电气控制与PLC应用

第一部分电气控制

项目一电动机正反转控制2

一、项目简述2

二、电气控制器件相关知识3

(一)按钮、刀开关3

(二)接触器6

(三)中间继电器9

(四)热继电器10

(五)熔断器11

三、基本控制相关知识14

(一)电气图识图及制图标准14

(二)三相异步电动机单相启停控制18

(三)三相异步电动机正反转控制线路21

四、应用举例23

(一)三相异步电动机带按钮互锁的正反转控制的安装调试试车23

(二)CA6140型普通车床电气控制26

项目小结28

习题及思考题29

项目二Z3050型摇臂钻床电气控制30

一、项目简述30

(一)Z3050型摇臂钻床的主要构造和运动情况31

(二)摇臂钻床的电力拖动特点及控制要求31

(三)项目要求31

二、电气控制器件相关知识32

(一)行程开关32

(二)低压断路器34

(三)时间继电器36

(四)电流继电器38

(五)电压继电器39

三、基本控制相关知识40

(一)工作台自动往返控制40

(二)绕线转子异步电动机转子串电阻启动控制41

(三)绕线转子异步电动机转子串频敏变阻器启动控制44

四、应用举例44

(一)电动机自动往返两边延时的控制线路44

(二)时间原则控制的两台电动机启停控制线路45

(三)电流继电器动作值整定及返回系数测量46

(四)Z3050型钻床电气控制线路分析及故障排除47

项目小结51

习题及思考题51

项目三卧式镗床电气控制52

一、项目简述52

(一)T68型卧式镗床的主要结构和运动形式52

(二)卧式镗床的电力拖动形式和控制要求53

二、电气控制相关知识54

(一)速度继电器54

(二)双速异步电动机54

三、基本控制相关知识55

(一)三相异步电动机降压启动控制电路55

(二)双速电动机调速控制58

(三)三相异步电动机制动控制电路60

四、应用举例63

(一)三相异步电动机正反转-△降压启动控制63

(二)双速异步电动机低速启动高速运行电气控制线路65

(三)三相异步电动机可逆反接制动控制线路66

(四)三相异步电动机正反向能耗制动控制67

(五)T68型卧式镗床电气控制线路分析67

项目小结72

习题及思考题72

项目四铣床电气控制74

一、项目简述74

(一)X62W万能铣床的主要结构和运动形式74

(二)铣床的电力拖动形式和控制要求75

二、电气控制器件相关知识76

(一)转换开关76

(二)电磁离合器79

三、基本控制相关知识80

(一)顺序控制80

(二)多地控制81

四、应用举例81

(一)从两地实现一台电动机的连续点动控制81

(二)设计一个控制线路81

(三)X62W型万能铣床电气控制线路分析及故障排除82

项目小结89

习题及思考题89

第二部分PLC应用

项目五工作台自动往返PLC控制系统92

一、项目简述92

二、相关知识93

(一)PLC基础知识93

(二)PLC的基本结构、编程语言、工作原理96

(三)S7-200系列PLC的内部元器件100

(四)S7-200系列PLC主要技术指标105

(五)S7-200系列PLC常用基本逻辑指令106

(六)系统设计过程及梯形图设计规则112

(七)S7-200系列PLC的STEP-Micro/WIN编程软件114

三、应用举例123

(一)异步电动机正反转PLC控制123

(二)工作台自动往返PLC控制系统124

(三)三相异步电动机的Y-△降压启动控制系统125

(四)自动门PLC控制系统127

(五)送料小车3点往返运行PLC控制系统128

项目小结130

习题及思考题130

项目六昼夜报时器PLC控制系统132

一、项目简述132

二、相关知识134

三、应用举例135

(一)昼夜报时器PLC控制系统135

(二)抢答器PLC控制系统135

(三)两台电动机顺序启停PLC控制系统137

(四)十字路口交通灯PLC控制系统138

项目小结141

习题及思考题142

项目七全自动洗衣机PLC控制系统143

一、项目导入143

二、相关知识144

(一)顺序控制功能图概述144

(二)顺序控制指令145

(三)顺序控制功能图的三要素145

(四)顺序控制功能图的编程方法146

三、应用举例150

(一)顺序控制功能图在全自动洗衣机控制中的应用150

(二)顺序控制功能图在自动送料装车系统中的应用150

(三)顺序控制功能图在大、小球分类选择传送装置中的应用154

(四)顺序控制功能图在十字路口交通灯控制中的应用156

(五)顺序控制功能图在液体混合中的应用158

项目小结159

习题及思考题160

项目八广告牌循环彩灯PLC控制系统162

一、项目导入162

二、相关知识162

(一)功能指令概述162

(二)功能指令的形式163

(三)S7-200CPU控制程序的构成163

(四)S7-200的程序控制指令169

(五)数据处理指令171

(六)高速计数器与高速脉冲输出指令174

(七)PID回路控制指令180

三、应用举例183

(一)广告牌循环彩灯的PLC控制183

(二)运料小车多种工作方式的控制183

(三)三相异步电动机Y-D降压启动控制186

(四)包装生产线产品累计和包装的PLC控制187

项目小结188

习题及思考题189

项目九综合控制系统190

一、相关知识190

(一)PLC系统可靠性设计190

(二)PLC的常见故障和排除方法192

二、应用举例194

(一)西门子S7-200系列PLC对卧式镗床的改造194

(二)西门子S7-200系列PLC对X62W型万能铣床的改造198

(三)PLC在EAPS100柔性生产加工系统中的综合应用199

项目小结210

习题及思考题210

参考文献211

　　本书是根据学生毕业所从事职业的实际需要，确定学生应具备的知识能力结构，将理论知识和应用技能整合在一起，而形成的以就业为导向的项目式教材。全书共分两大部分：电气控制和PLC应用。本书内容紧密联系专业工程实际，理论力求简明扼要，难易适中，加强实践内容，突出针对性、实用性和先进性。可作为高等职业技术学院、高等专科学校、职工大学的数控技术与应用、机电一体化、应用电子类专业相关课程的教材，也可供工程技术人员参考使用。　　本书是项目式教学的特色教材，每个项目都以实际工程案例引入，由浅入深地讲述相关理论知识和实际应用案例。全书共分两大部分。第一部分为电气控制，该部分以4个实际应用案例，系统地讲述了常用低压电器的结构、原理、符号、型号及其选择，典型电气控制线路的组成、原理及安装调试，最后对每个典型项目都进行了原理分析，并就常见故障的排除方法进行了讲解。第二部分是PLC应用，该部分以国内广泛使用的德国西门子S7-200系列PLC为对象，通过4个最典型PLC的应用案例，详细地介绍了S7-200PLC的结构组成、工作原理、内部元器件，同时还讲解了编程软件STEP7-Micro/WIN的使用、基本逻辑指令、顺序控制指令以及常用功能指令的使用，并通过应用案例讲述了PLC程序设计的方法和技能，最后通过S7-200PLC对T68型卧式镗床和X62W型铣床的改造和PLC在EAPS100柔性生产加工系统上料单元中的硬件和软件设计两个应用案例，介绍了PLC综合控制系统。　　本书可作为高等职业技术学院、高等专科学校、职工大学的数控技术与应用、机电一体化、应用电子类专业相关课程的教材，也可供工程技术人员参考使用。