电气控制与PLC项目式教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李新卫，王益军 编

图书标签:

• 电气控制
• PLC
• 自动化
• 工业控制
• 项目式教学
• 实训
• 电路
• 编程
• 技术
• 教程

出版社： 北京理工大学出版社

ISBN：9787568251310

版次：1

商品编码：12323549

包装：平装

开本：16开

出版时间：2018-01-01

用纸：胶版纸

页数：252

字数：387000

正文语种：中文

内容简介

　　《电气控制与PLC项目式教程》将电气控制基础、PLC、变频器和触摸屏等现代电气控制的内容整合在一起，包括五个教学项目，二十二个典型工作任务，从电气控制的基础知识到PLC基本指令、顺控指令、应用指令最终到PLC综合系统应用，整个教学内容注重实用、理论联系实际，便于开展理实一体化教学。
　　《电气控制与PLC项目式教程》可作为高等院校机电一体化、自动化类专业及相关专业的教材及参考用书。

内页插图

目录

项目一 电动机基本电气控制电路的设计与安装
任务一 电动机点动与自锁控制电路的分析与安装
一、任务描述
二、背景知识
三、任务实施
四、知识进阶
五、技能强化——点动与自锁混合控制电路
六、思考与练习
任务二 电动机正反转启动电路的分析与安装
一、任务描述
二、背景知识
三、任务实施
四、知识进阶——电气线路故障检修步骤
五、思考与练习
任务三 笼型异步电动机Y-△启动控制电路的安装与调试
一、任务描述
二、背景知识
三、任务实施
四、知识进阶
五、思考与练习
任务四 异步电动机制动电路的分析与安装
一、任务描述
二、背景知识
三、任务实施
四、知识进阶——制动电磁铁
五、思考与练习
任务五 异步电动机行程控制电路的分析与安装
一、任务描述
二、背景知识
三、任务实施
四、知识进阶——接近开关
五、技能强化——电动机自动往返循环控制
六、思考与练习

项目二 PLC基本指令应用
任务一 认识PLC
一、任务描述
二、背景知识
三、任务实施——认识FX3U系列PLC
四、知识进阶——PLC编程语言
五、思考与练习
任务二 电动机自锁电路PLC控制
一、任务描述
二、背景知识
三、任务实施
四、知识进阶
五、技能强化——电动机两地控制PLC程序设计
六、思考与练习
任务三 电动机正反转PLC控制
一、任务描述
二、背景知识
三、任务实施
四、知识进阶
五、技能强化——工作台自动往返PLC控制
六、思考与练习
任务四 三相异步电动机Y-△降压启动PLC控制
一、任务描述
二、背景知识
三、任务实施
四、知识进阶——用定时器实现的指示灯闪烁电路
五、技能强化——三台电动机顺序启动PLC程序设计
六、思考与练习
任务五 电动机带动传送带的PLC控制
一、任务描述
二、背景知识
三、任务实施
四、知识进阶
五、技能强化——会议大厅入口人数统计报警控制程序设计
六、思考与练习
任务六 电动机单按钮启停PLC控制
一、任务描述
二、背景知识
三、任务实施
四、知识进阶
五、技能强化——洗手间的冲水清洗控制
六、思考与练习

项目三 PLC步进梯形图指令编程与应用
任务一 凸轮旋转工作台的PLC控制
一、任务描述
二、背景知识
三、任务实施
四、知识进阶——复杂转移条件的程序处理
五、技能强化——流水灯的顺序控制
六、思考与练习
任务二 工件自动分拣系统PLC控制
一、任务描述
二、背景知识
三、任务实施
四、知识进阶——由“启-保-停”电路实现顺序功能图与梯形图之间的转换
五、思考与练习
任务三 组合钻床的PLC控制
一、任务描述
二、背景知识
三、任务实施
四、知识进阶——组合流程和虚拟状态
五、技能强化——按钮式人行横道交通灯控制程序设计
六、思考与练习

项目四 PLC功能指令编程与应用
任务一 用PLC功能指令实现电动机Y-△降压启动
一、任务描述
二、背景知识
三、任务实施
四、知识进阶
五、技能强化——利用功能指令实现喷泉控制
六、思考与练习
任务二 五站运料小车运行方向PLC控制
一、任务描述
二、背景知识
三、任务实施
四、知识进阶——交换指令
五、技能强化——传送带工件数量统计PLC程序设计
六、思考与练习
任务三 反应釜压力实时报警系统PLC控制
一、任务描述
二、背景知识
三、任务实施
四、知识进阶
五、技能强化——停车场车位数量PLC控制
六、思考与练习
任务四 小型轧钢机PLC控制
一、任务描述
二、背景知识
三、任务实施
四、知识进阶
五、思考与练习
任务五 机械手传送工件的PLC控制
一、任务描述
二、背景知识
三、任务实施
四、知识进阶
五、技能强化——用位移指令编写4台电动机顺序启动控制程序
六、思考与练习

项目五 PLC综合系统设计
任务一 三台PLC数据通信
一、任务描述
二、背景知识
三、任务实施
四、知识进阶——如何提高PLC控制系统的可靠性
五、思考与练习
任务二 自动线传送带多段速运行PLC系统设计
一、任务描述
二、背景知识
三、任务实施
四、知识进阶——如何减少PLC输入/输出点数
五、技能强化——用模拟量输出模块来控制电动机运行频率
六、思考与练习
任务三 基于触摸屏的自动送料装置系统设计
一、任务描述
二、背景知识
三、任务实施
四、知识进阶——PLC控制系统的日常维护
五、思考与练习

附录
附录一 三菱FX3U系列PLC软继电器
附录二 三菱FX3U系列PLC基本指令
附录三 三菱FX3U系列PLC功能指令

参考文献

前言/序言

　　可编程控制器是适应现代工业控制的多功能控制器，近年来在工业自动控制、机电一体化系统、改造传统产业等方面得到了广泛的应用。“电气控制与PLC”是高等院校自动化类专业开设的一门专业核心课程。该课程将继电器一接触器控制、PLC、变频器及触摸屏融合到一起，与生产实际紧密结合，是培养高等院校学生机电工程实践能力和创新能力的一门重要课程。
　　本书紧扣维修电工（中级）、可编程序系统设计师（四级）和中小企业对生产设备维修保养工作岗位的要求，联合企业工程师，精选企业典型工作过程，将继电器一接触器控制、PLC基本指令、PLC步进梯形图指令、PLC功能指令等内容有机结合起来，设计了5个工作项目，22个典型工作任务，如下表所示，使学生熟悉传统继电器一接触器控制电路，掌握利用PLC进行一般控制系统设计和改造的技能，成为企业所需要的技术技能型人才。
　　本书力求简明扼要，突出重点。归纳起来，本书具有以下特点。
　　（1）校企合作开发课程项目，以典型机械产品的控制系统为载体规划教学内容。在教材结构的组织方面，以企业项目构建教学体系，以典型工作任务为教学主线，将知识点和技能训练融于各个任务中，将知识点做了较为精密的整合，由浅入深、循序渐进，强调实用性、可操作性和可选择性。
　　（2）本书将电气控制基础、PLC、变频器和触摸屏等现代电气控制的内容整合在一起，包括5个教学项目，22个典型工作任务，从电气控制的基础知识到PLC基本指令、步进梯形图指令、功能指令最终到PLC综合系统应用，整个教学内容注重实用、理论联系实际，便于开展理实一体化教学。
　　（3）本书配备有全方位立体化的教学资源。本门课程为山东省精品课程和山东省优质资源共享课立项课程，读者随时可以登录相应网站获取教材、电子教案、授课视频等教学资源进行自主学习，还可以登录学习平台与教师进行互动交流。
　　本书由李新卫、王益军担任主编，虽然本书作为校本教材已经试用多年，但由于编写时间仓促，加之水平有限，难免有不当之处，恳请有关专家、广大读者及同行们批评指正，以便改进。同时，对本书所有引用的参考文献的作者深表感谢，

本书旨在为电气控制与可编程逻辑控制器（PLC）领域的学习者提供一套系统、实用的项目式学习教程。全书共分为十五章，涵盖了电气控制基础、PLC硬件组成、指令系统、基本编程、实际应用以及高级功能等多个层面。 第一部分：电气控制基础（第一章至第三章） 第一章 电气控制概述： 深入浅出地介绍了电气控制系统的基本概念、发展历程、构成要素以及在工业生产中的重要性。本章将帮助读者建立对电气控制的宏观认识，理解其工作原理和常见应用场景，为后续深入学习打下坚实基础。 第二章 常用电气元件及线路： 详细讲解了各种常用电气控制元件的结构、工作原理、技术参数和选型要点，包括接触器、继电器、断路器、行程开关、按钮、指示灯等。同时，重点阐述了各种典型电气控制线路的设计与绘制，如直接启动、反向启动、Y-Δ降压启动、多地控制等，并通过实际案例进行分析，使读者能够熟练掌握基本电气线路的构建能力。 第三章 电气控制系统的安全规范与故障排除： 强调电气控制系统在设计、安装和运行过程中的安全要求，讲解了接地、保护、连锁等安全措施的重要性。此外，本章还归纳总结了电气控制系统中常见的故障现象及其排查方法，指导读者如何快速有效地诊断和解决实际问题，提高系统的稳定性和可靠性。 第二部分：PLC基础与编程（第四章至第七章） 第四章 可编程逻辑控制器（PLC）入门： 介绍PLC的起源、发展、基本结构（CPU、存储器、输入/输出模块、电源模块等）以及工作原理。本章将使读者了解PLC相较于传统继电器控制的优势，并掌握PLC的基本构成和通信方式。 第五章 PLC硬件系统与接线： 详细阐述了不同品牌和型号PLC的硬件特点，包括CPU模块、扩展模块的种类及功能。重点讲解了PLC的输入/输出接口电路、模拟量和数字量模块的选型与接线方法，并提供实际的接线图例，指导读者如何根据实际需求搭建PLC硬件系统。 第六章 PLC指令系统与编程语言： 全面介绍了IEC 61131-3标准定义的PLC编程语言，包括梯形图（LD）、指令表（IL）、功能块图（FB）、结构化文本（ST）和顺序功能图（SFC）。重点讲解了常用的基本指令（如逻辑运算指令、定时器、计数器、移位指令等）和应用指令（如数据处理指令、通信指令等）的语法和功能，使读者能够理解并使用不同的PLC编程语言。 第七章 PLC基本程序设计： 结合实际案例，讲解了如何运用PLC指令系统进行基本的逻辑控制程序设计。本章将引导读者从简单的逻辑控制任务入手，逐步掌握程序结构、变量定义、指令应用、逻辑判断和流程控制等编程技巧，培养程序设计思维。 第三部分：PLC实际应用项目（第八章至第十二章） 第八章 交通信号灯控制项目： 以交通信号灯的智能控制为例，引导读者设计和实现PLC程序。项目内容包括交通灯的时序控制、行人过街按钮响应、车流量监测与动态调整等，使读者在实践中掌握定时器、计数器、状态机等编程概念的应用。 第九章 自动生产线控制项目： 模拟一条简单的自动生产线，实现工件输送、定位、加工、检测和下料等环节的自动化控制。本章将重点讲解顺序控制、步进控制以及传感器与执行器的配合使用，使读者理解PLC在流程自动化中的核心作用。 第十章 液位控制系统项目： 设计并实现一个多罐体液位自动监测与控制系统。项目涵盖了液位传感器的信号采集、PID算法在液位调节中的应用、液位报警与联锁保护等内容，使读者能够掌握PLC在模拟量控制方面的应用。 第十一章 电机调速与位置控制项目： 介绍如何利用PLC配合变频器实现电机的无级调速，并探讨通过编码器实现电机的精确位置控制。本章将涉及通信协议（如Modbus）在变频器控制中的应用，以及脉冲输出/输入在伺服和步进电机控制中的应用。 第十二章 自动化仓储系统项目： 设计一个简化的自动化立体仓库管理系统，实现货物的入库、出库、盘点和查询等功能。本项目将整合多种控制技术，包括运动控制、路径规划、信息管理等，展示PLC在复杂自动化系统中的集成能力。 第四部分：PLC高级功能与系统集成（第十三章至第十五章） 第十三章 PLC通信与网络： 深入介绍PLC的通信接口类型（如RS-232, RS-485, Ethernet等）以及常用的通信协议，包括串行通信、Modbus协议、Profibus/Profinet等现场总线技术。本章将指导读者如何实现PLC之间、PLC与上位机、PLC与HMI（人机界面）之间的通信，构建分布式控制系统。 第十四章 人机界面（HMI）设计与应用： 讲解HMI的基本概念、功能以及在工业自动化中的作用。本章将介绍如何使用常见的HMI组态软件进行画面设计、控件配置、数据绑定和报警管理，使读者能够创建直观易用的操作界面，实现人机交互。 第十五章 PLC系统的维护与升级： 讨论PLC系统的日常维护要点，包括程序备份、硬件检查、参数设置等。同时，介绍PLC系统的故障诊断与排除技巧，以及如何对现有PLC系统进行升级改造，以适应不断变化的生产需求。 全书的编写风格注重理论与实践相结合，每一章都配有详细的图文讲解和丰富的项目案例。通过本书的学习，读者将能够系统掌握电气控制和PLC编程的核心知识，并具备独立设计、实施和维护自动化控制系统的能力，为进入工业自动化领域或提升专业技能奠定坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

对于许多刚接触电气控制和PLC的初学者来说，硬件选型往往是一个令人头疼的问题。《电气控制与PLC项目式教程》在这方面提供了非常实用的指导。它在介绍每一个项目时，都会详细说明所需要的PLC型号、输入输出模块类型、传感器、执行器等关键元器件的选型原则和依据。不仅仅是给出型号，更重要的是解释了为什么选择这样的型号，需要考虑哪些参数，以及不同品牌和系列之间的差异。例如，在讨论传感器时，它会区分光电、接近、限位等不同类型传感器的适用场景，以及它们的防护等级、输出信号类型等。这种深入的硬件选型指导，对于读者在实际项目设计和预算规划时，具有非常重要的参考价值，能够帮助避免盲目选型带来的不必要麻烦。

评分☆☆☆☆☆

这本书的另一个亮点在于它对PLC编程的循序渐进的引导。我记得我第一次接触PLC的时候，就栽在了编程上。各种指令、各种逻辑关系，总是让我感觉头绪不清。而《电气控制与PLC项目式教程》在这方面做得非常出色。它不是一次性抛出所有的编程指令，而是根据项目进展，逐步引入新的指令和功能。例如，在讲解基本逻辑指令时，它会先从最简单的“常开”、“常闭”指令开始，然后结合一个简单的电机启停项目进行演示。当项目需要更复杂的控制时，比如定时、计数，它才会顺理成章地引入相应的指令，并提供贴合实际的案例。更难得的是，它在讲解每一个指令时，都会详细说明其功能、使用方法，以及在不同应用场景下的注意事项，并且辅以清晰的梯形图、指令表等图示，让读者能够直观地理解。我个人尤其喜欢它提供的那些“踩坑指南”，提醒我们在编程中容易犯的错误，以及如何避免。

评分☆☆☆☆☆

《电气控制与PLC项目式教程》在故障诊断与排除方面的论述，也让我受益匪浅。无论多么完善的设计，在实际运行中都可能出现各种各样的问题。这本书并没有回避这一点，而是专门辟出章节，详细讲解了常见的电气控制系统故障类型，以及相应的诊断和排除方法。它会从现象出发，引导读者分析可能的原因，然后给出逐步排查的思路。例如，当电机无法启动时，它会引导读者检查电源、接触器、热继电器、PLC输出模块等环节。这种系统性的故障分析方法，对于提高维修效率，缩短停机时间，具有非常实际的指导意义。

评分☆☆☆☆☆

深入阅读《电气控制与PLC项目式教程》后，我越发觉得它在案例选择上的独到之处。这本书并没有选择那些过于简单或者过于复杂的“孤例”，而是精选了一系列在工业生产中普遍存在、且具有代表性的应用场景。无论是简单的照明控制、电机启停，还是稍微复杂一点的传送带联动、液位控制，亦或是更进一步的变频器控制、伺服电机应用，书中都给出了详细的项目分析、硬件选型、电路设计，以及PLC的编程实现。这种贴合实际的案例，让读者在学习知识的同时，也能够接触到真实工业环境中的挑战和解决方案。我记得书中有一个关于“多台电机顺序启动”的项目，我之前一直对如何实现精确的延时启动和联锁感到困惑，通过这本书的讲解，我豁然开朗，不仅理解了指令的用法，更学会了如何将它们巧妙地组合起来解决问题。

评分☆☆☆☆☆

从学习的整体感受来说，《电气控制与PLC项目式教程》给我带来了一种“学以致用”的成就感。每一章节的学习，都伴随着一个具体的项目完成，这使得学习过程不再是单调的理论灌输，而是一个充满探索和创造的过程。当我通过书中的指导，成功地完成一个项目，让设备按照预期运转起来时，那种满足感是无法用言语形容的。这本书不仅仅是一本教材，更像是一位循循善诱的良师益友，它引导我从一个“知道”变成一个“做到”，从一个“理论学习者”变成一个“实践应用者”。这种体验，对于任何想要在电气控制和PLC领域有所建树的人来说，都将是宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

作为一名在电气自动化领域摸爬滚打多年的工程师，我最近有幸接触到了《电气控制与PLC项目式教程》这本书。坦白说，市面上关于PLC的书籍琳琅满目，但真正能打动我、让我觉得“这才是我想找的”的却不多。这本书给我带来的惊喜，首先体现在它跳出了以往那种枯燥乏味的理论讲解模式。很多教材上来就是一大堆抽象的概念和晦涩的公式，看得人云里雾里，却不知道该如何下手实践。这本书则截然不同，它以“项目式”为核心，将每一个知识点都融入到一个具体的、实际的应用场景中。比如，当你学习到断路器的基本原理时，它不会仅仅停留在原理图的解释，而是会立刻引出一个实际的工业配电控制案例，让你了解断路器在其中的作用，如何选型，以及在实际接线中需要注意哪些问题。这种“边学边做”的学习方式，极大地降低了学习门槛，让初学者也能快速建立起对电气控制系统的整体认知。

评分☆☆☆☆☆

我特别欣赏《电气控制与PLC项目式教程》在知识拓展方面的考虑。虽然是以项目式教学为主，但它并没有因此而局限于某个具体的PLC品牌或某一种特定的控制策略。在介绍完基础内容后，它会适当地引入一些更高级的概念，比如网络通信、分布式I/O、人机界面（HMI）的应用，以及一些高级编程指令的应用。这使得读者在掌握了基础技能后，能够对更广阔的电气自动化领域有一个初步的认识，并为进一步深入学习打下基础。这本书就像一座桥梁，连接了初学者与更复杂的自动化世界，让读者能够看到更远的风景。

评分☆☆☆☆☆

令我印象深刻的是，《电气控制与PLC项目式教程》对电气图纸的解读和绘制有着非常细致的讲解。在电气控制领域，图纸是沟通的语言，读懂图纸是进行设计和维修的基础。这本书在每个项目的设计阶段，都会提供详细的电气原理图和接线图，并且会对图中的每一个符号、每一条线路进行逐一讲解。它会解释为什么这样连接，这样连接有什么好处，以及在实际布线时需要注意的安全事项。更难得的是，它还会指导读者如何根据实际需求绘制符合规范的电气图纸。对于我这样的经验工程师来说，即便对图纸已经很熟悉，这本书的一些细节讲解，比如如何规范标注、如何避免重复，也依然能给我带来启发。

评分☆☆☆☆☆

从内容编排的角度来看，《电气控制与PLC项目式教程》的设计可以说是匠心独运。它并没有拘泥于传统的“理论-练习”模式，而是将理论知识巧妙地穿插在每一个项目之中。你会发现，当你遇到一个实际问题时，书中会自然地引出相关的理论知识来解释，而不是让你先去背诵一堆枯燥的定义。这种“问题导向”的学习方式，让知识的学习变得更加主动和有趣。举个例子，当书中介绍到PLC的输入输出模块时，它不会仅仅解释O、I分别代表什么，而是会立刻关联到一个实际的项目，比如传感器检测到物体时，如何通过输入模块将信号传输给PLC，PLC再通过输出模块控制执行机构。这种将理论与实践无缝对接的方式，极大地提升了学习效率和知识的理解深度。

评分☆☆☆☆☆

我个人认为，《电气控制与PLC项目式教程》在安全方面的强调做得尤为到位。在电气控制领域，安全永远是第一位的。这本书在讲解每一个项目时，都会反复强调操作安全、电气安全以及设备安全。它会讲解如何正确佩戴防护用具，如何进行安全操作规程检查，以及在设备运行中需要注意的风险点。例如，在讲解电机控制项目时，它会详细说明启动前的安全检查，断电操作的安全规程，以及如何设置紧急停止按钮。这种贯穿始终的安全教育，对于培养读者良好的安全意识和操作习惯至关重要，尤其是在接触真实工业环境时，能够有效预防事故的发生。