本书在介绍常用低压电器结构与工作原理、基本控制电路和典型控制电路的基础上，着重阐述了继电器-接触器控制系统的设计方法，讨论了可编程控制器的组成与工作原理、硬件和软件系统及其应用，最后介绍了变频调速的原理和设计要点。内容包括：绪论，常用低压电器，基本控制电路，典型电气控制系统分析，继电器-接触器控制系统设计，可编程控制器及其应用，电气调速系统与变频器等。 本书从设计电气控制系统的角度出发，既保留了传统的电气控制技术内容，又在详细介绍各种电器的性能、选用原则与方法的基础上，讲述先进的可编程控制器与应用技术，变频调速的原理与变频调速系统设计要点等，展现了电气控制技术与计算机技术互相融合、综合化和开放性的发展趋势，体现了实用性与先进性。 本书可作为高等学校机械设计制造及自动化、机电一体化等相关专业本科教材和应用型本科院校机械工程类专业的教材，也可作为从事电气控制系统设计的工程技术人员的学习和参考用书。     读者对象：本书可作为高等学校机械设计制造及自动化、机电一体化等相关专业本科教材和应用型本科院校机械工程类专业的教材，也可作为从事电气控制系统设计的工程技术人员的学习和参考用书。

前 言 进入21世纪以来，虽然高校的教材大都能够反映新技术、新工艺和新成果，但在大学生总体知识结构的设计方面，仍然需要进行不断改革，以培养能够适应社会进步的创新型人才。就电气控制技术方面的教材而言，多数教材注重原理分析而对电气控制系统的结构设计不够重视，导致学生学完电气控制技术课程后，对电气控制系统的设计问题依然非常陌生，成绩优秀的同学，至多能够设计电气控制系统原理图，至于电气元件如何组装成实际的电气控制系统、如何接线等问题，则知之甚少。因此，如何结合机械工程类专业扎实的制图知识和设计能力的优势，加强电气控制系统设计方面的训练，使学生真正成为具有机电一体化知识的复合型创新人才，仍是教学改革中需要深入探索的实际问题，本书试图从教材改革的角度在这方面进行开拓。 与传统的电气控制技术教材相比，本书要加强电气控制系统设计方面的内容，比较详细地讲述继电器-接触器控制系统的设计方法，并结合实例系统地介绍设计步骤；为培养学生的创新能力，在深入讨论继电器-接触器控制系统的基础上，阐述可编程控制器（PLC）的组成与工作原理、性能特点，结合实际应用，较详细地讨论PLC控制系统的设计方法和设计过程，以及PLC控制系统与继电器-接触器控制系统的异同；概略地介绍变频调速的原理、变频器与变频调速系统设计要点，使学生学完本课程后，能够正确选用电气元件，设计电气控制系统原理图，同时结合机械工程知识，也能够设计电气控制系统接线图和电气柜（箱）结构，熟悉电气元件安装、接线和调试，从而加强学生对原理图与实际电气元件结构的认识与联系，培养学生的动手能力和创新能力。 基于以上理念，本书在编写过程中注重理论与实际相结合，元件工作原理、性能特点与基本控制电路相结合，基本控制电路与典型控制系统相结合，突出实用性，强调系统性，力求先进性。 全书共分7章。第1章绪论，介绍电气控制的作用、有关电气元件和电气控制系统原理图的基本知识；第2章常用低压电器，讲解继电器、接触器等低压电器的结构、工作原理和选用原则，典型应用电路等；第3章基本控制电路，讲解连锁控制电路中的启动与停止控制（自锁）电路、正反转控制电路、顺序控制电路和变化参量控制电路中按时间、速度、电流和行程等原则进行控制的电路；第4章典型电气控制系统分析，讲解分析电气控制系统的方法与步骤，并对普通车床、铣床和组合机床等典型设备的电气控制系统进行分析；第5章继电器-接触器控制系统设计，详细讲解继电器-接触器控制系统的设计方法，结合实例介绍设计步骤；第6章可编程控制器及其应用，讲解PLC控制系统的组成、性能特点与设计方法、步骤；第7章电气调速系统与变频器，介绍变频调速的原理与变频器调速系统的设计要点。 本书由河南理工大学王得胜、河南科技大学韩红彪主编，由河南理工大学王福忠教授主审。第1章由王得胜编写，第2章由韩红彪编写，第3章由河南科技学院刘法治编写，第4章由南阳理工学院赵华编写，第5章由河南理工大学童景琳编写，第6章第1～5节由南阳理工学院刘尚争编写，第6章第6～7节由河南理工大学张宏伟编写，第7章由河南理工大学张丽梅编写。全书由王得胜统稿、定稿。 由于编写时间所限，书中难免有疏漏和不妥之处，恳请读者批评指正。此外，感谢河南理工大学机械与动力学院对编写本书的大力支持；在本书编写过程中参阅了国内外多种同类教材和专著，在此特向其作者致谢。 编 者

目录 第1章 绪论 （1） 1.1 电气控制系统的作用与发展概况 （1） 1.1.1 电气控制系统在生产设备中的作用 （1） 1.1.2 电气控制技术的发展概况 （2） 1.2 低压电器的基本知识 （4） 1.2.1 低压电器的基本组成 （4） 1.2.2 低压电器分类与表示方法 （10） 1.3 电气控制系统基本知识 （12） 1.3.1 图形符号及文字符号 （12） 1.3.2 电气控制系统图的画法 （14） 1.3.3 电路图的阅读方法 （19） 1.3.4 电气安装接线图的阅读方法 （22） 1.4 本课程的学习内容与学习方法 （24） 1.4.1 本课程的学习内容 （24） 1.4.2 本课程的学习方法 （25） 习题与思考题 （25） 第2章 常用低压电器 （26） 2.1 接触器 （26） 2.1.1 电磁接触器的工作原理与技术参数 （27） 2.1.2 电磁接触器的型号与选用 （30） 2.2 继电器 （33） 2.2.1 中间继电器 （33） 2.2.2 热继电器 （36） 2.2.3 时间继电器 （40） 2.2.4 速度继电器 （44） 2.2.5 其他继电器 （45） 2.3 其他常用电器 （49） 2.3.1 低压开关 （49） 2.3.2 熔断器 （53） 2.3.3 按钮开关 （55） 2.3.4 行程开关 （57） 2.3.5 接近开关 （59） 2.3.6 断路器 （61） 2.3.7 信号灯 （64） 习题与思考题 （65） 第3章 基本控制电路 （67） 3.1 概述 （67） 3.1.1 按控制功能分类 （67） 3.1.2 按控制规律分类 （68） 3.2 三相笼型异步电动机的启动 控制电路 （68） 3.2.1 正转控制电路 （69） 3.2.2 降压启动控制电路 （70） 3.3 三相笼型异步电动机正反转控制电路 （76） 3.3.1 正反转控制电路 （76） 3.3.2 行程控制电路 （78） 3.4 三相笼型异步电动机制动 控制电路 （80） 3.4.1 机械制动控制电路 （80） 3.4.2 电气制动控制电路 （81） 3.5 双速异步电动机高低速控制电路 （84） 3.5.1 △-YY双速异步电动机定子绕组的连接 （85） 3.5.2 双速异步电动机手动变速控制电路 （85） 3.5.3 双速异步电动机自动变速控制电路 （86） 3.6 机床液压系统的电气控制电路 （87） 3.6.1 机床中常用的液压元件 （87） 3.6.2 液压动力部件控制电路 （92） 3.7 其他基本控制电路 （94） 3.7.1 点动控制 （94） 3.7.2 连锁与互锁 （95） 3.7.3 多点控制 （96） 习题与思考题 （97） 第4章 典型电气控制系统分析 （98） 4.1 分析电气控制系统的方法与步骤 （98） 4.2 普通车床的电气控制系统 （99） 4.2.1 卧式车床结构和运动 （99） 4.2.2 电力拖动特点与控制要求 （100） 4.2.3 电气控制系统分析 （100） 4.3 卧式铣床的电气控制系统 （103） 4.3.1 卧式铣床的主要结构和运动 （103） 4.3.2 电力拖动特点与控制要求 （104） 4.3.3 电气控制电路分析 （105） 4.4 双面单工位液压传动组合机床电气控制系统 （109） 4.4.1 机床结构与运动 （110） 4.4.2 电力拖动特点与控制要求 （111） 4.4.3 电气控制系统分析 （111） 4.5 起重机电气控制系统 （115） 4.5.1 起重机的结构与运动 （115） 4.5.2 电力拖动特点与控制要求 （117） 4.5.3 电气控制系统分析 （119） 4.6 数控机床控制系统简介 （127） 4.6.1 概述 （127） 4.6.2 计算机数控（CNC）系统 （129） 4.6.3 伺服控制系统 （131） 习题与思考题 （135） 第5章 继电器-接触器控制系统设计 （137） 5.1 概述 （137） 5.1.1 继电器-接触器控制系统设计的内容 （137） 5.1.2 继电器-接触器控制系统设计的原则 （138） 5.1.3 继电器-接触器控制 系统设计的方法 （138） 5.2 电动机的选用 （139） 5.2.1 电动机类型、电压和额定转速的选择 （140） 5.2.2 电动机额定功率的确定 （141） 5.3 继电器-接触器控制系统设计举例 （146） 5.3.1 电气原理图设计应注意的技术问题 （146） 5.3.2 电气控制原理图的设计步骤 （152） 5.3.3 龙门刨床横梁升降电气控制系统原理图设计 （153） 5.3.4 电气控制装置的工艺设计 （163） 习题与思考题 （171） 第6章 可编程控制器及其应用 （173） 6.1 概述 （173） 6.1.1 PLC的产生与发展 （173） 6.1.2 PLC的特点及分类 （174） 6.1.3 PLC的组成 （175） 6.1.4 PLC工作原理 （180） 6.2 FX2N系列PLC指令系统及 其编程方法 （182） 6.2.1 PLC编程元件 （182） 6.2.2 PLC编程语言 （188） 6.2.3 PLC的基本逻辑指令 （191） 6.2.4 梯形图编程方法 （197） 6.3 步进指令及其应用 （203） 6.3.1 顺序控制原理 （203） 6.3.2 步进指令 （205） 6.3.3 SFC图与梯形图的转换 （206） 6.3.4 步进指令的应用 （208） 6.4 功能指令及其应用 （214） 6.4.1 功能指令的基本格式 （214） 6.4.2 功能指令应用简介 （216） 6.5 PLC特殊功能模块 （229） 6.5.1 模拟量输入模块FX2N-4AD （229） 6.5.2 模拟量输出模块FX2N-4DA （233） 6.5.3 高速计数模块FX2N-1HC （236） 6.6 编程软件与应用 （236） 6.6.1 GX Developer编程软件 （237） 6.6.2 FX-GP/WIN-C编程软件 （242） 6.6.3 GPP编程软件 （244） 6.7 PLC控制系统设计 （247） 6.7.1 PLC系统设计概述 （247） 6.7.2 主回路与控制回路设计 （249） 6.7.3 PLC的接口电路 （251） 6.7.4 PLC安装与连接设计 （253） 6.7.5 PLC控制系统设计举例 （259） 习题与思考题 （265） 第7章 电气调速系统与变频器 （267） 7.1 电气调速概述 （267） 7.1.1 调速系统及其性能指标 （267） 7.1.2 直流调速系统 （269） 7.1.3 交流调速系统 （269） 7.2 变频调速的原理与机械特性 （270） 7.2.1 变频调速的原理 （270） 7.2.2 交流异步电动机变频调速的机械特性 （271） 7.3 变频器及其性能参数 （273） 7.3.1 变频器的分类 （273） 7.3.2 交-直-交变频器的主电路结构 （275） 7.3.3 变频器的控制方式和特点 （276） 7.3.4 变频器的性能参数 （277） 7.4 变频调速系统设计要点 （280） 7.4.1 变频调速系统设计的步骤和硬件选用 （280） 7.4.2 变频器的功能选择与参数设定 （285） 7.4.3 变频器的控制与安装 （293） 习题与思考题 （297） 参考文献 （298）

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