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第1章 机床传动控制中的电动机1

主要内容1

学习重点及教学要求1

1.1 交流异步电动机的工作原理和运行特性2

1.1.1 异步电动机的工作原理及其机械特性2

1.1.2 异步电动机的工作原理3

1.1.3 异步电动机的铭牌4

1.1.4 三相异步电动机的机械特性6

1.1.5 异步电动机的一般调速方法9

1.2 直流电动机的工作原理和运行特性10

1.2.1 直流电动机的基本工作原理10

1.2.2 直流自动调速系统的分类12

1.2.3 直流电动机的一般调速方法12

1.3 伺服控制电动机的工作原理和运行特性16

1.3.1 步进电动机的工作原理和运行特性16

1.3.2 伺服电动机20

本章小结38

习题与思考题38

第2章 机床常用低压电器和图形符号说明40

主要内容40

学习重点及教学要求40

2.1 概述40

2.2 信号及控制电器43

2.2.1 非自动切换信号及控制电器43

2.2.2 自动切换信号及控制电器49

2.3 执行电器54

2.3.1 接触器54

2.3.2 交流固态继电器54

2.3.3 电磁阀57

2.3.4 制动电磁铁57

2.4 保护电器58

2.4.1 熔断器58

2.4.2 热继电器59

2.4.3 电流和电压继电器61

2.4.4 漏电保护器62

本章小结64

习题与思考题64

第3章 机床电气控制电路的基本环节66

主要内容66

学习重点及教学要求66

3.1 机床电气制图与识图基础66

3.1.1 电气原理图66

3.1.2 电器元件布置图69

3.1.3 安装接线图69

3.1.4 电气识图方法与步骤70

3.2 机床电气控制常用电路的基本环节71

3.2.1 机床的全电压起动控制电路71

3.2.2 机床的减压起动控制电路72

3.2.3 机床的点动、长动和停车控制73

3.2.4 机床的多地点控制73

3.2.5 机床的连锁和互锁控制74

3.2.6 机床的正反向可逆运行控制76

3.3 机床控制的保护环节76

3.3.1 短路保护77

3.3.2 过电流保护77

3.3.3 过载（热）保护78

3.3.4 零电压与欠电压保护78

3.3.5 漏电保护78

3.4 机床电气控制线路常用的一些控制原则78

3.4.1 机床的行程控制原则79

3.4.2 机床的时间控制原则80

3.4.3 机床的速度控制原则83

3.4.4 机床的电流控制原则84

3.5 机床中的电液控制85

3.5.1 液压系统组成86

3.5.2 电磁换向阀87

3.5.3 液压系统工作自动循环控制电路87

本章小结90

习题与思考题90

第4章 机床控制中的PLC技术92

主要内容92

学习重点及教学要求92

4.1 可编程控制器（PLC）概述92

4.1.1 PLC的基本概念92

4.1.2 PLC的特点及应用94

4.1.3 PLC与“继电器-接触器”控制系统的比较95

4.1.4 PLC与微机（PC）的区别96

4.1.5 PLC的新发展96

4.2 PLC的基本结构及工作原理98

4.2.1 PLC的基本结构98

4.2.2 PLC的工作原理105

4.3 PLC的技术性能111

4.3.1 基本技术性能111

4.3.2 PLC的内存分配及I/O点数113

4.4 PLC的分类114

4.5 PLC的编程语言115

4.5.1 梯形图115

4.5.2 指令表116

4.5.3 顺序功能图117

4.5.4 功能块图117

4.5.5 高级编程语言117

4.6 日本三菱公司FX2N系列PLC的开发应用指南117

4.6.1 FX2N系列PLC型号名称的含义118

4.6.2 FX2N系列PLC的主要硬、软件性能指标121

4.6.3 FX2N系列PLC的八大编程元（器）件124

4.6.4 FX2N系列PLC的27条基本逻辑指令和2条步进梯形指令134

4.6.5 基本逻辑指令的编程规则与技巧153

4.6.6 机床PLC控制的最常用编程环节160

4.6.7 常用编程器及其使用181

4.6.8 编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C的使用说明208

本章小结223

习题与思考题223

第5章 典型机床的电气与PLC控制226

主要内容226

学习重点及教学要求226

5.1 卧式车床的电气与PLC控制226

5.1.1 卧式车床的结构226

5.1.2 车床的运动形式226

5.1.3 车床的控制特点228

5.1.4 C650型卧式车床的电气控制和PLC控制228

5.1.5 C650型卧式车床常见的电控故障分析233

5.2 Z3040摇臂钻床的电气控制233

5.2.1 摇臂钻床的结构234

5.2.2 摇臂钻床的运动234

5.2.3 Z3040摇臂钻床的电气控制和PLC控制235

5.2.4 Z3040摇臂钻床常见的电控故障分析241

5.3 卧式镗床的电气与PLC控制241

5.3.1 卧式镗床的主要结构242

5.3.2 卧式镗床的主要运动242

5.3.3 卧式镗床的拖动特点及控制要求243

5.3.4 T610型卧式镗床的电气与PLC控制244

5.3.5 T610型卧式镗床常见的电控故障分析264

5.4 平面磨床的电气与PLC控制265

5.4.1 立轴圆台平面磨床的结构266

5.4.2 外圆磨床的运动形式266

5.4.3 M7475型立轴圆台平面磨床的电气控制和PLC控制266

5.4.4 M7475型立轴圆台平面磨床的故障273

5.5 B2012A型龙门刨床的电气与PLC控制274

5.5.1 龙门刨床机床的组成结构274

5.5.2 龙门刨床机床的运动274

5.5.3 龙门刨床生产工艺对电控的要求274

5.5.4 龙门刨床的电气控制和PLC控制276

5.5.5 龙门刨床的常见故障分析285

5.6 组合机床的电气与PLC控制288

5.6.1 组合机床的组成结构289

5.6.2 组合机床的工作特点290

5.6.3 双面单工液压传动组合机床的电气控制与PLC控制290

本章小结294

习题与思考题295

第6章 机床电气与PLC控制系统设计297

主要内容297

学习重点及教学要求297

6.1 机床电气控制系统设计的基本内容和一般原则298

6.1.1 机床电气控制系统设计的基本内容298

6.1.2 机床电气控制线路设计的一般原则298

6.2 机床电力拖动方案确定原则和电动机的选择302

6.2.1 确定机床拖动方式302

6.2.2 确定机床调速方案303

6.2.3 机电电动机的选择和机床电动机的起动、制动和反向要求303

6.3 机床电气控制线路的经验设计法和逻辑设计法304

6.3.1 经验设计法304

6.3.2 逻辑分析设计法简介309

6.4 机床电气控制系统设计309

6.4.1 机床电气设备总体配置设计310

6.4.2 机床电气元件布置图的设计及电器部件接线图的绘制311

6.4.3 清单汇总和说明书的编写312

6.5 机床的PLC控制系统设计312

6.5.1 机床PLC控制系统设计的基本原则312

6.5.2 机床PLC控制系统设计的基本内容313

6.5.3 机床PLC控制系统设计的一般步骤314

6.5.4 机床PLC控制系统经典设计举例315

本章小结331

习题与思考题332

第7章 机床电气控制与PLC实验／实训指导333

主要内容333

学习重点及教学要求333

7.1 机床电气控制与PLC实验／实训基本要求和注意事项333

7.1.1 实验／实训前的准备333

7.1.2 实验／实训的实施进行334

7.1.3 实验／实训报告334

7.1.4 实验／实训中的安全事项335

7.1.5 实验／实训中要熟练掌握一些关键主要设备的性能335

7.2 机床电气控制部分实验指导336

实验1 三相异步电动机点动和连（长）动控制实验336

实验2 三相异步电动机正反转控制实验338

实验3 三相异步电动机？-△起动控制实验341

实验4 三相异步电动机能耗制动控制实验344

7.3 机床PLC控制技术实验指导346

实验1 熟悉PLC基本编程指令实验346

实验2 天塔之光的PLC控制实验350

实验3 水塔水位的PLC自动控制实验354

实验4 自控轧钢机的PLC控制实验355

实验5 汽车自动清洗机PLC控制实验358

实验6 PLC构成的抢答器实验359

7.4 机床电气与PLC控制实训指导363

实训1 电动机的PLC控制实训363

实训2 城市交通指挥灯的PLC控制实训367

实训3 自动送料装车的PLC控制实训372

实训4 三相步进电动机PLC控制实训377

实训5 机床送料车PLC控制实训380

实训6 PLC在组合机床控制中的应用实训384

本章小结392

第8章 施耐德公司的TWido系列PLC开发应用指南393

8.1 Twido系列PLC简介393

8.2 Twido系列PLC的主要功能394

8.3 一体型TWDLCAA40DRF PLC的主要使用特点396

8.4 TWDLCAA40DRF的硬件接线397

8.5 Twido系列PLC基本指令编程应用397

8.6 Twido编程工具软件介绍406

8.7 亚龙YL-100A综合实验设备简介410

8.8 施耐德PLC实验装置拟开出的实验实训项目指导412

实验1 基本逻辑指令编程实验412

实验2 电动机控制实验415

实验3 三段传送带控制实验417

实验4 铁塔之光实验420

实验5 6组抢答器实验422

实验6 交通灯控制实验426

实验7 自控轧钢机实验430

实验8 水塔水位自动控制实验431

实验9 步进电动机控制实验433

实验10 邮件分拣机实验435

附录437

附录1 Twido系统对象和变量列表437

附录2 Twido列表编程指令一览表438

附录3 Twido一体型控制器I/O规格440

附录4 Twido系统位一览表442

本章小结447

习题与思考题447

附录449

附录A 电气技术常用电气图形符号和文字符号新旧标准对照表449

附录B FX2N系列的PLC功能指令表452

参考文献457