机床电气控制技术

目　录

第1章　机床常用低压电器　1

1.1　电器的基本知识　1

1.1.1　电器的定义和分类　1

1.1.2　电磁式低压电器的基本结构和工作原理　2

1.2　主令电器　4

1.2.1　按钮开关　4

1.2.2　行程开关　5

1.2.3　接近开关　7

1.2.4　光电开关　7

1.2.5　转换开关　8

1.3　配电电器　10

1.3.1　刀开关　10

1.3.2　低压断路器　11

1.4　执行电器　12

1.4.1　接触器　12

1.4.2　电磁阀　14

1.4.3　制动电磁铁　15

1.5　控制电器　16

1.5.1　电磁式继电器　17

1.5.2　中间继电器　18

1.5.3　时间继电器　18

1.5.4　速度继电器　21

1.5.5　压力继电器　22

1.6　保护电器　23

1.6.1　熔断器　23

1.6.2　电流继电器　24

1.6.3　电压继电器　25

1.6.4　热继电器　25

1.7　信号电器　27

思考题与练习题　28

第2章　电气控制线路基础　29

2.1　电气控制电路图的电气符号及绘制原则　29

2.1.1　电气符号　29

2.1.2　电气图　33

2.1.3　电气识图方法与步骤　35

2.2　电气控制的基本控制线路　37

2.2.1　电动机的启动和自锁控制线路　37

2.2.2　联锁控制和顺序控制线路　37

2.2.3　多地点控制线路　39

2.2.4　自动循环控制线路　39

2.3　三相鼠笼型异步电动机的启动控制线路　40

2.3.1　直接启动控制线路　40

2.3.2　降压启动控制线路　41

2.4　三相鼠笼型异步电动机制动控制线路　43

2.5　三相鼠笼型异步电动机速度控制线路　45

2.5.1　三相鼠笼型异步电动机的变极调速　45

2.5.2　三相鼠笼型异步电动机的变压调速　46

2.5.3　三相鼠笼型异步电动机电磁转差离合器调速　47

2.5.4　三相鼠笼型异步电动机的变频调速　48

2.6　常用电动机控制的保护环节　49

2.7　电气控制线路的简单设计方法　50

2.7.1　经验设计法　51

2.7.2　逻辑设计法　52

思考题与练习题　54

第3章　常用机床的电气控制线路　55

3.1　车床的电气控制线路　55

3.1.1　CA6140型卧式车床的型号含义、基本结构和运动方式　55

3.1.2　CA6140型卧式车床的电气控制要求　57

3.1.3　CA6140型卧式车床的电气控制线路分析　57

3.2　钻床的电气控制线路　60

3.2.1　Z3050型摇臂钻床的型号含义、基本结构和运动方式　61

3.2.2　Z3050型摇臂钻床的电气控制要求　　62

3.2.3　Z3050型摇臂钻床的电气控制线路分析　62

3.3　铣床的电气控制线路　68

3.3.1　X6132型万能卧式升降台铣床的型号含义、基本结构和运动方式　69

3.3.2　X6132型万能卧式升降台铣床的电气控制要求　70

3.3.3　X6132型万能卧式升降台铣床的电气控制线路分析　70

思考题与练习题　77

第4章　S7-200 PLC基础知识　78

4.1　PLC概述　78

4.1.1　PLC的历史演变　78

4.1.2　PLC的定义　79

4.1.3　PLC的应用领域　80

4.1.4　PLC的主要特点　80

4.1.5　PLC与继电器控制的区别　81

4.1.6　PLC的分类　82

4.1.6　PLC的基本结构　83

4.1.7　PLC的工作原理　85

4.2　硬件系统　86

4.2.1　主机单元介绍　87

4.2.2　扩展模块介绍　89

4.3　S7-200系统配置　91

4.3.1　基本配置　92

4.3.2　扩展I/O模块配置原则　92

4.3.3　扩展I/O模块配置举例　93

4.4　PLC编程语言　94

思考题与练习题　78

第5章　S7-200 PLC的指令系统及网络　97

5.1　S7-200的基本指令　97

5.1.1 位逻辑指令　97

5.1.2　定时器　100

5.1.3　计数器　101

5.2　S7-200的功能指令　102

5.2.1　数据传送指令　103

5.2.2　数字运算指令　105

5.2.3　移位和循环指令　110

5.2.4　比较指令　114

5.2.5　转换指令　115

5.2.6　逻辑运算指令　121

5.2.7　表操作指令　123

5.2.8　程序控制指令　126

5.2.9　特殊功能指令　131

5.3　S7-200 PLC编程实例　137

5.3.1　液体混合模拟控制　137

5.3.2　交流电机Y/△型启动控制　141

5.3.3　交通灯模拟控制　144

5.4　S7-200 PLC网络通信技术　149

5.4.1　网络协议　150

5.4.2　组网实例　151

思考题与练习题　154

第6章　S7-200开发软件　155

6.1　编程软件的初步使用　155

6.1.1　PLC I/O地址分配　155

6.1.2　使用STEP 7-Micro/WIN创建工程　156

6.1.3　程序下载与调试　158

6.2　编程软件功能　161

6.3　编程软件的使用　163

6.4　程序调试及运行监控　165

思考题与练习题　166

第7章　常用机床的PLC控制　167

7.1　车床的PLC控制　167

7.1.1　方案设计　168

7.1.2　根据方案设计的要求，进行PLC的I/O端口分配　168

7.1.3　电路控制原理　168

7.1.4　编写控制程序　171

7.2　钻床的PLC控制　175

7.2.1　方案设计　175

7.2.2　根据方案设计的要求，进行PLC的I/O端口分配　176

7.2.3　电路控制原理　176

7.2.4　编写控制程序　178

7.3　铣床的PLC控制　181

7.3.1　方案设计　181

7.3.2　根据方案设计的要求，进行PLC的I/O端口分配　182

7.3.3　电路控制原理　182

7.3.4　编写控制程序　185

思考题与练习题　188

附录A　低压电器产品型号编制方法摘自JBT 2930-2007　189

A.1　通用型号组成　189

A.1.1　通用型号组成型式　189

A.1.2　通用型号组成部分的确定　189

A.2　企业产品型号组成　196

A.2.1　企业产品型号组成形式(推荐)　196

A.2.2　企业产品型号组成部分的确定　196

附录B　S7-200存储器范围及特性　198

附录C　S7-200CPU操作数范围　200

附录D　S7-200CPU指令集　202

A：布尔指令集　202

B：传送，移位，循环和填充指令　204

C：逻辑指令　205

D：表，查找和转换指令　206

E：中断指令　208

F：通信指令　208

G：高速计数器指令　209

H：定时器和计数器指令　209

I：实时时钟指令　209

J：数学运算指令　210

K：程序控制指令　211

参考文献　212

针对性强内容较全面实用性强本书系统地介绍了机床电气控制技术所涉及的三大部分内容：低压电器及基本控制线路基础、可编程序控制器基础、机床电气控制系统。另外，本书还附有附录。全书共分7章，主要内容有：机床常用低压电器、电气控制线路基础、常用机床的电气控制线路、S7-200 PLC基础知识、S7-200 PLC的指令系统及网络、S7-200开发软件、常用机床的PLC控制。　　本书为高等院校机械专业“机床电气控制技术”课程的教材，可作为授课时数为60学时左右的各类学校非工业电气自动化专业的教学用书，还可作为电气、机械工程技术人员及有关专业师生的参考用书。