電氣控制與PLC應用(第4版)（簡體書）

本書是項目式教學的特色教材，每個項目都以實際工程案例引入，由淺入深地講述相關理論知識和實際應用案例。全書共分為兩大部分：第一部分為電氣控制，主要講述了電動機正反轉控制、Z3050型搖臂鑽床電氣控制、臥式鏜床及磨床電氣控制、銑床電氣控制和橋式起重機電氣控制；第二部分是PLC應用，主要講述了工作臺自動往返PLC控制系統、晝夜報時器PLC控制系統、全自動洗衣機PLC控制系統、廣告牌循環彩燈PLC控制系統和綜合控制系統。

華滿香，教授、高級工程師、湖南省維修電工高級考評員。湖南鐵道職業技術學院電氣自動化專業團隊帶頭人，倡導專業建設和課程改革。主持2007年精品課程“電機及控制技術”；主持湖南省電氣自動化技術專業團隊；主持“2011年湖南省電氣自動化技能抽測的標準和題庫開發”項目，並驗收通過。近幾年出版了專著2本，主編教材7本，其中，“十二五”職業教育國家規劃教材1部；發表論文18篇，其中核心期刊6篇。

1.本教材以工作過程為導向,采用項目教學形式，便于實現教學做合一,適應高職的教改思路。2.選材注意實用性和代表性，內容編寫力求直觀易學。3.本教材以現場常用機床的操作訓練為核心，注重學生動手能力的培養。4.本教材選用現場應用*廣泛，好且功能強的西門子S7-200系列PLC5.本教材的主編是湖南省電氣自動化技術專業的省級教學團隊帶頭人，同時也是湖南省電氣自動化技術專業技能抽查項目負責人，該教材可作為自動化技能抽測配套教材。

第 一部分　電氣控制



項目一　電動機正反轉控制

一、項目簡述　2

二、電氣控制器件相關知識　3

（一）按鈕、刀開關　3

（二）接觸器　6

（三）中間繼電器　9

（四）熱繼電器　10

（五）熔斷器　11

三、基本控制相關知識　14

（一）電氣圖識圖及繪圖標準　14

（二）三相異步電動機單相起停控制　19

（三）三相異步電動機正反轉控制線路　21

四、應用舉例　23

（一）三相異步電動機帶按鈕互鎖的

正反轉控制的安裝調試試車　23

（二）CA6140型普通車床電氣控制　26

項目小結　29

習題及思考　29

項目二　Z3050型搖臂鉆床電氣控制

一、項目簡述　31

（一）Z3050型搖臂鉆床的主要構造和

運動情況　32

（二）搖臂鉆床的電力拖動特點及控制要求　32

（三）項目要求　33

二、電氣控制器件相關知識　33

（一）行程開關　33

（二）低壓斷路器　35

（三）時間繼電器　38

三、基本控制相關知識　40

（一）工作臺自動往返控制　40

（二）三相異步電動機降壓起動控制電路　41

四、應用舉例　44

（一）電動機自動往返兩邊延時的控制線路　44

（二）時間原則控制的兩臺電動機起停

控制線路　46

（三）三相異步電動機正反轉Y—△降壓

起動控制　46

（四）Z3050型搖臂鉆床電氣控制線路

分析及故障排除　49

項目小結　53

習題及思考　53

項目三　臥式鏜床及磨床電氣控制

一、項目簡述　55

（一）T68型臥式鏜床的主要結構和運動

形式　55

（二）臥式鏜床的電力拖動形式和控制要求　56

二、電氣控制相關知識　57

（一）速度繼電器　57

（二）雙速異步電動機　57

三、基本控制相關知識　58

（一）雙速電動機調速控制　58

（二）三相異步電動機制動控制電路　60



四、應用舉例　63

（一）雙速異步電動機低速起動高速運行

電氣控制線路　63

（二）三相異步電動機可逆反接制動控制

線路　64

（三）三相異步電動機正反向能耗制動控制　65

（四）T68型臥式鏜床電氣控制線路分析　65

（五）M7130型平面磨床電氣控制線路　70

項目小結　74

習題及思考　74

項目四　銑床電氣控制

一、項目簡述　76

（一）X62W銑床的主要結構和

運動形式　76

（二）銑床的電力拖動形式和控制要求　77

二、電氣控制器件相關知識　78

（一）轉換開關　78

（二）電磁離合器　81

三、基本控制相關知識　82

（一）順序控制　82

（二）多地控制　83

四、應用舉例　83

（一）從兩地實現一臺電動機的連續—

點動控制　83

（二）2臺電動機起停的控制線路　84

（三）X62W型銑床電氣控制線路

分析及故障排除　84

項目小結　91

習題及思考　91

項目五　橋式起重機電氣控制

一、項目簡述　93

（一）橋式起重機的結構及運動形式　94

（二）橋式起重機對電力拖動控制的主要

要求　95

二、電氣控制器件相關知識　96

（一）電流繼電器　96

（二）電壓繼電器　97

（三）電磁抱閘器　98

（四）凸輪控制器　100

三、基本控制線路　102

（一）繞線轉子異步電動機轉子串電阻

起動控制　102

（二）繞線轉子異步電動機轉子串頻敏

變阻器起動控制　104

四、應用舉例　105

（一）電動機正反轉轉子串頻敏變阻器

起動線路　105

（二）凸輪控制器控制的橋式起重機

小車控制電路　105

（三）橋式起重機保護電路　108

（四）10　t交流橋式起重機控制線路分析　109

項目小結　110

習題及思考　111



第二部分　PLC應用



項目六　工作臺自動往返PLC控制系統

一、項目簡述　114

二、相關知識　115

（一）PLC基礎知識　115

（二）PLC的基本結構、編程語言、

工作原理　118

（三）S7-200系列PLC的內部元器件　122

（四）S7-200系列PLC主要技術指標　127

（五）S7-200系列PLC常用基本邏輯

指令　128

（六）系統設計過程及梯形圖設計規則　135

（七）S7-200系列PLC的STEP-Micro/WIN編程軟件　138

三、應用舉例　146

（一）異步電動機正反轉PLC控制　146

（二）工作臺自動往返PLC控制系統　148

（三）三相異步電動機的Y－△降壓起動

PLC控制系統　149

（四）自動門PLC控制系統　150

（五）送料小車3點往返運行PLC控制

系統　151

項目小結　153

習題及思考　154

項目七　晝夜報時器PLC控制系統

一、項目簡述　156

二、相關知識　158

三、應用舉例　159

（一）晝夜報時器PLC控制系統　159

（二）搶答器PLC控制系統　159

（三）兩臺電動機順序起停PLC控制系統　161

（四）十字路口交通燈PLC控制系統　163

項目小結　165

習題及思考　166

項目八　全自動洗衣機PLC控制系統

一、項目簡述　167

二、相關知識　168

（一）順序控制功能圖概述　168

（二）順序控制指令　168

（三）順序控制功能圖的三要素　169

（四）順序控制功能圖的編程方法　170

三、應用舉例　173

（一）順序控制功能圖在全自動洗衣機

控制中的應用　173

（二）順序控制功能圖在自動送料裝車

系統中的應用　176

（三）順序控制功能圖在大、小球分類

選擇傳送裝置中的應用　179

（四）順序控制功能圖在十字路口交通燈

控制中的應用　181

（五）順序控制功能圖在液體混合中的

應用　183

（六）順序控制功能圖在電鍍生產在線的

應用　184

項目小結　186

習題及思考　186

項目九　廣告牌循環彩燈PLC控制系統

一、項目簡述　189

二、相關知識　189

（一）功能指令概述　189

（二）功能指令的形式　190

（三）S7-200　CPU控制程序的構成　190

（四）S7-200的程序控制指令　196

（五）數據處理指令　198

（六）高速計數器與高速脈沖輸出指令　201

（七）PID回路控制指令　207

（八）西門子PLC的網絡通信　210

三、應用舉例　217

（一）廣告牌循環彩燈的PLC控制　217

（二）運料小車多種工作方式的控制　217

（三）三相異步電動機Y－D降壓起動

控制　220

（四）包裝生產線產品累計和包裝的

PLC控制　222

（五）西門子網絡讀寫指令在包裝機上的

應用　222

（六）西門子S7-200　PID指令在電爐溫度

控制中的應用

項目小結　225

習題及思考　225

項目十　綜合控制系統

一、項目簡述　227

（一）PLC系統可靠性設計　227

（二）PLC的常見故障和排除方法　229

二、相關知識　231

（一）西門子S7-200系列PLC對臥式

鏜床的改造　231

（二）西門子S7-200系列PLC對Z3050

鉆床的改造　235

（三）西門子S7-200系列PLC對

X62W型銑床的改造　238

（四）PLC在EAPS100柔性生產加工

系統中的綜合應用　239

（五）西門子S7-200系列PLC在伺服控制系統中的綜合應用

(六）PLC與變頻器的綜合控制

（七)西門子S7-200系列PLC在水箱水位控制中的綜合應用

項目小結　254

習題及思考　255

參考文獻