制造装备电气控制

1 自动控制系统的构造方法1

1.1 电气控制电路图的绘制和分析方法1

1.1.1 电气控制电路图的绘制方法1

1.1.2 继电-接触器电气控制电路图的分析方法2

1.2 恒值控制系统的构造方法29

1.2.1 恒值控制系统在水位控制系统上的应用29

1.2.2 恒值控制系统在恒温控制系统上的应用32

1.2.3 恒值控制系统在气割机器人驱动控制系统上的应用34

1.2.4 恒值控制系统在恒张力卷取控制系统上的应用36

习题与思考题37

2 直流电动机控制系统40

2.1 典型生产机械的工艺要求及制造装备电气控制的任务41

2.1.1 典型生产机械的工艺要求41

2.1.2 制造装备电气控制的任务44

2.2 电动机控制系统驱动电源及反馈信号检测方法45

2.3 直流电动机不可逆调速系统53

2.3.1 直流电动机的调速方案53

2.3.2 晶闸管供电的不可逆直流调速系统54

2.4 调节器的工程设计方法63

2.4.1 典型系统63

2.4.2 控制系统的动态性能指标65

2.4.3 典型I型系统性能指标和参数的关系66

2.4.4 典型II型系统性能指标和参数的关系69

2.4.5 调节器结构的选择和传递函数的近似处理--非典型系统的典型化71

2.5 按工程设计方法设计双闭环系统的调节器73

2.5.1 电流调节器的设计73

2.5.2 转速调节器的设计76

2.6 晶体管直流PWM调速系统78

2.7 可逆调速系统81

2.7.1 概述81

2.7.2 有环流可逆调速系统87

2.7.3 无环流可逆调速系统92

2.7.4 磁场可逆调速系统95

2.8 稳速系统98

2.8.1 数字稳速系统99

2.8.2 锁频锁相技术102

2.8.3 微机控制锁相传动系统106

习题与思考题107

3 交流电动机的变频控制112

3.1 速度控制系统112

3.1.1 开环控制112

3.1.2 闭环控制113

3.1.3 与速度控制有关的特殊控制114

3.1.4 变频调速系统的特殊问题114

3.2 位置控制系统115

3.2.1 开环位置控制116

3.2.2 手动位置控制117

3.2.3 闭环位置控制117

3.3 张力控制系统119

3.3.1 采用转矩电流控制的张力控制120

3.3.2 采用拉延的张力控制120

3.3.3 采用调节辊的张力控制 121

3.3.4 采用张力传感器的张力控制 122

3.4 PID控制123

3.5 同步控制系统129

3.5.1 FR-A540变频器简介129

3. 5. 2 FR-500系列变频器在同步控制中的应用143

习题与思考题147

4 制造装备的PLC控制148

4.1 PLC模拟量概述148

4.1.1 PLC模拟量控制过程148

4.1.2 PLC模拟量输入输出方法149

4.2 模拟量开环控制152

4.2.1 开环特性152

4.2.2 开环控制153

4.3 模拟量简单闭环控制157

4.3.1 ON/OFF输出控制157

4.3.2 负反馈控制158

4.3.3 偏差控制160

4.3.4 无静差控制160

4.4 常规指令实现PID控制161

4.4.1 PID控制基本公式162

4.4.2 PID控制程序实现162

4.5 专用指令实现PID控制164

4.5.1 三菱FX PLC PID指令164

4.5.2 西门子S7-200 PLC PID指令173

4.6 步进电机控制系统178

4.6.1 独立运动控制179

4.6.2 协调运动控制184

习题与思考题195

5 数控机床位置伺服系统197

5.1 数控机床常用传感器及检测装置197

5.1.1 检测装置的要求与分类197

5.1.2 旋转变压器198

5.1.3 感应同步器200

5.1.4 旋转编码器 207

5.1.5 光栅209

5.1.6 磁栅212

5.2 进给伺服系统概述214

5.2.1 伺服系统常用的控制方式214

5.2.2 数控机床运动方式对伺服系统的要求217

5.2.3 检测信号反馈比较方式217

5.3 进给伺服系统分析235

5.3.1 进给伺服系统的数学模型235

5.3.2 进给伺服系统的动、静态性能分析236

5.3.3 前馈控制238

5.3.4 位置指令信号分析239

5.3.5 指令值的修正240

习题与思考题240

参考文献242

本书介绍制造装备电气控制技术，全书共分5章。内容包括：继电-接触器开关控制系统与恒值自动控制系统的构造与设计方法；直流电动机四象限闭环控制系统与数字稳速系统的组成原理和调节器的工程设计方法；交流电动机变频调速在速度、位置、张力与同步控制系统中的应用技术；PLC在模拟量控制、PID控制、步进电动机位置控制与数控插补控制中的应用技术与程序设计方法；数控机床位置伺服控制系统的组成与进给伺服系统的性能分析方法。每章附有习题与思考题，方便学生复习与掌握该章内容。本书适用于机械工程及自动化专业和机械设计制造及其自动化（现代装备与控制工程）专业的本、专科学生作为教材，也可以作为电气自动化专业和相关专业的专业课教材。书中所举的应用实例具有较好的应用价值，可供工程技术人员学习参考。