本書以能力培養(yǎng)為核心，以實踐教學為主，理論教學為輔，突出理論與實踐的結(jié)合。
本書共分9章、39個實訓和5個附錄。理論教學方面，本書介紹常用的低壓電器、電路分析方法、基本控制電路及典型電路分析，PLC的特點、結(jié)構(gòu)、工作原理，基本指令、步進順控指令和常用的功能指令以及它們的應(yīng)用，模擬量控制、聯(lián)網(wǎng)通信等特殊功能模塊及其應(yīng)用。實踐教學方面，介紹電力拖動、PLC硬件、PLC程序設(shè)計、Fx-20P-E編程器和最新編程軟件GX Developer，PLC與變頻器綜合應(yīng)用，PLC、變頻器、觸摸屏、特殊模塊的綜合應(yīng)用。
本書集理論與實踐于一體，集實驗、實訓、實習于一體，集技術(shù)應(yīng)用能力、工程設(shè)計能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)于一體，可作為高職高專院校電子類、機電類等相關(guān)專業(yè)的理論與實訓教材，也可以作為技能鑒定的培訓教材，還可供相關(guān)工程技術(shù)人員參考
第1章 常用的低壓電器 1
1.1 概述 1
1.1.1 低壓電器的分類 1
1.1.2 低壓電器的主要技術(shù)數(shù)據(jù) 1
1.1.3 選擇低壓電器的注意事項 2
1.1.4 低壓電器的型號表示法 2
1.2 電磁式低壓電器的結(jié)構(gòu)和工作原理 3
1.2.1 電磁機構(gòu) 3
1.2.2 觸頭系統(tǒng) 4
1.2.3 滅弧系統(tǒng) 4
1.3 配電電器 5
1.3.1 刀開關(guān) 5
1.3.2 低壓斷路器 6
1.3.3 漏電保護開關(guān) 8
1.3.4 低壓熔斷器 10
1.4 控制電器 12
1.4.1 接觸器 12
1.4.2 主令電器 14
1.5 繼電器 16
1.5.1 電磁式繼電器 16
1.5.2 時間繼電器 17
1.5.3 熱繼電器 19
1.6 無觸點電器 21
1.6.1 接近開關(guān) 21
1.6.2 溫度繼電器 22
1.6.3 固態(tài)繼電器 22
1.6.4 光電繼電器 23
1.7 電動機 24
1.7.1 三相異步電動機 24
1.7.2 直流電機 29
習題 31
第2章 基本的電氣控制系統(tǒng) 32
2.1 電氣工程圖及繪制 32
2.1.1 圖形符號和文字符號 32
2.1.2 電路圖 33
2.1.3 電器元件布置圖 35
2.1.4 接線圖 35
2.2 電氣控制線路的分析方法 35
2.2.1 查線讀圖法 35
2.2.2 邏輯代數(shù)法 36
2.3 電動機直接起動控制線路 37
2.3.1 點動及單向連續(xù)運轉(zhuǎn)控制 37
2.3.2 正反轉(zhuǎn)控制 38
2.3.3 順序控制 38
2.3.4 行程控制 39
2.4 電動機降壓起動控制線路 41
2.4.1 Y/D降壓起動 41
2.4.2 定子串接電阻降壓起動 43
2.4.3 定子串接自耦變壓器降壓起動 43
2.4.4 轉(zhuǎn)子繞組串接電阻起動 44
2.4.5 轉(zhuǎn)子繞組串接頻敏變阻器起動 45
2.5 異步電動機的制動控制線路 46
2.5.1 反接制動 46
2.5.2 能耗制動 47
2.6 異步電動機的調(diào)速控制線路 47
2.6.1 雙速電動機的控制 47
2.6.2 三速電動機的控制 49
2.7 直流電動機的控制線路 50
2.8 典型機械控制線路 52
2.8.1 車床電氣控制線路 52
2.8.2 鉆床電氣控制線路 54
習題 57
實訓課題1 繼電控制實訓 58
實訓1 電動機的起保停控制 58
實訓2 電動機的兩地控制 60
實訓3 電動機的能耗制動控制 62
實訓4 電動機的正反轉(zhuǎn)控制 64
實訓5 電動機的自動順序控制 66
實訓6 電動機的Y/D降壓起動控制 67
第3章 可編程控制器概述 71
3.1 可編程控制器的產(chǎn)生 71
3.1.1 PLC的由來 71
3.1.2 PLC的定義 72
3.2 可編程控制器的特點 72
3.3 可編程控制器的分類 73
3.3.1 按輸入/輸出點數(shù)分 73
3.3.2 按結(jié)構(gòu)形式分 74
3.3.3 按生產(chǎn)廠家分 74
3.4 可編程控制器的編程語言 75
3.4.1 PLC編程語言的國際標準 75
3.4.2 梯形圖的主要特點 76
3.5 可編程控制器的技術(shù)性能指標 76
3.6 可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢 77
3.6.1 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 77
3.6.2 PLC的發(fā)展趨勢 78
習題 78
第4章 FX系列可編程控制器 80
4.1 FX系列可編程控制器概述 80
4.1.1 三菱小型PLC的發(fā)展歷史 80
4.1.2 FX系列型號的含義 80
4.1.3 FX系列PLC的一般技術(shù)指標 80
4.2 FX系列可編程控制器的子系列 82
4.2.1 FX1S系列PLC 82
4.2.2 FX1N系列PLC 82
4.2.3 FX2N系列PLC 83
4.2.4 FX2NC系列PLC 83
4.2.5 FX系列擴展單元、擴展模塊 84
4.3 FX系列可編程控制器的基本組成 85
4.3.1 硬件 85
4.3.2 軟件 88
4.4 FX系列可編程控制器的軟元件 88
4.4.1 PLC的軟元件概述 88
4.4.2 FX2N的軟元件 88
4.5 FX系列可編程控制器的工作原理 96
4.5.1 掃描工作方式 96
4.5.2 掃描周期 98
4.5.3 輸入/輸出滯后時間 98
習題 98
實訓課題2 FX系列PLC的硬件 99
實訓7 FX2N系列PLC的認識 99
實訓8 FX-20P-E手持編程器的操作 101
第5章 基本邏輯指令及其應(yīng)用 118
5.1 基本邏輯指令 118
5.1.1 邏輯取及驅(qū)動線圈指令LD/LDI/OUT 118
5.1.2 觸點串、并聯(lián)指令AND/ANI/OR/ORI 119
5.1.3 電路塊連接指令ORB/ANB 121
5.1.4 多重輸出電路指令MPS/MPD/MPP 122
5.1.5 置位與復位指令SET/RST 124
5.1.6 脈沖輸出指令PLS/PLF 125
5.1.7 脈沖式觸點指令LDP/LDF/ANP/ANF/ORP/ORF 126
5.1.8 主控觸點指令MC/MCR 127
5.1.9 邏輯運算結(jié)果取反指令I(lǐng)NV 128
5.1.10 空操作和程序結(jié)束指令NOP/END 128
5.2 梯形圖的基本規(guī)則 129
5.3 基本電路的編程 131
5.4 梯形圖程序設(shè)計的技巧 138
5.4.1 轉(zhuǎn)換法 138
5.4.2 邏輯法 144
5.4.3 經(jīng)驗法 149
習題 152
實訓課題3 編程軟件的使用 154
實訓9 GX Developer編程軟件的使用 154
實訓課題4 電動機的PLC控制 161
實訓10 電動機循環(huán)正反轉(zhuǎn)的PLC控制 161
實訓11 電動機正反轉(zhuǎn)能耗制動的PLC控制（1） 163
實訓12 電動機Y/△起動的PLC控制 165
實訓課題5 基本邏輯指令的應(yīng)用 167
實訓13 數(shù)碼管循環(huán)點亮的PLC控制 167
實訓14 彩燈循環(huán)點亮的PLC控制 169
第6章 步進順控指令及其應(yīng)用 172
6.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖及步進順控指令 172
6.1.1 流程圖 172
6.1.2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 172
6.1.3 狀態(tài)繼電器 174
6.1.4 步進順控指令 175
6.2 步進順控的編程方法 176
6.2.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程方法 176
6.2.2 編程注意事項 177
6.2.3 單流程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程 179
6.3 選擇性流程與并行性流程的程序編制 184
6.3.1 選擇性流程及其編程 185
6.3.2 并行性流程及其編程 189
6.4 復雜流程及跳轉(zhuǎn)流程的程序編制 192
6.4.1 復雜流程的程序編制 192
6.4.2 跳轉(zhuǎn)流程的程序編制 196
6.5 用輔助繼電器實現(xiàn)順序控制的程序編制 196
6.5.1 用輔助繼電器實現(xiàn)順序控制的設(shè)計思想 197
6.5.2 使用起保停電路的編程方法 197
6.5.3 使用置位復位指令的編程方法 200
習題 202
實訓課題6 單流程的控制 204
實訓15 機械手的PLC控制 204
實訓16 自動焊錫機的PLC控制 206
實訓17 工業(yè)洗衣機的PLC控制 207
實訓課題7 選擇性流程的控制 209
實訓18 電動機正反轉(zhuǎn)能耗制動的PLC控制（2） 209
實訓19 皮帶運輸機的PLC控制 209
實訓課題8 并行性流程的控制 211
實訓20 自動交通燈的PLC控制 211
實訓21 雙頭鉆床的PLC控制 215
第7章 功能指令及其應(yīng)用 218
7.1 功能指令的基本規(guī)則 218
7.1.1 功能指令的表示形式 218
7.1.2 數(shù)據(jù)長度和指令類型 219
7.1.3 操作數(shù) 220
7.2 功能指令介紹 221
7.2.1 程序流程指令 221
7.2.2 傳送與比較指令 226
7.2.3 算術(shù)與邏輯運算指令 228
7.2.4 循環(huán)與移位指令 233
7.2.5 數(shù)據(jù)處理指令 234
7.2.6 高速處理指令 237
7.2.7 方便指令 238
7.2.8 外部設(shè)備I/O指令 241
7.2.9 外部設(shè)備SER指令 243
7.2.10 觸點比較指令 249
習題 251
實訓課題9 功能指令的應(yīng)用 251
實訓22 功能指令實現(xiàn)數(shù)碼管循環(huán)點亮 251
實訓23 功能指令實現(xiàn)交通燈的控制 253
實訓24 8站小車的呼叫控制 255
第8章 特殊功能模塊及其應(yīng)用 258
8.1 模擬量處理模塊 258
8.1.1 普通A/D輸入模塊 258
8.1.2 溫度A/D輸入模塊 264
8.1.3 D/A輸出模塊 267
8.1.4 模擬輸入/輸出模塊FX0N-3A 268
8.2 通信擴展板 270
8.2.1 FX2N-232-BD 271
8.2.2 FX2N-485-BD 273
8.3 CC-Link現(xiàn)場總線模塊 274
8.3.1 FX2N-16CCL-M 274
8.3.2 FX2N-32CCL 279
8.4 其他特殊功能模塊 281
8.4.1 定位控制模塊 281
8.4.2 人機界面 284
習題 284
實訓課題10 模擬量控制模塊的應(yīng)用 285
實訓25 FX2N-4AD的應(yīng)用 285
實訓26 FX2N-2DA的應(yīng)用 287
實訓課題11 觸摸屏的使用 289
實訓27 觸摸屏控制電動機的正反轉(zhuǎn) 289
第9章 PLC與變頻器綜合實訓 297
9.1 變頻器實訓 297
實訓課題12 變頻器基礎(chǔ)實訓 297
實訓28 A500系列變頻器的基本操作 297
實訓29 操作面板與外部信號的組合控制 304
9.2 PLC與變頻器的綜合實訓 309
實訓課題13 變頻器多段調(diào)速的應(yīng)用 309
實訓30 三相異步電動機多速運行的綜合控制 309
實訓31 恒壓供水系統(tǒng)的綜合控制 312
實訓課題14 變頻器程序運行的應(yīng)用 315
實訓32 工業(yè)洗衣機的綜合控制 315
實訓33 刨床的綜合控制 319
實訓課題15 PLC與變頻器在電梯上的綜合應(yīng)用 322
實訓34 PLC與變頻器在三層電梯中的綜合控制 322
實訓35 PLC與變頻器在四層電梯中的綜合控制 328
9.3 PLC、變頻器、觸摸屏、特殊功能模塊的綜合應(yīng)用 331
實訓課題16 PLC、變頻器、觸摸屏、模擬量模塊的綜合應(yīng)用 331
實訓36 中央空調(diào)循環(huán)水節(jié)能系統(tǒng)的綜合控制 331
實訓37 恒壓供水的PID控制 342
實訓課題17 PLC、變頻器通信的綜合應(yīng)用 347
實訓38 PLC與變頻器的RS-485通信 347
實訓39 電動機群組的CC-Link網(wǎng)絡(luò)控制 352
附錄A 低壓斷路器、熔斷器的技術(shù)參數(shù) 358
附錄B FX2N性能規(guī)格 360
附錄C FX系列PLC的軟元件 362
附錄D FX系列PLC功能指令一覽表 363
附錄E 變頻器參數(shù)表 367
參考文獻 373
第1章 常用的低壓電器
1.1 概述
凡是對電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用起控制、調(diào)節(jié)、檢測、轉(zhuǎn)換及保護作用的電氣設(shè)備都可稱為電器。電器是所有電工器械的簡稱。我國現(xiàn)行標準將工作在交流50Hz、額定電壓1200V及以下和直流額定電壓1500V及以下電路中的電器稱為低壓電器。低壓電器種類繁多，它作為基本元器件已廣泛用于發(fā)電廠、變電所、工礦企業(yè)、交通運輸和國防工業(yè)等電力輸配電系統(tǒng)和電力拖動控制系統(tǒng)中。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，低壓電器將會沿著體積小、質(zhì)量輕、安全可靠、使用方便及性價比高的方向發(fā)展。
1.1.1 低壓電器的分類
低壓電器的品種、規(guī)格很多，作用、構(gòu)造及工作原理各不相同，因而有多種分類方法。
1. 按用途分
低壓電器按它在電路中所處的地位和作用可分為低壓控制電器和低壓配電電器兩大類。低壓控制電器是指電動機完成生產(chǎn)機械要求的起動、調(diào)整、反轉(zhuǎn)和停止所用的電器，低壓配電電器是指正常或事故狀態(tài)下接通和斷開用電設(shè)備和電電網(wǎng)所用的電器。
2. 按動作方式分
低壓電器按它的動作方式可分為自動切換電器和非自動切換電器。前者是依靠本身參數(shù)的變化或外來信號的作用，自動完成接通或分斷等運作； 后者主要是用手直接操作來進行切換。
3. 按執(zhí)行機理分
低壓電器按它有無觸可分為有觸點電器和無觸電器兩大類。目前有觸點的電器仍占多數(shù)，有觸點電器有動觸點和靜觸點之分，利用觸點的合與分來實現(xiàn)電路的通與斷。無觸點電器沒有觸點，主要利用晶體管的開關(guān)效應(yīng)，即導通或截止來實現(xiàn)電路的通斷。
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