第1章 常用低壓電器識別與控制 1

1.1 熔斷器 1

1.2 刀開關 2

1.3 普通斷路器 3

1.4 式斷路器 5

1.5 接觸器 7

1.6 中間繼電器 13

1.7 熱繼電器 15

1.8 時間繼電器 16

1.9 按鈕開關 18

1.10 行程開關 19

1.11 凸輪控制器 21

1.12 頻敏變阻器 22

1.13 速度繼電器 23

1.14 溫度開關與溫度傳感器 24

1.14.1 機械式溫度開關 24

1.14.2 電子式溫控器 25

1.14.3 溫度控制儀器 25

1.14.4 熱電偶溫度傳感器 26

1.15 電磁鐵 30

1.16 電磁閥與四通閥 31

1.17 電接點壓力表 34

1.18 多種傳感器 35

1.18.1 接近開關 35

1.18.2 光電開關 35

1.18.3 直線傳感器 35

1.18.4 角度傳感器 36

1.18.5 力傳感器 36

1.18.6 液位傳感器 37

1.18.7 壓力傳感器 37

1.18.8 流量傳感器 38

1.18.9 氣體傳感器 38

1.18.10 磁性傳感器 39

1.18.11 磁電式傳感器 39

1.18.12件磁電傳感器 40

1.18.13 超聲波與超聲波傳感器 40

1.18.14 濕敏傳感器 42

1.18.15 熱釋電人體紅外傳感器 42



第2章 典型電氣控制電路識圖 44

2.1 電氣控制電路常用圖形符號和文字符號 44

2.2 電氣圖的基本表示方法 47

2.2.1件表示方法 47

2.2.2 連接線的一般表示方法 48

2.3 看圖的一般步驟 51

2.3.1 看圖紙說明 51

2.3.2 看概略圖和框圖 51

2.3.3 看電路圖是看圖的重點和難點 51

2.3.4 電路圖與接線圖對照起來看 51

2.4 原理圖轉換成實際布線圖的方法 51

2.4.1 根據電氣原理圖繪制接線平面圖 52

2.4.2 在電氣原理圖與電氣原理平面圖上進行標號 53

2.4.3 在布局平面原理圖上編號 53

2.4.4 整理編號號碼 53

2.4.5 接線 53

2.5 電動機控制線路識讀 54

2.5.1 電動機接線原理圖 54

2.5.2 看圖分線配線與連接 56

2.5.3 外部設備的連接 56

2.5.4 接線圖不同的表達形式 57

2.6 動力控制線路識讀 58



第3章 典型電氣控制線路原理與接線 59

3.1 電動機啟動運行控制電路 59

3.1.1 三相電動機點動啟動控制電路 59

3.1.2 自鎖式直接啟動控制電路 60

3.1.3 帶保護電路的直接啟動自鎖運行控制電路 61

3.1.4 晶閘管控制軟啟動（軟啟動器）控制電路 63

3.1.5 繞線轉子異步電動機啟動控制電路 69

3.1.6 單相電容運行控制電路 71

3.1.7 單相PTC或電流繼電器、離心開關啟動運行電路 71

3.1.8 串勵直流電動機啟動控制電路 74

3.1.9 並勵直流電動機啟動控制電路 75

3.1.10 他勵直流電動機啟動控制電路 77

3.2 電動機降壓啟動控制電路 78

3.2.1 自耦變壓器降壓啟動控制電路 78

3.2.2 電動機定子串電阻降壓啟動控制電路 81

3.2.3 三個交流接觸器控制Y-△降壓啟動控制電路 82

3.2.4 兩個交流接觸器控制Y-△降壓啟動控制電路 84

3.2.5 中間繼電器控制Y-△降壓啟動控制電路 85

3.3 電動機正反轉控制電路 88

3.3.1 用倒順開關實現三相正反轉控制電路 88

3.3.2 交流接觸器聯鎖控制三相正反轉啟動運行電路 88

3.3.3 用復合按鈕開關實現直接控制三相電動機正反轉控制電路 90

3.3.4 三相正反轉點動控制電路 92

3.3.5 三相電動機正反轉自動循環電路 93

3.3.6 行程開關自動循環控制電路 94

3.3.7 正反轉到位返回控制電路 96

3.3.8 繞線轉子異步電動機的正反轉控制電路 98

3.3.9 單相電容運行式正反轉電路 98

3.3.10 單相異步倒順開關控制正反轉電路 98

3.3.11 船型開關或搖頭開關控制的單相異步電動機正反轉電路 100

3.3.12 交流接觸器控制的單相電動機正反轉控制電路 101

3.3.13 多地控制單相電動機運轉電路 102

3.3.14 電樞反接法直流電動機正反轉電路 103

3.3.15 磁場反接法直流電動機正反轉電路 104

3.4 電動機制動控制電路 106

3.4.1 電磁抱閘制動控制電路 106

3.4.2 短接制動電路 107

3.4.3 自動控制能耗制動電路 108

3.4.4 單向運轉反接制動電路 110

3.4.5 雙向運轉反接制動電路 111

3.4.6 直流電動機能耗制動電路 112

3.4.7 直流電動機反接制動電路 113

3.5 電動機調速電路 114

3.5.1 雙速電動機高低速控制電路 114

3.5.2 多速電動機調速電路 115

3.5.3 時間繼電器自動控制雙速電動機的控制電路 116

3.5.4 三速異步電動機的控制電路 118

3.5.5 繞線轉子電動機調速電路 119

3.5.6 單相電抗器調速電路 120

3.5.7 單相繞組抽頭調速電路 121

3.6 電動機保護電路 122

3.6.1 熱繼電器過載保護與欠壓保護 122

3.6.2 開關聯鎖過載保護電路 122

3.6.3 中間繼電器控制的缺相保護電路 124

3.6.4 電容斷相保護電路 125



第4章 普通機床設備電氣控制繫統 127

4.1 普通車床的電氣控制 127

4.1.1 C616臥式車床主電路 127

4.1.2 C616臥式車床控制電路 128

4.1.3 C616臥式車床照明和顯示電路 129

4.2 大型立式車床的電氣控制 129

4.2.1 C5225 型立式車床電源總開關與保護電路 129

4.2.2 機床工作照明和工作信號電路 129

4.2.3 C5225型立式車床主軸電動機M1主電路 129

4.2.4 主軸電動機M1能耗制動直流整流電路 134

4.2.5 C5225型立式車床潤滑泵電動機M2主電路 134

4.2.6 C5225型立式車床橫梁升降電動機 M3 控制主電路 134

4.2.7 C5225型立式車床右立刀架快速移動電動機M4主電路 134

4.2.8 右立刀架進給電動機M5主電路 135

4.2.9 左立刀架快速移動電動機M6控制主電路 135

4.2.10 左立刀架進給電動機M7控制主電路 135

4.2.11 C5225型立式車床潤滑泵電動機控制電路 135

4.2.12 主軸電動機M1控制電路 135

4.2.13 橫梁升降電動機控制電路 139

4.2.14 右立刀架快速移動電動機控制電路 141

4.2.15 右立刀架進給電動機控制電路 142

4.2.16 左立刀架快速移動電動機M6控制電路 143

4.2.17 左立刀架進給電動機M7控制電路 144

4.2.18 左、右立刀架快速移動和進給制動控制電路 144

4.2.19 刀架離合器直流整流電路 144

4.3 大型刨床電氣控制線路 144

4.3.1 交流機組拖動繫統主電路 147

4.3.2 主拖動繫統及抬刀電路 148

4.3.3 主拖動機組控制電路 148

4.3.4 橫梁上升控制電路 149

4.3.5 橫梁下降控制電路 150

4.3.6 工作臺自動循環控制 150

4.3.7 慢速切入控制過程電路 151

4.3.8 工作臺工進速度控制電路 152

4.3.9 工作臺前進減速運動控制電路 153

4.3.10 工作臺後退返回控制電路 153

4.3.11 工作臺返回減速控制電路 155

4.3.12 工作臺步進、步退控制電路 155

4.3.13 工作臺運動聯鎖保護控制電路 157

4.3.14 自動進刀控制電路 158

4.3.15 刀架工作臺以較高速度返回電路 158

4.3.16 刀架控制聯鎖電路 159

4.4 搖臂鑽床電氣控制線路 159

4.4.1 主電路電動機和電源 159

4.4.2 主軸電動機的控制電路 161

4.4.3 搖臂升降電動機和液壓泵電動機的控制電路 161

4.4.4 立柱、主軸箱的松開和夾緊控制電路 161

4.4.5 冷卻泵電動機M4的控制電路 162

4.5 組合機床電氣控制線路 162

4.5.1 主電路分析 162

4.5.2 液壓回轉工作臺回轉控制線路 163

4.5.3 液壓動力頭控制線路 165

4.5.4 自動工作循環的控制 165

4.6 橋式起重機電氣控制線路與電動葫蘆遙控控制電路 166

4.6.1 橋式起重機電氣控制線路 166

4.6.2 電動葫蘆遙控控制電路 168



第5章 典型機電設備的控制電路與維護 172

5.1 溫度控制類電路 172

5.1.1 機械溫控器控制電路 172

5.1.2 電烤箱與高溫箱類控制電路 173

5.2 燈光控制類電路 174

5.2.1 聲光控開關電路 174

5.2.2 單向晶閘管調光燈電路 174

5.2.3 LED光控自動照明燈電路 175

5.2.4 LED應急燈電路 175

5.2.5 LED照明燈觸摸式電子延熄開關電路 176

5.3 液位控制類 177

5.3.1 全自動水位控制電路 177

5.3.2 光控水塔水位控制器 178

5.4 監測報警類電路 181

5.4.1 紅外線反射式防盜報警器 181

5.4.2 紅外洗手、烘干器（感應開關）電路 182

5.4.3 數顯式多路防盜報警器電路 183

5.4.4 汽車防盜報警器 185

5.5 濕度控制類電路 187

5.5.1 簡單土壤濕度測量器 187

5.5.2 運放制作的土壤濕度控制器 188

5.6 時間控制類電路 189

5.6.1 大電流延時繼電器電路 189

5.6.2 延時時間控制開關電路 190

5.7 定時時間控制電路 191

5.8 壓力控制類電路 193

5.8.1 自動壓力控制電路 193

5.8.2 水壓壓力控制電路 194



第6章 數控機床電氣控制 195

6.1 數控機床基礎與設計 195

6.1.1 數控機床電氣控制應用基礎 195

6.1.2 機床電氣控制電路設計實例 199

6.2 數控車床與數控銑床電氣控制 201

6.2.1 數控車床電氣控制繫統 201

6.2.2 數控銑床電氣控制繫統 206

6.3 數控火焰切割機 211

6.3.1 數控火焰切割機外形結構 211

6.3.2 通用四割炬數控火焰切割機繫統組成 211

6.3.3 電氣繫統連接框圖和電源電路原理圖 213

6.3.4 調高和電磁閥電源端口（SP2） 214

6.3.5 數控繫統驅動接口 214

6.3.6 數控繫統I/O接口 216

6.3.7 伺服驅動接口 218

6.3.8 繫統控制板的控制對像 219

6.3.9 電容自動調高CHC-200D繫統 221

6.3.10 維修過程中的調試 226

6.4 數控機床故障維修 227

6.4.1 數控機床故障診斷一般步驟 227

6.4.2 數控機床維修中注意事項 228

6.4.3 數控機床故障診斷一般方法 228

6.4.4 四割炬火焰切割機數控繫統常見故障和處理方法舉例 229



第7章 變頻器 232

7.1 通用變頻器的工作原理 232

7.1.1 變頻器基本結構 232

7.1.2 通用變頻器的控制原理及類型 233

7.2 實用變頻應用與接線 236

7.2.1 標準變頻器典型外部配電電路與控制面板 236

7.2.2 單相220V進單相220V輸出變頻器用於單相電動機啟動運行控制電路 237

7.2.3 單相220V進三相220V輸出變頻器用於單相220V電動機啟動運行控制電路 239

7.2.4 單相220V進三相220V輸出變頻器用於380V電動機啟動運行控制電路 240

7.2.5 單相220V進三相380V輸出變頻器電動機啟動運行控制電路 241

7.2.6 三相380V進380V輸出變頻器電動機啟動控制電路 242

7.2.7 帶有自動制動功能的變頻器電動機控制電路 244

7.2.8 用開關控制的變頻器電動機正轉控制電路 245

7.2.9 用繼電器控制的變頻器電動機正轉控制電路 247

7.2.10 用開關控制的變頻器電動機正反轉電路 250

7.2.11 用繼電器控制的變頻器電動機正反轉控制電路 251

7.2.12 工頻與變頻切換電路 252

7.2.13 用變頻器對電動機實現多擋速控制電路 254

7.2.14 變頻器的PID控制應用 257

7.2.15 變頻器控制的一控多電路 259

7.3 變頻器應用繫統設計 262

7.3.1 負載類型 262

7.3.2 需了解的技術要求 262

7.3.3 設計 263

7.3.4 件的選用 263

7.3.5 信號隔離 265

7.4 變頻器的維護與檢修 265

7.4.1 通用變頻器的維護保養 265

7.4.2 通用變頻器的基本檢測維修 270



第8章 PLC技術 274

8.1 認識PLC 274

8.1.1 PLC分類與特點 274

8.1.2 PLC的工作原理 276

8.1.3 PLC的編程語言 278

8.1.4 PLC 件 279

8.1.5 PLC的硬件 281

8.1.6 PLC的軟件 283

8.2 PLC的編程軟件及使用 288

8.3 常用繼電器控制電路與相應PLC梯形圖編寫 288

8.3.1 點動電路及PLC梯形圖編寫 288

8.3.2 帶停止的自動保持電路及PLC梯形圖編寫 290

8.3.3 自保持互鎖電路及PLC梯形圖編寫 292

8.3.4 先動作優先電路及PLC梯形圖編寫 293

8.3.5 後動作優先電路及PLC梯形圖編寫 295

8.3.6 時間繼電器電路及PLC梯形圖編寫 297

8.3.7 雙設定時間繼電器及PLC梯形圖編寫 299

8.3.8 計數器電路及PLC梯形圖編寫 300

8.4 邏輯運算PLC程序說明、編寫 302

8.4.1 與門運算PLC程序說明、編寫 302

8.4.2 或門PLC程序說明、編寫 303

8.4.3 非門PLC程序說明、編寫 304

8.4.4 與非門PLC程序說明、編寫 304

8.4.5 或非門PLC程序說明、編寫 305

8.4.6 異或門PLC程序說明、編寫 306

8.4.7 置位、復位指令PLC程序說明、編寫 307

8.4.8 上升沿、下降沿指令PLC程序說明、編寫 308

8.5 步進指令、功能指令PLC程序 309

8.5.1 步進指令與應用 309

8.5.2 傳送類指令PLC程序說明、編寫 310

8.5.3 四則運算指令PLC程序說明、編寫 311

8.5.4 三菱FX繫列PLC功能指令控制表 314

8.6 典型PLC電路編程實例 317

8.6.1 三相異步電動機Y-△啟動控制 317

8.6.2 電動機順序啟動控制 318

8.6.3 電動機正反轉控制 319

8.6.4 自動往返循環控制 320

8.6.5 繞線電動機調速控制 321

8.6.6 電動機反接制動控制 322

8.6.7 電動機能耗制動控制 323

8.6.8 三臺電動機順序控制 325

8.6.9 噴水池自動噴水控制 325

8.6.10 自動運料小車往返運動的控制 325

8.6.11 兩地電動機啟動運行的控制 325

8.6.12 大小球分類傳送控制 326

8.6.13 十字路口交通燈控制 326

8.6.14 Z3040型搖臂鑽床的控制 326

8.6.15 T68型臥式鏜床的電氣控制 330

8.6.16 DU組合機床的控制 330

8.6.17 步進電動機控制 334



第9章 觸摸屏 336

9.1 觸摸屏基礎 336

9.1.1 觸摸屏的主要類型 336

9.1.2 觸摸屏的結構組成 339

9.2 常見觸摸屏 339

9.2.1 三菱觸摸屏 339

9.2.2 西門子觸摸屏 339

9.2.3 昆侖通態觸摸屏 339

9.2.4 TPC7062K觸摸屏 340

9.2.5 觸摸屏與PLC一體機 342

9.3 認識MCGS嵌入版組態軟件 343

9.3.1 MCGS嵌入版組態軟件的主要功能 343

9.3.2 MCGS6.8嵌入版組態軟件的組成 344

9.3.3 嵌入式繫統的體繫結構 344

9.4 MCGS嵌入版組態軟件的安裝 345

9.5 TPC7062K與計算機和PLC的連接 346

9.6 MCGS嵌入版組態軟件在觸摸屏的應用 347

9.6.1 控制要求 347

9.6.2 操作過程 347

9.7 觸摸屏與PLC控制電動機正/反轉組態應用 354

9.7.1 控制要求 354

9.7.2 操作步驟 355

9.7.3 PLC程序設計 355

9.7.4 觸摸屏畫面制作 355

9.7.5 觸摸屏與PLC聯機調試 370

9.8 觸摸屏與PLC控制電動機的變頻運行 371

9.8.1 控制要求 371

9.8.2 操作步驟 371

9.8.3 PLC程序設計 372

9.8.4 觸摸屏畫面制作 372

9.8.5 變頻器參數設置 372

9.8.6 程序輸入與調試 373

9.9 人機界面控制步進電動機三相六拍運行 374

9.9.1 控制要求 374

9.9.2 設計觸摸屏畫面 374

9.9.3 程序編制 374

9.10 人機界面控制指示燈循環移位 376

9.10.1 控制要求 376

9.10.2 設計觸摸屏畫面 376

9.10.3 程序編制 376

9.11 人機界面控制指示燈循環左移和右移 377

9.11.1 控制要求 377

9.11.2 設計觸摸屏畫面 377

9.11.3 程序編制 377



第10章 PLC、觸摸屏、變頻器綜合控制 378

10.1 PLC與變頻器組合實現電動機正反轉控制 378

10.1.1 電路工作原理 378

10.1.2 參數設置 379

10.1.3 編寫程序 379

10.1.4 接線組裝 380

10.1.5 調試與檢修 380

10.2 PLC與變頻器組合實現多擋轉速控制 382

10.2.1 電路工作原理 382

10.2.2 參數設置 382

10.2.3 編寫程序 383

10.2.4 接線組裝 386

10.2.5 調試與檢修 387

10.3 家用洗衣機的PLC控制繫統 387

10.3.1 控制要求 387

10.3.2 電氣原理圖 388

10.3.3 程序編寫 388

10.4 商用洗衣機的PLC控制繫統 393

10.4.1 控制要求 393

10.4.2 操作 394

10.5 多段速度恆壓PLC控制供水繫統 396

10.5.1 控制要求 396

10.5.2 操作 396

10.6 PLC/變頻器PID控制的恆壓供水繫統 398

10.6.1 控制要求 398

10.6.2 恆壓供水繫統的構成 398

10.6.3 工作原理設計 399

10.6.4 PLC控制變頻器恆壓供水繫統相關電路設計 400

10.6.5 PID調節器原理 403

10.6.6 壓力傳感器的接線圖 404

10.6.7 軟件設計 404

10.7 通過RS-485通信實現單臺電動機的變頻運行 405

10.7.1 控制要求 405

10.7.2 I/O分配表 405

10.7.3 工作流程圖 406

10.7.4 硬件接線圖 406

10.7.5 觸摸屏控制圖 406

10.7.6 變頻器參數設置步驟 406

10.7.7 程序設計 406

10.8 PLC與變頻器的RS-485通信控制 409

10.8.1 控制要求 409

10.8.2 接線分析與參數設定 409

10.8.3 程序設計 410

10.8.4 觸摸屏通信信號畫面制作 410

10.9 PLC控制的電梯繫統 413

10.9.1 控制要求 413

10.9.2 分析操作 413

10.9.3 PLC、變頻器綜合接線 414

10.9.4 程序設計 414

10.10 PLC、變頻器、觸摸屏用於中央空調電路 415

10.10.1 控制要求 415

10.10.2 分析操作 415

10.10.3 PLC、變頻器綜合接線 416

10.10.4 程序設計 416

10.11 普通車床的PLC改造 417

10.11.1 控制要求 417

10.11.2 相關指令 418

10.11.3 編寫梯形圖 420

10.11.4 繫統調試 420



參考文獻 422

電氣控制與PLC技術其實是工控領域各崗位技術人員的必修課，是掌握了電工、電子基礎知識後，進入工作崗位的知識和技能延伸。尤其是隨著當前工業領域自動化程度的提高以及軌道交通等的高速發展，要求技術人員必須全面學習電氣控制知識，能夠識別各類型典型控制電器並會調試、維修，因此我們從工業電氣控制應用的角度出發編寫了這本綜合性強、知識點全面、實用的圖書，供廣大讀者學習交流。同時本書附有部分內容的視頻教程供讀者參考。

本書特點：

·內容全面：書中涉及常用低壓電器識別；典型的電氣控制；電動機控制電路；普通機床、橋式起重機電氣控制繫統；多種溫度、燈光控制類、液控、監測報警類等電路分析；數控機床電氣控制；組合機床電氣控制繫統；變頻器原理及實用接線維護與檢修；可編程控制器（PLC）技術；觸摸屏應用實例；PLC、觸摸屏、變頻器綜合控制等內容，囊括了電氣自動控制與自動化控制的大部分內容。

·進階編排，容易理解：本書在內容安排方面，遵循了電氣電路學習的規律，即先講解電件識別與維修，再是識圖及電氣控制電路分析，然後是PLC及觸摸屏技術。書中所涉及的電路，基本是從簡單電路開始，逐步組裝至復雜電路，循序漸進，使讀者比較容易地理解電路原理，快速掌握原理、組裝調試、編程、檢修的步驟。因此可使讀者循序漸進輕松入門。

·語言通俗易懂，輕松入門：本書內容圖文並茂且循序漸進，電路中有原理分析詳解，無復雜的計算公式，因此讀者隻要有初中文化程度，就能看懂、學會書中的知識。

·掃描二維碼看視頻講解：視頻教程中詳細講解了電路原理、電路分析及一些技巧，有如老師親臨指導。

全書由張伯龍主編，由寇冠徽、王建軍、李棟梁副主編，參加本書編寫的還有張振文、張校銘、曹振華、趙書芬、王桂英、曹祥、焦鳳敏、張胤涵、孔凡桂、張校珩、孔祥濤、曹錚、王俊華、張伯虎、藺書蘭等。在此成書之際，向有關作者一並表示衷心感謝。

由於編者的水平有限，書中難免有不足之處，懇請廣大讀者批評指正。



編者