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第1章 常用低压电器 1

1.1 低压电器的电磁机构和执行机构 1

1.2 刀开关与自动开关 5

1.2.1 刀开关 5

1.2.2 组合开关 7

1.2.3 低压断路器 8

1.3 熔断器 11

1.3.1 熔断器的结构与工作原理 11

1.3.2 常用熔断器 11

1.3.3 熔断器的选择 13

1.4 主令电器 14

1.4.1 控制按钮 14

1.4.2 行程开关 16

1.4.3 接近开关与红外线光电开关 18

1.4.4 主令控制器 19

1.5 接触器 20

1.5.1 交流接触器 20

1.5.2 直流接触器 23

1.5.3 接触器的选择 23

1.6 继电器 24

1.6.1 电流、电压和中间继电器 25

1.6.2 时间继电器 27

1.6.3 热继电器 30

1.6.4 速度继电器 31

1.6.5 干簧继电器 32

1.6.6 可编程通用逻辑控制继电器 33

1.7 小结 33

习题 34

第2章 电气控制系统的基本环节 35

2.1 电气控制线路的绘制 35

2.1.1 常用电气图形符号和文字符号 35

2.1.2 电气原理图 35

2.1.3 电器元件布置图 36

2.1.4 电器安装接线图 37

2.1.5 阅读和分析电气控制线路图的方法 38

2.2 三相异步电动机启动控制线路 39

2.2.1 鼠笼式异步电动机直接启动控制 39

2.2.2 鼠笼式异步电动机降压启动控制 40

2.2.3 绕线式异步电动机的启动控制 43

2.3 三相异步电动机正反转控制线路 45

2.3.1 按钮控制的电动机正反转控制线路 45

2.3.2 行程开关控制的电动机正反转控制线路 47

2.4 三相鼠笼式异步电动机制动控制线路 48

2.4.1 电磁机械制动控制线路 48

2.4.2 能耗制动控制线路 50

2.4.3 反接制动控制线路 51

2.5 其他典型控制环节 52

2.5.1 点动与长动控制 52

2.5.2 多地点与多条件控制 53

2.5.3 顺序控制 53

2.5.4 调速控制电路 55

2.6 电气控制保护环节 57

2.7 典型电气控制系统 58

2.8 小结 61

习题 62

第3章 可编程控制器概述 63

3.1 可编程控制器的产生 63

3.2 可编程控制器的特点 64

3.3 可编程控制器的功能和应用 65

3.3.1 开关量的开环控制 65

3.3.2 模拟量的闭环控制 65

3.3.3 数字量的智能控制 66

3.3.4 数据采集与监控 66

3.3.5 联网、通信及集散控制 66

3.4 可编程控制器与其他工业控制系统的比较 66

3.4.1 可编程控制器与继电器控制的区别 66

3.4.2 可编程控制器与个人计算机控制的区别 69

3.4.3 可编程控制器与单板计算机控制的区别 69

3.4.4 可编程控制器与集散控制系统的区别 70

3.5 可编程控制器的发展趋势 70

3.6 小结 71

习题 71

第4章 可编程控制器的系统构成与工作原理 72

4.1 可编程控制器的系统构成 72

4.1.1 可编程控制器的硬件系统 72

4.1.2 可编程控制器的软件系统 77

4.2 可编程控制器的工作原理 77

4.2.1 可编程控制器的工作过程 77

4.2.2 可编程控制器对输入／输出的处理原则 78

4.2.3 输入／出滞后分析 80

4.3 可编程控制器的分类 80

4.3.1 按硬件的结构类型分类 80

4.3.2 按应用规模及功能分类 81

4.3.3 按生产厂家分类 82

4.4 可编程控制器的系统配置 82

4.4.1 FX系列型号名称的含义 82

4.4.2 FX系列可编程控制器的基本构成 83

4.4.3 可编程控制器的技术性能指标 92

4.5 小结 93

习题 93

第5章 可编程控制器的基本指令 94

5.1 FX系列可编程控制器的编程元件 94

5.1.1 可编程控制器的编程元件概述 94

5.1.2 FX2N系列编程元件分述 95

5.2 FX系列可编程控制器的编程语言 104

5.2.1 梯形图编程语言 104

5.2.2 顺序功能图编程语言 105

5.2.3 指令语句表编程语言 105

5.2.4 逻辑图编程语言 106

5.2.5 高级语言 106

5.3 FX系列可编程控制器的基本指令 106

5.3.1 逻辑取及线圈驱动（输出）指令（LD／D／OUT） 106

5.3.2 触点串联指令（AND／ANI） 107

5.3.3 触点并联指令（OR／ORI） 107

5.3.4 取脉冲指令（LDP／LDF） 108

5.3.5 与脉冲指令（ANDP／ANDF） 108

5.3.6 或脉冲指令（ORP／ORF） 109

5.3.7 串联电路块的并联连接指令（ORB） 109

5.3.8 并联电路块的串联连接指令（ANB） 110

5.3.9 多重输出（堆栈）指令（MPS／MRD／MPP） 110

5.3.10 主控及主控复位指令（MC／MCR） 111

5.3.11 取反指令（INV） 112

5.3.12 置位与复位指令（SET／RST） 112

5.3.13 脉冲（微分）输出指令（PLS／PLF） 113

5.3.14 空操作指令（NOP） 114

5.3.15 程序结束指令（END） 114

5.4 FX系列可编程控制器编程的基本原则 114

5.4.1 梯形图设计规则 115

5.4.2 输入信号的最高频率问题 116

5.5 小结 116

习题 117

第6章 可编程控制器程序设计入门 119

6.1 典型基本梯形图经验设计方法 119

6.1.1 典型基本环节梯形图程序 119

6.1.2 梯形图经验设计方法总结 126

6.2 继电器控制电路移植法设计梯形图 128

6.2.1 概述 128

6.2.2 设计方法和步骤 129

6.2.3 设计注意事项 132

6.3 顺序控制设计法与状态转移图 132

6.3.1 顺序控制设计法 132

6.3.2 顺序控制设计法中状态转移图的绘制 133

6.4 状态转移图的编程方法 138

6.4.1 使用启保停电路的编程方法 138

6.4.2 以转换为中心的编程方法 139

6.5 步进梯形指令的编程方法 141

6.6 仿STL指令的编程方法 143

6.7 顺序设计法中几个应注意的编程问题 144

6.8 基本梯形图与状态转移图设计方法比较 152

6.9 小结 152

习题 152

第7章 可编程控制器的功能指令 155

7.1 FX系列可编程控制器功能指令概述 155

7.1.1 功能指令的表达方式 155

7.1.2 数据长度 156

7.1.3 功能指令的执行方式 156

7.1.4 变址寄存器V、Z 157

7.2 可编程控制器的功能指令简介 157

7.2.1 程序流程控制功能指令 157

7.2.2 传送与比较指令 162

7.2.3 算术运算和逻辑运算指令 167

7.2.4 循环移位与移位指令 172

7.2.5 数据处理指令 176

7.2.6 高速处理指令 180

7.2.7 方便指令 183

7.2.8 外部I／O设备指令 186

7.2.9 FX系列外部设备指令 189

7.2.10 浮点数运算指令 192

7.2.11 时钟运算指令 193

7.2.12 外围设备指令 194

7.2.13 触点比较指令 194

7.3 小结 196

习题 197

第8章 可编程控制器控制系统设计 198

8.1 PLC控制系统设计的一般原则 198

8.2 PLC控制系统设计的一般步骤 198

8.2.1 分析控制对象的工艺要求 199

8.2.2 确定输／输出设备 199

8.2.3 选择PLC 200

8.2.4 分配I／O点 200

8.2.5 电气控制线路的设计 200

8.2.6 程序设计 200

8.2.7 控制系统模拟调试 200

8.2.8 现场调试 201

8.2.9 整理技术文件 201

8.3 可编程控制器的选型与硬件配置 201

8.3.1 PLC的机型选择 201

8.3.2 PLC的容量选择 202

8.3.3 I／O模块的选择 202

8.3.4 电源模块与外围设备的选择 205

8.4 节省I／O点数的方法 205

8.4.1 减少输入点数的措施 206

8.4.2 减少输出点数的措施 208

8.5 可编程控制器应用中需注意的若干问题 209

8.5.1 工作环境 209

8.5.2 安装布线 210

8.5.3 对某些输入信号的处理 211

8.5.4 PLC的安全保护 211

8.5.5 冗余系统与热备用系统 212

8.5.6 PLC的通信网络 213

8.5.7 PLC的日常维护 213

8.5.8 PLC的故障诊断 214

8.6 小结 215

习题 216

第9章 可编程控制器的应用 217

9.1 可编程控制器在开关量逻辑控制系统中的应用 217

9.1.1 机床滑台自动往复运动的实现 217

9.1.2 多人智力竞赛抢答器控制系统的实现 218

9.1.3 多台电动机顺序启动、逆序停止控制 220

9.1.4 PLC在机床中的应用 221

9.1.5 机械手的步进控制 224

9.1.6 交流双速电梯的控制 231

9.2 可编程控制器用于模拟量的控制 233

9.2.1 模拟量输入模块 234

9.2.2 模拟量输出模块 237

9.2.3 模拟输入／输出模块FXON-3A 239

9.2.4 模拟量模块的使用 239

9.2.5 PLC的PID功能介绍 241

9.3 可编程控制器的通信与编程 244

9.3.1 N：N网络通信 245

9.3.2 并行链接通信 249

9.3.3 计算机链接（用专用协议进行数据传输） 250

9.3.4 无协议通信（用RS指令进行数据传输） 251

9.3.5 可选编程端口通信 252

9.4 小结 252

习题 252

第10章 PLC编程器与编程、仿真软件的使用方法 254

10.1 PLC编程器及其使用 254

10.2 GXDeveloper Ver.7／Simulator Ver.6编程仿真软件使用方法 264

10.2.1 概述 264

10.2.2 程序的编制 265

10.2.3 程序的检查 268

10.2.4 程序的注释 269

10.2.5 程序的仿真调试 269

10.2.6 程序的传送 273

10.2.7 其他菜单及目录的使用 275

10.3 小结 283

第11章 实训指导 284

11.1 手持编程器及基本指令实训 284

11.2 编程、仿真软件实训 285

11.3 PLC的接线实训 286

11.4 三相异步电动机的启动与正反转控制 288

11.5 交通信号灯的自动控制 291

11.6 混合溶液生产过程的控制 295

11.7 大、小球分类传送装置的控制 297

11.8 机械手的顺序控制 300

11.9 四层电梯自动控制 305

11.10 8站小车的呼叫控制 315

11.11 基于PLC模拟量方式的变频器闭环调速 318

附录A FX系列PLC功能指令汇总表 322

附录B 三菱公司A系列可编程控制器性能简介 327

附录C OMRON公司可编程控制器性能简介 329

附录D 西门子公司可编程控制器性能简介 336

附录E Siemens STEP7-Micro/WIN32编程软件的使用说明 346

参考文献 361