机床电气控制与PLC技术

项目1常用低压电器基础1

1?1安全用电1

1?1?1电压等级与安全电压1

1?1?2触电与预防2

1?1?3几种触电类型2

1?1?4触电急救及触电预防3

1?2低压电器的分类与灭弧方法4

1?2?1低压电器的分类4

1?2?2电弧与灭弧方法4

1?3刀开关5

1?4低压断路器6

1?4?1低压断路器的结构及工作原理6

1?4?2低压断路器的主要参数及电气符号7

1?4?3低压断路器的选用7

1?5熔断器7

1?5?1熔断器的结构及工作原理7

1?5?2熔断器的主要参数及电气符号8

1?5?3熔断器的选用9

1?6接触器9

1?6?1接触器的结构及工作原理9

1?6?2接触器的主要参数及电气符号11

1?6?3接触器的选用12

1?7继电器12

1?7?1电流继电器13

1?7?2电压继电器13

1?7?3中间继电器13

1?7?4时间继电器14

1?7?5热继电器15

1?7?6速度继电器16

1?8主令电器17

1?8?1按钮17

1?8?2行程开关18

1?8?3接近开关19

1?8?4万能转换开关19

1?9技能训练：常用低压电器的选择与使用20

1?9?1常用低压电器的认识及测试20

1?9?2常用低压电器的拆装21

1?9?3电器材料与电器元件的认识和选型22

思考与练习123

项目2继电―接触器控制电路25

2?1电气图中的图形符号和文字符号25

2?1?1图形符号25

2?1?2文字符号26

2?1?3线路和三相电气设备各接点的标记26

2?2电气控制系统图27

2?2?1电气原理图27

2?2?2电器元件布置图28

2?2?3电气接线图28

2?2?4看电气原理图的方法29

2?3三相异步电动机的基本控制电路30

2?3?1自锁与互锁控制 30

2?3?2点动与连续运转控制32

2?3?3多地点控制与多条件控制33

2?3?4顺序控制33

2?3?5自动往复循环控制35

2?4三相异步电动机的启动控制电路36

2?4?1笼型电动机的启动36

2?4?2绕线型电动机的启动39

2?5三相异步电动机的运行控制电路42

2?5?1变极调速原理42

2?5?2双速电动机变速控制43

2?6三相异步电动机的制动控制电路44

2?6?1反接制动控制44

2?6?2能耗制动控制45

2?7技能训练：基本电气控制线路的安装与调试46

2?7?1三相异步电动机启动控制线路的安装与调试46

2?7?2三相异步电动机自动往复循环控制线路的设计47

思考与练习248

项目3典型机械设备的电气控制线路50

3?1C650型车床电气控制线路50

3?1?1C650型车床电气线路概述51

3?1?2C650型车床控制电路分析51

3?2XA6132型万能铣床电气控制线路53

3?2?1XA6132型万能铣床电气线路概述54

3?2?2XA6132型万能铣床控制电路分析54

3?3Z3040型摇臂钻床电气控制线路58

3?3?1Z3040型摇臂钻床电气线路概述58

3?3?2Z3040型摇臂钻床控制电路分析60

3?4T68型卧式镗床电气控制线路60

3?4?1T68型卧式镗床电气线路概述61

3?4?2T68型卧式镗床控制电路分析62

3?5技能训练：典型机械设备电气线路的安装与故障排除64

3?5?1XA6132型万能铣床电气控制线路的检修64

3?5?2机械设备的电气测绘64

思考与练习366

项目4可编程控制器基础67

4?1PLC的特点和应用67

4?1?1PLC的特点68

4?1?2PLC的性能指标69

4?1?3PLC的应用69

4?2PLC的结构及工作原理70

4?2?1PLC的结构70

4?2?2PLC的工作原理72

4?3S7―200系列PLC的内部元器件及主要技术指标72

4?3?1S7―200系列PLC的内部元器件72

4?3?2S7―200系列PLC的主要技术指标81

4?4技能训练：可编程控制器的认识82

4?4?1S7系列PLC的比对认知82

4?4?2S7―200系列PLC的认知83

思考与练习483

项目5PLC的编程与通信84

5?1STEP 7编程软件概述84

5?1?1STEP 7?Micro/WIN的安装84

5?1?2STEP 7 Micro/WIN主界面85

5?1?3定制STEP 7?Micro/WIN86

5?1?4使用帮助87

5?2硬件连接及参数设置88

5?3STEP 7?Micro/WIN主要编程功能89

5?3?1编程元素及项目组件89

5?3?2编写梯形图程序91

5?3?3数据块编辑95

5?3?4符号表操作96

5?4通信设置97

5?4?1配置通信网络97

5?4?2下载99

5?4?3上载100

5?5调试与监控100

5?5?1选择工作模式100

5?5?2程序状态显示100

5?5?3状态表显示101

5?5?4执行有限次扫描103

5?5?5查看交叉引用103

5?6管理项目104

5?6?1打印104

5?6?2复制项目104

5?6?3引入文件105

5?6?4引出文件105

5?7技能训练：PLC编程软件的使用及程序运行与监控105

5?7?1梯形图程序的编辑、下载及监控运行105

5?7?2PLC输入/输出控制认知与程序监控运行106

思考与练习5108

项目6S7―200系列PLC的基本指令109

6?1PLC的编程语言109

6?1?1梯形图（LD）110

6?1?2功能块图（FBD）111

6?1?3顺序功能图（SFC）111

6?1?4指令表（IL）112

6?1?5结构化文本（ST）112

6?2S7―200系列PLC的基本指令113

6?2?1位逻辑指令113

6?2?2逻辑堆栈操作指令119

6?2?3定时器指令120

6?2?4计数器指令123

6?2?5比较指令126

6?3PLC基本实用程序127

6?3?1简单的闪烁程序127

6?3?2脉冲输出程序127

6?3?3二分频程序128

6?3?4长延时程序128

6?3?5延时接通/断开程序129

6?4技能训练：S7―200系列PLC基本指令应用129

6?4?1逻辑电路训练129

6?4?2信号灯PLC控制训练130

思考与练习6132

项目7S7―200系列PLC的功能指令134

7?1逻辑运算指令134

7?1?1取反指令134

7?1?2与、或和异或指令135

7?2传送指令等相关指令136

7?2?1传送指令136

7?2?2块传送指令137

7?2?3字节立即传送指令137

7?2?4字节交换指令138

7?3移位指令138

7?3?1右移和左移指令138

7?3?2循环右移和循环左移指令138

7?4转换指令140

7?4?1标准转换指令140

7?4?2ASCII码转换指令142

7?4?3字符串转换指令143

7?4?4编码和译码指令144

7?5数学运算指令145

7?5?1加、减指令145

7?5?2乘法指令145

7?5?3除法指令146

7?5?4正弦、余弦和正切指令147

7?5?5自然对数和自然指数指令148

7?5?6平方根指令148

7?5?7递增和递减指令148

7?6程序控制指令149

7?6?1结束指令149

7?6?2停止指令149

7?6?3看门狗复位指令WDR149

7?6?4跳转及标号指令150

7?6?5循环指令151

7?6?6子程序指令152

7?7表功能指令153

7?7?1填表指令153

7?7?2先进先出和后进先出指令154

7?7?3查表指令155

7?7?4字填充指令156

7?8基本功能指令应用举例156

7?9技能训练：S7―200系列PLC功能指令应用158

7?9?1常见功能指令应用训练158

7?9?2三相异步电动机正反转PLC控制训练160

思考与练习7163

项目8常用的PLC程序设计方法及应用164

8?1PLC程序设计步骤164

8?2经验设计法及其应用167

8?2?1经验设计法简介167

8?2?2经验设计法应用举例167

8?3顺序控制设计法及其应用172

8?3?1顺序控制设计法简介172

8?3?2顺序控制设计法应用举例183

8?4时序图设计法及其应用191

8?4?1时序图设计法简介191

8?4?2时序图设计法应用举例191

8?5技能训练：常用PLC程序设计方法的应用训练194

8?5?1PLC控制机械手系统程序194

8?5?2用PLC控制电动机Y/△降

压启动196

思考与练习8198

项目9S7―300系列PLC基础199

9?1S7―300系列PLC简介199

9?1?1S7―300系列PLC的系统结构199

9?1?2S7―300系列PLC的CPU模块200

9?1?3S7―300系列PLC的模拟量输入模块200

9?2S7―300系列PLC程序设计应用举例201

9?3技能训练：常用PLC程序设计方法的应用训练207

9?3?1基于S7―300系列PLC的往返运料小车控制程序设计207

9?3?2基于S7―300系列PLC的鼓风机控制程序设计207

思考与练习9208

附录210

附录A维修电工中、高级试题及参考答案（机床电气控制与PLC部分）210

中级应知部分210

中级应会部分224

高级应知部分227

高级应会部分232

参考答案236

附录B常用电器元件文字符号、图形符号及外观图237

附录CS7―200系列PLC操作数寻址范围239

附录DS7―200系列PLC特殊标志存储器SM240

参考文献242

《全国高等职业教育机电类专业规划教材·西门子系列：机床电气控制与PLC技术》培养学生安全用电，电器元件，识图与绘图，典型机床控制线路，机床PLC控制、调试与维护等专业知识和相关技能，比照维修电工国家职业标准，将教材内容分为“应知”和“应会”两大学习阶段。《全国高等职业教育机电类专业规划教材·西门子系列：机床电气控制与PLC技术》选用了最为常见的C650型车床、XA6132型万能铣床、Z3040型摇臂钻床和T68型卧式镗床等典型机床的控制线路，以及在机床领域市场占有率最高、也是最常见的S7-200/300作为PLC应用产品。