《電氣控制工程師手冊》是化學工業出版社出版圖書。
基本介紹
- 中文名：電氣控制工程師手冊
- 作者：向曉漢
- 出版時間：2021年2月1日
- 出版社：化學工業出版社
- 頁數：549 頁
- ISBN：9787122372864
- 開本：16 開
- 裝幀：精裝
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書以工業控制三大技術——PLC、變頻器和觸控螢幕為主線，採用雙色圖解和大量實例引導學習的方式，全面系統地介紹電氣控制基礎及控制系統集成綜合套用。全書共分7篇進行講解，第1篇為電氣控制基礎；第2篇為PLC編程及套用，介紹西門子S7-1200 PLC程式語言及編程方法與套用；第3篇為變頻器技術及其套用；第4篇為步進驅動與伺服驅動系統；第5篇為電氣控制系統的通信；第6篇為人機界面及其套用；第7篇為電氣控制綜合套用。本書配有大量的實用案例，並舉一反三幫助讀者理解和模仿學習電氣控制工程套用。大部分實例都有詳細的軟硬體配置清單、接線圖和程式，且程式已在PLC上運行通過，讀者可以直接使用。
本書還配有100多個微課視頻，幫助讀者掌握書中所講的重點知識，讀者可掃描書中二維碼進行觀看學習。
本書可供電氣控制工程技術人員學習使用，也可作為大中專院校機電控制類、電氣控制類、信息類等專業的教材。
圖書目錄
第1篇電氣控制基礎 1
第1章常用低壓電器 2
1.1低壓開關電器 2
1.1.1刀開關 2
1.1.2低壓斷路器 3
1.1.3剩餘電流保護電器 8
1.2接觸器 10
1.2.1接觸器的功能 10
1.2.2接觸器的結構及其工作原理 10
1.2.3常用的接觸器 11
1.2.4接觸器的技術參數 12
1.2.5接觸器的選用 13
1.3繼電器 14
1.3.1電磁繼電器 15
1.3.2時間繼電器 18
1.3.3計數繼電器 22
1.3.4電熱繼電器 23
1.3.5其他繼電器 25
1.4熔斷器 26
1.5主令電器 29
1.5.1按鈕 29
1.5.2行程開關 32
1.6變壓器和電源 33
1.6.1變壓器 33
1.6.2直流穩壓電源 35
1.7其他電器 36
1.7.1浪涌保護器 36
1.7.2安全柵 36
第2章常用電氣控制迴路 38
2.1電氣控制線路圖 38
2.2繼電接觸器控制電路基本控制規律 40
2.2.1點動運行控制線路 40
2.2.2連續運行控制線路 41
2.2.3正/反轉運行控制線路 41
2.2.4多地聯鎖控制線路 42
2.2.5自動循環控制線路 42
2.3三相異步電動機的啟動控制電路 43
2.3.1直接啟動 43
2.3.2星形-三角形減壓啟動 44
2.3.3自耦變壓器減壓啟動 45
2.4三相異步電動機的調速控制 45
2.4.1改變轉差率的調速 45
2.4.2改變極對數的調速 46
2.4.3變頻調速 46
2.5三相異步電動機的制動控制 46
2.5.1機械制動 46
2.5.2反接制動 47
2.5.3能耗制動 47
2.6電氣控制系統常用的保護環節 49
2.6.1電流保護 49
2.6.2電壓保護 50
2.6.3其他保護 51
第3章常用感測器及其套用 52
3.1開關式感測器 52
3.2感測器和變送器 57
3.3隔離器 58
第2篇PLC編程及套用 59
第4章西門子S7-1200 PLC的硬體 60
4.1西門子S7-1200 PLC概述 60
4.1.1西門子PLC簡介 60
4.1.2西門子S7-1200 PLC的性能特點 61
4.2西門子S7-1200 PLC常用模組及其接線 62
4.2.1西門子S7-1200 PLC的CPU模組及接線 62
4.2.2西門子S7-1200 PLC數字量擴展模組及接線 67
4.2.3西門子S7-1200 PLC模擬量模組 70
4.2.4西門子S7-1200 PLC信號板及接線 76
4.2.5西門子S7-1200 PLC通信模組 78
4.2.6其他模組 78
第5章TIA博途（Portal）軟體使用入門 80
5.1TIA博途（Portal）軟體簡介 80
5.1.1TIA博途（Portal）軟體 80
5.1.2安裝TIA博途軟體的軟硬體條件 81
5.1.3安裝TIA博途軟體的注意事項 82
5.2TIA Portal視圖與項目視圖 83
5.2.1TIA Portal視圖結構 83
5.2.2項目視圖 84
5.2.3項目樹 86
5.3創建和編輯項目 87
5.3.1創建項目 87
5.3.2添加設備 88
5.3.3編輯項目 90
5.4西門子S7-1200 PLC的I/O參數的配置 92
5.4.1數字量輸入模組參數的配置 92
5.4.2數字量輸出模組參數的配置 93
5.4.3模擬量輸入模組參數的配置 94
5.4.4模擬量輸出模組參數的配置 94
5.4.5在“設備概覽”選項卡中進行模組參數的配置 95
5.5編譯、下載、上傳和檢測 96
5.5.1編譯 96
5.5.2下載 98
5.5.3上傳 100
5.5.4 硬體檢測 104
5.6用TIA博途軟體創建一個完整的項目 106
第6章西門子S7-1200 PLC的程式語言 112
6.1西門子S7-1200 PLC的編程基礎知識 112
6.1.1數制 112
6.1.2數據類型 113
6.1.3西門子S7-1200 PLC的存儲區 118
6.1.4全局變數與區域變數 123
6.1.5程式語言 124
6.2變數表、監控表和強制表的套用 124
6.2.1變數表 124
6.2.2監控表 128
6.2.3強制表 131
6.3位邏輯運算指令 132
6.4定時器和計數器指令 138
6.4.1IEC定時器 138
6.4.2IEC計數器 148
6.5移動操作指令 151
6.6比較指令 154
6.7轉換指令 156
6.8數學函式指令 160
6.9實例 164
6.9.1電動機的控制 164
6.9.2定時器和計數器套用 167
第7章西門子S7-1200 PLC的程式結構 171
7.1TIA博途軟體編程方法簡介 171
7.2函式、數據塊和函式塊 172
7.2.1塊的概述 172
7.2.2函式（FC）及其套用 173
7.2.3數據塊（DB）及其套用 178
7.2.4函式塊（FB）及其套用 182
7.3組織塊（OB）及其套用 184
7.3.1中斷的概述 184
7.3.2啟動組織塊及其套用 185
7.3.3主程式塊（OB1） 186
7.3.4循環中斷組織塊及其套用 186
7.3.5時間中斷組織塊及其套用 187
7.3.6延時中斷組織塊及其套用 187
7.3.7硬體中斷組織塊及其套用 188
7.3.8錯誤處理組織塊 188
7.4實例 189
第8章PLC的編程方法 192
8.1功能圖 192
8.1.1功能圖的畫法 192
8.1.2梯形圖編程的原則 198
8.2邏輯控制的梯形圖編程方法 199
8.2.1經驗設計法 199
8.2.2功能圖設計法 201
第9章PLC的工藝功能及套用 212
9.1PID控制簡介 212
9.1.1PID控制原理簡介 212
9.1.2PID控制器的參數整定 215
9.1.3PID指令簡介 217
9.1.4PID控制套用 217
9.2S7-1200 PLC的高速計數器及其套用 227
9.2.1S7-1200 PLC高速計數器的簡介 227
9.2.2S7-1200 PLC高速計數器的套用 231
第3篇變頻器技術及其套用 241
第10章變頻器基礎知識 242
10.1變頻器概述 242
10.1.1變頻器的發展 242
10.1.2變頻器的分類 243
10.1.3變頻器的套用 244
10.2變頻器的工作原理 245
10.2.1交-直-交變換技術 245
10.2.2變頻變壓的原理 245
10.2.3正弦脈寬調製波的實現方法 247
10.2.4交-直-交變頻器的主電路 249
第11章G120變頻器的接線與操作 252
11.1G120變頻器配置 252
11.1.1西門子變頻器概述 252
11.1.2G120變頻器的系統構成 253
11.2G120變頻器的接線 255
11.2.1G120變頻器控制單元的接線 255
11.2.2G120變頻器功率模組的接線 259
11.2.3G120變頻器的接線實例 259
11.3G120變頻器的基本操作 260
11.3.1G120變頻器常用參數簡介 260
11.3.2用BOP-2基本操作面板設定G120變頻器的參數 263
11.3.3BOP-2基本操作面板的套用 265
第12章G120變頻器的速度給定與功能 268
12.1G120變頻器的BICO和宏 268
12.1.1G120變頻器的BICO功能 268
12.1.2預定義接口宏的概念 269
12.1.3G120C的預定義接口宏 269
12.2變頻器正反轉控制 271
12.2.1正反轉控制方式 271
12.2.2二線制和三線制控制 273
12.2.3命令源和設定值源 274
12.3G120變頻器多段速給定 275
12.3.1數字量輸入 275
12.3.2數字量輸出 276
12.3.3直接選擇模式給定 277
12.4G120變頻器模擬量輸入給定 281
12.4.1模擬量輸入 281
12.4.2模擬量輸出 282
12.4.3模擬量給定的套用 283
12.5V/f控制功能 286
12.5.1V/f控制方式 286
12.5.2轉矩補償功能 286
第13章變頻器的常用外圍電路 289
13.1變頻器並聯控制電路 289
13.1.1模擬電壓輸入端子控制的並聯運行電路 289
13.1.2由升降速端子控制的同速運行電路 291
13.2停車方式與制動控制電路 293
13.2.1電動機四象限運行 293
13.2.2停車方式 294
13.2.3制動控制 295
13.2.4抱閘功能控制電路 298
13.3保護功能及其電路 302
13.3.1變頻器的溫度保護 302
13.3.2電動機的溫度保護 303
13.3.3電動機的過流保護 305
13.3.4報警及保護控制電路 305
13.4工頻-變頻切換控制電路 306
第14章G120變頻器的參數設定與調試 309
14.1G120變頻器的參數設定與調試軟體簡介 309
14.2用TIA Portal軟體對G120變頻器設定參數和調試 309
14.3用軟體設定G120變頻器的IP位址 313
第4篇步進驅動與伺服驅動系統 316
第15章步進驅動系統原理及工程套用 317
15.1步進驅動系統的結構和工作原理 317
15.1.1步進電動機簡介 317
15.1.2步進電動機的結構和工作原理 320
15.1.3步進驅動器工作原理 322
15.2步進驅動系統的套用 324
15.2.1PLC對步進驅動系統的速度控制 324
15.2.2PLC對步進驅動系統的位置控制 331
第16章伺服原理與系統 344
16.1伺服系統概述 344
16.1.1伺服系統的概念 344
16.1.2主流伺服系統品牌 345
16.2伺服系統行業套用 345
16.2.1伺服控制在工具機行業的套用 345
16.2.2伺服控制在紡織行業的套用 345
16.2.3伺服控制在包裝行業的套用 346
16.2.4伺服控制在印刷行業的套用 346
16.2.5伺服控制在機器人行業的套用 346
16.3伺服技術的發展趨勢 346
16.4伺服電動機及其控制技術 347
16.4.1伺服電動機的特點 347
16.4.2直流伺服電動機 348
16.4.3交流伺服電動機 350
16.4.4直接驅動電動機 351
16.4.5伺服電動機的選型 352
16.5伺服系統的檢測元件 353
16.5.1編碼器的分類 353
16.5.2光電編碼器的結構和工作原理 354
16.5.3編碼器的主要套用場合 355
16.5.4編碼器的選型 355
第17章三菱MR-J4伺服系統工程套用 356
17.1三菱伺服系統 356
17.1.1三菱伺服系統簡介 356
17.1.2三菱MR-J4伺服系統接線 356
17.1.3三菱伺服系統常用參數介紹 363
17.1.4用操作單元設定三菱伺服系統參數 367
17.1.5用MR Configurator2軟體設定三菱伺服系統參數 368
17.2三菱MR-J4伺服系統工程套用 369
17.2.1伺服系統的工作模式 369
17.2.2PLC對MR-J4伺服系統的位置控制 370
17.2.3PLC對MR-J4伺服系統的速度控制 372
17.2.4PLC對MR-J4伺服系統的轉矩控制 374
第18章西門子SINAMICS V90伺服系統工程套用 378
18.1西門子伺服系統 378
18.1.1西門子伺服系統簡介 378
18.1.2V90伺服系統的接線 378
18.1.3V90伺服系統的參數介紹 385
18.1.4V90伺服系統的參數設定與調試 385
18.2V90伺服系統工程套用 393
18.2.1PLC對V90伺服系統的速度控制（基於PROFINET） 393
18.2.2PLC對V90伺服系統的位置控制（基於高速脈衝） 401
第5篇電氣控制系統的通信 412
第19章電氣控制系統的通信及其套用 414
19.1通信基礎知識 413
19.1.1通信的基本概念 413
19.1.2PLC網路的術語解釋 414
19.1.3RS-485標準串列接口 416
19.1.4OSI參考模型 417
19.2現場匯流排概述 417
19.2.1現場匯流排的概念 417
19.2.2主流現場匯流排的簡介 418
19.2.3現場匯流排的發展 419
19.3PROFIBUS 通信及其套用 419
19.3.1PROFIBUS 通信概述 419
19.3.2S7-1200 PLC與西門子S7-1200 PLC間的PROFIBUS-DP通信 420
19.4乙太網通信及其套用 428
19.4.1乙太網通信基礎 428
19.4.2S7-1200 PLC的乙太網通信方式 431
19.4.3S7-1200 PLC之間的OUC通信及其套用 431
19.4.4S7-1500 PLC與S7-1200 PLC之間的Modbus TCP通信及其套用 439
19.4.5S7-1200 PLC之間的S7通信及其套用 447
19.5PROFINET IO通信及其套用 453
19.5.1PROFINET IO通信基礎 453
19.5.2S7-1200 PLC與分散式IO模組的PROFINET IO通信及其套用 454
19.5.3S7-1200 PLC之間的PROFINET IO通信及其套用 460
19.6串列通信及其套用 464
19.6.1S7-1200 PLC與S7-1200 PLC之間的Modbus RTU通信 464
19.6.2S7-1200 PLC與SINAMICS G120變頻器之間的USS通信 471
19.6.3S7-1200 PLC之間的自由口通信 476
第6篇人機界面及其套用 482
第20章西門子人機界面（HMI）套用 483
20.1人機界面簡介 483
20.1.1初識人機界面 483
20.1.2西門子常用觸控螢幕的產品簡介 483
20.1.3觸控螢幕的通信連線 484
20.2使用變數與系統函式 485
20.2.1變數分類與創建 485
20.2.2系統函式 486
20.3畫面組態 488
20.3.1按鈕組態 488
20.3.2I/O域組態 490
20.3.3開關組態 491
20.3.4圖形輸入輸出對象組態 492
20.3.5時鐘和日期的組態 494
20.3.6符號I/O域組態 494
20.3.7圖形I/O域組態 495
20.3.8畫面的切換 497
20.4用戶管理 499
20.4.1用戶管理的基本概念 499
20.4.2用戶管理的組態 500
20.5報警組態 505
20.5.1報警組態簡介 505
20.5.2離散量報警組態 506
20.6創建一個簡單的HMI項目 508
20.6.1一個簡單的HMI項目技術要求描述 508
20.6.2一個簡單的HMI項目創建步驟 508
第7篇電氣控制綜合套用 516
第21章PLC、觸控螢幕、變頻器和伺 服系統工程套用 517
21.1送料小車自動往復運動的PLC控制 517
21.2刨床的PLC控制 521
21.3剪下機的PLC控制 530
21.4物料攪拌機的PLC控制 539
參考文獻 549
