机电装备电气与可编程序控制技术

基本信息

• 商品名称：机电装备电气与可编程序控制技术（第2版）
• 作者：刘军
• 定价：69.8
• 出版社：电子工业
• 书号：9787121437601

其他参考信息（以实物为准）

• 出版时间：2022-06-01
• 印刷时间：2022-06-01
• 版次：1
• 印次：1
• 开本：
• 包装：平装
• 页数：242
• 字数：406千字

内容提要

本书系统地介绍了机电装备电气控制技术与可编程序控制技术，包括两大部分内容： 部分介绍机电装备电气控制技术，主要介绍机电装备电气控制系统中的常用低压电器、电气控制电路的基本控制规律、典型机床电气控制系统分析、电气控制系统的设计；第二部分介绍可编程序控制技术，主要介绍日本三菱电机公司的FX2N 系列可编程序控制器及其基本指令应用、可编程序控制器步进指令及状态编程法、可编程序控制器应用指令及编程、可编程序控制器控制系统应用设计、MCGS 组态控制系统。每章后都附有习题与思考题，便于学生加深对本书知识的理解。

作者简介

刘军教授，长期从事机械制造相关专业课程教学，积累了丰富的教学经验。河南省民办高校品牌学科负责人、郑州市特聘高层次人才、专利审查协作河南中心技术咨询专家

目录

目 录
章 绪论 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.1
1.1 电气控制技术的概述 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.1
1.1.1 电气控制技术的定义 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.1
1.1.2 电气控制技术的发展概述 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.1
1.2 可编程序控制器概述 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.2
1.2.1 可编程序控制器的定义 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.2
1.2.2 可编程序控制器的发展史 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.3
1.2.3 可编程序控制器的应用领域 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.3
习题及思考题 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.7
第2 章 常用低压电器 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.8
2.1 电器的功能、分类和工作原理 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.8
2.1.1 电器的功能 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.8
2.1.2 电器的分类 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.8
2.1.3 电磁式电器的工作原理 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.9
2.2 低压控制电器 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.11
2.2.1 刀开关 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.11
2.2.2 组合开关 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.12
2.2.3 主令电器 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.13
2.2.4 接触器 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.16
2.2.5 继电器 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.18
2.3 低压保护电器 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.25
2.3.1 熔断器 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.25
2.3.2 热继电器 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.27
2.3.3 低压断路器 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.28
习题及思考题 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.30
第3 章 电气控制电路的基本控制规律 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.31
3.1 绘制电气控制电路的若干规则 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.31
3.1.1 电气控制电路图 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.31
3.1.2 阅读和分析电气控制电路图的方法 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????.34
3.2 电气控制的基本控制环节 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.35
3.2.1 启动/停止电动机和自锁环节 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.36
3.2.2 长动控制和点动控制 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.37
3.2.3 互锁控制 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.38
3.2.4 顺序控制 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.38
3.2.5 多地点控制 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.39
3.3 三相异步电动机的启动控制 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.40
3.3.1 三相鼠笼式异步电动机的全压启动控制 ???????????????????????????????????????????????????????????????.40
3.3.2 三相鼠笼式异步电动机的降压启动控制 ???????????????????????????????????????????????????????????????.40
3.4 三相异步电动机的制动控制 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.42
3.4.1 机械制动 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.43
3.4.2 电气制动 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.44
3.5 电动机的可逆运行 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.47
3.5.1 电动机可逆运行的手动控制 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.48
3.5.2 电动机可逆运行的自动控制 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.49
习题及思考题 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.50
第4 章 典型机床电气控制系统分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.51
4.1 CA6140 型车床电气控制 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.51
4.1.1 CA6140 型车床结构简介 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.51
4.1.2 CA6140 型车床的主要运动形式 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????.52
4.1.3 CA6140 型车床电气控制系统分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????.52
4.2 X62W 型 铣床电气控制 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.54
4.2.1 X62W 型 铣床结构简介 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.54
4.2.2 X62W 型 铣床的主要运动形式 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????.55
4.2.3 X62W 型 铣床电气控制系统分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????.55
4.3 Z3040 型摇臂钻床控制 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.60
4.3.1 Z3040 型摇臂钻床结构简介 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.60
4.3.2 Z3040 型摇臂钻床的主要运动形式 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????.61
4.3.3 Z3040 型摇臂钻床电气控制系统分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????.62
4.4 T68 型卧式镗床电气控制 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.65
4.4.1 T68 型卧式镗床结构简介 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.66
4.4.2 T68 型卧式镗床主要运动形式 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????.66
4.4.3 T68 型卧式镗床电气控制系统分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????.67
习题及思考题 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.70
第5 章 电气控制系统的设计 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.71
5.1 电气控制系统设计的基本内容和一般原则 ????????????????????????????????????????????????????????????.71
5.1.1 电气控制系统设计的基本内容 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????.71
5.1.2 电气控制电路设计的一般原则 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????.72
5.2 电力拖动方案确定原则和电动机的选择 ???????????????????????????????????????????????????????????????.75
5.2.1 电力拖动方案确定原则 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.76
5.2.2 电动机的选择 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.76
5.3 电气控制电路的经验设计法和逻辑设计法 ????????????????????????????????????????????????????????????.77
5.3.1 电气控制电路的经验设计法 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.77
5.3.2 电气控制电路的逻辑设计法 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.82
5.4 电气控制系统的工艺设计 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.84
习题及思考题 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.86
第6 章 可编程序控制器概述 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.88
6.1 可编程序控制器的提出及其基本概念 ???????????????????????????????????????????????????????????????????.88
6.1.1 可编程序控制器的提出 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.88
6.1.2 可编程序控制器的基本概念 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.88
6.2 可编程序控制器的特点及其应用 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????.89
6.2.1 可编程序控制器的特点 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.89
6.2.2 可编程序控制器的应用领域 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.90
6.3 可编程序控制器的发展 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.91
6.4 可编程序控制器的组成及其各部分功能 ???????????????????????????????????????????????????????????????.94
6.4.1 中央处理器 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.94
6.4.2 存储器 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.94
6.4.3 输入/输出接口（I/O 接口） ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.95
6.4.4 电源 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.97
6.4.5 外部设备 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.97
6.5 可编程序控制器的结构及软件 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.98
6.5.1 可编程序控制器的结构 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.98
6.5.2 可编程序控制器的软件 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.100
6.6 可编程序控制器的工作原理 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.103
6.6.1 分时处理及扫描工作方式 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.103
6.6.2 扫描周期及可编程序控制器的两种工作状态 ????????????????????????????????????????????????????????.104
6.6.3 输入/输出滞后时间 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.104
6.7 可编程序控制器与继电器-接触器系统工作原理的差别 ????????????????????????????????????????.105
6.7.1 逻辑关系上的差别 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.105
6.7.2 运行时序上的差别 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.106
习题及思考题 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.106
第7 章 FX2N 系列可编程序控制器及其基本指令应用 ???????????????????????????????????????????????????????.107
7.1 FX2N 系列可编程序控制器 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.107
7.1.1 FX2N 系列可编程序控制器的基本组成 ????????????????????????????????????????????????????????????????.107
7.1.2 FX2N 系列可编程序控制器的型号名称体系及其种类 ??????????????????????????????????????????????.108
7.1.3 FX2N 系列可编程序控制器的技术指标 ????????????????????????????????????????????????????????????????.111
7.2 FX2N 系列可编程序控制器软组件及功能 ?????????????????????????????????????????????????????????????.112
7.2.1 FX2N 系列可编程序控制器软组件的分类、编号和基本特征 ?????????????????????????????????????.113
7.2.2 FX2N 系列可编程序控制器软组件的地址编号及其功能 ???????????????????????????????????????????.113
7.2.3 数据类字元件的结构形式 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.127
7.2.4 FX2N 系列可编程序控制器的程序存储器的结构和参数结构 ?????????????????????????????????????.128
7.3 FX2N 系列可编程序控制器的基本指令及应用 ??????????????????????????????????????????????????????.129
7.3.1 逻辑取、取反线圈驱动（LD、LDI、OUT）指令 ??????????????????????????????????????????????????.131
7.3.2 触点串联（AND、ANI）指令 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????.131
7.3.3 触点并联（OR、ORI）指令 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.133
7.3.4 串联电路块的并联（ORB）指令 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????.133
7.3.5 并联电路块的串联（ANB）指令 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????.134
7.3.6 栈操作（MPS、MRD、MPP）指令 ???????????????????????????????????????????????????????????????????.135
7.3.7 主控（MC、MCR）指令 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.138
7.3.8 置位（SET）和复位（RST）指令 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????.139
7.3.9 微分脉冲输出（PLS、PLF）指令 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????.140
7.3.10 取反（INV）指令 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.141
7.3.11 空操作（NOP）指令和程序结束（END）指令 ???????????????????????????????????????????????????.142
7.4 编程注意事项和规则 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.143
7.4.1 梯形图的结构规则 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.144
7.4.2 语句表程序的编辑规则 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.146
7.4.3 双线圈的输出问题 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.146
7.5 机电装备常用基本电气控制电路的PLC 编程实现 ???????????????????????????????????????????????.147
7.5.1 三相异步电动机单向运转控制：启动－保护－停止电路单元 ???????????????????????????????????.147
7.5.2 三相异步电动机可逆运行控制：互锁环节 ???????????????????????????????????????????????????????????.148
7.5.3 两台电动机延时启动的基本环节 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????.149
7.5.4 定时器的延时扩展 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.149
7.5.5 由定时器构成的振荡电路 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.150
7.5.6 分频电路 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.150
7.6 “经验”编程法 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.150
习题及思考题 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.151
第8 章 可编程序控制器步进指令及状态编程法 ???????????????????????????????????????????????????????????????????.155
8.1 步进指令与状态转移图表示方法 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????.155
8.1.1 FX2N 系列可编程序控制器步进指令及使用说明 ????????????????????????????????????????????????????.155
8.1.2 状态转移图的建立 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.156
8.1.3 典型案例分析 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.159
8.2 设计状态转移图的注意事项和规则 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????.161
8.2.1 设计状态转移图的注意事项 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.161
8.2.2 设计状态转移图的规则 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.161
8.3 多流程步进顺序控制 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.163
8.3.1 单流程结构程序 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.164
8.3.2 选择性分支结构程序 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.165
8.3.3 并行分支结构程序 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.169
8.3.4 跳转与循环结构 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.172
习题与思考题 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.174
第9 章 可编程序控制器应用指令及编程 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????.176
9.1 应用指令基本要素及其表达方式 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????.176
9.1.1 应用指令介绍 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.176
9.1.2 应用指令的通用格式 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.178
9.1.3 应用指令的数据结构 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.182
9.2 传送与比较类指令及其应用举例 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????.182
9.2.1 指令说明 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.183
9.2.2 应用举例 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.186
9.3 算术指令及其应用举例 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.189
9.3.1 指令说明 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.189
9.3.2 应用举例 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.191
9.4 条件跳转指令与子程序指令 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.193
9.4.1 条件跳转指令 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.193
9.4.2 子程序指令 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.194
习题与思考题 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.196
0 章 可编程序控制器控制系统应用设计 ????????????????????????????????????????????????????????????????????.197
10.1 可编程序控制器控制系统设计的基本原则、基本内容、一般步骤和机型选择 ????.197
10.1.1 可编程序控制器控制系统设计的基本原则 ?????????????????????????????????????????????????????????.197
10.1.2 可编程序控制器控制系统设计的基本内容 ?????????????????????????????????????????????????????????.197
10.1.3 可编程序控制器控制系统设计的一般步骤 ?????????????????????????????????????????????????????????.198
10.1.4 可编程序控制器机型的选择 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????.199
10.2 机械手的模拟控制 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.200
10.3 电动机的星形-三角形连接法降压启动控制 ???????????????????????????????????????????????????????.203
10.4 自动平移门控制系统设计 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.205
10.5 Z3040 型摇臂钻床的可编程序控制器控制系统设计 ???????????????????????????????????????????.208
10.6 自动分拣生产线的可编程序控制器控制系统设计 ??????????????????????????????????????????????.211
10.6.1 自动分拣生产线的控制要求 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????.211
10.6.2 自动分拣生产线的主要部件 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????.212
10.6.3 自动分拣生产线的控制系统设计 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????.215
习题与思考题 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.226
1 章 MCGS 组态控制系统 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.228
11.1 MCGS 嵌入版组态软件简介 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.228
11.1.1 MCGS 嵌入版组态软件的组成 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????.228
11.1.2 MCGS 嵌入版组态软件的安装 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????.229
11.2 工程建立和下载 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.230
11.2.1 工程建立 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.230
11.2.2 软件的基本操作 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.230
11.2.3 用户窗口的基本操作 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.232
11.2.4 工程下载 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.233
11.3 MCGS 与可编程序控制器连接的实例 ????????????????????????????????????????????????????????????????.235
11.3.1 设备组态 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.235
11.3.2 窗口组态 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.236
11.4 在线调试 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.241
习题与思考题 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.242
参考文献 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????.243