机电传动控制技术

第1篇 机电传动控制基础 3

第1章 绪论 3

1.1 机电传动控制的目的和任务 3

1.2 机电传动控制技术的发展 4

1.2.1 机电传动的发展 4

1.2.2 机电传动控制方式的发展 4

1.3 机电传动控制系统的组成和分类 6

1.3.1 机电传动控制系统的组成 6

1.3.2 机电传动控制系统的分类 6

习题与思考题 7

第2章 控制电动机 8

2.1 直流伺服电动机 8

2.1.1 直流伺服电动机的种类和结构 8

2.1.2 直流伺服电动机的控制 10

2.1.3 直流伺服电动机的特点 11

2.2 交流伺服电动机 12

2.2.1 交流伺服电动机的种类和特点 12

2.2.2 交流伺服电动机的结构 12

2.2.3 交流伺服电动机的工作原理 12

2.2.4 交流伺服电动机的控制 13

2.3 步进电动机 15

2.3.1 步进电动机的分类和工作原理 15

2.3.2 步进电动机的特点 18

2.3.3 步进电动机的运行特性和性能指标 19

2.3.4 步进电动机的驱动与控制 21

习题与思考题 28

第3章 常用低压电器及其选择 30

3.1 接触器类电器 30

3.1.1 接触器 30

3.1.2 继电器 35

3.2 保护电器 37

3.2.1 电流继电器 37

3.2.2 电压继电器 37

3.2.3 热继电器 38

3.2.4 熔断器 39

3.3 信号电器 43

3.3.1 速度继电器 43

3.3.2 压力继电器 44

3.3.3 温度继电器 44

3.3.4 液位继电器 46

3.3.5 干簧继电器 46

3.4 开关电器 46

3.4.1 隔离器（开关） 47

3.4.2 刀开关 47

3.4.3 断路器 49

3.5 主令电器 50

3.5.1 按钮 50

3.5.2 行程开关 51

3.5.3 接近开关 53

3.5.4 万能转换开关 54

3.5.5 主令控制器 55

3.5.6 指示灯 56

3.6 低压电器的选择 56

3.6.1 接触器的选择 56

3.6.2 电磁式继电器的选择 59

3.6.3 时间继电器的选择 60

3.6.4 热继电器的选择 62

3.6.5 熔断器的选择 63

3.6.6 常用信号电器及其型号说明 64

3.6.7 开关电器的选择 65

3.6.8 主令电器的选择 68

习题与思考题 71

第2篇 继电接触器控制技术 75

第4章 继电接触器控制基础 75

4.1 电气原理图 75

4.1.1 电气原理图的绘制原则 75

4.1.2 电气原理图中的图形符号和文字符号 75

4.2 基本控制线路 77

4.2.1 三相异步电动机的启动控制线路 77

4.2.2 三相异步电动机的正反转控制线路 85

4.2.3 三相异步电动机的制动控制线路 88

4.2.4 其他基本控制线路 92

习题与思考题 95

第5章 继电接触器控制线路设计 97

5.1 继电接触器控制线路设计的基本原则 97

5.1.1 安全性原则 97

5.1.2 经济性原则 100

5.1.3 保护性原则 100

5.2 电动机的选择 102

5.2.1 电动机类型的选择 103

5.2.2 电动机结构形式的选择 103

5.2.3 电动机容量的选择 103

5.2.4 电动机额定转速的选择 105

5.3 继电接触器控制线路设计举例 105

5.3.1 继电接触器控制线路设计方法 105

5.3.2 继电接触器控制线路设计实例 106

习题与思考题 109

第3篇 PLC控制技术 113

第6章 PLC基础 113

6.1 PLC概述 113

6.1.1 PLC的产生和发展 113

6.1.2 PLC的分类 114

6.1.3 PLC的编程语言 116

6.1.4 PLC控制与继电接触器控制的区别 118

6.1.5 PLC的基本组成 120

6.1.6 PLC的工作过程 122

6.2 S7-200系列PLC 124

6.2.1 S7-200系列PLC的模块 124

6.2.2 S7-200系列PLC的存储器单元 129

6.2.3 S7-200系列PLC的寻址方式 132

6.2.4 S7-200系列PLC的地址分配 135

6.2.5 S7-200系列PLC的编程软件 136

6.3 S7-200系列PLC常用指令 137

6.3.1 S7-200系列PLC的基本指令 137

6.3.2 S7-200系列PLC的数据处理指令 147

6.3.3 S7-200系列PLC的数学运算指令 153

6.3.4 S7-200系列PLC的程序控制指令 155

6.3.5 S7-200系列PLC的高速处理指令 161

6.3.6 S7-200系列PLC的PID回路控制指令 166

习题与思考题 171

第7章 PLC控制系统设计 173

7.1 PLC控制系统设计的基本步骤 173

7.2 PLC控制系统设计的主要内容 175

7.2.1 PLC控制系统硬件设计 175

7.2.2 PLC控制系统软件设计 178

7.3 PLC控制系统设计举例 180

习题与思考题 186

第4篇 电动机无级调速控制技术 191

第8章 直流电动机无级调速控制 191

8.1 电动机调速的基本概念和性能指标 191

8.1.1 电动机调速的基本概念 191

8.1.2 电动机调速的性能指标 191

8.2 直流电动机无级调速系统 193

8.2.1 直流电动机的无级调速及其调速特性 193

8.2.2 晶闸管－电动机直流调速系统 195

习题与思考题 205

第9章 交流电动机无级调速控制 207

9.1 异步电动机调速系统的基本类型 207

9.2 异步电动机无级调速系统 208

9.2.1 变压调速系统 208

9.2.2 串级调速系统 210

9.2.3 变频调速系统 213

9.3 异步电动机矢量变换控制 215

9.4 变频器 216

9.4.1 变频器的分类与基本结构 216

9.4.2 正弦波脉宽调制（SPWM）变频器 218

9.4.3 变频器的使用与选择 220

9.4.4 西门子MICROMASTER 440（MM440）通用型变频器 224

习题与思考题 231

第5篇 系统设计 235

第10章 机电传动控制系统设计 235

10.1 机电传动控制系统设计的基本原则 235

10.2 机电传动控制系统设计的一般步骤和主要内容 236

10.3 机电传动控制系统设计要点 237

10.4 机电传动控制系统设计实例 240

习题与思考题 252

附录A 控制电动机技术数据 253

附录B 常用文字符号和图形符号及新旧标准对照 262

附录C 常用电器元件主要技术数据 281

附录D S7-200系列PLC重要信息 299

附录E 德国西门子MM440变频器技术数据 318

参考文献 322