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本书在前两版得到广泛使用的基础上，根据行业、企业的岗位技能需求，以生产实践中典型的工作任务为项目进行修订。本书以电气控制系统的设计与安装调试为主线，分两部分介绍电气控制（继电控制）与PLC技术应用的知识和操作技能。电气控制部分以生产实践中常见的工作任务—工作台的自动往返控制、钻床的电气控制电路分析、卧式镗床的电气控制电路分析、桥式起重机的电气控制电路分析为实例，介绍常用低压电器、电气控制基本电路、常用机床的电气电路及故障诊断方法等。PLC技术应用部分以生产实践中常见的工作任务—送料小车自动往返运行的PLC控制、工业机械手运动的PLC控制、机械手步进电动机的PLC控制为实例，并拓展了S7-200 SMART PLC的应用，介绍PLC的结构、工作原理、PLC内部器件、编程语言、基本指令、顺序控制指令、功能指令及其应用技巧等。本书贯彻“职教20条”关于新形态教材建设的指导意见，并全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，融入思政案例。本书为高等职业本、专科院校“电气控制与PLC技术应用”课程的教材，也可作为开放大学、成人教育、自学考试、中职学校、培训班的教材，以及自学者与工程技术人员的学习参考书。本书提供电子教学课件、微课视频、动画、控制程序等立体化多媒体资源，有助于开展信息化教学，详见前言。

项目1  工作台的自动往返控制	1
教学导航	1
项目描述	2
1.1  限位控制电路	2
1.2  自动循环控制电路	2
相关知识	3
1.3  电气控制器件	3
1.3.1  按钮开关、刀开关、行程开关、转换开关	3
1.3.2  接触器	11
1.3.3  中间继电器	14
1.3.4  热继电器	15
1.3.5  熔断器	17
1.4  电气控制电路	19
1.4.1  三相异步电动机的启动、停止控制	19
1.4.2  接触器控制三相异步电动机正、反转	21
项目实施：工作台自动往返控制的设计与实施	24
知识拓展：电动机的两地控制	28
知识梳理与总结	30
练习与思考题1	30

项目2  钻床的电气控制电路分析	31
教学导航	31
项目描述	32
2.1  钻床的分类与控制要求	32
相关知识	33
2.2  电气控制器件	33
2.2.1  断路器	33
2.2.2  时间继电器	35
2.3  电气控制电路	39
2.3.1  顺序控制	39
2.3.2  时间控制	40
项目实施：Z3050型摇臂钻床的电气控制电路分析与故障诊断	40
2.4  摇臂钻床的电气控制电路分析	40
2.4.1  主电路分析	40
2.4.2  控制电路分析	40
2.4.3  摇臂的升降控制	41
2.4.4  立柱和主轴箱的夹紧与松开控制	41
2.5  摇臂钻床常见故障的分析与检修	44
知识梳理与总结	45
练习与思考题2	46

项目3  卧式镗床的电气控制电路分析	47
教学导航	47
项目描述	48
3.1  T68型卧式镗床的主要结构和运动形式	48
3.2  T68型卧式镗床的电力拖动形式和控制要求	49
相关知识	49
3.3  电气控制器件	49
3.3.1  速度继电器	49
3.3.2  双速异步电动机	50
3.4  电气控制电路	51
3.4.1  电动机的降压启动控制电路	51
3.4.2  电动机的制动控制电路	54
3.4.3  双速异步电动机的控制电路	57
项目实施：T68型卧式镗床的电气控制电路分析与故障诊断	59
3.5  卧式镗床的电气控制电路分析	59
3.5.1  主电路分析	59
3.5.2  控制电路分析	61
3.5.3  照明电路和指示灯电路	63
3.6  卧式镗床常见故障的分析与诊断	63
知识拓展：万能铣床的结构、电路分析及故障诊断	64
3.7  铣床的主要结构和运动形式	65
3.8  铣床的电力拖动形式和控制要求	66
3.9  X62W型万能铣床的电气控制电路分析	66
3.10  X62W型万能铣床常见电气故障的诊断与检修	69
知识梳理与总结	71
练习与思考题3	71

项目4  桥式起重机的电气控制电路分析	73
教学导航	73
项目描述	74
4.1  起重机的分类与结构	74
4.2  起重机的电力拖动和电气控制要求	75
相关知识	76
4.3  电气控制器件	76
4.3.1  凸轮控制器	76
4.3.2  主令控制器	77
4.3.3  电磁抱闸制动器	79
4.3.4  电流继电器	82
4.3.5  电压继电器	84
4.4  电气控制电路	84
4.4.1  按钮操作控制电路	85
4.4.2  时间继电器自动控制电路	86
4.4.3  电流继电器自动控制电路	87
项目实施：桥式起重机的控制电路分析	88
4.5  桥式起重机凸轮控制器的控制电路分析	88
4.5.1  电动机的工作特点	88
4.5.2  主电路分析	89
4.5.3  控制电路分析	90
4.5.4  保护联锁环节分析	90
4.6  桥式起重机主令控制器的控制电路分析	90
4.6.1  主电路分析	91
4.6.2  控制电路分析	91
4.7  桥式起重机的保护电路分析	93
知识梳理与总结	93
练习与思考题4	94

项目5  送料小车自动往返运行的PLC控制	95
教学导航	95
项目描述	96
5.1  小车自动往返运行的控制原理	96
相关知识	97
5.2  PLC的识别	97
5.2.1  PLC的基本组成	98
5.2.2  I/O接口电路	100
5.2.3  编程器	101
5.3  PLC的工作原理	102
5.4  西门子S7-200 PLC的识别与检测	102
5.4.1  CPU 226型PLC的结构	103
5.4.2  扩展功能模块	107
5.5  S7-200 PLC的内部元件	109
5.5.1  数据存储类型	109
5.5.2  编址方式	110
5.5.3  寻址方式	111
5.5.4  元件功能及地址分配	111
5.6  PLC程序设计语言	115
5.7  基本指令的分析与应用	116
5.7.1  基本位操作指令	116
5.7.2  编程注意事项及编程技巧	121
5.7.3  定时器指令的分析与应用	123
5.8  西门子PLC编程软件的应用	127
5.8.1  STEP 7-Micro/WIN的安装、界面及设置	127
5.8.2  STEP 7-Micro/WIN的程序编辑及程序下载、上载	130
5.8.3  程序的调试与监控	133
项目实施：PLC控制小车自动往返运行的设计与安装调试	134
知识拓展：电动机基本控制环节的PLC控制	136
5.9  PLC控制电动机Y-△形启动运行	136
5.10  PLC控制小车三点自动往返运行	138
5.11  两台电动机顺序启停的PLC控制系统	139
知识梳理与总结	140
练习与思考题5	140

项目6  工业机械手运动的PLC控制	142
教学导航	142
项目描述	143
6.1  简易机械手的工作过程与控制	143
相关知识	144
6.2  顺序控制功能图	144
6.3  顺序控制指令	145
6.4  顺序控制功能图的编程方法	146
6.4.1  单序列的编程方法	146
6.4.2  选择序列的编程方法	148
6.4.3  并行序列的编程方法	149
项目实施：工业机械手的PLC控制设计（自动方式）	150
知识拓展：顺序控制功能图的应用	153
6.5  在大小球分类选择传送装置中的应用	153
6.6  在十字路口交通灯控制中的应用	155
6.7  在液体混合装置中的应用	156
6.8  在电镀生产线上的应用	157
知识梳理与总结	160
练习与思考题6	160

项目7  机械手步进电动机的PLC控制	161
教学导航	161
项目描述	162
7.1  步进电动机的用途与控制	162
相关知识	163
7.2  S7-200 CPU控制程序的构成	163
7.2.1  子程序	163
7.2.2  中断程序	165
7.3  S7-200 PLC的程序控制指令	169
7.4　S7-200 PLC的数据处理指令	172
7.5  高速脉冲输出与高速计数器	177
项目实施：机械手步进电动机的PLC控制	186
知识拓展：其他常用高级指令及应用	189
7.6  算术运算指令与逻辑运算指令	189
7.7  PID回路控制指令	190
7.8  送料小车多种工作方式的控制	194
7.9  广告牌霓虹灯循环点亮的PLC控制	197
7.10  三相异步电动机Y-△形降压启动的控制	198
7.11  包装生产线上产品累计和包装的PLC控制	199
知识梳理与总结	200
练习与思考题7	201

项目8  S7-200 SMART PLC的应用	202
教学导航	202
8.1  S7-200 SMART PLC的认识	203
8.1.1  型号含义	203
8.1.2  技术参数	203
8.1.3  I/O端接线	204
8.1.4  内部器件	205
8.1.5  以太网通信	205
8.2  以太网组态	205
8.2.1  与编程设备、HMI和CPU的单独通信	206
8.2.2  与两台以上的CPU或HMI连接	206
8.3  通信指令	207
8.3.1  以太网通信指令	207
8.3.2  开放式用户通信指令	208
8.4  STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件	209
8.4.1  编程软件的安装和使用	209
8.4.2  编程软件的主界面	209
8.5  程序编辑与运行	212
8.6  S7-200 SMART PLC控制电动机运行	214
8.6.1  电动机的正、反转控制	214
8.6.2  电动机Y-△形降压启动的PLC控制	216
练习与思考题8	217
附录A  常用电气图形符号和文字符号	218
附录B  S7-200系列特殊存储器标志位	224
参考文献	234

本书在前两版得到全国许多院校老师认可和选用的基础上，根据“职教20条”关于新形态教材建设的指导意见，配套大量的立体化多媒体资源，并全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，融入思政案例，以生产实践中典型的工作任务为项目进行修订。本书以电气控制系统的设计与安装调试为主线，以满足行业、企业的岗位技能需求为目标，突出技术的应用性和针对性，强调实践操作能力。
为了方便教学，本书分为两部分：电气控制部分和PLC技术应用部分。
    电气控制部分以生产实践中常见的工作任务—工作台的自动往返控制、钻床的电气控制电路分析、卧式镗床的电气控制电路分析、桥式起重机的电气控制电路分析为实例，介绍常用低压电器、电气控制基本电路、常用机床的电气电路及故障诊断方法等。
    PLC技术应用部分以生产实践中常见的工作任务—送料小车自动往返运行的PLC控制、工业机械手运动的PLC控制、机械手步进电动机的PLC控制为实例，并拓展了S7-200 SMART PLC的应用，介绍PLC的结构、工作原理、PLC内部器件、编程语言、基本指令、顺序控制指令、功能指令及其应用技巧等。本书主要介绍西门子S7-200 PLC，考虑到我国工业现场PLC的更新换代需求，最后一个项目对S7-200 SMART PLC的硬件特点、编程软件、应用，以及其与S7-200 PLC的区别进行介绍。
    本书的编写特点如下。
    （1）本书为新形态立体化教材，读者可通过移动终端扫描二维码进行学习，也可进入在线开放课程参与学习、讨论与测评，实现线上、线下混合式教学。
    （2）党的二十大报告提出“育人的根本在于立德”。本书结合课程内容与岗位素养要求，通过“中国低压电器的发展史”“安全无小事，重在守规章”“大国工匠李刚：蒙上眼睛 方寸间插接百条线路”“科技创新，引领发展”等7个案例，使本书融入民族理想信念、创新精神、工匠精神等思政元素。
    （3）本书采用模块化结构，以项目的形式组织全书内容，读者需要通过完成项目来学习相关知识和操作技能。项目来源于企业工程实践，紧密结合行业、企业的岗位工作任务。
    （4）本书突出实践操作与技能训练，以培养能力为目标，引导读者完成每个项目，使读者能有针对性、目的性和主动性地学习相应知识。
    （5）本书融入大量的工程实例，不仅使读者了解到专业知识和技能的应用，完整的实践项目还使读者在项目化学习中加强了职业技能，逐步提升了职业素养。
    （6）本书配有“职业导航”，说明本课程的应用岗位；各项目正文前配有“教学导航”，为各项目的教与学过程提供指导；项目结尾配有“知识梳理与总结”，以便读者高效地学习、提炼与归纳知识。
    本书建议课时分配如下表所示，电气控制部分和PLC技术应用部分各72课时。课程教学建议采用理论实践一体化授课形式，理论课和实践课的安排可以灵活掌握、交融渐进。各个院校可以根据实际教学需求适当地对课时与教学方式进行调整，以方便教学。
部    分	                 项    目	建议课时		理论课	实践课
第1部分电气控制	项目1	工作台的自动往返控制	12	8
	                        项目2	钻床的电气控制电路分析	8	8
	                        项目3	卧式镗床的电气控制电路分析	12	12
	                        项目4	桥式起重机的电气控制电路分析	8	4
第2部分PLC技术应用	项目5	送料小车自动往返运行的PLC控制	16	8
	                                项目6	工业机械手运动的PLC控制	8	8
	                                项目7	机械手步进电动机的PLC控制	12	8
	                                项目8	S7-200 SMART PLC的应用	8	4
                                                                                总　　计	        84   60（144）
    本书由湖南铁道职业技术学院的刘小春、陈庆担任主编，长沙民政职业技术学院的黄有全、湖南铁道职业技术学院的张蕾、杨梦勤担任副主编，湖南铁道职业技术学院的李庆梅、李丹、王婧博，中车时代电动汽车股份有限公司的肖乾亮参与了本书的编写及资源建设。本书由刘小春统稿。
    本书在编写过程中参考了大量教材及技术资料，在此一并表示衷心的感谢！
    由于编者的水平有限，书中难免存在疏漏和不妥之处，恳请读者批评指正。
    本书提供电子教学课件、微课视频、动画、控制程序等立体化多媒体资源，有助于开展信息化教学、提高课程的教学质量与效果。读者可以直接扫描书中的二维码阅览或下载相应资源，也可通过中国大学MOOC网站搜索“电气控制技术”“PLC技术与应用”在线开放课程浏览和参考更多的教学资源。本书的电子教学课件及练习题参考答案等资源，可登录华信教育资源网（http://www.hxedu.com.cn）免费注册后下载，如有问题请在网站留言或与电子工业出版社联系（E-mail:hxedu@phei.com.cn）。

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电气控制与PLC技术应用（第3版）