电气控制与PLC应用技术/21世纪高等院校电气工程与自动化规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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范国伟，刘一帆 编

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• 工业控制
• 可编程逻辑控制器
• 电工技术

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115301789

版次：1

商品编码：11182867

包装：平装

丛书名： 21世纪高等院校电气工程与自动化规划教材

开本：16开

出版时间：2013-02-01

页数：283

字数：467000

正文语种：中文版

内容简介

　　《21世纪高等院校电气工程与自动化规划教材：电气控制与PLC应用技术》是根据我国高等教育的现状和发展趋势，针对工程应用型教学改革和就业的需要，对现有的课程进行有机整合编写而成的。全书共分9章，主要内容有低压电器及基本控制线路、电动机的控制线路、可编程序控制器基本组成和工作原理、三菱FX系列PLC的基本编程指令、三菱PLC的步进编程指令、三菱PLC的功能指令、西门子S7-200PLC、西门子S7-300PLC、PLC网络通信。本书的编写采取实用的方式，内容以必需、够用为度，减少了原有课程教学内容中重复的部分。本书的特点是讲述透彻，深入浅出，通俗易懂，便于教学。
　　《21世纪高等院校电气工程与自动化规划教材：电气控制与PLC应用技术》可以作为高等院校自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器、数控应用技术、机械设计制造及其自动化、材料成型及控制工程、机电一体化等专业相关课程的教材，也可作为电工技师和职工岗位培训教材，供有关工程技术人员参考使用。

内页插图

目录

第1章 低压电器及基本控制线路
1.1 电器的作用与分类
1.2 电磁机构及触点系统
1.2.1 电磁机构
1.2.2 触点系统
1.3 接触器
1.3.1 接触器的结构及工作原理
1.3.2 接触器的型号及主要技术数据
1.3.3 接触器的图形符号和文字符号
1.3.4 接触器的选择与使用
1.4 继电器
1.4.1 继电器的继电特性
1.4.2 电磁式继电器
1.4.3 时间继电器
1.4.4 热继电器
1.4.5 速度继电器
1.4.6 其他功能继电器
1.5 熔断器
1.5.1 熔断器的结构类型
1.5.2 熔断器的安秒特性
1.5.3 熔断器的技术数据
1.5.4 熔断器的选择
1.6 低压开关和低压断路器
1.6.1 低压刀开关
1.6.2 低压断路器
1.7 主令电器
1.7.1 按钮
1.7.2 万能转换开关
1.7.3 主令控制器与凸轮控制器
1.7.4 行程开关
1.7.5 接近开关
1.8 基本控制线路
1.8.1 电动机的点动与连续运转控制
1.8.2 电动机的正反转控制
1.8.3 电动机的位置控制与自动往返控制线路
1.8.4 电动机的顺序和多点控制
1.8.5 电动机的时间控制
本章小结
习题

第2章 电动机的控制线路
2.1 三相异步电动机启动控制
2.1.1 鼠笼式异电动机的Y-△降压启动控制线路
2.1.2 定子串电阻的降压启动控制线路
2.1.3 自耦变压器降压启动控制电路
2.1.4 绕线式异步电动机转子绕组串接电阻启动控制线路
2.2 三相异步电动机制动控制
2.2.1 电压反接制动的原理
2.2.2 能耗制动的自动控制线路
2.3 实现他励直流电动机启动的控制
2.3.1 他励直流电动机三级电阻手动控制减压启动电路
2.3.2 利用时间继电器控制他励直流电动机启动控制电路
2.4 实现他励直流电动机正、反转控制
2.4.1 改变电枢电流方向控制他励直流电动机正、反转控制线路
2.4.2 改变励磁电流方向控制他励直流电动机正、反转控制线路
2.5 直流电动机制动控制
2.5.1 反接制动控制线路
2.5.2 能耗制动控制线路
2.6 直流电动机的保护
2.6.1 直流电动机的过载保护
2.6.2 直流电动机的励磁保护
本章小结
习题

第3章 可编程序控制器基本组成和工作原理
3.1 可编程序控制器的发展
3.1.1 可编程序控制器的产生和定义
3.1.2 可编程控制器分类和应用
3.1.3 可编程控制器的发展
3.2 可编程序控制器的基本组成和工作原理
3.2.1 可编程序控制器的硬件结构
3.2.2 可编程序控制器的工作原理
3.2.3 可编程序控制器的软件系统
本章小结
习题

第4章 三菱FX系列PLC及基本编程指令
4.1 三菱PLC的型号和外形
4.1.1 可编程序控制器的型号和外型
4.1.2 FX系列可编程序控制器的特点
4.2 三菱PLC的编程元件
4.2.1 输入继电器(X)与输出继电器(Y)
4.2.2 辅助继电器(M)
4.2.3 状态继电器(S)
4.2.4 定时器(T)
4.2.5 计数器(C)
4.2.6 数据寄存器(D)
4.2.7 指针
4.3 三菱PLC的基本指令
4.3.1 输入/输出指令和结束指令
4.3.2 触点串联指令和触点并联指令
4.3.3 电路块并联指令和串联指令
4.3.4 栈操作指令
4.3.5 主控指令和主控复位指令
4.3.6 脉冲输出指令
4.3.7 置位与复位指令
4.3.8 脉冲沿应用指令
4.3.9 取反指令和空操作指令
4.4 三菱PLC的指令应用
4.4.1 常用的PLC编程技巧
4.4.2 PLC的编程方法与步骤
4.4.3 三相异步电动机正、反转控制电路的PLC改造
4.4.4 两台电动机顺序启动逆序停止控制的PLC实现
4.4.5 磨床的PLC改造
4.5 三菱PLC FX-20P-E手持编程器的使用
4.5.1 FX-20P-E的组成
4.5.2 FX-20P-E编程器的联机操作
4.5.3 监视/测试操作
4.5.4 FX-20P-E编程器的脱机操作
4.5.5 实训内容与步骤
4.6 学习用GX Developer编程软件及在线仿真
4.6.1 任务目标
4.6.2 可编程控制器编程软件简介
4.6.3 GX Developer编程软件应用
4.6.4 输入/输出其他格式的文件
4.6.5 梯形图编程
4.6.6 程序传送
4.6.7 程序监控
4.6.8 思考与练习
本章小结
习题

第5章 三菱PLC的步进编程指令
5.1 状态转移图(SFC图)
5.2 步进顺控指令及编程
5.2.1 步进顺控指令
5.2.2 状态转移图与步进梯形图的转换
5.3 状态转移图流程的形式
5.3.1 单流程
5.3.2 选择性分支与汇合
5.3.3 并行分支与汇合
5.3.4 分支与汇合的组合
5.4 编程实例
5.4.1 送料小车工作PLC控制
5.4.2 剪板机动作PLC控制
5.4.3 液体混合装置控制系统
5.4.4 大小球分类选择传送控制
本章小结
习题

第6章 三菱PLC的功能编程指令
6.1 功能指令的表示方式
6.2 FX2N系列可编程序控制器功能指令
6.2.1 程序流向控制功能指令(FNC00～FNC09)
6.2.2 数据比较与传送指令
6.2.3 运算功能指令
6.2.4 循环移位与移位功能指令
6.2.5 数据处理指令
6.2.6 高速处理指令
6.2.7 方便指令
6.2.8 外部I/O设备指令
6.2.9 外部设备指令
6.2.10 浮点数运算指令
6.2.11 时钟运算与格雷码变换指令
本章小结
习题

第7章 西门子S7-200PLC
7.1 S7-200 PLC系统的基本构成
7.2 S7-200 PLC的系统配置
7.3 CPU S7-200系列PLC的存储器区域
7.3.1 数据区空间存储器的地址表示格式
7.3.2 数据区空间存储器区域
7.4 S7-200系列PLC的基本指令及编程
7.4.1 用户程序的结构
7.4.2 程序的一般约定
7.4.3 西门子S7-200PLC的基本指令
7.4.4 位逻辑指令
7.4.5 线圈指令
7.4.6 RS触发器指令
7.4.7 逻辑堆栈指令
7.4.8 定时器指令
7.4.9 计数器指令
本章小结
习题

第8章 西门子S7-300PLC
8.1 S7-300系列PLC的特点和构成
8.1.1 S7-300系列PLC的特点
8.1.2 S7-300系列PLC编程软件和工具软件
8.1.3 S7-300系列PLC的硬件构成
8.2 S7-300系列PLC的模块性能简介
8.2.1 电源模块
8.2.2 CPU模块
8.2.3 信号模块
8.2.4 接口模块
8.2.5 通信模块
8.2.6 功能模块
8.3 安装STEP 7
8.3.1 STEP 7软件的安装过程
8.3.2 STEP 7软件在安装使用过程中的注意事项
8.3.3 STEP 7使用中的常见问题
8.4 STEP 7的使用
8.5 水箱中液位的PLC控制
8.5.1 工艺描述
8.5.2 定义所用的模块通道
8.5.3 在SYMOBLE中编辑定义变量数据地址和说明
8.5.4 编写程序
本章小结
习题

第9章 PLC网络通信
9.1 工业控制局域网简介
9.1.1 OSI参考模型
9.1.2 OSI的分层结构
9.2 三菱FX系列PLC的通信
9.2.1 FX系列PLC通信模式及系统构成
9.2.2 FX系列PLC计算机专用协议的通信
9.2.3 通信操作命令类型
9.2.4 位元件或字元件状态读操作
9.3 S7-300 PLC多点接口网络
9.4 CP340点对点通信的应用
9.5 利用PROFIBUS协议进行网络通信
本章小结
习题
……

前言/序言

《工业自动化系统基础与实践》 本书全面深入地阐述了现代工业自动化系统的核心原理、关键技术与实际应用。内容涵盖了从传感器技术、执行器原理到各种自动化控制器的设计与编程，以及现场总线技术、数据采集与监控系统（SCADA）等多个层面，旨在为读者构建一个完整的工业自动化知识体系。 第一部分：工业自动化系统概述与基础 本部分首先介绍了工业自动化的发展历程、重要性及其在国民经济中的地位。接着，深入剖析了自动化系统的基本构成，包括感知层（传感器）、决策层（控制器）和执行层（执行器）的功能与相互协作关系。 传感器技术：详细讲解了各类常用传感器的基本原理、技术特性、选型原则及应用场景。涵盖了温度、压力、液位、流量、位置、速度、力等多种物理量的测量方法。重点介绍光电传感器、接近开关、编码器、视觉传感器等在工业生产中的具体应用。 执行器原理与应用：系统介绍了各类执行器的种类、工作原理、性能特点及选型依据。内容包括电动机（直流电机、交流电机、步进电机、伺服电机）、气动执行元件（气缸、气阀）、液压执行元件（液压缸、液压马达）等。着重阐述了它们在动力传递、位置控制、速度控制等方面的作用。 电气控制基础：梳理了传统的电气控制理论，包括继电器控制、接触器控制、时间继电器、行程开关等基本元件的工作原理和控制逻辑。虽然自动化程度不断提高，但理解这些基础原理对于分析和排查简单故障仍至关重要。 第二部分：可编程逻辑控制器（PLC）与编程技术 本部分是本书的核心内容之一，重点聚焦于可编程逻辑控制器（PLC）这一现代工业自动化领域的关键设备。 PLC的硬件结构与工作原理：深入剖析了PLC的组成部分，如中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）模块、通信模块、电源模块等。详细解释了PLC的扫描周期、指令执行流程以及如何实现输入信号的采集、逻辑运算和输出信号的控制。 PLC的编程语言与开发环境：全面介绍了IEC 61131-3国际标准定义的五种PLC编程语言，包括梯形图（LD）、指令表（IL）、结构化文本（ST）、功能块图（FBD）和顺序功能图（SFC）。通过丰富的实例，讲解了各种编程语言的特点、适用场景以及如何进行程序设计。同时，介绍了常用的PLC编程软件和开发环境，指导读者如何进行软件安装、项目创建、程序编写、在线调试和下载。 PLC常用指令与功能块详解：详细讲解了PLC指令系统，包括基本逻辑指令（如LD, LDI, AND, OR, NOT）、定时器指令（TON, TOF, RTO）、计数器指令（CTU, CTD, CTUD）、数据处理指令（MOV, ADD, SUB, MUL, DIV）、比较指令、跳转指令、通信指令等。并针对常用的功能块，如PID控制、运动控制、通信协议处理等，进行深入讲解和应用示例。 PLC的通信与网络：介绍了PLC在工业网络中的应用，包括RS-232/485串行通信、以太网通信（TCP/IP, UDP）、以及各种工业现场总线技术，如PROFIBUS, PROFINET, DeviceNet, CANopen等。阐述了PLC与其他设备（如HMI、SCADA系统、其他PLC）之间的数据交换原理与实现方式。 第三部分：工业自动化系统的集成与应用 本部分将前两部分的知识进行融合，重点阐述工业自动化系统的整体设计、集成与实际应用。 人机界面（HMI）与监控系统：介绍了HMI在工业自动化中的作用，包括屏幕设计、控件使用、数据绑定、报警处理、趋势显示等。讲解了SCADA系统（Supervisory Control And Data Acquisition）的功能，如数据采集、过程监控、报表生成、远程控制等，以及HMI与SCADA系统在提升生产效率、优化管理方面的重要性。 典型工业自动化应用实例：通过大量实际案例，展示PLC在不同工业领域的应用。例如： 生产线自动化：如装配线、输送线、包装线等PLC控制系统的设计与实现。 过程控制自动化：如化工、冶金、制药等行业的温度、压力、流量等参数的PID闭环控制。 机械设备自动化：如机床、机器人、起重设备等的运动控制与协同工作。 楼宇自动化：如空调、照明、给排水等系统的集中控制与节能管理。 水处理自动化：如污水处理、供水系统的过程控制与监测。 故障诊断与维护：提供了PLC系统常见故障的分析方法与排除技巧，包括硬件故障、软件故障、通信故障等。强调了预防性维护和故障排除在保障生产连续性方面的重要性。 工业物联网（IIoT）与智能制造：展望了工业自动化系统的未来发展趋势，重点介绍工业物联网（IIoT）的概念、关键技术（如大数据、云计算、边缘计算）及其在智能制造中的应用，以及PLC在 IIoT 架构中的角色。 本书内容由浅入深，理论与实践相结合，配有大量图表和实际操作示例，力求使读者能够快速掌握工业自动化系统的核心技术，并具备实际的工程应用能力。适合作为高等院校电气工程与自动化、机电一体化、测控技术与仪器等专业的教材，也可供从事工业自动化相关工作的技术人员参考学习。

评分☆☆☆☆☆

在阅读任何一本专业教材之前，我都会仔细审视其目录结构和章节安排。我希望这本书的结构能够清晰、逻辑性强，从基础到深入，循序渐进。我理想中的目录应该包含：第一部分，电气控制基础，涵盖元器件、原理、线路图绘制等；第二部分，PLC技术入门，包括PLC的硬件、软件、基本指令和编程；第三部分，PLC应用实例，覆盖各种工业场景；第四部分，进阶技术与发展趋势，如网络通信、运动控制、系统集成等。 另外，我非常看重教材中的图表质量和排版设计。清晰、准确的电路图、PLC程序图以及系统架构图是理解复杂概念的有力工具。我希望这本书的图表都能够绘制精美，标注清晰，易于识别。同时，良好的排版和字体选择也能提高阅读体验，让我能够长时间沉浸在学习中，而不是因为阅读的不适而感到疲惫。

评分☆☆☆☆☆

对于一本高等院校的规划教材，我更关注其内容的科学性、系统性和前瞻性。我希望这本书能够遵循电气工程学科的发展规律，既讲解经典的核心理论，又能够紧跟时代步伐，引入最新的技术和理念。例如，在电气控制部分，是否会涉及到一些新的控制策略，如模糊控制、自适应控制等，以及它们在实际系统中的应用？在PLC部分，是否会探讨一些新兴的PLC技术，比如安全PLC、分布式PLC或者与物联网（IoT）结合的PLC应用？ 我特别希望书中能够提供大量的工程实例和项目实训指导。理论知识固然重要，但将理论转化为实践能力是学习的关键。我希望书中能够包含不同行业的典型电气控制和PLC应用案例，并提供详细的步骤、图纸和程序代码，甚至可以包含一些模拟仿真软件的使用指导，让我能够通过实践来巩固和深化所学知识。

评分☆☆☆☆☆

在我的学习生涯中，我遇到过一些教材，虽然内容丰富，但因为排版混乱、逻辑不清，导致学习效率低下。我非常重视教材的整体呈现方式。我希望这本书不仅内容翔实，而且在视觉呈现上也能够令人愉悦。 我期望书中拥有清晰的章节划分，并且每章的标题能够准确地概括其内容。段落之间的过渡自然流畅，让读者能够轻松地跟随作者的思路。我希望书中能够适当地运用粗体、斜体等排版技巧来强调关键概念和术语，但不至于过度使用而显得杂乱。此外，附录中如果能包含一些常用的电气符号、PLC指令速查表、以及参考文献等，将会大大提升本书的实用性和参考价值。

评分☆☆☆☆☆

我是一名初学者，但对电气控制和PLC技术有着强烈的求知欲。我希望这本书能够以一种“零基础友好”的方式进行讲解，即使我之前对这方面了解不多，也能通过阅读这本书逐步掌握相关的知识。这意味着，书中应该从最基本、最核心的概念入手，避免使用过于晦涩的术语，或者在使用专业术语时能够提供清晰的解释和示例。 例如，对于“PLC”这个缩写，我希望书中能先介绍它的全称，然后解释它是什么，为什么需要它，它的基本组成部分是什么。对于各种电气控制元件，如继电器、接触器、传感器等，我希望书中能提供它们在电气图中的符号，并详细介绍它们的功能和工作原理。清晰的图文结合，以及由浅入深的讲解顺序，将是我选择学习这本书的重要考量。

评分☆☆☆☆☆

作为一个渴望了解行业前沿的学生，我特别关注教材是否能够反映当前电气工程和自动化领域的最新发展动态。虽然本书的名字是“21世纪高等院校电气工程与自动化规划教材”，这已经暗示了其一定的时效性，但我依然希望书中能够涵盖一些近期热门的技术和应用。 例如，我希望书中能提及一些关于工业物联网（IIoT）在电气控制和PLC应用中的集成案例，例如如何利用PLC采集传感器数据上传到云平台进行大数据分析，或者如何通过云端对PLC进行远程监控和管理。此外，关于人工智能（AI）在自动化领域的应用，例如基于机器学习的故障预测、智能路径规划等，如果书中能有哪怕是初步的介绍，都会让我感到非常兴奋。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对自动化控制领域充满热情的学生，尤其对那些能够解决实际工业问题的技术情有独钟。这本书的书名“电气控制与PLC应用技术”正好切中了我的兴趣点。我希望书中不仅能讲解理论知识，更重要的是能够教会我如何将这些知识转化为解决实际问题的能力。例如，在讲解接触器选型时，我希望书中能提供一些计算公式和经验法则，并结合实际的负载类型进行分析。 在PLC编程方面，我希望书中能提供清晰的编程思路和调试技巧。很多时候，程序编写只是第一步，更重要的是如何找出程序中的错误并进行有效调试。我希望书中能够讲解一些常见的PLC编程错误以及相应的排查方法，并且能够提供一些实用的调试工具和手段的介绍。

评分☆☆☆☆☆

我之所以对这本书充满期待，很大程度上是因为它强调了“PLC应用技术”。在当今的工业自动化领域，PLC（可编程逻辑控制器）已经成为不可或缺的核心设备。我希望这本书能够从最基础的PLC硬件结构开始，逐步深入到指令系统、编程语言（如梯形图、指令表、功能块图等）以及具体的应用案例。例如，书中是否会讲解如何针对不同的工艺流程设计PLC控制程序？如何进行PLC的输入输出配置？如何处理PLC的故障诊断和维护？这些都是我迫切想要学习的内容。 更进一步，我希望书中能够涉及一些更高级的PLC应用，比如运动控制、人机界面（HMI）的集成、网络通信（如Modbus、Profinet等）以及SCADA系统。这些技术的融合是现代自动化生产的关键。我希望通过这本书，能够对如何构建一个完整的自动化控制系统有一个宏观的认识，并掌握在实际工程中应用这些技术的关键技能。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就透着一股严谨和专业的气息，书名“电气控制与PLC应用技术”直接点明了主题，而“21世纪高等院校电气工程与自动化规划教材”则暗示了其学术性和前沿性。我是一名在读的电气工程及其自动化专业的学生，一直以来都对电气控制系统以及现代工业中越来越重要的PLC技术充满了好奇和学习的热情。在琳琅满目的教材中，这本书以其清晰的命名和明确的定位吸引了我。虽然我还没有机会深入研读，但从它的名字和定位来看，我预感到它将是一本能够系统性地讲解电气控制基本原理，并结合当前最主流的PLC技术进行深入剖析的优秀教材。 我非常期待书中能够详细阐述电气控制系统的构成、工作原理以及相关的安全规范。例如，对于接触器、继电器、断路器等基本元器件的功能和选型，我希望能够有详实的介绍，并且能够结合实际的工程案例进行说明，这样不仅能加深理解，更能培养解决实际问题的能力。同时，对于各种控制逻辑，如顺序控制、联锁控制、定时控制等，我也希望能有清晰的图示和详细的解释。毕竟，理解这些基础原理是掌握PLC应用技术的前提。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，一本优秀的教材不仅要传授知识，更要培养学习者的思维方式和解决问题的能力。我希望这本书能够引导我如何去分析一个电气控制问题，如何去理解一个PLC程序，以及如何去设计一个有效的控制方案。我希望书中能够提供一些引导性的问题，鼓励我去思考，而不是简单地接受书本上的内容。 例如，在讲解某个控制案例时，我希望书中能提出“如果遇到……情况，你会如何修改程序？”或者“你认为还有哪些更优化的控制方式？”这类问题，从而激发我的主动学习和独立思考。我相信，这样的互动式学习方式能够让我真正掌握知识，并为未来的学习和工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我对于现代工业自动化生产线的构成和运行机制一直感到好奇。这本书的名称暗示了它将深入探讨电气控制和PLC在其中扮演的角色。我希望书中能够详细介绍典型的自动化生产线是如何通过电气控制和PLC来实现的。例如，一个流水线上的各个工位如何通过PLC进行协调，如何实现物料的自动传输和检测，如何进行产品质量的自动监控等。 我更希望这本书能够提供一些关于自动化系统设计和实施的流程指导。从需求分析、方案设计，到设备选型、程序编写、现场调试，再到后期的维护和升级，一个完整的自动化项目涉及方方面面。我希望这本书能够像一个经验丰富的工程师一样，为我展示整个过程，并分享其中的关键注意事项和技巧。

评分☆☆☆☆☆

不错，讲的很详细，正在学习中

评分☆☆☆☆☆

不错，质量好，难度系数挺大的

评分☆☆☆☆☆

很好，对于了解基础的PLC是很好的教科书

评分☆☆☆☆☆

纸张有点薄哦

评分☆☆☆☆☆

一般般* 一般般 *

评分☆☆☆☆☆

好评，刚收到没看，但是我师傅说这个不错

评分☆☆☆☆☆

感觉还不错，配送给力

评分☆☆☆☆☆

11111111111111

评分☆☆☆☆☆

纸张还行，字迹也还清晰，不知道是否适合初学者