电气控制与PLC应用技术(第2版) 胡晓林 9787564095017 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡晓林 著

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出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787564095017

商品编码：29483454264

包装：平装

出版时间：2014-08-01

基本信息

书名：电气控制与PLC应用技术(第2版)

定价：45.00元

作者：胡晓林

出版社：北京理工大学出版社

出版日期：2014-08-01

ISBN：9787564095017

字数：

页码：

版次：2

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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　　《电气控制与PLC应用技术（第2版）》是为满足国家“十二五”规划对高等教育提出的发展要求，探索校企合作，产、学、研相结合，以项目为导向、任务为驱动的工学结合，教、学、做一体化的教学模式而编写的。是作者在长期教学中总结出的一门精品课程教案，在省级特色专业中应用了多年，取得了较好的教学成效，在满足学生对电气控制与PLC技术的知识和技能要求的同时，着力对学生的动手能力和应用能力提出新的教学方法。

目录

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部分 应知能力电气控制与可编程序控制器(PLC)技术基础 项目一 低压电器与PLC基本知识 任务一 常用低压电器的基本结构原理与选用 任务二 西门子S7-200系列PLC的结构原理与选用 任务三 S7-200系列PLC软、硬件的安装使用 任务四 S7-200系列PLC的系统维护 任务五 PLC电气控制系统的设计 项目二 三相异步电动机点动、长动、顺序、多点控制线路 任务一 继电器-接触器点动、长动控制线路 任务二 应用PLC实现点动、长动控制系统的设计 任务三 继电器-接触器顺序、多点控制线路 任务四 应用PLC实现电动机顺序、多点控制系统的设计 项目三 三相异步电动机正、反转控制线路 任务一 继电器-接触器正、反转控制线路 任务二 应用PLC实现电动机正、反转控制系统的设计 项目四 三相异步电动机降压启动控制线路 任务一 三相异步电动机Y-△降压启动的继电器-接触器控制线路 任务二 应用PLC实现电动机Y-△降压启动控制系统的设计 任务三 三相异步电动机定子串电阻降压启动的继电器-接触器控制线路 任务四 应用PLC实现电动机定子串电阻降压启动控制系统的设计 任务五 三相异步电动机自耦变压器降压启动的继电器-接触器控制线路 任务六 应用PLC实现电动机自耦变压器降压启动控制系统的设计 项目五 三相异步电动机制动与调速控制线路 任务一 三相异步电动机反接制动的继电器-接触器控制线路 任务二 应用PLC实现电动机反接制动控制系统的设计 任务三 三相异步电动机能耗制动的继电器-接触器控制线路 任务四 应用PLC实现电动机能耗制动控制系统的设计 任务五 三相异步电动机变频调速的继电器-接触器控制系统 任务六 应用PLC实现电动机变频调速控制系统的设计第二部分 应会能力机械设备电气控制系统 项目六 普通车床电气控制系统 任务一 CA6140型普通车床电气控制线路 任务二 CA6140型普通车床电气控制线路的PLC应用改造 项目七 铣床电气控制系统 任务一 X62W铣床电气控制线路 任务二 X62W铣床电气控制线路的PLC应用改造 项目八 桥式起重机电气控制系统 任务一 20/5t桥式起重机电气控制线路 任务二 20/5t桥式起重机电气控制线路的PLC应用改造第三部分 应用能力PLC控制系统的综合应用 项目九 西门子S7-200系列PLC在一般控制系统中的应用 任务一 三路抢答器PLC控制系统的设计 任务二 水塔水位自动控制系统的设计 任务三 十字路口交通灯PLC控制系统的设计 任务四 全自动洗衣机PLC控制系统的设计 项目十 西门子S7-200系列PLC在工业控制系统中的应用 任务一 液体混合装置PLC控制系统的设计 任务二 自动送料装卸系统的设计 任务三 自动成型机PLC控制系统的设计 任务四 步进电机PLC控制系统的设计附录A 电气图形符号一览表附录B S7-200系列PLC指令表及功能参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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工业自动化控制的基石：电气控制与可编程逻辑控制器（PLC）应用技术 探索电气世界，驾驭自动化脉搏 在日新月异的现代工业生产中，电气控制与可编程逻辑控制器（PLC）扮演着至关重要的角色。它们是实现生产过程自动化、提升效率、保障安全的关键技术。本书旨在为读者提供一个全面而深入的电气控制与PLC应用技术学习平台，从基础理论到实际应用，层层递进，帮助您掌握这项核心的工业自动化技能。 第一篇：电气控制系统基础 本篇将为您构建坚实的电气控制基础，让您理解工业自动化系统的“骨骼”与“神经”。 第一章：电气控制基础知识 电工基本概念 revisited：我们将从最基础的电荷、电流、电压、电阻等概念入手，回顾并加深您对电工基本定律（如欧姆定律、焦耳定律）的理解。这不仅是学习后续内容的前提，更是建立直观物理图像的关键。 交流电与直流电的特性：深入探讨交流电和直流电在工业应用中的差异、产生原理及各自的优缺点。您将了解正弦波的构成，频率、幅值、相位等关键参数的意义，以及如何通过变压器实现电压的升降。 电能的产生、输送与利用：简要介绍发电机的工作原理，电力系统的构成，以及电能在工业生产中如何被高效利用。我们将关注电能的损耗、功率因数等概念，为后续的节能控制打下基础。 电路基本元件：详细介绍在电气控制系统中常见的元件，如电阻、电容、电感等，以及它们在电路中的作用。您将学习如何分析这些元件组成的简单电路。 串联与并联电路分析：通过实例讲解串联和并联电路的特点、电流、电压和电阻的分配规律。这对于理解复杂控制电路的结构至关重要。 电磁感应现象与电磁继电器：深入剖析法拉第电磁感应定律，并在此基础上详细介绍电磁继电器的工作原理、结构、触点类型（常开、常闭）及其在控制电路中的应用。您将理解电磁继电器是如何实现电路的“开关”功能的。 接触器的工作原理与应用：介绍接触器的结构、工作特性，以及它在控制大功率电机、电热器等设备中的重要作用。您将学习接触器的选型原则和基本接线方法。 限位开关、行程开关与按钮：阐述各类开关（如按钮、选择开关、行程开关、限位开关）的工作原理、触点特性和在控制电路中的信号输入作用。理解它们如何将操作者的意图或设备的位置信息传递给控制系统。 传感器基础：引入传感器在工业自动化中的概念，介绍几种常见的传感器类型，如接近开关、光电开关、温度传感器、压力传感器等，以及它们如何将物理量转化为电信号。 信号的分类与传输：讨论模拟信号与数字信号的区别，以及它们在电气控制系统中的传输方式和处理方法。 第二章：常用电气控制线路设计 本章将引导您将基础理论付诸实践，掌握设计和绘制典型电气控制线路的能力。 基本控制逻辑：学习“与”、“或”、“非”等基本逻辑门在电气控制中的实现方式，理解如何通过组合不同的开关和继电器来构建复杂的逻辑功能。 正反转控制电路：详细讲解如何设计电机正反转控制电路，包括互锁逻辑的实现，以防止误操作造成的短路。您将学习到主电路和控制电路的组成。 Y-△降压启动控制电路：深入分析Y-△启动的工作原理，讲解为何它能降低启动电流，并绘制相应的控制电路图。您将理解不同接线方式对启动性能的影响。 自锁与互锁控制电路：学习如何利用继电器实现控制信号的自锁功能，以及通过互锁逻辑来确保两个或多个设备不能同时动作，从而保证系统安全运行。 延时控制电路：介绍时间继电器的类型（通电延时、断电延时），并讲解如何利用时间继电器设计各种延时控制电路，如延时启动、延时停止等。 行程开关与限位开关的应用：通过具体实例，展示行程开关和限位开关如何在机械运动中作为信号源，控制设备停止或改变运动方向。 液位控制电路：设计基于浮球开关或液位传感器的液位自动控制电路，实现水泵的启停和液位的维持。 电动机的过载保护与短路保护：讲解热继电器、熔断器等保护元件的选型和接线，确保电动机在异常情况下得到及时保护。 电气控制图的识读与绘制：学习国际通用的电气控制图符号，掌握读取和绘制各种电气控制图的方法，这是进行系统分析和故障排除的基础。 第三章：低压电器与配电 本章将聚焦于工业生产中电能的分配和安全使用。 低压断路器（空气开关）：介绍断路器的分类、结构、工作原理、脱扣特性（热脱扣、电磁脱扣）以及选型原则。 熔断器的类型与选配：讲解不同类型熔断器的特点，以及如何根据负载电流和保护要求进行合理选配。 隔离开关与负荷开关：阐述隔离开关和负荷开关的功能和应用场景，强调其在设备维护和检修时的安全隔离作用。 电动机保护器：介绍集过载、欠压、缺相、三相不平衡等多种保护功能于一体的电动机保护器。 电能计量仪表：简要介绍电度表、电流表、电压表等测量仪表的工作原理和安装使用。 低压配电盘与柜的结构与安全规范：了解配电盘和配电柜的基本构成，以及相关的安全安装和操作规范，确保配电系统的可靠运行。 接地保护与防雷：深入讲解电气设备接地的重要性，以及不同接地方式的原理和应用。介绍基本的防雷措施，保障人身和设备安全。 第二篇：可编程逻辑控制器（PLC）基础与应用 本篇将带您进入自动化控制的核心领域——PLC。您将学习如何使用这个强大的工具来设计、编程和实现复杂的自动化控制系统。 第四章：PLC概述与基本结构 工业自动化的发展历程与PLC的出现：回顾工业自动化从继电器控制到 DCS，再到 PLC 和更高级自动化系统的演变，理解 PLC 在其中的关键地位。 PLC的定义、特点与优势：明确 PLC 的概念，深入分析其在可靠性、灵活性、通用性、易维护性、紧凑性等方面的突出优势，以及与传统继电器控制的对比。 PLC的组成部分：详细介绍 PLC 的基本组成，包括中央处理器（CPU）、存储器（ROM、RAM）、输入/输出（I/O）接口模块、电源模块、通信模块等。 PLC的硬件结构：展示不同品牌和型号 PLC 的实际外观，分析其模块化结构，以及如何根据实际需求进行配置。 PLC的软件结构：讲解 PLC 的扫描周期（轮询）、程序执行过程、中断处理等基本运行原理。 PLC的输入/输出（I/O）原理：深入理解 PLC 如何接收来自传感器、开关等外部设备的输入信号，以及如何向执行器（如接触器、电磁阀）输出控制信号。介绍光耦隔离、继电器输出、晶体管输出等不同 I/O 方式。 第五章：PLC的编程语言与指令系统 本章将是您掌握 PLC 应用的关键，您将学习如何用编程语言与 PLC 沟通。 梯形图（LD）编程语言：作为最直观、最易于理解的 PLC 编程语言，我们将重点讲解梯形图的构成元素（触点、线圈）、基本指令（如线圈输出、常开/常闭触点）、以及如何模拟继电器控制电路。 指令表（IL）编程语言：介绍以助记符形式表示的指令表语言，其与汇编语言类似，具有执行效率高的特点。 梯形图指令的深入讲解： 基本逻辑指令：AND, OR, NOT, LD, LDI, OUT 等指令在梯形图中的实现。 定时器指令：TON (通电延时), TOF (断电延时), TP (脉冲定时器) 的功能、参数设置和应用。 计数器指令：CTU (加计数), CTD (减计数), CTUD (加减计数) 的功能、参数设置和应用。 比较指令：>=, <=, =, <, >, <> 等指令，用于实现条件判断。 数据传送指令：MOV, CMV 等指令，用于在不同存储区之间传递数据。 数学运算指令：ADD, SUB, MUL, DIV 等指令，用于进行基本的算术运算。 位操作指令：SET, RST, INV 等指令，用于对单个位进行操作。 跳转指令：JMP, CJ, LBL 等指令，用于实现程序的非顺序执行。 子程序调用指令：CALL, RET 等指令，用于模块化编程，提高程序的可读性和可维护性。 结构化文本（ST）编程语言：介绍一种更接近高级语言的编程方式，适用于复杂的算法和数据处理。 功能块图（FBD）编程语言：展示图形化编程方式，通过连接预定义的功能块来实现控制逻辑。 顺序功能图（SFC）编程语言：介绍用于描述顺序控制过程的图形化编程语言，适用于状态机类的控制。 PLC程序的开发环境与工具：讲解常用的 PLC 编程软件（如 Siemens TIA Portal, Rockwell RSLogix 5000, Mitsubishi GX Works 等）的操作界面和基本功能。 第六章：PLC的输入/输出模块与数据处理 数字量输入/输出模块：详细介绍数字量输入模块（DI）和数字量输出模块（DO）的类型、接线方式、隔离保护以及注意事项。 模拟量输入/输出模块：讲解模拟量输入模块（AI）和模拟量输出模块（AO）的工作原理，包括信号转换（ADC, DAC）、量程选择、以及在温度、压力、流量等连续量控制中的应用。 特殊功能模块：介绍如高速计数器模块、脉冲输出（PTO）模块、通信模块（如以太网、RS485）等，以及它们在特定应用中的作用。 PLC的数据类型与存储器组织：讲解位（Bit）、字节（Byte）、字（Word）、双字（Double Word）等数据类型，以及输入/输出映像区、内部继电器（M区）、定时器（T区）、计数器（C区）、数据寄存器（D区）等存储区的组织结构。 PLC程序的下载、上传与监控：指导读者如何将编写好的程序下载到 PLC 中，如何从 PLC 上传程序备份，以及如何在监控模式下观察程序运行状态、修改变量值进行调试。 第七章：PLC在典型工业控制系统中的应用 本章将通过大量实例，展示 PLC 在各个工业领域的实际应用，帮助您将所学知识融会贯通。 电机控制应用： 多台电机联动控制：实现多个电机的顺序启动、停止，或协同工作。 恒压供水系统：利用 PID 控制和变频器实现稳定可靠的水压控制。 风机、水泵的自动启停与调节：根据生产需求自动调整风量或流量。 生产线控制应用： 输送带控制：实现输送带的启停、速度调节、物料分拣等功能。 装配线控制：协调各工位之间的动作，实现产品的自动装配。 包装机控制：实现包装材料的送料、封口、切割等自动化动作。 流程控制应用： 温度控制系统：利用温度传感器和 PID 算法实现精确的温度调节。 压力控制系统：维持系统压力的稳定。 液位控制系统：实现储罐液位的自动监控和调节。 流量控制系统：精确控制介质的流量。 机床控制应用： 数控机床的辅助控制：实现刀具更换、工件夹持等自动化操作。 简单机床的自动化改造：利用 PLC 实现传统机床的半自动化或全自动化。 自动化立体仓库控制：协调堆垛机、输送线等设备的运行，实现货物的自动入库、出库和搬运。 PLC的通信应用： PLC 与人机界面（HMI）的通信：实现操作员与自动化系统的交互。 PLC 与上位计算机（SCADA）的通信：实现生产过程的监控、数据采集和管理。 PLC 之间（如 Profibus, Modbus TCP/IP）的通信：实现分布式控制和信息共享。 PLC 与变频器、伺服驱动器的通信：实现精确的速度和位置控制。 第八章：PLC系统的故障诊断与维护 PLC常见故障分析：对 PLC 在运行过程中可能出现的硬件故障（如 I/O 模块损坏、电源故障）和软件故障（如程序错误、死循环）进行分类和分析。 故障诊断的基本方法：学习如何利用 PLC 的状态指示灯、报警信息、监控软件等工具来定位故障。 程序调试技巧：掌握单步执行、断点设置、变量监视等调试方法，高效找出程序中的逻辑错误。 PLC的日常维护：介绍 PLC 系统的日常检查、清洁、参数备份等维护内容，延长设备使用寿命。 安全操作规程：强调在进行 PLC 系统维护时必须遵守的安全操作规程，如断电操作、隔离措施等。 第三篇：扩展应用与发展趋势 本篇将放眼未来，介绍 PLC 技术在更广泛领域内的应用，以及自动化控制的最新发展趋势。 第九章：运动控制与伺服系统 伺服电机与步进电机：介绍伺服电机和步进电机的工作原理、特点、以及在精确位置控制和速度控制中的应用。 PLC在运动控制中的应用：讲解如何利用 PLC 的脉冲输出（PTO）或专用运动控制模块，配合伺服驱动器实现点位控制、连续轨迹控制等。 典型运动控制应用案例：如机器人手臂的运动控制、精密贴片机的定位等。 第十章：工业以太网与现场总线技术 现场总线的概念与作用：理解现场总线在简化布线、提高通信效率、实现分布式控制方面的优势。 常见的工业以太网协议：介绍 Ethernet/IP, Profinet, Modbus TCP/IP 等主流工业以太网协议。 常见的现场总线协议：介绍 Profibus, CANopen, DeviceNet 等经典现场总线协议。 工业物联网（IIoT）与 PLC 的结合：展望 PLC 如何融入 IIoT 架构，实现设备互联、数据采集与分析。 第十一章：自动化技术的发展趋势 工业4.0与智能制造：探讨 PLC 在智能制造中的作用，如与大数据、人工智能、云计算的融合。 边缘计算在自动化控制中的应用：分析边缘计算如何提升 PLC 系统的实时响应能力和数据处理效率。 人机协作的未来：展望人与自动化系统更紧密的协作模式。 绿色节能与可持续发展：关注自动化技术如何助力工业节能减排。 总结 本书力求内容严谨、条理清晰、图文并茂，并辅以大量的工程实例，帮助读者由浅入深地掌握电气控制与 PLC 应用技术。无论您是工业自动化领域的初学者，还是希望提升专业技能的工程师，都能从中获益。掌握这项技术，您将能够更好地理解、设计、实施和维护现代工业生产的自动化系统，成为推动工业进步的关键力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量也值得称赞，这对于一本需要频繁翻阅和做笔记的技术书籍来说至关重要。纸张的质感很好，不是那种一摸就容易留下指纹的亮面纸，而是偏哑光，阅读起来非常舒服，长时间盯着看也不会觉得眼睛疲劳。图表的清晰度更是无可挑剔，无论是电路图中的细小导线连接，还是PLC程序中密集的逻辑块，都能看得一清二楚，即使用放大镜看，线条也保持了锐利度，没有出现模糊或重影的现象。这一点对于需要对照实物进行接线和编程的读者来说，是极大的加分项。另外，书本的装订也很结实，我经常把它平摊在工作台上，反复翻阅，也没有出现书页松动或者中缝开裂的情况。一本好的技术书籍，它的载体本身就应该承载起知识的重量。这本书在这一点上做得非常到位，它给人的感觉就是“扎实、可靠、耐用”，这正是我对一本优秀工具书的最高要求。它是一本可以陪我度过很长一段时间的得力助手。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都让我感到惊喜。我原本以为，作为一本“应用技术”类的书籍，它可能只会停留在基础操作层面，但没想到它对PLC编程逻辑的讲解如此透彻。作者似乎非常了解学习者在面对不同品牌PLC时的困惑，书中对不同编程语言（比如梯形图、指令表）的侧重点和应用场景做了详细的对比分析。我特别欣赏它在案例设计上的独到之处——那些案例都不是那种脱离实际的“样板题”，而是贴近工厂一线真实生产场景的问题。比如，讲述定时器和计数器应用的那一章节，作者就模拟了一个锅炉的自动加料控制系统，把延时和计数的功能无缝地整合在一起。这种实战化的教学方法，极大地提高了我的问题解决能力。读完这个部分，我再去看我工作中的那些老旧程序，总能发现可以优化的地方。这本书的价值不仅仅在于教你“怎么做”，更在于教你“为什么要这么做”，这种思维层面的提升，才是最宝贵的财富。它让我从一个只会照猫画虎的操作工，逐渐转变成一个能够理解和设计控制逻辑的工程师。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我刚拿到这本书时，我对它的期望值其实不高，因为市面上类似主题的书籍实在是太多了，很多都是翻来覆去讲那些老掉牙的内容。然而，这本书在“技术更新”和“前沿视野”上给了我一个大大的惊喜。在讲解变频器控制的那一章，作者不仅详细描述了基本的V/F控制，还花了相当大的篇幅介绍了现在非常流行的矢量控制和位置控制的概念，甚至触及到了总线通信的应用。这对于我们这些在传统行业工作，但又想跟上时代步伐的人来说，简直是雪中送炭。它的文字风格非常专业、严谨，但又不像某些学术著作那样晦涩难懂。作者在阐述复杂概念时，总能找到一个巧妙的平衡点，既保证了技术的准确性，又兼顾了读者的理解友好度。我甚至发现，书里的一些术语解释和行业标准引用，比我手头的一些旧资料还要新。它让我感觉自己手里拿的不是一本“教材”，而是一份与时俱进的“技术参考手册”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构设计简直是教科书级别的范本。我这个人学习东西有个毛病，就是很容易被细节缠住，然后就忘了整体的脉络。这本书的编排就像一个精心绘制的地图，从宏观的系统架构到微观的元件选型，再到最终的调试与维护，层次分明，逻辑清晰。每一章节的开头都会有一个“本章目标”和“知识回顾”，这让我能迅速进入状态，并回顾上一个知识点是否已经掌握扎实。最让我印象深刻的是，它在介绍完理论知识后，都会紧跟着一个“实践拓展”环节，比如关于如何选择合适的传感器，或者如何根据负载特性来匹配接触器容量。这些细节处理得极其到位，完全避免了“纸上谈兵”。我感觉作者对教学艺术有着深刻的理解，他知道我们在实际工作中会遇到哪些坑，并提前给我们设置好了“避雷针”。这本书不仅让我学会了技术，更教会了我如何系统地、科学地去学习一门复杂的技术领域，这是一种能力上的迁移，意义非凡。

评分☆☆☆☆☆

哇，这本书真是太让我眼前一亮了！我之前一直对那个复杂的电路图有点头疼，总觉得那些抽象的符号离我有点远。可这本书，简直就是把枯燥的技术知识活生生地搬到了我面前。它不是那种冷冰冰的教科书，更像是请了一位经验丰富的老工程师坐在你旁边，手把手地教你。从最基础的继电器控制讲起，那种循序渐进的感觉让人特别安心。特别是关于三相异步电动机正反转控制那一部分，作者用了好多生动的比喻，把原本复杂的电气逻辑讲得清清楚楚。我记得有一次我自己在调试一个小型流水线控制系统时卡住了，就是靠着书里那个“故障排查流程图”才茅塞顿开的。那种感觉，就好像你找到了迷宫的出口，豁然开朗！而且，书中配的图例和实物接线图都非常清晰，即便是初学者，对照着书本动手操作，也不会感到力不从心。这本书对于想从理论走向实践的朋友来说，绝对是本不可多得的“武功秘籍”。它真正做到了理论与实践的完美结合，让我对电气控制这门技术产生了浓厚的兴趣，甚至开始主动去研究更深层次的课题了。