PLC与变频器从入门到精通

基础篇
第 1章 可编程控制器概述3
1．1 PLC的发展3
1．1．1 PLC技术的产生3
1．1．2 PLC技术的发展趋势4
1．2 PLC的功能、特点及分类5
1．2．1 PLC的功能5
1．2．2 PLC的特点6
1．2．3 PLC的分类8
1．3 PLC的工作原理与性能指标9
1．3．1 PLC的基本工作原理9
1．3．2 PLC的扫描工作方式10
1．3．3 PLC的输入 输出原则11
1．3．4 PLC的性能指标11
1．4 PLC系统的基本组成12
1．4．1 PLC的硬件结构12
1．4．2 PLC的软件系统18
1．5 部分品牌PLC简介19
1．5．1 西门子S7-200系列PLC19
1．5．2 西门子S7-300 400系列PLC20
1．5．3 西门子S7-1200系列PLC20
1．5．4 三菱FX系列PLC21
1．5．5 三菱Q系列PLC22
1．5．6 欧姆龙CH1H系列PLC23
1．5．7 欧姆龙C系列PLC25
1．6 本章小结26

第 2章 变频器概述27
2．1 变频器的发展27
2．1．1 变频器的技术发展28
2．1．2 变频器的发展趋势30
2．2 变频器的基本工作原理及特点31
2．2．1 变频器的基本工作原理31
2．2．2 变频器的特点32
2．3 变频器的构成与功能33
2．3．1 整流电路33
2．3．2 中间电路34
2．3．3 逆变电路35
2．3．4 控制电路36
2．4 变频器的分类36
2．4．1 依据主电路结构形式分类36
2．4．2 依据主电路工作方式分类38
2．4．3 依据控制方式分类39
2．4．4 依据逆变器开关方式分类40
2．4．5 依据用途分类41
2．5 变频器的配套设备42
2．6 本章小结46

第3章 交流调速基础47
3．1 电动机调速的7种方法48
3．2 变频调速概述50
3．2．1 变频调速和PWM技术简介50
3．2．2 变频调速控制技术的发展趋势52
3．2．3 新型调速电动机的特点54
3．3 PWM控制原理55
3．3．1 PWM的调制模式55
3．3．2 PWM的方法57
3．3．3 正弦波脉宽调制62
3．3．4 电压空间矢量脉宽调制68
3．3．5 特定谐波消除脉宽调制71
3．3．6 SPWM与SVPWM两种方法的比较78
3．4 本章小结79

第4章 变频器的运行81
4．1 变频器常用运行参数及设定81
4．1．1 变频器的常用运行参数81
4．1．2 变频器的常用运行参数设定84
4．2 变频器的运行方式88
4．2．1 点动运行88
4．2．2 并联运行89
4．2．3 同步运行91
4．2．4 正、反转运行92
4．2．5 瞬停再启动运行94
4．2．6 正转运行95
4．2．7 多段速运行95
4．2．8 PID运行98
4．2．9 工频与变频运行101
4．2．10 节能运行105
4．3 变频器与PLC的连接方式107
4．3．1 运行信号的输入107
4．3．2 频率指令信号的输入109
4．3．3 触点输出信号111
4．3．4 连接注意事项112
4．4 本章小结113

第5章 变频调速控制原理114
5．1 异步电动机基本工作原理114
5．1．1 异步电动机的结构114
5．1．2 三相异步电动机旋转原理116
5．2 U f恒定控制118
5．2．1 U f控制基本原理118
5．2．2 恒定控制方式118
5．2．3 恒磁通控制方式119
5．2．4 恒功率控制方式120
5．2．5 电压型U f控制变频器121
5．3 转差频率控制122
5．3．1 转差频率控制基本原理122
5．3．2 转差频率控制规律122
5．3．3 转差频率控制变频器的系统结构123
5．4 矢量控制124
5．4．1 矢量控制基本原理124
5．4．2 基于转差频率控制的矢量控制方式124
5．4．3 无速度传感器的矢量控制方式126
5．4．4 3种控制方式的特性比较127
5．5 直接转矩控制128
5．5．1 直接转矩控制基本原理128
5．5．2 直接转矩控制的特点128
5．5．3 直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较129
5．6 本章小结129

提高篇
第6章 PLC的基本指令系统133
6．1 基本逻辑指令133
6．1．1 标准触点指令133
6．1．2 输出指令134
6．1．3 置位和复位指令135
6．2 立即I O指令136
6．2．1 立即触点指令136
6．2．2 立即输出指令136
6．2．3 立即置位和立即复位指令137
6．3 电路块串、并联指令138
6．4 多路输出指令138
6．5 计时器和计数器指令139
6．5．1 计时器和计数器指令139
6．5．2 计数器指令142
6．6 正（负）跳变触点指令144
6．7 顺序控制继电器指令145
6．8 比较触点指令148
6．9 部分变频器相关功能指令149
6．9．1 时钟指令150
6．9．2 脉冲输出指令150
6．10 本章小结154

第7章 PLC功能指令及功能模块155
7．1 模拟量控制155
7．1．1 概述155
7．1．2 模拟量基本PID控制156
7．1．3 用欧姆龙PLC PID指令实现PID控制158
7．1．4 用三菱PLC PID指令实现PID控制161
7．1．5 用西门子PLC PID指令、函数块实现PID控制166
7．2 高速计数比较控制171
7．2．1 高速计数比较控制概述171
7．2．2 用罗克韦尔（A-B）PLC内置高速计数器比较控制171
7．2．3 用三菱PLC高速计数模块比较控制174
7．3 PLC通信程序175
7．3．1 概述175
7．3．2 西门子S7-200系列176
7．3．3 三菱FX系列PLC179
7．3．4 PLC与智能装置间的通信程序设计180
7．4 本章小结181

第8章 变频器调速系统设计183
8．1 PLC控制系统的设计流程183
8．1．1 PLC控制系统的基本原则183
8．1．2 PLC控制系统的设计内容184
8．1．3 PLC控制系统的设计步骤185
8．1．4 硬件选型及系统电路设计186
8．1．5 PLC控制程序设计189
8．1．6 设计经验与注意事项192
8．2 变频器的选择和容量计算194
8．2．1 负载的转矩特性194
8．2．2 变频器容量计算197
8．2．3 变频器的选择200
8．3 变频器的主要控制功能与参数设定203
8．3．1 变频器的外部接口电路204
8．3．2 变频器的主要控制功能205
8．3．3 变频器的参数设定210
8．4 变频器周边设备的选择212
8．4．1 电源协调用交流电抗器212
8．4．2 改善功率因数直流电抗器213
8．4．3 电源滤波器214
8．4．4 制动电阻与制动单元215
8．5 变频器的安装217
8．5．1 安装环境的要求217
8．5．2 安装方法219
8．5．3 安装柜设计220
8．5．4 变频器的接线221
8．6 变频器系统的调试225
8．6．1 联调试验225
8．6．2 故障分析与排除227
8．7 本章小结229

第9章 部分品牌通用变频器简介230
9．1 西门子通用变频器230
9．1．1 MM 440系列变频器232
9．1．2 MM 430系列变频器233
9．1．3 MM 420系列变频器234
9．1．4 G120C紧凑型变频器235
9．1．5 S120型变频器236
9．1．6 V20通用变频器236
9．2 三菱通用变频器237
9．2．1 FR-S500系列简单易用型变频器238
9．2．2 FR-D700系列紧凑型多功能变频器238
9．2．3 FR-F700系列风机、水泵型变频器238
9．2．4 FR-F740系列风机、水泵型变频器239
9．2．5 FR-A700系列变频器239
9．2．6 FR-A500系列变频器240
9．2．7 FR-E500系列多功能经济型变频器240
9．2．8 FR-E700系列变频器241
9．3 欧姆龙通用变频器243
9．3．1 3G3RX系列变频器243
9．3．2 3G3JZ系列变频器244
9．3．3 3G3RV-ZV1系列变频器244
9．3．4 3G3MZ-ZV2系列变频器244
9．4 台达通用变频器245
9．4．1 MH300 MS300系列变频器246
9．4．2 C2000系列变频器247
9．4．3 CP2000系列变频器247
9．4．4 CT2000系列变频器248
9．4．5 C200系列变频器248
9．4．6 CH2000系列变频器248
9．4．7 ED系列变频器249
9．4．8 E EL系列变频器249
9．4．9 VFD-L系列变频器250
9．4．10 B系列变频器252
9．5 本章小结254

实践篇
第10章 欧姆龙PLC与变频器工程实例257
10．1 开炼机变频器控制系统设计257
10．1．1 开炼机控制系统概述258
10．1．2 硬件选型及系统电路设计260
10．1．3 PLC程序设计267
10．2 PLC控制牵引机变频器启动、停止的实现270
10．2．1 牵引机控制系统概述270
10．2．2 硬件选型及系统电路设计271
10．2．3 PLC程序设计275
10．3 本章小结282

第11章 三菱PLC与变频器工程实例283
11．1 自动喷涂控制系统设计283
11．1．1 自动喷涂控制系统概述283
11．1．2 硬件选型及系统电路设计284
11．1．3 PLC程序设计288
11．2 变频调速恒压供水系统295
11．2．1 变频调速恒压供水系统概述295
11．2．2 硬件选型及系统电路设计301
11．2．3 PLC程序设计308
11．3 基于PLC的复贴机电控张力控制系统设计321
11．3．1 PLC复贴机电控张力控制系统概述321
11．3．2 电路设计及硬件选型327
11．3．3 PLC程序设计332
11．4 本章小结345

第12章 西门子PLC与变频器工程实例346
12．1 挤出机控制系统设计346
12．1．1 挤出机系统概述346
12．1．2 硬件选型及系统电路设计353
12．1．3 PLC程序设计366
12．2 基于现场总线的造纸机传动调速系统设计373
12．2．1 造纸机传动调速系统概述374
12．2．2 硬件选型及系统电路设计379
12．2．3 PLC程序设计386
12．3 本章小结393

附录1 MM440变频器的故障信息及排除394
附录2 MM440变频器报警信息及排除398
附录3 变频器常用附件选型401
附录4 变频器典型应用电路405
参考文献408