电器控制与可编程控制器应用技术

第一篇 电器控制

第1章 常用低压电器及控制线路1

1.1 概述1

1.1.1 低压电器基本知识1

1.1.2 电气工程图2

1.1.3 电器控制电路的分析方法4

1.2 电动机直接起动控制电路6

1.2.1 低压断路器直接控制电动机运行6

1.2.2 点动及单向连续运转控制10

1.2.3 顺序控制16

1.2.4 正反转控制及行程控制19

1.3 电动机减压起动控制电路22

1.3.1 星形一三角形减压起动22

1.3.2 定子串电阻减压起动25

1.3.3 定子串自耦变压器减压起动25

1.3.4 绕线转子电动机串频敏变阻器起动27

1.3.5 软起动控制电路28

1.4 异步电动机的制动控制电路28

1.4.1 反接制动29

1.4.2 能耗制动30

1.5 异步电动机的调速控制电路31

1.5.1 双速电动机的控制31

1.5.2 三速电动机的控制32

1.5.3 变频调速34

1.6 直流电动机的控制电路35

1.7 电器控制应用训练37

项目一电动机单向连续运转控制37

项目二电动机正反转控制40

项目三电动机自动顺序控制41

项目四电动机Y/△起动控制43

项目五电动机能耗制动控制45

习题一46

第2章 其他常用电器47

2.1 开关电器47

2.1.1 刀开关和负荷肝炎47

2.1.2 剩余电流断路器48

2.1.3 接近开关49

2.2 继电器50

2.2.1 温度继电器51

2.2.2 固态继电器51

2.2.3 光电继电器52

2.2.4 断相与相序保护继电器53

2.2.5 电子式液位继电器53

2.2.6 信号继电器53

2.2.7 接触式继电器53

2.2.8 交直流电流继电器54

2.3 其他电器54

习题二55

第二篇 可编程序控制器基本单元

第3章 常用可编程序控制器及基本单元56

3.1 可编程序控制器概述56

3.1 |1可编程序控制器的分类及技术性能指标56

3.1.2 可编程序控制器的基本原理57

3.1.3 PLC的编程语言58

3.2 三菱Fx2N系列PLC基本单元59

3.2.1 Fx基本单元59

3.2.2 Fx2N基本单元60

3.2.3 基本单元的组成及结构60

3.3 FX系列PLC的软元件64

习题三70

第4章 FX逻辑指令及应用71

4.1 逻辑指令71

4.1.1 触点类指令72

4.1.2 执行类指令74

4.1.3 结合类指令75

4.1.4 主控指令MC和MCR80

4.1.5 其他指令81

4.2 逻辑指令编程的基本规则82

4.3 基本程序的编写83

4.4 GxDevelper编程软件87

4.5 逻辑指令的应用93

项目六电动机的正反转控制93

项目七三速电动机的控制(一)94

项目八电动机的星形一三角形起动控制95

项目九电动机的自动正反转控制(一)96

项目十电动机的顺序控制(一)97

项目十一指示灯控制(一)98

项目十二数码管控制(一)101

项目十三气动控制阀的控制(一)102

项目十四简易三层电梯的控制(一)105

习题四107

第5章 顺序控制指令及其应用-110

5.1 顺序控制指令110

5.2 顺序控制指令的基本规则113

5.3 用GXDeveloper编写SFC程序114

5.4 顺序控制指令的应用119

项目十五三速电动机的控制(二)119

项目十六电动机的自动正反转

控制(二)120

项目十七电动机的顺序控制(二)121

项目十八洗衣机的控制122

项目十九十字路口交通灯的控制(一)122

项目二十气动控制阀的控制(三)124

习题五126

第6章 功能指令及应用128

6.1 程序流程类指令129

6.2 数据比较指令与数据传送指令(一)135

6.3 算术与逻辑运算指令142

6.4 循环与移位指令147

6.5 数据处理指令(一)152

6.6 高速处理指令(一)158

6.7 方便指令165

6.8 外部设备L/0指令175

6.9 外部设备SER指令184

6.10 数据传送指令(二)192

6.11 浮点运算指令194

6.12 数据处理指令(二)206

6.13 定位控制指令211

6.14 时钟运算指令216

6.15 外部设备指令220

6.16 其他指令222

6.17 数据块处理指令226

6.18 字符串处理指令228

6.19 数据表处理指令234

6.20 比较触点指令236

6.21 数据处理指令(三)240

6.22 变频器通信指令245

6.23 数据传送指令(三)248

6.24 高速处理指令(二)250

6.25 扩展文件寄存器控制指令251

6.26 功能指令使用规则254

6.27 功能指令应用255

项目二十一数码管自动/手动控制255

项目二十二十字路口交通灯的控制(二)256

项目二十三8位小车控制258

项目二十四步进电动机控制260

习题六265

第三篇 Fx系列PLc特殊功能单元及其应用

第7章 模拟量处理模块及通信模块(板)267

7.1 FX3A267

7.2 FX2DA269

7.3 Fx5A271

7.4 FX4AD274

7.5 FX4AD-PT278

7.6 FX4AD281

7.7 Fx4ADADP282

7.8 FX4DA284

7.9 Fx4DAADP287

7.10 FX485BD和Fx485ADP288

7.11 FX2N-16CCL和FX2N-32CCL291

7.12 PLC模拟量处理模块应用298

项目二十五FX3A模拟量输入应用298

项目二十六风机运行控制(Fx2N_4AD-PT应用)300

项目二十七空气压缩机运行控制(Fx4AD应用)301

项目二十八模拟输出控制(FX4DA应用)303

项目二十九冷库控制(Fx4ADADP应用)305

习题七307

附录308

附录A常用电气简图用图形符号及文字符号一览表308

附录BFX可编程序控制器特殊功能软元件310

附录c可编程序控制器状态指示灯一览表319

附录D错误代码表319

参考文献323

《电器控制与可编程控制器应用技术》同时介绍电器控制与可编程序控制器应用，共分三篇7章，第一篇共2章，介绍了低压电器基本知识，电器控制中的电气工程图及分析方法，常用电器控制电路及所使用电器的工作原理，电器元件的选用、接线方法和电路的检测方法。第二篇共4章，介绍了Fx系列可编程序控制器的基本单元及其指令系统和应用;第三篇共1章，介绍了可编程序控制器的扩展模块，包括A-D、D.A模块、适配器及其应用。

本教材强调通过项目训练来强化对Fx系列及其控制系统的理解和应用，共安排了29个实训项目，具有由浅入深、由单一到综合、循序渐进、前后呼应、注重应用等特点。其中，电器控制项目5个，逻辑指令训练项目9个，顺序控制指令训练项目6个，功能指令应用训练项目4个，综合应用训练项目5个。

《电器控制与可编程控制器应用技术》可作为应用性本科院校、高职高专院校电气自动化技术、机电一体化技术、生产过程自动化技术、计算机控制技术、建筑电气、楼宇智能化等专业教材，同时也可以作为专业技术人员的技术参考书籍。

《可编程控制器原理与应用技术》以三菱公司的Fx系列为背景，具体介绍了工作原理、模型编辑等软件使用，为便于非自动化专业教学，对继电接触器控制系统做了较详细的介绍，以解决与先修课的衔接。《可编程控制器原理与应用技术》在三菱PLC的基础上还介绍了日本欧姆龙系列PLC。《可编程控制器原理与应用技术》系统性强，由浅入深，通俗易懂，各章配有习题，适于自学。

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本书是遵照高等教育机电类"十一五"教材规划，根据本科电气技术自动化、电气工程、电子信息、机电一体化及相关专业的要求，结合我国近年颁布的标准规范和可编程控制器技术的最新发展而编写的本科教材。

可编程序控制器(Program rnable Logtc Corltroller)简称PLC，是以微处理器为核心的工业自动控制通用装置。它具有控制功能强、可靠性高、使用灵活方便、易于扩展、通用性强等一系列优点，不仅可以取代继电器控制系统，还可以进行复杂的生产过程控制和应用于工厂自动化网络，被誉为现代工业生产自动化的三大支柱之一。因此，学习和掌握PLc应用技术已成为工程技术人员的紧迫任务。

本书编写时力求由浅入深、通俗易懂、理论联系实际、注重应用，适用于高等学校本科自动化、电气工程、电子信息、机电一体化及相关专业的教学，也可作为工业自动化技术人员的培训教材和自学参考书。

本书从应用的角度出发，系统地介绍了PLC硬件组成、工作原理和性能指标，以国内使用较多的日本松下公司FPX系列、日本三菱公司FX系列、欧姆龙公司CPMlA系列为样机，详细介绍了其指令系统及应用、PLC程序设计的方法与技巧、PLc控制系统设计应注意的问题。为了适应新的发展需要，本书还介绍了PLC在模拟量过程控制系统中的应用。

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本书由秦长海教授主编。参加编写的有秦长海(第1、2章)、张玮玮(第3章)、董昭(第4、7章)、张修太(第5章，附录A、B)、姚海燕(第6章)、杨军平(第8章)。全书由秦长海统稿。

本书由赵建洲教授主审。参加审稿的还有张继军教授。他们对本书的编审工作提出了许多宝贵的建议，在此表示衷心的感谢!

由于编者水平有限，书中难免有不足和错误之处，恳请读者批评指正。

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