動機應(yīng)選用帶斷相保護裝置的三相結(jié)構(gòu)熱繼電器。（2）熱繼電器的整定電流值一般為電動機額定電流的1.05～1.1 倍。如果電動機的過載能力較差，其配用的熱繼電器的額定電流應(yīng)適當(dāng)小些，通常為電動機額定電流的60％~80％。（3）熱繼電器有熱慣性，不能用作短路保護，使用時應(yīng)考慮與短路配合問題。（4）對于重復(fù)短時工作的電動機（如起重機的電動機），要注意確定熱繼電器的允許操作頻率。因為操作頻率較高時，熱繼電器的動作特性會變差，甚至不能正常工作，電動機將得不到可靠的過載保護。因此，對于可逆運行和頻繁通斷的電動機，應(yīng)選用過電流繼電器或能反映繞組實際溫度的溫度繼電器來進行保護。2.時間繼電器時間繼電器按其延時原理有電磁式、機械空氣阻尼式、電動式、電子式、可編程式和數(shù)字式等，它是一種利用這些原理實現(xiàn)觸頭延時接通或斷開的自動電器，作為輔助電氣元件用于各種電器保護及自動裝置中。時間繼電器的種類很多，按延時方式可分為通電延時型、斷電延時型和帶有瞬時觸頭的通電（或斷電）延時型。通電延時指接受輸入信號后延時一定的時間，觸點才接通或斷開，當(dāng)輸入信號消失后，觸點瞬時復(fù)原。斷電延時指接受輸入信號時，觸點瞬時接通或斷開，當(dāng)輸入信號消失后，再延時一定的時間，觸點才復(fù)原。機床電路中應(yīng)用較多的是空氣阻尼式和電子式時間繼電器。1）空氣阻尼式時間繼電器空氣阻尼式時間繼電器是利用空氣通過小氣孔節(jié)流的原理獲得延時動作的。圖1.6所示為空氣阻尼式時間繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖及圖形符號。它由電磁機構(gòu)、延時機構(gòu)和觸點系統(tǒng)組成。電磁機構(gòu)為直動式雙E型鐵芯，線圈可以有交直流兩種，觸頭系統(tǒng)借用LX5型微動開關(guān)，延時機構(gòu)采用氣囊式阻尼器。延時方式有通電延時型和斷電延時型，當(dāng)銜鐵位于靜鐵芯和延時機構(gòu)之間的位置時是通電延時型，如圖1.6 （a）所示；當(dāng)靜鐵芯位于銜鐵和延時機構(gòu)之間的位置時是斷電延時型，如圖1.6 （c）所示（即改變通電延時型時間繼電器的電磁機構(gòu)位詈。將電磁鐵翻轉(zhuǎn)180安裝）。

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《電氣控制與PLC》：21世紀普通高等職業(yè)教育機械電子系列規(guī)劃教材。

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