電氣工程師自學速成-套用篇

《電氣工程師自學速成 套用篇》是2021年人民郵電出版社出版的圖書，作者是李楠、段榮霞。本書主要講述了電工識圖基礎、電工測量電路的識讀、照明與動力配電線路的識讀、供配電系統電氣線路的識讀等電氣工程師應該掌握的一些套用知識。

基本介紹

• 中文名：電氣工程師自學速成 套用篇
• 作者：李楠、段榮霞
• 出版社：人民郵電出版社
• ISBN：9787115552808

內容簡介

本書深入淺出地介紹了電氣工程師應該掌握的一些套用知識。具體內容包括：電工識圖基礎、電工測量電路的識讀、照明與動力配電線路的識讀、供配電系統電氣線路的識讀、電子電路的識讀、電力電子電路的識讀、PLC的基本結構與工作原理、編程與仿真、基本邏輯指令及使用、步進順控指令、功能指令、可程式控制器用於模擬量控制、編程規則和實例等內容。

本書內容豐富，講解通俗易懂，適合廣大電氣工程師及愛好電工技能的用戶讀者學習參考。

圖書目錄

第1章　電工電路識圖基礎 1

1．1　電氣圖的分類　1

1．1．1　系統圖　1

1．1．2　電路圖　1

1．1．3　接線圖　2

1．1．4　電氣平面圖　4

1．1．5　設備元件和材料表　4

1．2　電氣圖的製圖與識圖規則　5

1．2．1　圖紙格式、圖幅尺寸和圖紙分區　5

1．2．2　圖線和字型等規定　7

1．2．3　電氣圖的布局　10

1．3　電氣圖的表示方法　11

1．3．1　電氣連線線的表示方法　11

1．3．2　電氣元件的表示方法　13

1．3．3　電氣線路的表示方法　16

1．4　電氣符號　17

1．4．1　圖形符號　17

1．4．2　文字元號　18

1．4．3　項目代號　19

1．4．4　迴路標號　22

第2章 電工測量電路的識讀　24

2．1　電流和電壓測量電路的識讀　24

2．1．1　電流測量電路　24

2．1．2　電壓測量電路　27

2．2　功率和功率因數測量電路的識讀　29

2．2．1　功率的類型與基本測量方法　29

2．2．2　單相和三相功率測量電路　30

2．2．3　功率因數測量電路　32

2．3　電能測量電路的識讀　33

2．3．1　電能表的結構與原理　33

2．3．2　單相有功電能表的測量電路　34

2．3．3　三相有功電能的測量電路　35

2．3．4　三相無功電能的測量電路　36

第3章　照明與動力配電線路的識讀　38

3．1　基礎知識　38

3．1．1　照明燈具的標註　38

3．1．2　配電線路的標註　39

3．1．3　用電設備的標註　41

3．1．4　電力和照明設備的標註　41

3．1．5　開關與熔斷器的標註　41

3．1．6　電纜的標註　41

3．1．7　照明與動力配電電氣圖常用電氣設備符號　42

3．2　住宅照明配電電氣圖的識讀　43

3．2．1　整幢樓總電氣系統圖的識讀　43

3．2．2　樓層配電箱電氣系統圖的識讀　44

3．2．3　戶內配電箱電氣系統圖的識讀　45

3．2．4　住宅照明與插座電氣平面圖的識讀　45

3．3　動力配電電氣圖的識讀　47

3．3．1　動力配電系統的三種接線方式　47

3．3．2　動力配電系統圖的識圖實例　48

3．3．3　動力配電平面圖的識圖實例　49

3．3．4　控制原理圖和電纜圖的識圖實例　50

第4章　供配電系統電氣線路的識讀　53

4．1　供配電系統簡介　53

4．1．1　供配電系統的組成　53

4．1．2　變電所與配電所　54

4．1．3　電力系統的電壓規定　54

4．2　變配電所主電路的接線形式　55

4．2．1　無母線主接線　56

4．2．2　單母線主接線　58

4．2．3　雙母線主接線　60

4．3　供配電系統主接線圖的識讀　61

4．3．1　發電廠電氣主接線圖的識讀　61

4．3．2　35kV/6kV大型工廠降壓變電所電氣主接線圖的識讀　67

4．3．3　35kV變電所電氣主接線圖的識讀　68

4．4　供配電系統二次電路的識讀　70

4．4．1　二次電路與一次電路的關係說明　70

4．4．2　二次電路的原理圖、展開圖和安裝 接線圖　71

4．4．3　直流操作電源的識讀　76

4．4．4　斷路器控制和信號電路的識讀　77

4．4．5　中央信號電路的識讀　78

4．4．6　繼電器保護電路的識讀　80

4．4．7　電測量儀表電路的識讀　83

4．4．8　自動裝置電路的識讀　83

4．4．9　發電廠與變配電所電路的數字標號與符號標註規定　85

第5章　電子電路的識讀　88

5．1　放大電路的識讀　88

5．1．1　固定偏置放大電路　88

5．1．2　電壓負反饋放大電路　90

5．1．3　分壓式電流負反饋放大電路　91

5．1．4　交流放大電路　92

5．2　諧振電路　93

5．2．1　串聯諧振電路　93

5．2．2　並聯諧振電路　94

5．3　振盪器　96

5．3．1　振盪器的組成與原理　96

5．3．2　變壓器反饋式振盪器　97

5．4　電源電路　98

5．4．1　電源電路的組成　98

5．4．2　整流電路　98

5．4．3　濾波電路　101

5．4．4　穩壓電路　104

5．4．5　開關電源的特點與工作原理　107

5．4．6　自激式開關電源的電路分析　110

5．4．7　他激式開關電源的電路分析　112

第6章　電力電子電路的識讀　113

6．1　整流電路（AC-DC變換電路）　113

6．1．1　不可控整流電路　113

6．1．2　可控整流電路　118

6．2　斬波電路（DC-DC變換電路）　121

6．2．1　基本斬波電路　121

6．2．2　複合斬波電路　126

6．3　逆變電路（DC-AC變換電路）　128

6．3．1　逆變原理　129

6．3．2　電壓型逆變電路　129

6．3．3　電流型逆變電路　133

6．3．4　複合型逆變電路　135

6．4　PWM控制技術　138

6．4．1　PWM控制的基本原理　138

6．4．2　SPWM波的產生　139

6．4．3　PWM控制方式　142

6．4．4　PWM整流電路　146

第7章　PLC的基本結構與工作原理　148

7．1　PLC的基本組成　148

7．1．1　中央處理器　149

7．1．2　存儲器　149

7．1．3　輸入／輸出接口單元　150

7．1．4　電源單元　151

7．1．5　外圍設備　151

7．2　FX系列PLC硬體配置　151

7．2．1　FX2N系列PLC的基本單元　151

7．2．2　FX2N系列的I/O擴展單元和擴展模組　153

7．2．3　FX系列的特殊功能模組　153

7．3　FX系列PLC的編程元件　155

7．3．1　輸入繼電器（X）　155

7．3．2　輸出繼電器（Y）　155

7．3．3　輔助繼電器（M）　155

7．3．4　狀態繼電器（S）　158

7．3．5　定時器（T）　158

7．3．6　計數器（C）　159

7．3．7　數據暫存器（D）　160

7．3．8　常數（K、H）　162

7．4　可程式邏輯控制器的工作原理　162

7．4．1　PLC的控制系統組成　162

7．4．2　PLC控制系統等效電路　162

7．4．3　可程式邏輯控制器的工作狀態　164

7．4．4　可程式邏輯控制器的工作方式　164

7．4．5　PLC掃描工作方式的特點　164

7．5　可程式邏輯控制器的主要性能指標　165

7．6　可程式邏輯控制器與其他控制系統的比較　166

7．6．1　PLC控制系統與繼電器控制系統相比　166

7．6．2　可程式邏輯控制器與微型計算機控制的 區別　166

第8章　編程與仿真　167

8．1　PLC程式設計語言介紹　167

8．1．1　梯形圖（Ladder Diagram）　167

8．1．2　指令表（Instruction List）　168

8．1．3　功能模組圖（Function Block Diagram）　168

8．1．4　順序功能流程圖（Sequential Function Chart）　169

8．1．5　結構化語句（Structured Text）　169

8．2　FX-20P-E編程器介紹　170

8．2．1　FX-20P-E編程器的外觀　170

8．2．2　HPP操作面板介紹　170

8．2．3　HPP主要功能操作說明　171

8．2．4　在線上方式選單　172

8．2．5　實踐中的技巧　176

8．3　SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟體介紹　180

8．3．1　產品構成　180

8．3．2　SWOPC-FXGP/WIN-C的操作　184

第9章　基本邏輯指令及使用　189

9．1　邏輯取與輸出指令（LD、LDI、OUT）　189

9．1．1　LD、LDI、OUT指令介紹　189

9．1．2　使用舉例　189

9．2　觸點串聯指令（AND、ANI）　190

9．2．1　AND、ANI指令介紹　190

9．2．2　使用舉例　190

9．3　觸點並聯指令（OR、ORI）　191

9．3．1　OR、ORI指令介紹　191

9．3．2　使用舉例　191

9．4　串聯電路塊的並聯（ORB）指令　192

9．4．1　ORB指令介紹　192

9．4．2　使用舉例　192

9．5　並聯電路塊的串聯（ANB）指令　193

9．5．1　ANB指令介紹　193

9．5．2　使用舉例　193

9．6　分支多重輸出電路指令（MPS、MRD、 MPP）　194

9．6．1　MPS、MRD、MPP指令介紹　194

9．6．2　使用舉例　195

9．7　主控觸點指令（MC、MCR）　196

9．7．1　MC、MCR指令介紹　196

9．7．2　使用舉例　196

9．8　自保持與解除指令（SET、RST）　197

9．8．1　SET、RST指令介紹　197

9．8．2　使用舉例　198

9．9　脈衝微分輸出指令（PLS、PLF）　199

9．9．1　PLS、PLF指令介紹　199

9．9．2　使用舉例　199

9．10　取反指令（INV）　200

9．10．1　INV指令介紹　200

9．10．2　使用舉例　200

9．11　空操作指令（NOP）　201

9．11．1　NOP指令介紹　201

9．11．2　功能　201

9．12　程式結束指令（END）　201

9．12．1　END指令介紹　201

9．12．2　功能　201

9．13　LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令　201

9．13．1　指令介紹　201

9．13．2　使用舉例　202

9．14　基本邏輯指令的編程及套用　202

9．14．1　PLC編程特點　202

9．14．2　一些典型的控制程式　203

第10章 步進順控指令　213

10．1　狀態轉移圖　213

10．1．1　3台電動機順序啟動控制線路　213

10．1．2　狀態繼電器S　215

10．1．3　狀態轉移圖的組成　216

10．1．4　步進指令STL、RET　217

10．1．5　步進梯形圖和指令表程式　218

10．2　步進指令的單流程控制　219

10．3　步進指令的選擇性分支結構流程控制　221

10．4　步進指令的並行分支結構流程控制　225

第11章 功能指令　230

11．1　功能指令的一些概念　230

11．1．1　功能指令的表示方法　230

11．1．2　位元件與字元件　231

11．2　程式流控制指令（FNC00～FNC09）　232

11．2．1　條件跳轉指令　232

11．2．2　子程式調用與返回指令　234

11．2．3　中斷指令　235

11．2．4　看門狗定時器指令　236

11．2．5　循環指令　236

11．3　傳送和比較指令（FNC10～FNC19）　237

11．3．1　比較指令　237

11．3．2　數據傳送指令　238

11．3．3　移位傳送指令　239

11．3．4　反相傳送指令　240

11．3．5　塊傳送指令　240

11．3．6　多點傳送指令　240

11．3．7　數據交換指令　241

11．3．8　BCD交換指令　241

11．3．9　BIN交換指令　242

11．4　四則運算及邏輯運算指令（FNC20～ FNC29）　242

11．4．1　加法（ADD）指令　242

11．4．2　減法（SUB）指令　243

11．4．3　乘法（MUL）指令　243

11．4．4　除法（DIV）指令　244

11．4．5　加1（INC）指令　244

11．4．6　邏輯字“與”（WAND）指令　245

11．4．7　邏輯字“或”（WOR）指令　245

11．4．8　邏輯字“異或”（WXOR）指令　246

11．4．9　求補（NEG）指令　246

11．5　循環移位指令　247

11．5．1　循環右移（ROR）指令　247

11．5．2　循環左移（ROL）指令　247

11．5．3　帶進位循環右移（RCR）指令　248

11．5．4　帶進位循環左移（RCL）指令　248

11．5．5　位右移（SFTR）指令　248

11．5．6　位左移（SFTL）指令　249

11．5．7　字右移（WSFR）指令　250

11．5．8　字左移（WSFL）指令　250

11．5．9　移位寫入與讀出（FIFO）指令　251

11．6　數據處理指令（FNC40～FNC49）　252

11．6．1　區間復位（ZRST）指令　252

11．6．2　解碼和編碼指令　252

11．6．3　置1位數總和和置1位判別指令　253

11．6．4　平均值（MEAN）指令　254

11．6．5　報警置位指令　254

11．6．6　報警復位指令　254

11．6．7　平方根（SQR）指令　255

11．6．8　二進制整數轉換為浮點數指令　255

11．7　高速處理指令（FNC50～FNC59）　255

11．7．1　輸入/輸出刷新（REF）指令　255

11．7．2　輸入濾波常數調整（REFF）指令　256

11．7．3　矩陣輸入（MTR）指令　256

11．7．4　比較置位（HSCS）指令　258

11．7．5　比較復位（HSCR）指令　258

11．7．6　區間比較（HSZ）指令　258

11．7．7　脈衝密度速度檢測（SPD）指令　259

11．7．8　脈衝輸出（PLSY）指令　259

11．7．9　脈寬調製（PWM）指令　260

11．7．10　帶加減速脈衝輸出（PLSR） 指令　260

11．8　外部I/O設備指令　261

11．8．1　十字鍵輸入（TKY）指令　261

11．8．2　十六鍵輸入（HKY）指令　262

11．8．3　數字開關（DSW）指令　263

11．8．4　七段碼解碼（SEGD）指令　264

11．8．5　帶鎖存七段碼顯示（SEGL）指令　264

11．8．6　方向開關（ARWS）指令　265

11．8．7　ASCII碼轉換（ASC）指令　265

11．8．8　ASCII碼列印（PR）指令　265

11．8．9　讀特殊功能模組（FROM）指令　266

11．8．10　寫特殊功能模組（TO）指令　266

第12章 可程式邏輯控制器用於模擬量控制　267

12．1　模擬量輸入/輸出單元　267

12．1．1　模擬量輸入/輸出模組的特性　267

12．1．2　模組編號　267

12．1．3　緩衝暫存器分配　267

12．1．4　編程舉例　271

12．2　大型PLC模擬量輸入/輸出模組簡介　273

12．2．1　其他模擬量輸入/輸出模組的功能和特點　273

12．2．2　大型PLC模擬量輸入/輸出模組 簡介　274

第13章 編程規則和實例　276

13．1　可程式邏輯控制器梯形圖編程規則　276

13．2　CA60車床的控制系統改造　278

13．2．1　用PLC改造CA60型臥式車床方案　278

13．2．2　CA60型臥式車床簡介及電氣控制原理分析　278

13．2．3　PLC代替繼電器的依據　280

13．2．4　PLC改造中對若干技術問題的處理　280

13．2．5　使用PLC進行電器系統改造　281

13．3　T68臥式鏜床的控制系統改造　282

13．3．1　T68臥式鏜床傳統繼電器-接觸器電氣控制線路分析　282

13．3．2　PLC改造T68臥式鏜床控制線路的設計　285

13．4　液壓組合工具機的控制系統控制　289

13．4．1　液壓組合工具機的工藝要求及動作流程　289

13．4．2　液壓系統說明　290

13．4．3　控制系統主電路設計　291

13．4．4　I/O連線埠分配　291

13．4．5　電氣元件選型　294

13．4．6　軟體程式設計　295

13．4．7　梯形圖控制說明　298

13．5　某工業電鍍流水線控制系統　300

13．5．1　整體控制要求　300

13．5．2　PLC相關元件選型　301

13．5．3　硬體設計　304

13．5．4　PLC選擇及I/O分配　305

13．5．5　軟體設計　308

作者簡介

李楠，從事大學教學工作12年，主要研究方向為電子信息技術與套用。主講課程6門，主編及參編正式出版教材5部，主編專著1部，獲教學成果獎5項，共發表論文20餘篇。

段榮霞，電氣高級工程師。大學教師，講授多門課程，現講授選修課《嵌入式系統的套用》，多次獲得“優秀教員”的稱號。發表教學論文和科研論文多篇，參編教材多部，協助指導學生參加歷屆大學生電子設計競賽，取得國家一等獎、二等獎多次。