电气控制与PLC应用技术/21世纪应用型本科规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张乐平，徐猛华 编

图书标签:

• 电气控制
• PLC
• 自动化
• 工业控制
• 应用技术
• 21世纪应用型本科
• 教材
• 电气工程
• 智能控制
• 实训

出版社： 北京航空航天大学出版社

ISBN：9787512423213

版次：1

商品编码：12135318

包装：平装

丛书名： 21世纪应用型本科规划教材

开本：16开

出版时间：2016-12-01

用纸：胶版纸

页数：305

字数：426000

正文语种：中文

内容简介

　　为培养对电气控制电路的阅读分析能力和电气控制装置的初步开发与设计能力，《电气控制与PLC应用技术/21世纪应用型本科规划教材》介绍了常用低压电器、电气图的基本知识、控制电路基本环节与典型环节、电路分析与设计的基本方法。为培养可编程控制器的应用能力，《电气控制与PLC应用技术/21世纪应用型本科规划教材》概略地介绍了PLC的基本组成、工作原理及编程语言等，并以西门子公司的S7-200小型PLC为例，深入介绍了S7-200PLC的基础知识、基本指令与应用、顺序控制程序设计法、功能指令、通信与网络、控制系统综合设计与应用实例、编程软件与系统开发等内容，特别是系统地介绍了根据顺序功能图设计梯形图程序的方法。
　　《电气控制与PLC应用技术/21世纪应用型本科规划教材》可作为普通高等教育工科院校工业自动化、电气工程及自动化、机械工程及自动化、机电一体化及与控制相关专业的教材，也可供高职、高专相关专业及其他专业的研究生选用，并可作为电气技术人员的培训教材和参考书。

目录

第1章 常用低压元器件
1．1 低压电器的基本知识
1．1．1 低压电器的分类
1．1．2 低压电器的选用与安装
1．2 图形符号、文字符号及接线端子标记
1．2．1 图形符号
1．2．2 文字符号
1．3 接触器
1．3．1 接触器的用途与分类
1．3．2 交流接触器
1．3．3 直流接触器
1．3．4 接触器的选择与安装
1．3．5 接触器的维护
1．4 继电器
1．4．1 继电器的用途与分类
1．4．2 电压继电器
1．4．3 电流继电器
1．4．4 中间继电器
1．4．5 时间继电器
1．4．6 热继电器
1．4．7 速度继电器
1．5 主令电器
1．5．1 控制按钮
1．5．2 万能转换开关
1．5．3 行程开关
1．5．4 接近开关
1．5．5 指示灯
1．6 熔断器、低压刀开关及低压断路器
1．6．1 熔断器
1．6．2 低压刀开关
1．6．3 低压断路器
1．7 其他常用执行器件
1．7．1 电磁铁
1．7．2 电磁阀
1．7．3 电磁制动器
1．7．4 漏电保护器
1．7．5 启动器
本章小结
习题

第2章 电气控制系统的典型电路及应用
2．1 电气图的基本知识
2．1．1 接线端子标记
2．1．2 电气图
2．2 三相笼型感应电动机的基本控制电路
2．2．1 单向旋转控制电路
2．2．2 点动控制电路
2．2．3 多地控制电路
2．2．4 顺序控制电路
2．2．5 可逆旋转控制电路
2．3 三相异步电动机的典型应用控制电路
2．3．1 具有自动往返的可逆旋转电路
2．3．2 定子绕组串接电阻的减压启动控制
2．3．3 自耦变压器减压启动控制
2．3．4 星-三角（Y-D）减压启动控制电路
2．3．5 转子绕组串电阻启动控制电路
2．3．6 三相异步电动机的变极调速控制电路
2．3．7 三相异步电动机能耗制动控制电路
2．3．8 三相异步电动机反接制动控制电路
2．3．9 电路图的阅读分析方法
2．4 三相异步电动机的变频调速
2．4．1 变频调速
2．4．2 变频器
2．5 电气控制电路的设计方法
2．5．1 分析设计法
2．5．2 逻辑设计法
……

第3章 PLC概述
第4章 西门子S7-200PLC的基础知识
第5章 西门子S7-200PLC的基本指令与应用
第6章 西门子S7-200PLC顺序控制程序设计
第7章 西门子S7-200PLC的功能指令及应用
第8章 S7-200的通信与网络
第9章 现代PLC控制系统的综合设计
第10章 西门子S7-200PLC编程软件与系统开发
附录
参考文献

精彩书摘

　　《电气控制与PLC应用技术/21世纪应用型本科规划教材》：
　　PAM控制是脉冲幅度调制（Pulse Amplitude Modulation）控制的简称，它是通过改变直流电压的幅值进行调压的方式。此类变频器中，逆变器仅调节输出频率，而输出电压的调节则是由相控整流器或直流斩波器通过调节中间直流环节的直流电压来实现的。由于这种控制方式必须同时对整流电路和逆变电路进行控制，控制电路比较复杂，而且低速运行时转速波动较大，因而实际中应用较少。
　　PWM控制是脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation）控制的简称，它是在逆变电路部分同时对输出电压（电流）的幅值和频率进行控制的控制方式。在这种控制方式中，以较高频率对逆变电路的半导体开关元器件进行开关操作，并通过改变输出脉冲的宽度来达到控制电压（电流）的目的。为了使异步电动机能够在进行调速运转时更加平滑，目前在变频器中多采用正弦波PWM控制方式，即通过改变PWM输出的脉冲宽度，使输出电压的平均值接近正弦波，这种方式也被称为SPWM控制。
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《工业自动化控制系统原理与实践》 本书旨在深入剖析现代工业自动化控制系统的核心原理，并结合大量实际应用案例，为读者构建一个全面、系统的知识体系。我们将从最基础的电气控制原理出发，循序渐进地揭示各类控制元件的功能、选型与应用，并探讨其在不同工业场景下的集成方法。 第一部分：电气控制基础与核心元件 本部分将详细阐述电气控制系统的基本构成要素，包括但不限于： 电源与馈电系统： 介绍工业供电的特点，常用电压等级，断路器、接触器、继电器等保护与开关元件的工作原理、选型依据及电路设计。 电动机的控制： 深入讲解各类电动机（直流电机、交流感应电机、同步电机等）的基本工作原理，以及正反转、调速、制动等常用控制方法。我们将通过图示和实例，展示如何设计和实现各种电动机的控制电路，包括直接启动、星三角启动、软启动等。 传感器与执行器： 详细介绍各类工业传感器（如限位开关、接近开关、光电开关、温度传感器、压力传感器等）的工作原理、技术参数及应用场合。同时，我们将探讨各种执行器（如电磁阀、液压阀、气缸、伺服电机等）的结构特点、选型指南以及在自动化系统中的作用。 控制逻辑设计： 讲解布尔代数在控制逻辑设计中的应用，以及继电器接触器控制电路的设计方法，包括顺序控制、联锁控制、自锁控制等。我们将通过大量图例，帮助读者理解如何将实际的控制需求转化为具体的电路图。 第二部分：可编程逻辑控制器（PLC）深度解析与应用 随着工业自动化的飞速发展，PLC已成为现代工业控制的中流砥柱。本部分将带领读者深入理解PLC的工作原理，掌握其编程与应用技术。 PLC的硬件构成与工作原理： 详细介绍PLC的CPU模块、输入/输出模块（数字量、模拟量）、通信模块、电源模块等核心组成部分，以及PLC的扫描周期、指令执行过程和数据存储方式。 PLC编程基础： 聚焦于梯形图（LD）、指令表（IL）、功能块图（FBD）、结构化文本（ST）和顺序功能图（SFC）等主流PLC编程语言。我们将通过丰富的示例，讲解常用指令（如逻辑指令、定时器、计数器、比较指令、数学运算指令、数据传送指令等）的用法，帮助读者掌握PLC程序的编写技巧。 PLC在典型工业应用中的实践： 生产线自动化： 讲解如何利用PLC实现传送带控制、物料搬运、装配检测等生产线自动化任务。 过程控制： 探讨PLC在温度、压力、流量、液位等参数的自动控制中的应用，以及PID控制算法在PLC中的实现。 设备监控与故障诊断： 展示如何通过PLC对设备运行状态进行实时监控，并结合报警与故障诊断功能，提高设备的可靠性和维护效率。 运动控制： 介绍PLC与伺服驱动器、变频器等协同工作，实现精确的位置控制、速度控制和轨迹控制。 PLC通信与组网： 讲解RS232、RS485、Ethernet/IP、Profinet等常用工业通信协议，以及PLC与其他设备（如HMI、SCADA系统、其他PLC）之间的通信连接和数据交换。 PLC系统的调试与维护： 提供PLC程序调试的常用方法和技巧，如在线监控、断点调试、仿真测试等，并介绍PLC系统的日常维护和故障排除策略。 第三部分：高级主题与未来发展趋势 为了使读者具备更前沿的自动化知识，本部分将进一步拓展视野。 人机界面（HMI）技术： 介绍HMI在工业自动化中的作用，各类HMI的特点，以及如何通过HMI实现对PLC系统的可视化监控和操作。 SCADA系统集成： 阐述SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）系统在工业自动化中的地位，以及PLC如何融入SCADA系统，实现更高级别的数据采集、监控和管理。 工业物联网（IIoT）与智能化控制： 探讨工业物联网技术如何赋能传统自动化系统，实现设备互联、数据分析与智能化决策。 网络安全在工业控制系统中的重要性： 强调工业控制系统面临的网络安全威胁，并介绍基本的安全防护措施。 本书内容丰富，理论与实践紧密结合，适合电气工程、自动化、机械工程等相关专业的本科生、研究生，以及从事工业自动化控制系统设计、开发、集成与维护的工程技术人员阅读。通过学习本书，读者将能够深刻理解工业自动化控制的奥秘，并具备独立完成各类自动化控制项目的能力。

评分☆☆☆☆☆

对于书中关于故障分析和排除的内容，其深度和广度都远远不能满足实际工程的需求。虽然书中可能会简单提及一些常见的故障现象，例如“设备不启动”、“动作不灵敏”等，但对于如何系统性地分析这些故障的原因，以及如何采取有效的排除措施，就没有提供详细的指导。我希望能够看到更多关于“故障诊断树”、“排除故障流程图”等实用工具的介绍和应用。在实际的工业现场，面对复杂的电气控制系统，如果没有系统化的故障分析方法，很容易陷入“头痛医头，脚痛医脚”的困境，不仅浪费时间，还可能导致问题恶化。例如，当一个生产线出现停滞时，如何从 PLC 的报警信息、设备的运行状态、以及传感器信号等方面入手，逐步缩小故障范围，找到根本原因，并采取有针对性的措施，这些都是书本中应该深入探讨的内容。然而，这本书在这方面的缺失，让我感觉自己就像一个没有“侦探工具”的侦探，难以有效地解决“案件”。

评分☆☆☆☆☆

这本书在电气控制方面，给我带来的最大困惑之一，是它对于一些关键的电气元器件的原理介绍，往往停留在非常表面的层面。以接触器为例，书中会说明它是通过电磁吸力来闭合或断开电路的，也会给出一些简单的电路符号。但是，对于接触器的线圈电压等级、触点类型（常开、常闭、转换）、额定容量、以及不同型号接触器在实际应用中的选型依据，书中就没有更详尽的说明了。我希望能够了解到，在设计一个电气控制系统时，如何根据负载的功率、电压、电流来选择合适规格的接触器，以及如何考虑其耐久性和可靠性。同样，对于各种传感器，如光电传感器、接近传感器、限位开关等，书中仅仅是简单地罗列了它们的种类和基本功能，但对于它们的探测原理、响应时间、抗干扰能力、以及在不同工况下的适用性，都没有深入的探讨。在电气控制系统中，传感器的选择和安装至关重要，直接影响到系统的稳定性和准确性。这本书在这方面留下的空白，让我觉得自己在面对实际的电气设备时，仍然会感到无从下手。我期待的是一本能够教会我“知其然，更知其所以然”的书，能够让我理解每一个元器件的内在逻辑，从而做出更明智的设计决策。

评分☆☆☆☆☆

翻阅这本《电气控制与PLC应用技术》，我最直观的感受是，它在PLC（可编程逻辑控制器）的应用技术方面，确实花费了不少篇幅。从PLC的硬件组成、指令系统，到实际的梯形图编程、指令表编程，再到功能块图编程，书中都进行了一定的介绍。然而，这些介绍在实际的工程应用层面，似乎还显得有些“纸上谈兵”。例如，书中会展示一些基本的PLC程序，如“启停控制”、“定时器应用”、“计数器应用”等，这些是PLC编程的入门级内容，对于初学者来说有一定帮助。但是，一旦涉及到更复杂的工业自动化场景，比如多台设备的联动控制、PID闭环控制、或者与其他上位机的通信，书中就显得力不从心了。我渴望看到更多贴近实际生产的案例，例如某个特定行业的自动化生产线设计，其中包含了PLC如何协调不同设备的工作，如何处理异常情况，如何实现故障诊断和报警等。书中对这些复杂场景的模拟和分析非常有限，我很难从中获得解决实际工程问题的思路和方法。而且，关于PLC的选型、参数设置、现场总线技术（如ProfiBUS, Ethernet/IP）的应用，以及PLC的维护和故障排除等关键的工程实践内容，也几乎没有提及。这些都是在实际工作中必须面对的问题，而这本书并没有为我提供有效的指导。我感觉自己学到的PLC知识，停留在理论层面，离真正的“应用技术”还有一段相当长的距离。

评分☆☆☆☆☆

书中对于一些高级的PLC应用技术，例如运动控制、分布式控制系统（DCS）、以及工业以太网的应用，几乎没有涉及。随着工业自动化的不断深入，这些技术已经成为现代工业生产中不可或缺的一部分。运动控制在机器人、自动化生产线等领域有着广泛的应用，它涉及到伺服电机、编码器、步进电机等关键部件，以及高精度的位置控制、速度控制和力矩控制。分布式控制系统则广泛应用于大型石化、电力、冶金等行业，它能够实现对分散在广阔区域的设备进行集中监控和管理。工业以太网作为一种高效、可靠的通信方式，正在逐渐取代传统的串行通信方式，在工业现场实现数据的快速传输和共享。然而，这本书在这些方面的内容几乎是空白的，这让我感觉自己学习到的知识，无法跟上当前工业自动化技术发展的步伐。我希望教材能够与时俱进，及时更新知识内容，为我们提供更全面、更前沿的技术指导，而不是仅仅停留在一些基础的、已经相对成熟的技术上。

评分☆☆☆☆☆

对于书中关于PLC编程的部分，虽然它涵盖了基本的编程语言和指令，但在实际的调试和故障排除方面，提供的支持非常有限。编程只是第一步，真正的挑战在于如何将理论上的程序转化为实际运行中稳定可靠的控制系统，以及如何快速有效地解决程序运行中出现的各种问题。这本书中，对于如何进行程序仿真、在线调试、以及如何利用PLC的诊断功能来定位和解决故障，几乎没有进行详细的讲解。在实际的工业现场，PLC程序出现错误是常有的事情，如何通过PLC的指示灯、HMI（人机界面）的报警信息、以及PLC的诊断工具来分析问题，并快速修复，是一项极其重要的技能。我希望书中能够包含一些典型的PLC程序错误案例，以及相应的诊断和解决步骤，例如，一个接触器没有吸合的原因分析（可能是线圈损坏、PLC输出点故障、PLC程序逻辑错误等），或者一个计数器无法正常计数的原因分析。没有这些实践性的指导，我感觉即使学会了编程，也难以应对实际工作中的各种“疑难杂症”。这种缺失，让我觉得这本书更像是一本“工具手册”的目录，而不是一本帮助我成为“工具使用者”的“实操指南”。

评分☆☆☆☆☆

总体而言，这本书在理论基础的深度、PLC应用技术的实践性、电气安全和高级技术的覆盖范围等方面，都存在明显的不足。它更像是一本“速成指南”的框架，而未能提供“精进技艺”的实质内容。我希望未来的教材，能够更加注重理论与实践的结合，提供更丰富的工程案例分析，更详细的元器件选型和设计指导，以及更全面的电气安全和前沿技术的介绍。只有这样，才能真正培养出具备扎实理论基础和丰富实践经验的复合型人才，以满足日益发展的工业自动化领域的需求。这本书的优点在于提供了一个大致的知识框架，但对于想要深入理解和掌握电气控制与PLC应用技术的读者来说，仅仅依靠这本书，是远远不够的。它更适合作为初步了解相关概念的入门读物，而对于希望成为一名合格的电气工程师，或者在相关领域有所建树的人来说，还需要通过其他更专业的书籍、实践经验和持续的学习来弥补其不足。

评分☆☆☆☆☆

这本书中对电气控制系统设计流程的介绍，显得有些概念化，缺乏具体的实践指导。它可能会提及“需求分析、方案设计、元器件选型、电路设计、编程调试、现场安装、系统验收”等流程，但对于每一个环节的具体操作和注意事项，都语焉不详。例如，在“方案设计”阶段，书中并没有提供如何根据实际的工艺流程，来绘制功能框图、逻辑流程图的方法。在“元器件选型”环节，除了提及基本的规格参数，也没有给出如何考虑元器件的可靠性、环境适应性、以及供应商的选择等方面的指导。更让我感到遗憾的是，书中对于“电路设计”的部分，虽然会附带一些简单的电路图，但这些电路图往往过于简化，并没有展示完整的电气原理图、接线图，以及如何考虑接地、屏蔽、防干扰等工程实践中的重要问题。我希望能够看到更详细、更完整的工程图纸，以及对图纸中每一个细节的深入解读，例如，导线的截面积如何选择，断路器的分断能力如何确定，端子排的排布规则等等。这本书在这方面的不足，让我觉得自己在学习电气控制设计时，就像是在一个没有地图的迷宫中摸索。

评分☆☆☆☆☆

在涉及电气安全的部分，这本书的处理同样显得比较薄弱。电气安全是电气工程领域至关重要的一环，直接关系到人身安全和设备财产的安全。我期待这本书能够详细阐述各种电气安全规范和标准，例如，IEC标准、GB标准等，以及它们在实际工程设计中的应用。书中对于接地保护、漏电保护、过载保护、短路保护等基本安全措施的提及，也仅仅是点到为止，并没有深入解释它们的工作原理、设计要求、以及在不同场景下的具体实施方法。例如，对于接地系统的设计，书中并没有详细说明不同类别的接地（工作接地、保护接地、重复接地）的应用场景，以及接地电阻的计算和测量方法。同样，对于漏电保护器的选型和安装，也没有给出明确的指导。在工业生产环境中，电气火灾和触电事故的风险是客观存在的，掌握必要的电气安全知识和技能，对于每一个电气工程师来说都是必不可少的。这本书在这方面的缺失，让我感觉在学习过程中，少了一层至关重要的“安全屏障”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面上印着“电气控制与PLC应用技术/21世纪应用型本科规划教材”几个大字，我怀着极大的兴趣和期待翻开了它。作为一名刚刚接触电气控制领域的学生，我对一切都充满了好奇，渴望能有一本真正能够指引我前进的教材。然而，当我深入阅读之后，我却发现这本书并没有像我预期的那样，在电气控制的基础理论方面给予我足够的深度和广度。书中对许多核心概念的阐述，例如继电器接触器的原理、接触式和非接触式传感器的区别、电机驱动的基本方式等，都显得有些过于简略，更像是一种提纲挈领式的介绍，而不是深入的讲解。我期待着能够看到更多关于这些基础知识的详细推导、数学模型、以及相关的工程案例分析，从而能够真正理解其背后的物理原理和实际应用。例如，在讲解电机正反转控制时，我希望能看到更清晰的电路图示，以及对不同控制方式（如时间延迟、互锁逻辑）的详细比较和应用场景分析。同样，对于各种保护装置（如过载保护、短路保护）的工作原理，我也希望能有更深入的解析，不仅仅是列出它们的作用，更能理解它们是如何实现的，以及在实际设计中需要考虑哪些因素。这本书在这一块的缺失，让我感觉自己在构建电气控制知识体系的基石时，并没有得到应有的夯实，这为我后续的学习埋下了一些隐患。我希望教材能够像一位经验丰富的老师，循序渐进地引导我，而不是像一个简报，仅仅告诉我“是什么”，而没有深入挖掘“为什么”和“怎么做”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的图文排版和内容组织，也存在一些可以改进的空间。虽然书中包含了一些图示和电路图，但这些图示往往不够清晰，分辨率不高，有些甚至出现了模糊不清的情况，这给理解电路结构和元器件连接带来了困难。此外，一些关键的电路图，并没有标注清晰的元器件型号和参数，也没有提供完整的连接说明，这使得读者很难将其与实际设备进行对照。在内容组织方面，有些章节的逻辑性不够强，知识点的跳跃性比较大，学习起来容易感到生涩和费解。例如，在介绍某个PLC指令的时候，可能会突然跳转到另一个不相关的指令，或者在讲解完一个概念后，又突然回到之前的内容。这种混乱的结构，让我在学习过程中，需要花费更多的时间和精力去梳理知识脉络。我期望一本好的教材，应该拥有清晰的结构、流畅的逻辑、以及高质量的图文表达，能够让读者在轻松愉悦的氛围中，有效地吸收知识。