德国西门子S7-200PLC版机床电气与PLC控制技术理实一体化教程2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

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项目1如何阅读机床设备的电气控制电路图1

一、项目目标1

二、任务驱动1

三、任务驱动流程图1

四、项目情景条件1

五、教学环境设置和教学方法选择2

引言3

任务1了解机床的结构、主要运动形式和对控制的要求3

1.1.1普通车床的结构3

1.1.2车床的运动形式4

1.1.3车床对控制的要求4

任务2熟识机床传动中的三相交流异步电动机5

1.2.1交流异步电动机的结构组成5

1.2.2交流异步电动机的工作原理6

1.2.3交流异步电动机的铭牌7

1.2.4交流异步电动机的电磁转矩与机械特性10

1.2.5交流异步电动机的运行控制15

1.2.6机床电动机的一般故障维修23

任务3掌握机床控制常用的低压电器25

1.3.1常用低压电器分类25

1.3.2信号及控制电器28

1.3.3执行电器45

1.3.4保护电器53

1.3.5机床控制中常用的其他器件61

任务4了解机床电气制图与识图方法63

1.4.1机床电气原理图64

1.4.2机床电器元件布置图67

1.4.3机床电气安装接线图68

1.4.4机床电气识图方法与步骤69

任务5熟知和床控制中常用的电路环节69

1.5.1机床的启动电路环节70

1.5.2机床的正反向可逆运行控制电路环节77

1.5.3机床的高低速控制电路环节78

1.5.4机床的停机制动控制电路环节78

1.5.5机床的电液控制电路环节79

1.5.6机床的其他控制电路环节84

1.5.7机床的保护电路环节86

任务6掌握机床控制常用的控制原则88

1.6.1机床的行程控制原则88

1.6.2机床的时间控制原则89

1.6.3机床的速度控制原则90

1.6.4机床的电流控制原则92

1.6.5机床的频率控制原则93

任务7嵌入中级电工考级的机床电气控制基础实践训练94

1.7.1机床电气控制基础实践训练的基本要求和注意事项94

1.7.2机床电气控制实践训练指导96

实践训练1机床电动机的点动和长动（连续）控制96

实践训练2机床电动机的正反转控制100

实践训练3机床电动机的Y-△启动控制103

实践训练4机床电动机的能耗制动控制105

实践训练5机床电动机的顺序控制109

实践训练6机床电动机的多地点控制113

实践训练7机床电动机的减压启动控制114

实践训练8机床电动机的反接制动控制116

实践训练9机床电动机的高/低速制动控制119

实践训练10机床电动机常用的保护控制123

任务8典型实用机床电气控制电路阅读分析的综合训练124

1.8.1阅读分析实用机床电气控制电路的一般步骤124

1.8.2 CA6140车床的实用电气控制电路阅读分析案例125

1.8.3 X6132铣床的实用电气控制电路阅读分析案例129

1.8.4阅读分析实用机床电气控制电路的示范案例概括总结140

任务9回答应知应会问题，进行自我专业技术知识和岗位技能测试140

1.9.1应知专业技术知识140

1.9.2应会专业岗位技能141

本项目小结142

项目2如何阅读机床设备的PLC控制电路图144

一、项目目标144

二、任务驱动144

三、任务驱动流程图144

四、项目情景条件144

五、教学环境设置和教学方法选择145

引言146

任务1快速认识机床控制中的PLC技术146

2.1.1 PLC的基本概念146

2.1.2 PLC的基本结构152

2.1.3 PLC的工作原理158

2.1.4 PLC的技术性能165

2.1.5 PLC的分类168

2.1.6 PLC的编程语言169

2.1.7 PLC的特殊功能171

任务2熟知所使用PLC的硬/软件资源175

2.2.1 S7系列PLC型号名称的含义177

2.2.2 S7-200系列PLC的主要硬、软件性能指标183

2.2.3 S7-200系列PLC的13大编程软元（器）件-数据存储区189

2.2.4 S7-200系列PLC的基本指令197

2.2.5 S7-200PLC功能指令的归纳列表246

任务3会使用所选用PLC最常用的编程器或编程工具软件258

2.3.1从程序输入到程序运行的基本流程258

2.3.2西门子S7-200系列PLC编程软件STEP7-Micro/WIN的使用说明260

2.3.3升级版S7-200编程软件STEP7-Micro/WIN4.0的基本使用275

任务4掌握PLC基本指令编程规则和编程技巧293

2.4.1 S7-200 PLC程序的结构294

2.4.2 PLC梯形图的编程规则和技巧295

任务5掌握机床PLC控制常用的基本编程环节301

2.5.1自锁、互锁和连锁控制301

2.5.2电动机的单按钮“按启按停”控制302

2.5.3电动机正、反转控制303

2.5.4行程开关控制的工作台自动循环控制电路305

2.5.5电动机的软启动控制305

2.5.6电动机Y/△减压启动控制307

2.5.7三相电动机的能耗制动控制308

2.5.8电动机串电阻减压启动和反接制动控制310

2.5.9用比较指令编程的电动机顺启逆停PLC控制311

2.5.10用移位寄存器指令编程的四台电动机M1～M4的PLC控制312

2.5.11时间控制315

2.5.12脉冲触发控制318

2.5.13分频控制320

2.5.14故障报警控制321

2.5.15 计数控制323

2.5.16顺序控制324

2.5.17循环控制328

2.5.18 PLC的初始化控制329

2.5.19 PLC故障控制330

2.5.20 PLC的复电输出禁止控制332

2.5.21 PLC系统的多工况选择控制333

2.5.22控制系统设计及编程常用图333

任务6进行嵌入PLC程序设计师（4级）考试的实践训练338

2.6.1实践训练1电动机的PLC控制338

2.6.2实践训练2继电器类指令控制343

2.6.3实践训练3定时器类指令控制346

2.6.4实践训练4计数器指令训练348

2.6.5实践训练5微分指令、锁存器指令控制351

2.6.6实践训练6移位指令控制354

2.6.7实践训练7交通灯PLC控制358

2.6.8实践训练8运料车PLC控制362

2.6.9实践训练9混料罐PLC控制367

任务7进行典型机床PLC控制电路案例分析370

2.7.1 CA6140普通车床的PLC控制电路图分析370

2.7.2 Z3040摇臂钻床的PLC控制系统分析373

任务8回答应知应会问题，进行自我专业技术知识和岗位技能测试380

2.8.1应知专业技术知识380

2.8.2应会专业岗位技能381

本项目小结381

项目3如何设计机床设备的电气控制系统382

一、项目目标382

二、任务驱动382

三、任务驱动流程图382

四、项目情景条件382

五、教学环境设置和教学方法选择383

引言384

任务1熟知机床电气控制系统设计的基本内容和一般原则384

3.1.1熟知机床电气控制系统设计的基本内容384

3.1.2掌握机床电气控制系统设计的一般原则385

任务2拟定任务书，掌握机床电力传动方案确定原则和电动机的选择388

3.2.1拟定任务书388

3.2.2确定电力传动方式388

3.2.3确定机床调速方案389

3.2.4进行机床电动机的选择389

3.2.5掌握机床启动、制动和反向要求396

任务3了解机床电气控制电路图的设计方法396

3.3.1经验设计法396

3.3.2逻辑分析设计法400

3.3.3原理设计中应注意的几个问题404

任务4选择电气元器件404

3.4.1继电器的选择405

3.4.2接触器的选择411

3.4.3熔断器的选择420

3.4.4常用控制电器的选择423

3.4.5常用低压开关的选择426

3.4.6电磁铁的选择432

3.4.7控制变压器的选择434

任务5进行机床电气控制系统工艺设计435

3.5.1机床电气设备总体配置设计435

3.5.2机床电气元器件布置图的设计及电器部件接线图的绘制436

3.5.3机床电气元器件清单汇总和设计使用说明书的编写437

任务6典型机床C6163型卧式车床电气控制系统的设计案例437

3.6.1 C6163卧式车床的主要结构及设计要求437

3.6.2 C6163卧式车床电气控制电路图的设计438

3.6.3 C6163卧式车床电气元器件的选择439

3.6.4绘制电气元器件布置图和电气安装接线图441

3.6.5检查和调整电气元器件442

3.6.6电气控制柜的安装配线442

3.6.7电气控制柜的安装检查443

3.6.8电气控制柜的调试444

3.6.9编制CW6163型卧式车床的设计说明书和使用说明书，完善相关图样和资料445

任务7回答应知应会问题，进行自我专业技术知识和岗位技能测试445

3.7.1应知专业技术知识445

3.7.2应会专业岗位技能445

本项目小结446

项目4如何设计机床的PLC控制系统447

一、项目目标447

二、任务驱动447

三、任务驱动流程图447

四、项目情景条件447

五、教学环境设置和教学方法选择448

引言449

任务1熟知机床PLC控制系统设计的基木原则和基本内容449

4.1.1机床PLC控制系统设计的基本原则449

4.1.2机床PLC控制系统设计的基本内容449

4.1.3机床PLC控制系统设计的一般步骤450

4.1.4机床PLC控制系统常用的设计和编程方法452

任务2用PLC技术改造传统机床电气控制系统的设计案例455

4.2.1移植设计法455

4.2.2对某卧式镗床原有电气控制系统的PLC改造设计456

任务3新型机床设备的PLC控制系统创新开发设计461

4.3.1单工况下的搬运机械手PLC控制设计461

4.3.2多工况下的搬运机械手PLC控制设计464

任务4 PLC在现代机床设备高新技术-变频器中的应用设计472

4.4.1变频器输出频率的控制473

4.4.2用顺序控制设计法设计变频器转速控制程序476

4.4.3用PLC切换电动机的变频电源和工频电源479

4.4.4用变频器实现泵站恒压供水控制481

任务5回答应知应会问题，进行自我专业技术知识和岗位技能测试482

4.5.1应知专业技术知识482

4.5.2应会专业岗位技能483

本项目小结483

项目5如何进行机床电气与PLC控制系统常见故障的维修485

一、项目目标485

二、任务驱动485

三、任务驱动流程图485

四、项目情景条件485

五、教学环境设置和教学方法选择485

引言487

任务1实地进行机床电气控制系统常见故障的维修487

5.1.1机床电气设备发生故障后的一般检查和分析方法487

5.1.2机床电气故障常采用的检测方法488

5.1.3机床电气故障常采用的检修步骤491

5.1.4典型机床常见故障的类型分析492

5.1.5 CA6140型普通车床电气控制线路故障检修实例494

任务2实地进行机床PLC控制系统的安装、调试、故障分析与维护495

5.2.1 S7-200系列PLC的安装与维修495

5.2.2 PLC控制系统的调试507

任务3回答应知应会问题，进行自我专业技术知识和岗位技能测试514

5.3.1应知专业技术知识514

5.3.2应会专业岗位技能514

本项目小结514

项目6拓展与提高：几种常用典型复杂机床设备电气与PLC控制设计维修案例516

一、项目目标516

二、任务驱动516

三、任务驱动流程图516

四、项目情景条件516

五、教学环境设置和教学方法选择517

引言518

案例1 C5225型立式车床的电气与PLC控制518

6.1.1机床概况518

6.1.2电控特点及拖动要求518

6.1.3 C5225型立式车床电气控制设计518

6.1.4 C5225型立式车床PLC控制设计523

6.1.5 C5225型立式车床的常见故障及检修528

案例2 T610型卧式镗床的电气与PLC控制530

6.2.1 T610型卧式镗床的电气与PLC控制设计530

6.2.2 T610型卧式镗床常见的电控故障分析550

案例3 M7475型立轴圆台平面磨床的电气与PLC控制551

6.3.1 M7475型立轴圆台平面磨床的结构551

6.3.2外圆磨床的运动形式552

6.3.3 M7475型立轴圆台平面磨床的电气与PLC控制设计552

6.3.4 M7475型立轴圆台平面磨床的故障559

案例4 B2012A型龙门创床的电气与PLC控制559

6.4.1龙门刨床的结构组成560

6.4.2龙门刨床的运动560

6.4.3龙门刨床生产工艺对电控的要求560

6.4.4龙门刨床的电气与PLC控制设计562

6.4.5龙门刨床的常见故障分析572

案例5双面单工液压传动组合机床的电气与PLC控制575

6.5.1组合机床的结构组成575

6.5.2组合机床的工作特点576

6.5.3双面单工液压传动组合机床的电气与PLC控制设计576

6.5.4双面钻孔组合机床的电气与PLC控制设计582

本项目小结588

附录589

附录A电气图常用图形符号和文字符号新/日标准对照表589

附录B S7-200系列PLC的系统配置592

附录C S7-200系列PLC的常用指令593

附录D常用的部分特殊标志位存储器599

参考文献600