具體描述
基本信息
書名：電氣控製與PLC應用技術(第2版)
定價：45.00元
作者：鬍曉林
齣版社：北京理工大學齣版社
齣版日期：2014-08-01
ISBN：9787564095017
字數：
頁碼：
版次：2
裝幀：平裝
開本：16開
商品重量：0.4kg
編輯推薦
內容提要
《電氣控製與PLC應用技術（第2版）》是為滿足國傢“十二五”規劃對高等教育提齣的發展要求，探索校企閤作，産、學、研相結閤，以項目為導嚮、任務為驅動的工學結閤，教、學、做一體化的教學模式而編寫的。是作者在長期教學中總結齣的一門精品課程教案，在省級特色專業中應用瞭多年，取得瞭較好的教學成效，在滿足學生對電氣控製與PLC技術的知識和技能要求的同時，著力對學生的動手能力和應用能力提齣新的教學方法。
目錄
部分 應知能力電氣控製與可編程序控製器(PLC)技術基礎 項目一 低壓電器與PLC基本知識 任務一 常用低壓電器的基本結構原理與選用 任務二 西門子S7-200係列PLC的結構原理與選用 任務三 S7-200係列PLC軟、硬件的安裝使用 任務四 S7-200係列PLC的係統維護 任務五 PLC電氣控製係統的設計 項目二 三相異步電動機點動、長動、順序、多點控製綫路 任務一 繼電器-接觸器點動、長動控製綫路 任務二 應用PLC實現點動、長動控製係統的設計 任務三 繼電器-接觸器順序、多點控製綫路 任務四 應用PLC實現電動機順序、多點控製係統的設計 項目三 三相異步電動機正、反轉控製綫路 任務一 繼電器-接觸器正、反轉控製綫路 任務二 應用PLC實現電動機正、反轉控製係統的設計 項目四 三相異步電動機降壓啓動控製綫路 任務一 三相異步電動機Y-△降壓啓動的繼電器-接觸器控製綫路 任務二 應用PLC實現電動機Y-△降壓啓動控製係統的設計 任務三 三相異步電動機定子串電阻降壓啓動的繼電器-接觸器控製綫路 任務四 應用PLC實現電動機定子串電阻降壓啓動控製係統的設計 任務五 三相異步電動機自耦變壓器降壓啓動的繼電器-接觸器控製綫路 任務六 應用PLC實現電動機自耦變壓器降壓啓動控製係統的設計 項目五 三相異步電動機製動與調速控製綫路 任務一 三相異步電動機反接製動的繼電器-接觸器控製綫路 任務二 應用PLC實現電動機反接製動控製係統的設計 任務三 三相異步電動機能耗製動的繼電器-接觸器控製綫路 任務四 應用PLC實現電動機能耗製動控製係統的設計 任務五 三相異步電動機變頻調速的繼電器-接觸器控製係統 任務六 應用PLC實現電動機變頻調速控製係統的設計第二部分 應會能力機械設備電氣控製係統 項目六 普通車床電氣控製係統 任務一 CA6140型普通車床電氣控製綫路 任務二 CA6140型普通車床電氣控製綫路的PLC應用改造 項目七 銑床電氣控製係統 任務一 X62W銑床電氣控製綫路 任務二 X62W銑床電氣控製綫路的PLC應用改造 項目八 橋式起重機電氣控製係統 任務一 20/5t橋式起重機電氣控製綫路 任務二 20/5t橋式起重機電氣控製綫路的PLC應用改造第三部分 應用能力PLC控製係統的綜閤應用 項目九 西門子S7-200係列PLC在一般控製係統中的應用 任務一 三路搶答器PLC控製係統的設計 任務二 水塔水位自動控製係統的設計 任務三 十字路口交通燈PLC控製係統的設計 任務四 全自動洗衣機PLC控製係統的設計 項目十 西門子S7-200係列PLC在工業控製係統中的應用 任務一 液體混閤裝置PLC控製係統的設計 任務二 自動送料裝卸係統的設計 任務三 自動成型機PLC控製係統的設計 任務四 步進電機PLC控製係統的設計附錄A 電氣圖形符號一覽錶附錄B S7-200係列PLC指令錶及功能參考文獻
作者介紹
文摘
序言
工業自動化控製的基石：電氣控製與可編程邏輯控製器（PLC）應用技術 探索電氣世界，駕馭自動化脈搏 在日新月異的現代工業生産中，電氣控製與可編程邏輯控製器（PLC）扮演著至關重要的角色。它們是實現生産過程自動化、提升效率、保障安全的關鍵技術。本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的電氣控製與PLC應用技術學習平颱，從基礎理論到實際應用，層層遞進，幫助您掌握這項核心的工業自動化技能。 第一篇：電氣控製係統基礎 本篇將為您構建堅實的電氣控製基礎，讓您理解工業自動化係統的“骨骼”與“神經”。 第一章：電氣控製基礎知識 電工基本概念 revisited：我們將從最基礎的電荷、電流、電壓、電阻等概念入手，迴顧並加深您對電工基本定律（如歐姆定律、焦耳定律）的理解。這不僅是學習後續內容的前提，更是建立直觀物理圖像的關鍵。 交流電與直流電的特性：深入探討交流電和直流電在工業應用中的差異、産生原理及各自的優缺點。您將瞭解正弦波的構成，頻率、幅值、相位等關鍵參數的意義，以及如何通過變壓器實現電壓的升降。 電能的産生、輸送與利用：簡要介紹發電機的工作原理，電力係統的構成，以及電能在工業生産中如何被高效利用。我們將關注電能的損耗、功率因數等概念，為後續的節能控製打下基礎。 電路基本元件：詳細介紹在電氣控製係統中常見的元件，如電阻、電容、電感等，以及它們在電路中的作用。您將學習如何分析這些元件組成的簡單電路。 串聯與並聯電路分析：通過實例講解串聯和並聯電路的特點、電流、電壓和電阻的分配規律。這對於理解復雜控製電路的結構至關重要。 電磁感應現象與電磁繼電器：深入剖析法拉第電磁感應定律，並在此基礎上詳細介紹電磁繼電器的工作原理、結構、觸點類型（常開、常閉）及其在控製電路中的應用。您將理解電磁繼電器是如何實現電路的“開關”功能的。 接觸器的工作原理與應用：介紹接觸器的結構、工作特性，以及它在控製大功率電機、電熱器等設備中的重要作用。您將學習接觸器的選型原則和基本接綫方法。 限位開關、行程開關與按鈕：闡述各類開關（如按鈕、選擇開關、行程開關、限位開關）的工作原理、觸點特性和在控製電路中的信號輸入作用。理解它們如何將操作者的意圖或設備的位置信息傳遞給控製係統。 傳感器基礎：引入傳感器在工業自動化中的概念，介紹幾種常見的傳感器類型，如接近開關、光電開關、溫度傳感器、壓力傳感器等，以及它們如何將物理量轉化為電信號。 信號的分類與傳輸：討論模擬信號與數字信號的區彆，以及它們在電氣控製係統中的傳輸方式和處理方法。 第二章：常用電氣控製綫路設計 本章將引導您將基礎理論付諸實踐，掌握設計和繪製典型電氣控製綫路的能力。 基本控製邏輯：學習“與”、“或”、“非”等基本邏輯門在電氣控製中的實現方式，理解如何通過組閤不同的開關和繼電器來構建復雜的邏輯功能。 正反轉控製電路：詳細講解如何設計電機正反轉控製電路，包括互鎖邏輯的實現，以防止誤操作造成的短路。您將學習到主電路和控製電路的組成。 Y-△降壓啓動控製電路：深入分析Y-△啓動的工作原理，講解為何它能降低啓動電流，並繪製相應的控製電路圖。您將理解不同接綫方式對啓動性能的影響。 自鎖與互鎖控製電路：學習如何利用繼電器實現控製信號的自鎖功能，以及通過互鎖邏輯來確保兩個或多個設備不能同時動作，從而保證係統安全運行。 延時控製電路：介紹時間繼電器的類型（通電延時、斷電延時），並講解如何利用時間繼電器設計各種延時控製電路，如延時啓動、延時停止等。 行程開關與限位開關的應用：通過具體實例，展示行程開關和限位開關如何在機械運動中作為信號源，控製設備停止或改變運動方嚮。 液位控製電路：設計基於浮球開關或液位傳感器的液位自動控製電路，實現水泵的啓停和液位的維持。 電動機的過載保護與短路保護：講解熱繼電器、熔斷器等保護元件的選型和接綫，確保電動機在異常情況下得到及時保護。 電氣控製圖的識讀與繪製：學習國際通用的電氣控製圖符號，掌握讀取和繪製各種電氣控製圖的方法，這是進行係統分析和故障排除的基礎。 第三章：低壓電器與配電 本章將聚焦於工業生産中電能的分配和安全使用。 低壓斷路器（空氣開關）：介紹斷路器的分類、結構、工作原理、脫扣特性（熱脫扣、電磁脫扣）以及選型原則。 熔斷器的類型與選配：講解不同類型熔斷器的特點，以及如何根據負載電流和保護要求進行閤理選配。 隔離開關與負荷開關：闡述隔離開關和負荷開關的功能和應用場景，強調其在設備維護和檢修時的安全隔離作用。 電動機保護器：介紹集過載、欠壓、缺相、三相不平衡等多種保護功能於一體的電動機保護器。 電能計量儀錶：簡要介紹電度錶、電流錶、電壓錶等測量儀錶的工作原理和安裝使用。 低壓配電盤與櫃的結構與安全規範：瞭解配電盤和配電櫃的基本構成，以及相關的安全安裝和操作規範，確保配電係統的可靠運行。 接地保護與防雷：深入講解電氣設備接地的重要性，以及不同接地方式的原理和應用。介紹基本的防雷措施，保障人身和設備安全。 第二篇：可編程邏輯控製器（PLC）基礎與應用 本篇將帶您進入自動化控製的核心領域——PLC。您將學習如何使用這個強大的工具來設計、編程和實現復雜的自動化控製係統。 第四章：PLC概述與基本結構 工業自動化的發展曆程與PLC的齣現：迴顧工業自動化從繼電器控製到 DCS，再到 PLC 和更高級自動化係統的演變，理解 PLC 在其中的關鍵地位。 PLC的定義、特點與優勢：明確 PLC 的概念，深入分析其在可靠性、靈活性、通用性、易維護性、緊湊性等方麵的突齣優勢，以及與傳統繼電器控製的對比。 PLC的組成部分：詳細介紹 PLC 的基本組成，包括中央處理器（CPU）、存儲器（ROM、RAM）、輸入/輸齣（I/O）接口模塊、電源模塊、通信模塊等。 PLC的硬件結構：展示不同品牌和型號 PLC 的實際外觀，分析其模塊化結構，以及如何根據實際需求進行配置。 PLC的軟件結構：講解 PLC 的掃描周期（輪詢）、程序執行過程、中斷處理等基本運行原理。 PLC的輸入/輸齣（I/O）原理：深入理解 PLC 如何接收來自傳感器、開關等外部設備的輸入信號，以及如何嚮執行器（如接觸器、電磁閥）輸齣控製信號。介紹光耦隔離、繼電器輸齣、晶體管輸齣等不同 I/O 方式。 第五章：PLC的編程語言與指令係統 本章將是您掌握 PLC 應用的關鍵，您將學習如何用編程語言與 PLC 溝通。 梯形圖（LD）編程語言：作為最直觀、最易於理解的 PLC 編程語言，我們將重點講解梯形圖的構成元素（觸點、綫圈）、基本指令（如綫圈輸齣、常開/常閉觸點）、以及如何模擬繼電器控製電路。 指令錶（IL）編程語言：介紹以助記符形式錶示的指令錶語言，其與匯編語言類似，具有執行效率高的特點。 梯形圖指令的深入講解： 基本邏輯指令：AND, OR, NOT, LD, LDI, OUT 等指令在梯形圖中的實現。 定時器指令：TON (通電延時), TOF (斷電延時), TP (脈衝定時器) 的功能、參數設置和應用。 計數器指令：CTU (加計數), CTD (減計數), CTUD (加減計數) 的功能、參數設置和應用。 比較指令：>=, <=, =, <, >, <> 等指令，用於實現條件判斷。 數據傳送指令：MOV, CMV 等指令，用於在不同存儲區之間傳遞數據。 數學運算指令：ADD, SUB, MUL, DIV 等指令，用於進行基本的算術運算。 位操作指令：SET, RST, INV 等指令，用於對單個位進行操作。 跳轉指令：JMP, CJ, LBL 等指令，用於實現程序的非順序執行。 子程序調用指令：CALL, RET 等指令，用於模塊化編程，提高程序的可讀性和可維護性。 結構化文本（ST）編程語言：介紹一種更接近高級語言的編程方式，適用於復雜的算法和數據處理。 功能塊圖（FBD）編程語言：展示圖形化編程方式，通過連接預定義的功能塊來實現控製邏輯。 順序功能圖（SFC）編程語言：介紹用於描述順序控製過程的圖形化編程語言，適用於狀態機類的控製。 PLC程序的開發環境與工具：講解常用的 PLC 編程軟件（如 Siemens TIA Portal, Rockwell RSLogix 5000, Mitsubishi GX Works 等）的操作界麵和基本功能。 第六章：PLC的輸入/輸齣模塊與數據處理 數字量輸入/輸齣模塊：詳細介紹數字量輸入模塊（DI）和數字量輸齣模塊（DO）的類型、接綫方式、隔離保護以及注意事項。 模擬量輸入/輸齣模塊：講解模擬量輸入模塊（AI）和模擬量輸齣模塊（AO）的工作原理，包括信號轉換（ADC, DAC）、量程選擇、以及在溫度、壓力、流量等連續量控製中的應用。 特殊功能模塊：介紹如高速計數器模塊、脈衝輸齣（PTO）模塊、通信模塊（如以太網、RS485）等，以及它們在特定應用中的作用。 PLC的數據類型與存儲器組織：講解位（Bit）、字節（Byte）、字（Word）、雙字（Double Word）等數據類型，以及輸入/輸齣映像區、內部繼電器（M區）、定時器（T區）、計數器（C區）、數據寄存器（D區）等存儲區的組織結構。 PLC程序的下載、上傳與監控：指導讀者如何將編寫好的程序下載到 PLC 中，如何從 PLC 上傳程序備份，以及如何在監控模式下觀察程序運行狀態、修改變量值進行調試。 第七章：PLC在典型工業控製係統中的應用 本章將通過大量實例，展示 PLC 在各個工業領域的實際應用，幫助您將所學知識融會貫通。 電機控製應用： 多颱電機聯動控製：實現多個電機的順序啓動、停止，或協同工作。 恒壓供水係統：利用 PID 控製和變頻器實現穩定可靠的水壓控製。 風機、水泵的自動啓停與調節：根據生産需求自動調整風量或流量。 生産綫控製應用： 輸送帶控製：實現輸送帶的啓停、速度調節、物料分揀等功能。 裝配綫控製：協調各工位之間的動作，實現産品的自動裝配。 包裝機控製：實現包裝材料的送料、封口、切割等自動化動作。 流程控製應用： 溫度控製係統：利用溫度傳感器和 PID 算法實現精確的溫度調節。 壓力控製係統：維持係統壓力的穩定。 液位控製係統：實現儲罐液位的自動監控和調節。 流量控製係統：精確控製介質的流量。 機床控製應用： 數控機床的輔助控製：實現刀具更換、工件夾持等自動化操作。 簡單機床的自動化改造：利用 PLC 實現傳統機床的半自動化或全自動化。 自動化立體倉庫控製：協調堆垛機、輸送綫等設備的運行，實現貨物的自動入庫、齣庫和搬運。 PLC的通信應用： PLC 與人機界麵（HMI）的通信：實現操作員與自動化係統的交互。 PLC 與上位計算機（SCADA）的通信：實現生産過程的監控、數據采集和管理。 PLC 之間（如 Profibus, Modbus TCP/IP）的通信：實現分布式控製和信息共享。 PLC 與變頻器、伺服驅動器的通信：實現精確的速度和位置控製。 第八章：PLC係統的故障診斷與維護 PLC常見故障分析：對 PLC 在運行過程中可能齣現的硬件故障（如 I/O 模塊損壞、電源故障）和軟件故障（如程序錯誤、死循環）進行分類和分析。 故障診斷的基本方法：學習如何利用 PLC 的狀態指示燈、報警信息、監控軟件等工具來定位故障。 程序調試技巧：掌握單步執行、斷點設置、變量監視等調試方法，高效找齣程序中的邏輯錯誤。 PLC的日常維護：介紹 PLC 係統的日常檢查、清潔、參數備份等維護內容，延長設備使用壽命。 安全操作規程：強調在進行 PLC 係統維護時必須遵守的安全操作規程，如斷電操作、隔離措施等。 第三篇：擴展應用與發展趨勢 本篇將放眼未來，介紹 PLC 技術在更廣泛領域內的應用，以及自動化控製的最新發展趨勢。 第九章：運動控製與伺服係統 伺服電機與步進電機：介紹伺服電機和步進電機的工作原理、特點、以及在精確位置控製和速度控製中的應用。 PLC在運動控製中的應用：講解如何利用 PLC 的脈衝輸齣（PTO）或專用運動控製模塊，配閤伺服驅動器實現點位控製、連續軌跡控製等。 典型運動控製應用案例：如機器人手臂的運動控製、精密貼片機的定位等。 第十章：工業以太網與現場總綫技術 現場總綫的概念與作用：理解現場總綫在簡化布綫、提高通信效率、實現分布式控製方麵的優勢。 常見的工業以太網協議：介紹 Ethernet/IP, Profinet, Modbus TCP/IP 等主流工業以太網協議。 常見的現場總綫協議：介紹 Profibus, CANopen, DeviceNet 等經典現場總綫協議。 工業物聯網（IIoT）與 PLC 的結閤：展望 PLC 如何融入 IIoT 架構，實現設備互聯、數據采集與分析。 第十一章：自動化技術的發展趨勢 工業4.0與智能製造：探討 PLC 在智能製造中的作用，如與大數據、人工智能、雲計算的融閤。 邊緣計算在自動化控製中的應用：分析邊緣計算如何提升 PLC 係統的實時響應能力和數據處理效率。 人機協作的未來：展望人與自動化係統更緊密的協作模式。 綠色節能與可持續發展：關注自動化技術如何助力工業節能減排。 總結 本書力求內容嚴謹、條理清晰、圖文並茂，並輔以大量的工程實例，幫助讀者由淺入深地掌握電氣控製與 PLC 應用技術。無論您是工業自動化領域的初學者，還是希望提升專業技能的工程師，都能從中獲益。掌握這項技術，您將能夠更好地理解、設計、實施和維護現代工業生産的自動化係統，成為推動工業進步的關鍵力量。
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