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PLC编程技术的初学者常因指令的抽象性而感到困惑，即使在大量学习理论知识后，面对实际操作时仍可能感到无所适从。为了解决这一学习难题，编者依托多年的教学积累及在工业自动化领域的实战经验，精心编写了一套专为初学者量身定制的教学内容。本书聚焦于初学者在PLC学习过程中不可或缺的电工知识，从基础的安全用电知识开始，逐步深入到电路的基本原理，进而引导读者认识与PLC编程密切相关的外围设备。此外，本书还覆盖了电工工具的使用技巧、电工实操技能、经典电路的解读，以及EPLAN电气制图软件和PLC周边电气自动化控制设备等内容。本书以层层递进的方式，巧妙地将理论与实践相融合，旨在为机电类大中专院校的学生提供一本全面且深入的教材或参考书籍。读者通过研读本书，有望能够更透彻地理解和掌握电工基础知识，同时精进PLC编程技术，从而为未来的职业生涯筑牢坚实的基石。

第1章  安全用电常识	1
1.1  人体触电的基本概念	1
1.1.1  人体触电的种类	1
1.1.2  人体触电的方式	2
1.2  安全用电	4
1.2.1  人体电阻	4
1.2.2  人体允许电流	4
1.3  安全用电措施	4
1.3.1  保护接地	4
1.3.2  保护接零	5
1.3.3  触电急救	5
1.4  电工安全操作规程	6
1.5  电气设备安全操作规程	7
课后习题	7
第2章  电路的基础知识	8
2.1  电路的基本组成	8
2.2  电路的基本参考量	9
2.2.1  电流	9
2.2.2  电压	10
2.2.3  电位	10
2.3  欧姆定律	11
2.3.1  部分电路欧姆定律	11
2.3.2  全电路欧姆定律	11
2.4  电阻连接方式的等效电路	12
2.4.1  电阻的串联	12
2.4.2  电阻的并联	13
2.4.3  电阻的混联	14
2.5  正弦交流电	15
课后习题	17
第3章  认识与PLC编程密切相关的外围设备	18
3.1  概述	18
3.2  低压电器	19
3.2.1  低压电器的分类	19
3.2.2  低压电器的全型号表示方法	19
3.2.3  低压电器的图形符号及文字符号	20
3.2.4  低压电器的选型注意事项	23
3.2.5  低压电器的配线原则	24
3.2.6  低压配电电器	24
3.2.7  低压控制电器	31
3.3  主令电器	40
3.3.1  控制按钮	40
3.3.2  行程开关	42
3.3.3  接近开关	44
3.3.4  万能转换开关	48
3.4  传感器	49
3.4.1  光电传感器	51
3.4.2  热电偶传感器	53
3.4.3  压力传感器	54
3.4.4  液位传感器	59
3.4.5  位置传感器	61
3.4.6  视觉传感器	63
课后习题	65
第4章  使用电工工具与数字万用表	66
4.1  电工工具	66
4.1.1  验电笔	66
4.1.2  螺丝刀	67
4.1.3  钢丝钳	67
4.1.4  尖嘴钳	68
4.1.5  斜口钳	68
4.1.6  剥线钳	68
4.1.7  电工刀	69
4.1.8  手电钻	70
4.1.9  电烙铁	70
4.2  数字万用表	72
4.2.1  数字万用表的组成	72
4.2.2  数字万用表的面板说明	73
4.2.3  数字万用表的使用说明	74
课后习题	75
第5章  导线的多种连接方式	76
5.1  概述	76
5.2  电缆	77
5.2.1  电缆的规格表示	77
5.2.2  电缆的型号组成	78
5.2.3  电缆的型号缩写	78
5.2.4  电缆的选购	79
5.3  剖削导线绝缘层	80
5.3.1  塑料硬线的绝缘层剖削	80
5.3.2  塑料软线的绝缘层剖削	81
5.3.3  塑料护套线的绝缘层剖削	82
5.3.4  花线的绝缘层剖削	82
5.3.5  铅包线的绝缘层剥削	83
5.3.6  漆包线的绝缘层去除	83
5.4  连接导线	83
5.4.1  铜芯导线的连接	83
5.4.2  铝芯导线的连接	89
5.4.3  线头与接线桩的连接	91
5.5  封端处理	93
5.5.1  铜芯导线的封端	93
5.5.2  铝芯导线的封端	94
5.6  恢复导线绝缘层	94
5.6.1  线圈内部导线绝缘层的恢复	94
5.6.2  线圈线端连接处绝缘层的恢复	95
5.6.3  电力线绝缘层的恢复	96
课后习题	96
第6章  经典电路与实物对照	97
6.1  三相电机点动控制电路	97
6.2  三相电机自锁运行电路	98
6.3  三相电机带过载保护启停电路	99
6.4  三相电机单按钮启停控制电路	100
6.5  浮球开关控制水塔手动和自动补水电路	101
6.6  压力继电器实现家庭无塔供水电路	102
6.7  三相电机点动和自锁电路	103
6.8  三相电机手动正反转运行电路	104
6.9  三相电机缺相保护电路	105
6.10  三相电机“星三角”降压启动电路	106
6.11  三相电机延时循环启停控制电路	107
6.12  变频器主回路接线图	108
6.13  变频器控制回路接线图	109
6.14  西门子PLC控制变频器接线图	110
6.15  西门子PLC输入输出接线图	111
6.16  西门子PLC控制步进电机接线图	112
6.17  西门子V90系列伺服驱动器控制伺服电机接线图	114
6.18  热电阻与PLC热电阻模块接线图	116
6.19  温度控制模拟量模块输入输出接线图	117
6.20  压力控制模拟量模块输入输出接线图	118
6.21  PLC控制变频器恒压供水“一拖三”电路	119
课后习题	120
第7章  EPLAN电气制图软件的应用	121
7.1  初识EPLAN软件	121
7.1.1  EPLAN软件介绍	121
7.1.2  EPLAN的发展历史	122
7.1.3  EPLAN的安装	123
7.1.4  EPLAN的启动	126
7.1.5  EPLAN的退出	126
7.1.6  EPLAN的主界面	127
7.1.7  自定义工作区域	128
7.2  项目编辑和管理	129
7.2.1  创建项目	129
7.2.2  打包和解包项目	132
7.2.3  备份和恢复项目	133
7.3  图形使用	134
7.3.1  绘制图形	134
7.3.2  标注图形尺寸	136
7.3.3  编辑图形	137
7.4  页管理	138
7.4.1  页导航器	138
7.4.2  新建页和删除页	139
7.4.3  导入文件和导出文件	142
7.5  图纸设置	145
7.5.1  图纸的分区	145
7.5.2  图纸的组成	146
7.6  栅格设置	152
7.6.1  栅格的种类	152
7.6.2  栅格的使用	153
7.6.3  栅格的对齐	153
7.7  符号使用	155
7.7.1  符号库类型	155
7.7.2  插入符号	155
7.7.3  符号自动连线	159
7.8  文本插入	160
7.8.1  自由文本	161
7.8.2  属性文本	161
7.8.3  特殊文本	163
7.8.4  占位符文本	163
7.8.5  路径功能文本	164
7.9  电缆使用	165
7.9.1  电缆的定义	165
7.9.2  电缆的选型	166
7.9.3  电缆的编辑	168
7.9.4  电缆的编号	169
7.9.5  电缆的屏蔽	171
7.10  黑盒使用	172
7.10.1  黑盒的制作	172
7.10.2  黑盒的功能定义	174
7.10.3  黑盒的组合	175
7.11  实例：电机正反转电路设计	175
7.11.1  绘制电机主回路	175
7.11.2  绘制电机控制回路	187
课后习题	190
第8章  PLC周边电气自动化控制设备	191
8.1  PLC	191
8.1.1  什么是PLC	191
8.1.2  PLC的特点	192
8.1.3  PLC的分类	193
8.1.4  PLC的发展历程	195
8.1.5  PLC的组成结构	196
8.1.6  PLC的工作原理	197
8.1.7  PLC的适用场合	200
8.2  触摸屏	202
8.2.1  什么是触摸屏	202
8.2.2  触摸屏的发展历程	202
8.2.3  触摸屏的组成	202
8.2.4  触摸屏的优缺点	203
8.2.5  触摸屏的分类	204
8.2.6  触摸屏的系列产品	205
8.2.7  触摸屏与PLC的连接	206
8.3  变频器	212
8.3.1  变频器的发展	213
8.3.2  变频器的结构	214
8.3.3  变频器的控制方式	217
8.3.4  变频器的工作方式	218
8.3.5  变频器的运行特性	219
8.3.6  变频器的分类	222
8.3.7  变频器的参数表	224
8.3.8  变频器的维护和检查	225
8.4  伺服系统	226
8.4.1  伺服系统的发展	226
8.4.2  伺服系统的分类	227
8.4.3  伺服系统的性能要求	228
8.4.4  伺服系统的结构	229
8.4.5  伺服系统的优势	230
8.5  伺服电机	230
8.5.1  伺服电机的基本分类	231
8.5.2  伺服电机的内部结构	232
8.5.3  伺服电机的特点	233
8.5.4  伺服电机的选型步骤	234
8.5.5  PLC控制伺服电机的模式	237
课后习题	238

随着德国工业4.0的提出，中国制造业向智能制造方向转型已是大势所趋。工业机器人是智能制造业最具代表性的装备。根据IFR（国际机器人联合会）发布的最新预测，未来十年，全球工业机器人销量年平均增长率将保持在12%左右。
当前，工业机器人替代人工生产已成为未来制造业的必然，工业机器人作为“制造业皇冠顶端的明珠”，将大力推动工业自动化、数字化、智能化的早日实现，为智能制造奠定基础。然而，智能制造发展并不是一蹴而就的，而是从“自动信息化”“互联化”到“智能化”层层递进、演变发展的。智能制造产业链涵盖智能装备（机器人、数控机床、服务机器人、其他自动化装备）、工业互联网（机器视觉、传感器、RFID、工业以太网）、工业软件（ERP/MES/DCS等）、3D打印及将上述环节有机结合起来的自动化系统集成和生产线集成等。
根据智能制造产业链的发展顺序，智能制造需要先实现自动化，然后实现信息化，再实现互联网化，最后才能真正实现智能化。工业机器人是实现智能制造前期最重要的工作之一，是联系自动化和信息化的重要载体。智能装备和产品是智能制造的实现端。围绕汽车、机械、电子、危险品制造、国防军工、化工、轻工等应用需求，工业机器人将成为智能制造中智能装备的普及代表。
由此可见，智能装备应用技术的普及和发展是我国智能制造推进的重要内容，工业机器人应用技术是一个复杂的系统工程。工业机器人不是买来就能使用的，还需要对其进行规划集成，把机器人本体与控制软件、应用软件、周边的电气设备等结合起来，组成一个完整的工作站方可进行工作。通过在数字工厂中工业机器人的推广应用，不断提高工业机器人作业的智能水平，使其不仅能替代人的体力劳动，而且能替代一部分脑力劳动。因此，以工业机器人应用为主线构造智能制造与数字车间关键技术的运用和推广显得尤为重要，这些技术包括机器人与自动化生产线布局设计、机器人与自动化上下料技术、机器人与自动化精准定位技术、机器人与自动化装配技术、机器人与自动化作业规划及示教技术、机器人与自动化生产线协同工作技术及机器人与自动化车间集成技术，通过建造机器人自动化生产线，利用机器手臂、自动化控制设备或流水线自动化，推动企业技术改造向机器化、自动化、集成化、生态化、智能化方向发展，从而实现数字车间制造过程中物质流、信息流、能量流和资金流的智能化。
近年来，虽然多种因素推动着我国工业机器人在自动化工厂的广泛使用，但是一个越来越大的问题清晰地摆在我们面前，那就是工业机器人的使用和集成技术人才严重匮乏，甚至阻碍这个行业的快速发展。哈尔滨工业大学机器人研究所所长、长江学者孙立宁教授指出：按照目前中国机器人安装数量的增长速度，对工业机器人人才的需求早已处于干渴状态。目前，国内仅有少数本科院校开设工业机器人的相关专业，学校普遍没有完善的工业机器人相关课程体系及实训工作站。因此，学校老师和学员都无法得到科学培养，从而不能快速满足产业发展的需要。
工控帮教研组结合自身多年的工业机器人集成应用技术和教学经验，以及对机器人集成应用企业的深度了解，在细致分析机器人集成企业的职业岗位群和岗位能力矩阵的基础上，整合机器人相关企业的应用工程师和机器人职业教育方面的专家学者，编写“智能制造高技能人才培养规划丛书”。按照智能制造产业链和发展顺序，“智能制造高技能人才培养规划丛书”分为专业基础教材、专业核心教材和专业拓展教材。
专业基础教材涉及的内容包括触摸屏编程技术、运动控制技术、电气控制与PLC技术、液压与气动技术、金属材料与机械基础、EPLAN电气制图、电工与电子技术等。
专业核心教材涉及的内容包括工业机器人技术基础、工业机器人现场编程技术、工业机器人离线编程技术、工业组态与现场总线技术、工业机器人与PLC系统集成、基于SolidWorks的工业机器人夹具和方案设计、工业机器人维修与维护、工业机器人典型应用实训、西门子S7-200 SMART PLC编程技术等。
专业拓展教材涉及的内容包括焊接机器人与焊接工艺、机器视觉技术、传感器技术、智能制造与自动化生产线技术、生产自动化管理技术（MES系统）等。
本书内容力求源于企业、源于真实、源于实际，然而因编著者水平有限，错漏之处在所难免，欢迎读者关注微信公众号GKYXT1508进行交流。
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工控帮教研组

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