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第1章 绪论1

1.1机械设备电气控制的分类1

1.2机械设备电气控制技术的发展2

1.2.1电力拖动技术的发展2

1.2.2逻辑控制技术的发展2

1.2.3数字控制技术的发展3

第2章 常用低压电器4

2.1常用低压电器分类与应用4

2.1.1常用低压电器分类4

2.1.2低压电器的应用5

2.2电磁式低压电器结构与工作原理5

2.2.1电器的触头和电弧5

2.2.2电磁机构9

2.3常用低压电器的参数13

2.3.1低压电器的型号表示方法13

2.3.2低压电器的技术指标15

2.3.3低压电器的技术性能参数15

2.4熔断器17

2.4.1熔断器的结构及工作原理18

2.4.2常用典型熔断器19

2.4.3熔断器的选用22

2.4.4熔断器使用与维护24

2.5接触器24

2.5.1接触器的结构及工作原理24

2.5.2接触器的主要特性和参数26

2.5.3接触器的选用原则27

2.5.4常用典型交流接触器27

2.5.5接触器常见故障分析30

2.6继电器30

2.6.1概述30

2.6.2电磁式继电器31

2.6.3时间继电器33

2.6.4速度继电器39

2.6.5热继电器40

2.6.6舌簧继电器43

2.6.7压力继电器43

2.6.8液位继电器44

2.6.9固态继电器44

2.7低压开关48

2.7.1刀开关48

2.7.2组合开关50

2.7.3低压断路器52

2.8主令电器56

2.8.1控制按钮57

2.8.2行程开关58

2.8.3转换开关59

2.8.4接近开关61

2.8.5主令控制器62

2.9电磁执行机构65

第3章 机械电气控制的基本电路68

3.1电气控制电路的绘制原则68

3.1.1电气图的图形符号、文字符号及接线端子标记68

3.1.2电路图的布局72

3.1.3系统图和框图73

3.1.4电气原理图73

3.1.5电器元件布置图76

3.1.6电器安装接线图76

3.2阅读电气图的基本方法和步骤78

3.3交流异步电动机80

3.3.1交流异步电动机的结构80

3.3.2异步电动机的工作特性83

3.4三相异步电动机控制的基本电路87

3.4.1单向旋转控制电路87

3.4.2电动机正反向可逆控制电路91

3.4.3顺序控制电路93

3.4.4电液（气）控制电路94

3.4.5三相笼型异步电动机启动控制电路95

3.5三相绕线转子异步电动机启动控制电路103

3.5.1转子绕组串电阻启动电路103

3.5.2转子绕组串接频敏变阻器启动电路104

3.6三相交流电动机的制动控制电路106

3.6.1机械制动控制电路107

3.6.2能耗制动控制电路108

3.6.3反接制动控制电路109

3.7电气控制电路中的保护环节112

3.7.1短路保护112

3.7.2过电流保护112

3.7.3过载（热）保护113

3.7.4零电压（失压）保护和欠电压保护114

3.7.5其他保护电路115

第4章 电气控制电路的设计方法117

4.1电气控制设计的主要内容117

4.2电气控制设备的设计步骤117

4.3电力拖动方案确定及电动机选择118

4.4电气控制方案的确定及控制方式的选择119

4.5电气设计的一般原则120

4.6电气控制系统的一般设计方法123

4.6.1一般设计法的步骤124

4.6.2一般设计法举例125

4.7电气控制电路的逻辑设计方法130

4.7.1逻辑设计方法概述131

4.7.2逻辑设计举例134

4.8电气控制的工艺设计139

第5章 常用机械的电气控制电路142

5.1车床的电气控制142

5.1.1卧式车床的主要结构及运动形式142

5.1.2中小型车床对电气控制的要求142

5.1.3 CA6140型卧式车床的电气控制143

5.1.4 CA6140型车床常见电气故障的分析144

5.2铣床的电气控制145

5.2.1 X62W铣床主要结构与运动分析145

5.2.2 X62W铣床电力拖动方式和控制要求146

5.2.3 X62W铣床电气控制电路分析147

5.2.4 X62W铣床电气控制常见故障分析153

5.3摇臂钻床的电气控制154

5.3.1摇臂钻床的主要结构及运动情况154

5.3.2摇臂钻床的电力拖动特点及控制要求154

5.3.3 Z3040型摇臂钻床的电气控制155

5.3.4 Z3040型摇臂钻床电气控制电路常见故障分析158

5.4镗床的电气控制159

5.4.1 T68型卧式镗床主要结构、运动形式及拖动特点159

5.4.2 T68型卧式镗床电气控制160

5.4.3 T68型卧式镗床常见电气故障分析163

5.5磨床的电气控制164

5.5.1主要结构及运动形式164

5.5.2 M7130型平面磨床电力拖动特点及控制要求165

5.5.3 M7130型平面磨床电气控制165

5.5.4平面磨床电气控制常见故障分析168

5.6桥式起重机电气控制电路169

5.6.1桥式起重机的主要结构及运动形式169

5.6.2桥式起重机的电力拖动特点及控制要求169

5.6.3 15t/3t桥式起重机电气控制电路分析170

5.6.4 15t/3t桥式起重机常见电气故障的分析与维修178

第6章 单片机及其工作原理181

6.1单片机的基本知识181

6.1.1单片机的基本结构181

6.1.2 80C51的基本特征182

6.1.3 80.C51的内部结构182

6.1.4 80C51的存储器配置和寄存器184

6.1.5 80C51的引脚定义及功能186

6.1.6单片机的时钟与时序188

6.2单片机的复位189

6.3单片机的编程语言190

6.4 C语言用于单片机的优势191

6.5单片机C语言开发基础192

6.5.1 C语言程序的基本结构192

6.5.2 C语言的标识符和关键字193

6.5.3数据类型194

6.5.4存储类型与存储模式195

6.5.5特殊功能寄存器（SFR）及其C51定义197

6.5.6 C51指针197

6.5.7函数198

6.6单片机控制系统常用开发工具199

6.6.1 Proteus集成开发环境199

6.6.2 Keil C51集成环境201

6.7单片机机械控制系统举例202

第7章 可编程控制器及其工作原理212

7.1可编程控制器的基本组成212

7.2可编程控制器的工作方式216

7.3 PLC的技术性能223

7.4可编程控制器的编程语言225

7.5可编程控制器的特点及分类229

7.6可编程控制器的应用和发展231

第8章FX系列可编程控制器编程元件及指令系统234

8.1 FX系列可编程控制器的技术指标234

8.2可编程控制器的安装及单元序号240

8.3可编程控制器的接线240

8.4 FX系列可编程控制器的编程元件244

8.4.1编程元件的分类、编号和基本特征244

8.4.2数据类编程元件的数据结构244

8.4.3编程元件的功能244

8.5 FX系列可编程控制器的基本逻辑指令256

8.6常用基本环节的编程261

8.6.1梯形图的特点及绘图原则261

8.6.2梯形图的基本控制环节264

8.7 FX系列可编程控制器的功能指令269

8.7.1功能指令的格式及说明269

8.7.2 FX2N系列可编程控制器功能指令272

8.8应用程序的编程软件及仿真285

8.9 FX2N系列PLC模拟量单元304

8.10 FX2N系列PLC的通信单元307

8.11 PLC人机的界面312

第9章 可编程控制器控制系统的设计318

9.1 PLC控制系统设计原则、内容和流程318

9.2机械设备PLC控制系统常用设计方法321

9.2.1经验设计法321

9.2.2波形图设计法322

9.2.3顺序功能图设计法323

9.3 PLC端口扩展与保护332

9.4 PLC系统的抗干扰措施334

9.5 PLC的测试及维护336

第10章 可编程控制器在机械设备控制中的应用338

10.1 PLC在机床中的应用338

10.1.1机床工作台自动循环PLC控制系统338

10.1.2 Z3040摇臂钻床PLC控制系统339

10.1.3 T68型卧式镗床PLC控制系统343

10.2 PLC在工业自动化生产线中的应用346

10.2.1输送机分拣的PLC控制系统346

10.2.2带式输送机的PLC控制348

10.2.3 PLC在机械手控制系统中的应用350

第11章 数控机床的电气控制系统356

11.1数控机床的发展概况356

11.2数控机床的组成与分类357

11.2.1数控机床的工作原理357

11.2.2数控机床的基本结构358

11.2.3数控设备的结构特点359

11.2.4数控机床的分类360

11.2.5数控机床的特点及应用范围364

11.2.6数控机床的发展趋势364

11.3数控机床电气控制系统的组成与特点368

11.3.1数控机床电气控制系统的组成368

11.3.2数控机床电气控制系统的特点372

11.4进给伺服驱动系统372

11.4.1步进电机373

11.4.2直流伺服电机375

11.4.3交流伺服电机377

11.5主轴变频伺服驱动系统381

11.5.1变频电机主轴驱动装置382

11.5.2交流伺服电机专用主轴驱动装置387

11.5.3 PLC控制变频器的方法387

11.6 PLC在数控机床上的应用394

11.6.1数控机床PLC的功能394

11.6.2数控机床中的信息交换395

11.6.3数控机床PLC的类型395

参考文献397