机床电气与PLC应用技术

第1篇 机床电气控制

第1章 低压电器

1.1 概述

1.1.1 低压电器分类

1.1.2 低压电器发展方向

1.1.3 电磁式低压电器基础知识

1.2 手控电器

1.2.1 刀开关

1.2.2 转换开关

1.3 接触器

1.3.1 交流接触器

1.3.2 直流接触器

1.3.3 交流接触器型号含义、文字符号及主要技术指标

1.3.4 接触器的选用

1.4 熔断器

1.4.1 熔断器的结构和工作原理

1.4.2 熔断器的分类

1.4.3 熔断器的选择

1.5 继电器

1.5.1 电磁式继电器

1.5.2 热继电器

1.5.3 时间继电器

1.6 主令电器

1.6.1 按钮

1.6.2 行程开关

1.6.3 万能转换开关

1.7 低压断路器

1.7.1 低压断路器的结构

1.7.2 低压断路器的工作原理

1.7.3 低压断路器的类型、主要技术参数和选用

1.7.4 漏电保护断路器

1.8 习题

第2章 电动机基本控制线路

2.1 电气控制系统图常用符号和绘制规则

2.1.1 电气图的图形符号、文字符号

2.1.2 电气控制系统图分类

2.1.3 电气图的一般特点

2.1.4 电气原理图绘制规则

2.2 三相异步电动机启动控制线路

2.2.1 单向直接启动控制

2.2.2 电动机正反转控制线路

2.2.3 电动机降压启动控制

2.2.4 三相绕线电动机降压启动控制线路

2.2.5 三相异步电动机软启动控制线路

2.3 三相异步电动机制动控制线路

2.3.1 机械制动

2.3.2 电气制动

2.4 三相异步电动机调速控制线路

2.4.1 变极调速控制线路

2.4.2 变频调速控制线路

2.5 三相异步电动机其他典型控制环节

2.5.1 按顺序工作时的控制线路

2.5.2 电液控制

2.5.3 电气控制保护环节

2.6 习题

第3章 典型生产机械的电气控制

3.1 电气图的读图方法和设计方法

3.1.1 机床电气线路的一般分析方法

3.1.2 继电-接触器控制系统设计的基本内容

3.1.3 继电-接触器控制系统设计

3.2 普通车床的电气控制

3.2.1 CA6140型普通车床主要结构及运动形式

3.2.2 CA6140型普通车床电气控制线路分析

3.2.3 常见电气故障分析

3.3 钻床电气控制线路

3.3.1 Z3040型摇臂钻床主要结构及运动形式

3.3.2 Z3040型摇臂钻床电气控制线路分析

3.3.3 常见故障及处理

3.4 铣床电气控制线路

3.4.1 X62W型卧式万能铣床主要结构和运动形式

3.4.2 X62W型卧式万能铣床电气控制线路分析

3.5 数控机床电气控制线路

3.5.1 TKl640数控车床的主要结构

3.5.2 TKl640数控车床的运动及控制要求

3.5.3 TKl640数控车床的电气控制线路分析

3.6 习题

第2篇 可编程控制器

第4章 PLC基础知识

4.1 PLC概述

4.1.1 PLC概念

4.1.2 PLC特点

4.1.3 PLC主要功能

4.1.4 PLC的发展趋势

4.2 PLC系统组成与结构

4.2.1 PLC硬件结构组成

4.2.2 PLC的软件系统

4.3 PLC的工作原理

4.3.1 PLC的3个工作阶段

4.3.2 PLC对输入／输出的处理原则

4.4 PLC的技术指标及与微机、继电一接触器装置的比较

4.4.1 PLC的技术指标

4.4.2 PLC与PC及继电一接触器控制系统相比较

4.5 习题

第5章 CPM2A系列PLC

5.1 CPM2A系列PLC概述

5.1.1 CPM2A系列PLC型号简介

5.1.2 CPM2A系列PLC技术指标

5.1.3 CPM2A系列PLC内部资源分配

5.2 CPM2A系列PLC基本指令

5.2.1 指令分类及格式

5.2.2 不带编号的基本指令及编程

5.2.3 带编号的基本指令及编程

5.3 定时器和计数器指令及应用

5.3.1 定时器指令TIM与TIMH（15）

5.3.2 计数器指令CNq、与CNTR（12）

5.3.3 定时器、计数器的扩展

5.3.4 工程应用实例

5.4 顺序控制和暂存指令

5.4.1 指令介绍

5.4.2 工程应用实例

5.5 习题

第6章 PLC程序设计

6.1 梯形图的编程规则与步骤

6.1.1 PLC梯形图编程规则

6.1.2 PLC编程步骤

6.2 PLC程序的经验设计法

6.2.1 电动机控制类程序

6.2.2 时间控制类程序

6.3 电气改造方法——移植法

6.3.1 移植法的步骤

6.3.2 举例

6.4 顺序控制法

6.4.1 顺序功能图

6.4.2 顺序功能图法的设计步骤

6.4.3 顺序动能图转化梯形图

6.4.4 举例

6.5 逻辑设计法

6.6 习题

第7章 功能指令

7.1 数据传送比较类指令

7.1.1 数据传送类指令

7.1.2 数据比较类指令

7.2 数据移位、转换类指令

7.2.1 数据移位类指令

7.2.2 数据转换类指令

7.3 数据运算类指令

7.3.1 十进制运算指令

7.3.2 二进制运算指令

7.3.3 逻辑运算指令

7.4 子程序调用、中断类指令

7.4.1 子程序调用类程序

7.4.2 中断类指令

7.5 高速计数器应用指令

7.5.1 概述

7.5.2 高速计数器的控制指令

7.6 其他功能指令

7.7 习题

第8章 PLC系统设计

8.1 控制系统设计理论基础、方法

8.1.1 PLC控制系统设计的一般条件与基本原则

8.1.2 PLC控制系统设计的主要内容与步骤

8.1.3 PLC控制系统的硬件设计与选型

8.1.4 PLC控制系统的程序设计

8.2 应用举例1：水塔水位的PLC控制系统

8.3 应用举例2：PLC在z3040摇臂钻床控制中的应用

8.4 应用举例3：运料小车的控制

8.5 应用举例4：PLC在机械手控制中的应用

8.6 应用举例5：PLC在注塑机控制中的应用

8.7 习题

第9章 PLC工程应用问题

9.1 提高PLC控制系统可靠性的措施

9.2 PLC端口的扩展与保护

9.2.1 输入端口的扩展

9.2.2 输出端口的扩展

9.2.3 输入／输出端口的保护

9.3 PLC系统的抗干扰措施

9.3.1 PLC对某些输入信号的处理

9.3.2 抑制电源系统引入的干扰

9.4 PLC的测试及维护

9.5 PLc的特殊功能模块使用

9.6 PLC的网络简介

9.6.1 通信及PLC通信要素

9.6.2 PLC通信的主要方式简介

9.6.3 OMRON公司PLC网络及CPM2A通信

9.7习题

第10章 PLC实验技术

10.1 CX-Programmer软件的使用

10.2 基本逻辑指令实验

10.3 定时器和计数器指令练习

10.4 电动机控制类程序

10.5 步进指令练习

10.6 数据处理类指令练习

10.7 全自动洗衣机控制程序的综合设计

附录一 常用电气图的符号

附录二 CPM2A系列PLC主要规格指标

附录三 CPM2A系列PLc的特殊继电器区详表

附录四 OMRON小型机指令简表

参考文献

《机床电气与PLC应用技术》第1篇介绍传统机床电气控制技术内容，涉及常用低压电器结构、工作原理、电气符号；组成控制系统的典型环节，如启一停控制线路、降压启动线路、调速控制线路、制动控制线路等；介绍了典型的车床、钻床、铣床和数控机床的电气控制线路分析。第2篇介绍PLC的组成、性能指标、工作原理等基础知识；以CPM2A系列 PLC为例介绍其内部资源、指令系统及应用编程；介绍了经验设计法、移植法、顺序功能图法及逻辑设计法的程序设计方法及举例；介绍了PLC的功能指令及实例；介绍了PLC应用于工程实践的基础理论及5个应用实例；还介绍了PLC的工程应用问题及PLC的实验技术。
《机床电气与PLC应用技术》可作为普通高等院校机电一体化、电气自动化、数控技术、楼宇自动化等专业的教材，也可作为相关工程技术人员的学习参考用书。

《机床电气与PLC应用技术》编写过程中由浅入深，以介绍常用低压电器、基本控制环节及典型机床线路分析为基础内容，使读者掌握传统继电一接触器线路分析思维。然后以OMRON公司的CPM2A系列PLC为代表，介绍其在工业控制中应用的基础知识、基本技术，更以大量涉及机械行业的实例为代表介绍其实用技术，充分体现PLC应用于机械控制领域的巨大作用。让读者在对具体工程控制问题的探索中逐步掌握PLC的应用。本书由刘耀元组织编写，共分10章。