电气控制与可编程序控制器的原理及应用 (2010 年度畅销榜NO.7624 )

本书是根据目前高等学校已普遍将原先的“工厂电器控制设备(技术)”和“可编程序控制器”两门课程合并为“电气控制与可编程序控制器”一门课程的实际情况，并充分考虑到电气控制技术的实际应用和发展情况而编写的。从实际工程应用和便于教学出发，主要介绍了电气控制技术及系统设计、可编程序控制器原理及应用，系统地阐述了电气控制的分析与设计的一般方法。全书共分两篇，11章。包括常用电磁式低压电器、常用其他低压电器、电子电器、继电接触器控制系统，可编程序控制器的概念及工作原理、可编程序控制器的特点和技术指标、可编程序控制器的基本指令系统、步进控制指令和顺序功能流图、功能指令、可编程序控制器的特殊扩展模块、可编程序控制器网络及通信、可编程序控制器应用设计方法。每章的末尾都附有适量的复习思考题。
本书在可编程序控制器部分以FX2N为例，系统地讨论了PLC的构造原理、硬件结构、内部软元件、指令系统等，在此基础上对可编程序控制系统的设计及编程方法做了较为详细的论述，特别是针对可编程序控制器日益普及的自动化应用范围对模拟量控制、定位控制、联网通信和数据传输等功能应用的需求，给出了详细的解决方案。
本书可作为高校、大专、电大和业余大学的自动化、工业自动化、电气技术、机电一体化及相近专业的“电气控制与可编程序控制器”及类似课程的选用教材，也可作为自动化工程人员从事设计和研究相关内容的参考和自学用书。

第一篇电气控制
第一章常用电磁式低压电器
第一节概述
一、低压电器的分类
二、常用的低压控制电器
第二节电磁机构原理
一、电磁机构
二、电磁吸力
第三节电接触及灭弧工作原理
一、电接触
二、灭弧工作原理
第四节电磁式接触器
一、接触器的作用与分类
二、接触器的结构和工作原理
三、接触器的主要技术参数及型号含义
四、接触器的选用
第五节电磁式继电器
一、继电器的结构组成、作用、分类和特性
二、电磁式电压及电流继电器
三、时间继电器
四、中间继电器
复习思考题
第二章常用其他低压电器
第一节热继电器
一、热继电器的作用和分类
二、热继电器的保护特性和工作原理
三、带断相保护的热继电器
四、热继电器的主要技术数据
五、热继电器的调整
六、热继电器的选用
七、热继电器使用中应注意的问题
第二节信号继电器
一、温度继电器
二、速度继电器
三、压力继电器
四、液位继电器
五、干簧继电器
六、混合式继电器
七、负序继电器
第三节主令电器
一、控制按钮
二、行程开关
三、万能转换开关
四、主令控制器
第四节熔断器
一、熔断器的结构组成和分类
二、熔断器的保护特性
三、熔断器的主要参数
四、一般熔断器的选用
五、快速熔断器的选择
第五节低压开关和低压断路器
一、低压刀开关
二、低压断路器
三、组合开关
第六节漏电断路器
一、触电的形成及其危害
二、漏电断路器的组成和动作原理
复习思考题
第三章电子电器
第一节电子电器的特点和主要技术参数
一、电子电器的特点
二、电子电器的组成
三、电子电器的主要技术参数
第二节晶体管时间继电器
一、延时工作原理
二、单结晶体管通电延时电路
三、带瞬动触头的通电延时电路
四、断电延时电路
五、晶体管时间继电器的型号含义及主要技术数据
第三节固态保护继电器
一、过载和保护继电器
二、断相保护继电器
三、温度继电器
四、漏电保护继电器
五、半导体脱扣器
第四节晶闸管开关
一、晶闸管交流开关
二、晶闸管直流开关
三、混合式交流触发器
四、晶闸管断路器
第五节无触头行程开关
一、晶体管停振型接近开关
二、差动变压器型接近开关
复习思考题
第四章继电接触式控制系统
第一节电气控制线路的绘制原则、图形及文字符号
一、常用电气元件图形符号和文字符号
二、电气线路图及其绘制原则
三、读和分析电气控制路线图的方法
第二节组成电气控制线路的基本规律
一、联锁控制的规律
二、按控制过程的变化参量进行控制的规律
第三节电气控制线路的一般设计方法
一、概述
二、一般方法设计控制线路的几个原则
三、一般方法设计控制线路的实例分析
第四节电气线路中的保护措施
一、短路保护
二、过电流保护
三、热保护
四、零电压和欠电压保护
五、弱磁场保护
六、超速保护
七、多功能一体化保护器
第五节电气控制安全等级及其应用
一、安全电气元件的重要性及其等级评定
二、电气控制安全等级标准及应用分析
第六节常用典型控制线路
一、笼型感应异步电动机的起动控制线路
二、笼型感应异步电动机的制动与反转的控制线路
三、调速控制线路
四、预警、自动保护线路
复习思考题
第二篇可编程序控制器
第五章可编程序控制器的概念及工作原理
第一节可编程序控制器的产生和发展
第二节可编程序控制器的定义和特点
一、可编程序控制器的定义
二、可编程序控制器的特点
第三节可编程序控制器的分类及应用
一、可编程序控制器的分类
二、可编程序控制器的应用
第四节可编程序控制器的组成及各组成部分的作用
一、PLC的基本组成
二、PLC各组成部分的作用
第五节可编程序控制器的工作原理
一、PLC的工作方式与运行框图
二、PLC的工作过程
三、PLC的中断处理
第六节可编程序控制器的编程语言
一、概述
二、PLC的编程语言
第七节可编程序控制器与微型计算机、继电器控制等的区别
一、PLC与继电器控制的区别
二、PLC与微型计算机(MC)的区别
三、PLC与单板计算机的区别
四、PLC与集散系统的区别
复习思考题
第六章可编程序控制器的特点和技术指标
第一节FX2N的结构和类型
一、FX2N的结构特点
二、FX2N型号说明
三、FX2N系列PLC的相关设备
第二节FX2N系列PLC技术性能指标
一、环境规格
二、性能规格
三、FX2N的软元件地址分配
第三节FX2N系列可编程序控制器内的元器件
一、输入／输出继电器(X／Y)
二、辅助继电器(M)
三、状态元件(S)
四、定时器(T)
五、计数器(C)
六、数据寄存器(D)
七、文件寄存器(D1000～D7999)
八、变址寄存器(V／Z)(字)
九、指针P／I
复习思考题
第七章可编程序控制器的基本指令
第一节可编程序控制器的逻辑指令简介
一、基本逻辑指令一览表
二、逻辑取及线圈驱动指令LD／LDI／OUT
三、触点串联指令AND／ANI
四、触点并联指令OR／ORI
五、串联电路块的并联指令ORB
六、并联电路块的串联指令ANB
七、脉冲式操作指令LDP／LDF／ANP／ANF／ORP／ORF
八、逻辑堆栈的操作指令MPS／MRD／MPP
九、主控指令MC／MCR
十、逻辑运算结果取反指令IN-V
十一、脉冲输出指令PLS／PLF
十二、置位／复位指令SET／RST
十三、对计数器、定时器的OUT／RST
十四、空操作指令NOP
十五、程序结束指令END
第二节可编程序控制器梯形图编程规则
一、两个基本概念
二、梯形图设计规则
第三节可编程序控制器逻辑指令编程实例
一、延时断开电路
二、分频电路
三、振荡电路
四、报警电路
五、智力抢答装置
复习思考题
第八章步进顺控指令和顺序功能流程图
第一节步进／顷控指令STL／RET
一、步进顺控指令STL／RET表
二、步进顺控指令应用
第二节步进顺控指令的动作与SFC表示
一、状态的功能
二、步进顺控指令的动作与SFC的对应关系
第三节状态转移图的类型及规则
一、SFC的类型
二、SFC的设计规则
第四节基本编程方法
一、初始状态编程
二、没有分支与汇合的一般流程
三、带跳转处理和复位处理编程
四、选择性分支和汇合的编程
五、并行分支和汇合的编程
六、分支、汇合的组合编程
七、利用同一信号的状态转移编程
第五节各种类型SFC编程实例分析
一、简单流程控制系统
二、选择性分支和汇合流程控制系统
三、并行分支和汇合流程控制系统
复习思考题
第九章功能指令
第一节功能指令的概述
一、功能指令的基本形式
二、应用指令的数据格式
三、变址寄存器(V、Z)
四、数据长度及指令的执行方式—
第二节功能指令的表示形式和功能指令表
一、功能指令的表示形式
二、功能指令表
第三节程序流控制功能(FNC00～FNC09)
一、条件跳转
二、调用子程序
三、中断指令
四、主程序结束
五、监视定时器
六、循环(FOR、NEXT)
第四节传送和比较(FNCl0～FNCl9)
一、比较
二、区域比较
三、传送
四、移位传送
五、取反传送
六、块传送
七、多点传送
八、交换
九、BCD变换
十、BIN变换
第五节四则运算及逻辑运算(FNC20—FNC29)
一、BIN加法
二、BIN减法
三、BIN乘法
四、BIN除法
五、BIN加一和BIN减一
六、与、或和异或
七、求补
第六节循环移位与移位(FNC30～FNC39)
一、循环右移与循环左移
二、带进位的循环移位
三、位右移、位左移
四、字右移、字左移
五、先进先出(FIFO)写入
六、先进先出(FIFO)读出
第七节数据处理(FNC40一FNCA9)
一、区间复位
二、解码
三、编码
四、求置ON位的总数
五、ON位判断
六、平均值
七、报警器置位
八、报警器复位
九、二进制平方根
十、二进制整数与二进制浮点数转换
第八节高速处理(FNC50～FNC59)
一、刷新
二、刷新和滤波时间调整
三、矩阵输入
四、高速计数器置位
五、高速计数器复位
六、高速计数器的区间比较
七、速度检测
八、脉冲输出
九、脉宽调制
十、带加减速的脉冲输出
第九节方便指令(FNC60～FNC69)
一、状态初始化
二、数据搜索
三、绝对值式凸轮顺控
四、增量式凸轮顺控
五、示教定时器
六、特殊定时器
七、交替输出
八、斜坡信号
九、旋转工作台控制
十、数据排序
第十节外围设备I／O(FNC70～FNC79)
一、十字键输入
二、十六键输入
三、数字开关
四、七段解码
五、带锁存器的七段显示
六、方向开关
七、ASCII码变换
八、ASCII打印
九、特殊功能模块的BFM读出
十、特殊功能模块的BFM写入
第十一节外围设备SER(FNC80一FNC89)
一、串行数据传送
二、八进制位传送
三、HEX+ASCII变换
四、ASCII—HEX变换
五、校验码
六、电位器值读出
七、电位器刻度
八、PID运算
第十二节浮点运算(FNCll0-FNCl39)
一、二进制浮点比较
二、二进制浮点区域比较
三、二进制浮点转换为十进制浮点
四、十进制浮点转换为二进制浮点
五、二进制浮点加法
六、二进制浮点减法
七、二进制浮点乘法
八、二进制浮点除法
九、二进制浮点数开平方
十、二进制浮点数一二进制整数变换
十一、浮点正弦函数
十二、浮点余弦函数
十三、浮点正切函数
第十三节数据处理2(FNCl40～FNCl49)
第十四节定位控制功能(FNCl50～FNCl59)
一、使用定位控制指令的注意事项
二、ABS当前值读取
三、原点回归
四、可变速脉冲输出
五、相对位置控制
六、绝对位置控制
第十五节实时时钟处理(FNCl60-
FNCl69)
一、时钟数据比较
二、时钟数据区间比较
三、时间加法
四、时间减法
五、时钟数据读取
六、时钟数据写入
七、计时表
第十六节外围设备(FNCl70一
FNCl79)
一、葛莱码转换(BIN—GRY转换)
二、葛莱码逆变换(GRY—BIN变换)
三、模拟量模块读取(FXON—3A专用)
四、模拟量模块写入(FXON—3A专用)
第十七节触点比较指令(FNC220～FNC249)
一、LD(触点比较指令)
二、AND(触点比较指令)
三、OR(触点比较指令)
第十章FX2N系列PLC的特殊扩展模块
第一节概述
第二节模拟量输入和输出处理
一、FX2N—8AV—BD模拟量调节器
二、FXON—3A模拟量输入输出模块
三、FX2N—2AD模拟量输入模块
四、FX2N—2DA数字量输入模块
五、FX2N—4AD模拟量输入模块
六、FX2N—4DA模拟量输出模块
七、FX2N—4AD—PT模拟量输入模块
八、FX2N—4AD—TC模拟量输入模块
九、FX2N—2LC温度调节模块
第三节定位控制处理
一、FX2N—1HC高速计数器模块
二、FX2N—lPG脉冲输出模块
三、FX2N—10GM和FX2N—20GM定位控制器
四、FX2N—1RM—SET可编程凸轮开关
五、FX2N图形／文本操作终端
第四节FX2N联网通信和数据传输模块
一、CC—Link系统主站块FX2N—16CCL—M
二、MELSECI／OLINK远程I／O连接系统主站模块FX2N—16LNK—M
三、CC—Link接口模块FX2N—32CCL
四、AS—接口主站模块FX2N—32ASI—M
五、DeviceNet接口模块FX2N—、64DNET
六、Profibus接口模块FXON—32NT——DP
七、Profibus接口模块FX2N—32DP—IF
八、RS—232C通信板FX2N—232—BD／PXON—232—ADP／FX2N—2321F
九、RS—485通信板FXON—485—ADP／FX2N——485——BD
十、RS—232C／RS—485转换接口FX—485PC—IF—SET———
十一、FX—232AWC／FX—232AW系列接口
十二、FXlN—422—BD／FX2N—422—BD通信口
第五节FX系列的编程工具
一、便携式简易编程器FX—10P—SET0／FX—20P—SET0
二、计算机软件FX—PCS／WIN编程
第十一章可编程序控制器的应用
第一节可编程序控制器．的系统设计
一、可编程序控制器控制系统设计的基本原则
二、可编程序控制器控制系统设计的一般步骤
三、确定控制对象和控制范围
四、可编程序控制器的选择
五、硬件与程序设计
六、总装统调
第二节可编程序控制器的应用实例
一、操作方式的概念
二、机械手控制系统实例分析
三、人行通道的按钮控制
四、FX2N的N：N通信网络实例
五、利用RS指令实现个人电脑与PLC的数据传送
六、十六位数据通信
附录FX2N特殊辅助继电器和数据寄存器表
一、PLC状态(M8000一M8009，D8000～D8009)
二、PLC时钟(M8010～M8019，D8010一D8019)
三、PLC标志(M8020～M8029，D8020～D8029)
四、PLC模式(M8030～M8039，D8030一D8039)
五、PLC步进阶梯(M8040一M8049，D8040一D8049)
六、PLC禁止中断(M8050一M8059，D8050～D8059)
七、PLC错误检测(M8060～M8069，D8060一D8069)
八、通信接口寄存器
九、采样跟踪寄存器(M8074～M8098，D8074～D8098)
十、高速处理与定位控制(M8130～M8149，D8130～D8149)
十一、扩展功能及其他—
十二、变址寄存器当前值和脉冲捕捉继电器
十三、内部增／减型计数器和高速计数器计数方向
十四、错码一览表
参考文献

本书是根据目前高等学校已普遍将原先的“工厂电器控制设备(技术)”和“可编程序控制器”两门课程合并为“电气控制与可编程序控制器”一门课程的实际情况，并充分考虑到电气控制技术的实际应用和发展情况而编写的。 在编写过程中力求做到： 以实际应用和便于教学为目标， 紧贴实际与当前流行的先进技术产品相结合。着重介绍常用低压电器、电器控制基本线路、典型生产机械电气控制线路，可编程序控制器原理及实际应用线路， 系统地阐述了电气控制和可编程序控制器系统的分析与设计的一般方法。 本书在内容编写上注意循序渐进、由浅入深，便于读者掌握基本控制原理和控制方法。保留了传统电器及继电接触控制内容，删除了应用范围越来越有局限性的电机扩大机、磁放大器和顺序控制器的内容，大幅度增加了应用越来越广泛的电子电器和安全电气的知识。可编程序控制器的内容以当今流行的三菱公司的一体化小型机FX2N系列为重点。 全书两篇共11章和附录。第一篇电器控制部分共4章， 主要介绍常用低压电器及电子电器的结构、原理、用途及选用原则、继电接触式控制系统和电气控制的安全等级的基本环节与线路设计的一般原则与方法。第二篇共7章和附录，主要讲述可编程序控制器的组成结构、工作过程、FX2N系列可编程序控制器的指令系统和编程举例、功能指令及应用、FX2N系列可编程序控制器的特殊功能模块、PLC控制系统的设计方法和应用实例 (所有实例均给出在FX2N系列PC上运行通过的指令程序)、FX2N系列可编程序控制器的网络及其通信技术。每章的末尾都附有适量的复习思考题。 本书在可编程序控制器部分以FX2N为例，系统地讨论了PLC的构造原理、硬件结构、内部软元件、指令系统等，在此基础上对可编程序控制系统的设计及编程方法做了较为详细的论述，特别是针对可编程序控制器日益普及的自动化应用范围对模拟量控制、定位控制、联网通信和数据传输等功能应用的需求，给出了详细的解决方案。 本书可作为高校、大专、电大和业余大学的自动化、工业自动化、 电气技术、机电一体化及相近专业的电气控制与可编程序控制器及类似课程的选用教材，也可作为自动化工程人员从事设计和研究相关内容的参考和自学用书。 本书前言、绪论、第一章、第二章、第三章、第四章、第五章、第六章、第七章、第八章、第九章的第一节至第四节、第十章、第十一章及其附录由华南理工大学陈立定编著，第九章的第五节至第十七节由华南理工大学陈晖编写。本书由陈立定负责全书的组织、修改和统稿。书中部分章节的编写主要参照了三菱公司的最新技术资料和同行作者的有关文献，在此无法一一列举，编著者对所列主要参考文献的作者，表示衷心的感谢! 由于编著者水平有限，加之时间仓促，书中难免有错误和不妥之处，敬请读者批评指正。 编著者 2003年11月于广州华南理工大学