电气工程师自学速成 应用篇

第 1章　电工电路识图基础 1
1．1　电气图的分类　1
1．1．1　系统图　1
1．1．2　电路图　1
1．1．3　接线图　2
1．1．4　电气平面图　4
1．1．5　设备元件和材料表　4
1．2　电气图的制图与识图规则　5
1．2．1　图纸格式、图幅尺寸和图纸分区　5
1．2．2　图线和字体等规定　7
1．2．3　电气图的布局　10
1．3　电气图的表示方法　11
1．3．1　电气连接线的表示方法　11
1．3．2　电气元件的表示方法　13
1．3．3　电气线路的表示方法　16
1．4　电气符号　17
1．4．1　图形符号　17
1．4．2　文字符号　18
1．4．3　项目代号　19
1．4．4　回路标号　22
第　2章 电工测量电路的识读　24
2．1　电流和电压测量电路的识读　24
2．1．1　电流测量电路　24
2．1．2　电压测量电路　27
2．2　功率和功率因数测量电路的识读　29
2．2．1　功率的类型与基本测量方法　29
2．2．2　单相和三相功率测量电路　30
2．2．3　功率因数测量电路　32
2．3　电能测量电路的识读　33
2．3．1　电能表的结构与原理　33
2．3．2　单相有功电能表的测量电路　34
2．3．3　三相有功电能的测量电路　35
2．3．4　三相无功电能的测量电路　36
第3章　照明与动力配电线路的识读　38
3．1　基础知识　38
3．1．1　照明灯具的标注　38
3．1．2　配电线路的标注　39
3．1．3　用电设备的标注　41
3．1．4　电力和照明设备的标注　41
3．1．5　开关与熔断器的标注　41
3．1．6　电缆的标注　41
3．1．7　照明与动力配电电气图常用电气设备符号　42
3．2　住宅照明配电电气图的识读　43
3．2．1　整幢楼总电气系统图的识读　43
3．2．2　楼层配电箱电气系统图的识读　44
3．2．3　户内配电箱电气系统图的识读　45
3．2．4　住宅照明与插座电气平面图的识读　45
3．3　动力配电电气图的识读　47
3．3．1　动力配电系统的三种接线方式　47
3．3．2　动力配电系统图的识图实例　48
3．3．3　动力配电平面图的识图实例　49
3．3．4　控制原理图和电缆图的识图实例　50
第4章　供配电系统电气线路的识读　53
4．1　供配电系统简介　53
4．1．1　供配电系统的组成　53
4．1．2　变电所与配电所　54
4．1．3　电力系统的电压规定　54
4．2　变配电所主电路的接线形式　55
4．2．1　无母线主接线　56
4．2．2　单母线主接线　58
4．2．3　双母线主接线　60
4．3　供配电系统主接线图的识读　61
4．3．1　发电厂电气主接线图的识读　61
4．3．2　35kV/6kV大型工厂降压变电所电气主接线图的识读　67
4．3．3　35kV变电所电气主接线图的识读　68
4．4　供配电系统二次电路的识读　70
4．4．1　二次电路与一次电路的关系说明　70
4．4．2　二次电路的原理图、展开图和安装 接线图　71
4．4．3　直流操作电源的识读　76
4．4．4　断路器控制和信号电路的识读　77
4．4．5　中央信号电路的识读　78
4．4．6　继电器保护电路的识读　80
4．4．7　电测量仪表电路的识读　83
4．4．8　自动装置电路的识读　83
4．4．9　发电厂与变配电所电路的数字标号与符号标注规定　85
第5章　电子电路的识读　88
5．1　放大电路的识读　88
5．1．1　固定偏置放大电路　88
5．1．2　电压负反馈放大电路　90
5．1．3　分压式电流负反馈放大电路　91
5．1．4　交流放大电路　92
5．2　谐振电路　93
5．2．1　串联谐振电路　93
5．2．2　并联谐振电路　94
5．3　振荡器　96
5．3．1　振荡器的组成与原理　96
5．3．2　变压器反馈式振荡器　97
5．4　电源电路　98
5．4．1　电源电路的组成　98
5．4．2　整流电路　98
5．4．3　滤波电路　101
5．4．4　稳压电路　104
5．4．5　开关电源的特点与工作原理　107
5．4．6　自激式开关电源的电路分析　110
5．4．7　他激式开关电源的电路分析　112
第6章　电力电子电路的识读　113
6．1　整流电路（AC-DC变换电路）　113
6．1．1　不可控整流电路　113
6．1．2　可控整流电路　118
6．2　斩波电路（DC-DC变换电路）　121
6．2．1　基本斩波电路　121
6．2．2　复合斩波电路　126
6．3　逆变电路（DC-AC变换电路）　128
6．3．1　逆变原理　129
6．3．2　电压型逆变电路　129
6．3．3　电流型逆变电路　133
6．3．4　复合型逆变电路　135
6．4　PWM控制技术　138
6．4．1　PWM控制的基本原理　138
6．4．2　SPWM波的产生　139
6．4．3　PWM控制方式　142
6．4．4　PWM整流电路　146
第7章　PLC的基本结构与工作原理　148
7．1　PLC的基本组成　148
7．1．1　中央处理器　149
7．1．2　存储器　149
7．1．3　输入／输出接口单元　150
7．1．4　电源单元　151
7．1．5　外围设备　151
7．2　FX系列PLC硬件配置　151
7．2．1　FX2N系列PLC的基本单元　151
7．2．2　FX2N系列的I/O扩展单元和扩展模块　153
7．2．3　FX系列的特殊功能模块　153
7．3　FX系列PLC的编程元件　155
7．3．1　输入继电器（X）　155
7．3．2　输出继电器（Y）　155
7．3．3　辅助继电器（M）　155
7．3．4　状态继电器（S）　158
7．3．5　定时器（T）　158
7．3．6　计数器（C）　159
7．3．7　数据寄存器（D）　160
7．3．8　常数（K、H）　162
7．4　可编程逻辑控制器的工作原理　162
7．4．1　PLC的控制系统组成　162
7．4．2　PLC控制系统等效电路　162
7．4．3　可编程逻辑控制器的工作状态　164
7．4．4　可编程逻辑控制器的工作方式　164
7．4．5　PLC扫描工作方式的特点　164
7．5　可编程逻辑控制器的主要性能指标　165
7．6　可编程逻辑控制器与其他控制系统的比较　166
7．6．1　PLC控制系统与继电器控制系统相比　166
7．6．2　可编程逻辑控制器与微型计算机控制的 区别　166
第8章　编程与仿真　167
8．1　PLC程序设计语言介绍　167
8．1．1　梯形图（Ladder Diagram）　167
8．1．2　指令表（Instruction List）　168
8．1．3　功能模块图（Function Block Diagram）　168
8．1．4　顺序功能流程图（Sequential Function Chart）　169
8．1．5　结构化语句（Structured Text）　169
8．2　FX-20P-E编程器介绍　170
8．2．1　FX-20P-E编程器的外观　170
8．2．2　HPP操作面板介绍　170
8．2．3　HPP主要功能操作说明　171
8．2．4　联机方式菜单　172
8．2．5　实践中的技巧　176
8．3　SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件介绍　180
8．3．1　产品构成　180
8．3．2　SWOPC-FXGP/WIN-C的操作　184
第9章　基本逻辑指令及使用　189
9．1　逻辑取与输出指令（LD、LDI、OUT）　189
9．1．1　LD、LDI、OUT指令介绍　189
9．1．2　使用举例　189
9．2　触点串联指令（AND、ANI）　190
9．2．1　AND、ANI指令介绍　190
9．2．2　使用举例　190
9．3　触点并联指令（OR、ORI）　191
9．3．1　OR、ORI指令介绍　191
9．3．2　使用举例　191
9．4　串联电路块的并联（ORB）指令　192
9．4．1　ORB指令介绍　192
9．4．2　使用举例　192
9．5　并联电路块的串联（ANB）指令　193
9．5．1　ANB指令介绍　193
9．5．2　使用举例　193
9．6　分支多重输出电路指令（MPS、MRD、 MPP）　194
9．6．1　MPS、MRD、MPP指令介绍　194
9．6．2　使用举例　195
9．7　主控触点指令（MC、MCR）　196
9．7．1　MC、MCR指令介绍　196
9．7．2　使用举例　196
9．8　自保持与解除指令（SET、RST）　197
9．8．1　SET、RST指令介绍　197
9．8．2　使用举例　198
9．9　脉冲微分输出指令（PLS、PLF）　199
9．9．1　PLS、PLF指令介绍　199
9．9．2　使用举例　199
9．10　取反指令（INV）　200
9．10．1　INV指令介绍　200
9．10．2　使用举例　200
9．11　空操作指令（NOP）　201
9．11．1　NOP指令介绍　201
9．11．2　功能　201
9．12　程序结束指令（END）　201
9．12．1　END指令介绍　201
9．12．2　功能　201
9．13　LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令　201
9．13．1　指令介绍　201
9．13．2　使用举例　202
9．14　基本逻辑指令的编程及应用　202
9．14．1　PLC编程特点　202
9．14．2　一些典型的控制程序　203
第　10章 步进顺控指令　213
10．1　状态转移图　213
10．1．1　3台电动机顺序启动控制线路　213
10．1．2　状态继电器S　215
10．1．3　状态转移图的组成　216
10．1．4　步进指令STL、RET　217
10．1．5　步进梯形图和指令表程序　218
10．2　步进指令的单流程控制　219
10．3　步进指令的选择性分支结构流程控制　221
10．4　步进指令的并行分支结构流程控制　225
第　11章 功能指令　230
11．1　功能指令的一些概念　230
11．1．1　功能指令的表示方法　230
11．1．2　位元件与字元件　231
11．2　程序流控制指令（FNC00～FNC09）　232
11．2．1　条件跳转指令　232
11．2．2　子程序调用与返回指令　234
11．2．3　中断指令　235
11．2．4　看门狗定时器指令　236
11．2．5　循环指令　236
11．3　传送和比较指令（FNC10～FNC19）　237
11．3．1　比较指令　237
11．3．2　数据传送指令　238
11．3．3　移位传送指令　239
11．3．4　反相传送指令　240
11．3．5　块传送指令　240
11．3．6　多点传送指令　240
11．3．7　数据交换指令　241
11．3．8　BCD交换指令　241
11．3．9　BIN交换指令　242
11．4　四则运算及逻辑运算指令（FNC20～ FNC29）　242
11．4．1　加法（ADD）指令　242
11．4．2　减法（SUB）指令　243
11．4．3　乘法（MUL）指令　243
11．4．4　除法（DIV）指令　244
11．4．5　加1（INC）指令　244
11．4．6　逻辑字“与”（WAND）指令　245
11．4．7　逻辑字“或”（WOR）指令　245
11．4．8　逻辑字“异或”（WXOR）指令　246
11．4．9　求补（NEG）指令　246
11．5　循环移位指令　247
11．5．1　循环右移（ROR）指令　247
11．5．2　循环左移（ROL）指令　247
11．5．3　带进位循环右移（RCR）指令　248
11．5．4　带进位循环左移（RCL）指令　248
11．5．5　位右移（SFTR）指令　248
11．5．6　位左移（SFTL）指令　249
11．5．7　字右移（WSFR）指令　250
11．5．8　字左移（WSFL）指令　250
11．5．9　移位写入与读出（FIFO）指令　251
11．6　数据处理指令（FNC40～FNC49）　252
11．6．1　区间复位（ZRST）指令　252
11．6．2　译码和编码指令　252
11．6．3　置1位数总和和置1位判别指令　253
11．6．4　平均值（MEAN）指令　254
11．6．5　报警置位指令　254
11．6．6　报警复位指令　254
11．6．7　平方根（SQR）指令　255
11．6．8　二进制整数转换为浮点数指令　255
11．7　高速处理指令（FNC50～FNC59）　255
11．7．1　输入/输出刷新（REF）指令　255
11．7．2　输入滤波常数调整（REFF）指令　256
11．7．3　矩阵输入（MTR）指令　256
11．7．4　比较置位（HSCS）指令　258
11．7．5　比较复位（HSCR）指令　258
11．7．6　区间比较（HSZ）指令　258
11．7．7　脉冲密度速度检测（SPD）指令　259
11．7．8　脉冲输出（PLSY）指令　259
11．7．9　脉宽调制（PWM）指令　260
11．7．10　带加减速脉冲输出（PLSR） 指令　260
11．8　外部I/O设备指令　261
11．8．1　十字键输入（TKY）指令　261
11．8．2　十六键输入（HKY）指令　262
11．8．3　数字开关（DSW）指令　263
11．8．4　七段码译码（SEGD）指令　264
11．8．5　带锁存七段码显示（SEGL）指令　264
11．8．6　方向开关（ARWS）指令　265
11．8．7　ASCII码转换（ASC）指令　265
11．8．8　ASCII码打印（PR）指令　265
11．8．9　读特殊功能模块（FROM）指令　266
11．8．10　写特殊功能模块（TO）指令　266
第　12章 可编程逻辑控制器用于模拟量控制　267
12．1　模拟量输入/输出单元　267
12．1．1　模拟量输入/输出模块的特性　267
12．1．2　模块编号　267
12．1．3　缓冲寄存器分配　267
12．1．4　编程举例　271
12．2　大型PLC模拟量输入/输出模块简介　273
12．2．1　其他模拟量输入/输出模块的功能和特点　273
12．2．2　大型PLC模拟量输入/输出模块 简介　274
第　13章 编程规则和实例　276
13．1　可编程逻辑控制器梯形图编程规则　276
13．2　CA60车床的控制系统改造　278
13．2．1　用PLC改造CA60型卧式车床方案　278
13．2．2　CA60型卧式车床简介及电气控制原理分析　278
13．2．3　PLC代替继电器的依据　280
13．2．4　PLC改造中对若干技术问题的处理　280
13．2．5　使用PLC进行电器系统改造　281
13．3　T68卧式镗床的控制系统改造　282
13．3．1　T68卧式镗床传统继电器-接触器电气控制线路分析　282
13．3．2　PLC改造T68卧式镗床控制线路的设计　285
13．4　液压组合机床的控制系统控制　289
13．4．1　液压组合机床的工艺要求及动作流程　289
13．4．2　液压系统说明　290
13．4．3　控制系统主电路设计　291
13．4．4　I/O端口分配　291
13．4．5　电气元件选型　294
13．4．6　软件程序设计　295
13．4．7　梯形图控制说明　298
13．5　某工业电镀流水线控制系统　300
13．5．1　整体控制要求　300
13．5．2　PLC相关元件选型　301
13．5．3　硬件设计　304
13．5．4　PLC选择及I/O分配　305
13．5．5　软件设计　308