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第1章 常用低压电器 1

1.1 概述 1

1.1.1 低压电器的特点 1

1.1.2 低压电器的种类 1

1.2 低压开关类电器 3

1.2.1 刀开关 3

1.2.2 开启式负荷开关 5

1.2.3 封闭式负荷开关 6

1.2.4 组合开关 8

1.3 常用熔断器 9

1.3.1 熔断器概述 9

1.3.2 插入式熔断器 10

1.3.3 螺旋式熔断器 10

1.3.4 无填料封闭管式熔断器 11

1.3.5 有填料封闭管式熔断器 11

1.3.6 熔断器的选择 12

1.4 低压断路器 13

1.4.1 低压断路器概述 13

1.4.2 万能式断路器 14

1.4.3 塑料外壳式断路器 15

1.4.4 断路器的选择 15

1.5 接触器 16

1.5.1 接触器概述 16

1.5.2 交流接触器 18

1.5.3 直流接触器 19

1.5.4 接触器的选择 20

1.6 继电器 21

1.6.1 继电器概述 21

1.6.2 中间继电器 22

1.6.3 时间继电器 24

1.6.4 热继电器 28

1.6.5 电流继电器 31

1.6.6 电压继电器 32

1.6.7 速度继电器 32

1.7 主令电器 35

1.7.1 主令电器概述 35

1.7.2 按钮 35

1.7.3 行程开关 37

1.7.4 接近开关 38

第2章 电气控制系统设计基础 41

2.1 电气控制电路概述 41

2.1.1 电气控制电路的功能 41

2.1.2 电气控制电路图的分类与特点 41

2.2 电气控制电路图的绘制 43

2.2.1 绘制电气控制电路图的方法 43

2.2.2 绘制原理图应遵循的原则 46

2.2.3 绘制接线图应遵循的原则 47

2.3 电气原理图识读 47

2.3.1 电气原理图中主电路的识读 47

2.3.2 电气原理图中控制电路的识读 48

2.4 电气控制电路的一般设计法 48

第3章 基本电气控制电路 51

3.1 电动机基本控制电路 51

3.1.1 三相异步电动机单向启动、停止控制电路 51

3.1.2 电动机的电气联锁控制电路 51

3.1.3 两台三相异步电动机的互锁控制电路 52

3.1.4 用接触器联锁的三相异步电动机正反转控制电路 53

3.1.5 用按钮联锁的三相异步电动机正反转控制电路 54

3.1.6 用按钮和接触器复合联锁的三相异步电动机正反转控制电路 55

3.1.7 用转换开关控制的三相异步电动机正反转控制电路 55

3.1.8 采用点动按钮联锁的电动机点动与连续运行控制电路 55

3.1.9 采用中间继电器联锁的电动机点动与连续运行控制电路 56

3.1.10 电动机的多地点操作控制电路 56

3.1.11 多台电动机的顺序控制电路 57

3.1.12 行程控制电路 57

3.1.13 自动往复循环控制电路 58

3.1.14 无进给切削的自动循环控制电路 60

3.1.15 交流电源驱动直流电动机控制电路 60

3.1.16 串励直流电动机刀开关可逆运行控制电路 61

3.1.17 并励直流电动机可逆运行控制电路 61

3.1.18 串励直流电动机可逆运行控制电路 61

3.2 电气控制电路中的保护措施 62

3.2.1 电动机过载保护电路 62

3.2.2 电动机断相保护电路 64

3.2.3 直流电动机失磁、过电流保护电路 67

第4章 常用电气控制电路 70

4.1 常用电动机启动控制电路 70

4.1.1 笼型三相异步电动机定子绕组串电阻（或电抗器）降压启动控制电路 70

4.1.2 笼型三相异步电动机自耦变压器（启动补偿器）降压启动控制电路 72

4.1.3 笼型三相异步电动机星形-三角形（Y-△）降压启动控制电路 73

4.1.4 绕线转子三相异步电动机转子回路串电阻启动控制电路 75

4.1.5 三相异步电动机软启动器常用控制电路 77

4.1.6 用启动变阻器手动控制直流电动机启动的控制电路 79

4.1.7 直流电动机电枢回路串电阻启动控制电路 79

4.2 常用电动机调速控制电路 81

4.2.1 单绕组变极调速异步电动机的控制电路 81

4.2.2 绕线转子三相异步电动机转子回路串电阻调速控制电路 83

4.2.3 电磁调速三相异步电动机控制电路 84

4.2.4 变频调速控制电路 85

4.2.5 直流电动机改变电枢电压调速控制电路 86

4.2.6 并励直流电动机电枢回路串电阻调速控制电路 87

4.3 常用电气设备控制电路 88

4.3.1 起重机械常用电磁抱闸制动控制电路 88

4.3.2 建筑工地卷扬机控制电路 88

4.3.3 带运输机控制电路 89

4.3.4 混凝土搅拌机控制电路 90

4.3.5 秸秆饲料粉碎机控制电路 91

4.3.6 自动供水控制电路 92

4.3.7 排水泵控制电路 93

4.3.8 电动葫芦的控制电路 93

第5章 电气控制电路的调试方法与故障分析 95

5.1 电气控制电路的调试方法 95

5.1.1 通电调试前的检查和准备 95

5.1.2 保护定值的整定 96

5.1.3 通电试车的方法步骤 96

5.2 电气控制电路故障的诊断方法 97

5.2.1 感官诊断法 97

5.2.2 电压测量法 99

5.2.3 电阻测量法 100

5.2.4 短接法 101

5.2.5 强迫闭合法 102

5.2.6 其他检查法 103

5.3 机床电气控制电路安装调试与常见故障检修实例 104

5.3.1 C620-1型车床电气控制电路 104

5.3.2 M7120型平面磨床电气控制电路 106

5.3.3 Z3040型摇臂钻床电气控制电路 109

第6章 PLC的基础知识 112

6.1 可编程控制器概述 112

6.1.1 可编程控制器的定义 112

6.1.2 可编程控制器的特点 112

6.1.3 可编程控制器的分类 113

6.1.4 可编程控制器控制与继电器控制的区别 113

6.2 可编程控制器的组成及各组成部分的作用 114

6.2.1 可编程控制器的基本组成 114

6.2.2 可编程控制器各组成部分的作用 115

6.3 PLC的工作原理 117

6.3.1 PLC的工作方式 117

6.3.2 可编程控制器的扫描工作过程 117

6.3.3 可编程控制器的输入输出方式 119

6.3.4 可编程控制器内部器件的功能 120

6.4 PLC的编程基础 122

6.4.1 PLC使用的编程语言 122

6.4.2 梯形图的绘制 122

6.4.3 梯形图与继电器控制图的区别 124

6.4.4 常用助记符 125

6.4.5 指令语句表及其格式 126

6.4.6 梯形图编程前的准备工作 126

6.4.7 梯形图的等效变换 126

6.5 PLC的主要性能指标 127

6.5.1 描述PLC性能的几个术语 127

6.5.2 PLC的主要性能指标 128

第7章 三菱可编程控制器 130

7.1 FX2N系列PLC的主要性能和硬件规格 130

7.1.1 FX2N系列PLC的性能指标 130

7.1.2 FX2N系列PLC的基本单元和I/O扩展单元（模块） 132

7.2 FX2N系列PLC的编程元件与使用说明 133

7.2.1 数据表示形式和数据结构 133

7.2.2 FX2N系列PLC的软元件 133

7.2.3 FX2N系列PLC编程元件使用说明 135

7.3 FX2N系列PLC的基本指令 139

7.3.1 逻辑取指令和输出指令（LD、 LDI、 OUT） 139

7.3.2 单个触点串联指令（AND、 ANI） 139

7.3.3 单个触点并联指令（OR、 ORI） 140

7.3.4 串联电路块并联指令和并联电路块串联指令（ORB、 ANB） 141

7.3.5 多重输出电路指令（MPS、 MRD、 MPP） 143

7.3.6 主控与主控复位指令（MC、 MCR） 145

7.3.7 逻辑运算结果取反指令（INV） 146

7.3.8 置位和复位指令（SET、 RST） 147

7.3.9 脉冲输出指令（PLS、 PLF） 147

7.3.10 空操作指令和程序结束指令（NOP和END） 149

7.4 定时器和计数器 150

7.4.1 定时器 151

7.4.2 计数器 153

7.5 步进指令与应用 155

7.5.1 步进指令的用途 155

7.5.2 状态转移图及其格式 156

7.5.3 步进指令的使用 156

7.6 功能指令 158

7.6.1 数据比较指令 158

7.6.2 传送指令 159

7.6.3 四则运算指令 162

7.7 PLC应用实例 164

7.7.1 PLC控制电动机正向运转电路 164

7.7.2 PLC控制电动机正反转运转电路 165

7.7.3 PLC控制电动机双向限位电路 167

第8章 西门子可编程控制器 169

8.1 S7-200系列PLC的硬件组成和主要性能 169

8.1.1 S7-200系列PLC的基本结构 169

8.1.2 S7-200系列PLC基本单元的构成 170

8.1.3 S7-200系列PLC的扩展模块 172

8.1.4 S7-200系列PLC的主要性能参数 173

8.2 S7-200系列PLC的数据存储区及元器件功能 174

8.2.1 S7-200系列PLC的数据存储区 174

8.2.2 S7-200系列PLC的编程器件和特性 179

8.3 S7-200系列PLC的基本指令 180

8.3.1 逻辑取及线圈驱动指令（LD、 LDN、＝） 180

8.3.2 触点串联指令（A、 AN） 182

8.3.3 触点并联指令（O、 ON） 183

8.3.4 并联电路块串联指令（ALD） 184

8.3.5 串联电路块并联指令（OLD） 185

8.3.6 置位与复位指令（S、 R） 186

8.3.7 触发器指令（SR、 RS） 187

8.3.8 脉冲生成指令（EU、 ED） 189

8.3.9 取反指令与空操作指令 190

8.3.10 逻辑堆栈指令 191

8.3.11 结束及暂停指令 194

8.4 定时器指令 195

8.4.1 定时器的几个基本概念 195

8.4.2 接通延时定时器 196

8.4.3 断开延时定时器 197

8.4.4 保持型接通延时定时器 198

8.5 计数器指令 199

8.5.1 计数器的几个基本概念 199

8.5.2 加计数器指令 199

8.5.3 减计数器指令 200

8.5.4 加减计数器指令 202

8.5.5 使用计数器指令的注意事项 203

8.6 比较指令与传送指令 203

8.6.1 比较指令 203

8.6.2 传送指令 207

8.7 PLC应用实例 211

8.7.1 PLC控制电动机Y-△启动电路 211

8.7.2 PLC控制电动机单向能耗制动电路 213

8.7.3 PLC控制电动机反接制动电路 214

8.7.4 喷泉的模拟控制 216

第9章 PLC的使用与维护 220

9.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 220

9.1.1 PLC控制系统设计的基本原则和基本内容 220

9.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤 220

9.2 PLC的选择 222

9.2.1 PLC机型的选择 222

9.2.2 模块的选择 224

9.2.3 I/O地址分配 225

9.3 PLC的安装 225

9.3.1 PLC在安装时应注意的问题 225

9.3.2 PLC安装的一般方法 226

9.4 PLC的使用与维护 228

9.4.1 PLC系统的试运行 228

9.4.2 PLC使用注意事项 229

9.4.3 PLC的维护 230

9.4.4 备份电池的更换 231

9.5 PLC的常见故障及其排除方法 231

9.5.1 CPU的常见故障及其排除方法 231

9.5.2 输入的常见故障及其排除方法 232

9.5.3 输出的常见故障及其排除方法 232

参考文献 234

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