全书共分七章,第壹章绪论;第二章机电传动系统的驱动电机,集中介绍了机电传动系统中的各种电动机的结构、工作原理及运行特性;第三章机电传动系统中的传感技术,介绍了位移、位置、压力、速度、温度等传感器和典型应用线路;第四章可编程序控制器,介绍了可编程序控制器工作原理、程序编写方法及应用系统设计基本知识;第五章单片机,介绍单片机系统组成原理和系统扩展技术;第六章气动与液压系统基础知识,气动部分介绍了气源产生、净化处理、控制元件、执行元件及气路分析,液压部分介绍了传动原理、流体力学基础、液压泵与液压马达及常见液压回路分析;第七章机电传动控制系统,结合实例着重分析了直流传动、交流传动控制系统和步进电动机驱动系统。本书每章后附有思考和练习题。本书适用于机械电子工程及相关专业,也可作其他有关专业大专学生和高级工程技术和维修人员的参考用书。
自2001年编写本书第1版以来,已经历了17年。在此期间,机电传动与控制技术得到了空前的发展。在数字控制技术的驱动下,新的机电传动与控制技术层出不穷,许多昔日认为复杂的控制,现在已显得较为简单。在AI、IoT及云计算等技术推动及国家两化融合政策的促进下,机电传动与控制技术通过与各领域的专业技术相融合,已成为国家现代化建设的重要技术支撑。随着教学内容与体系的变革,为适应社会发展需求,本教材进行了再版修订。
与第1版比较,本教材做了如下调整与更新:
1)对第二章、第三章部分内容进行了更新。
2)更新了第四章PLC的相关内容。
3)对第五章单片机的内容进行了大幅修改与更新。
4)对第七章中的单片机控制部分的内容进行了更新。
本书由黄鹏(深圳职业技术学院)、张忠夫(广东工业大学)和黄志昌(深圳职业技术学院)共同编写。全书由黄鹏统稿。全书由华中科技大学李斌教授审阅并提出了宝贵的意见和修改建议。本书第1版编者在编写过程中付出了辛勤努力。在此一并表示衷心的感谢!
由于编者的知识水平有限,书中难免有不当和疏漏之处,敬请读者、同行专家提出批评和修改意见。
编者 高等职业技术教育是现代教育的重要组成部分,随着社会经济和科学技术的发展,特别是广东技术、经济的发展,迫切要求发展高等职业技术教育,为适应这一需要,在广东省高教厅的领导组织下,组织了华南理工大学、广东工业大学等十几所大专院校编写符合高等职业技术教育特点的机电工程类系列教材。
为适应高等职业技术教育需要,以培养高等技术应用性专门人才为目标,在《机电传动与控制》编写中注重内容和体系的改革,以机电装置原动机驱动系统为主线,着重于机电结合、机电控制,把“电机与电机驱动”“机电传动系统传感技术”“自动控制器件”“单片机”和“气动与液压控制系统”等多门课程的内容用一种新的体系组织起来,用不太长的篇幅编写成七章。在这七章中讲述机电传动系统驱动电动机、机电传动系统中的传感技术、可编程序控制器、单片机、气动与液压控制系统的原理、机电传动控制系统的基础上,力图以掌握基本概念,强化实际应用为重点,叙述上尽可能注意深入浅出、循序渐进、通俗易懂,使学生能在规定的学时内掌握机电传动与控制所需要的最基本、最适用的理论知识,以利于培养学生专业实践的适应能力和应变能力。
本书是高等职业技术教育类型院校的教学用书,适用于机电类相关专业,也可作为工程技术和维修人员的参考用书。
本教材由广东工业大学张忠夫主编,五邑大学钟江生副主编。参加编写的有广东工业大学张忠夫(第2、3章),五邑大学钟江生(第1、7章的1~5节),深圳职业技术学院黄志昌(第4、6章),深圳职业技术学院朱仕学(第5、7章的第六节)。
本教材由华南理工大学陈统坚教授主审,提出了许多宝贵的修改意见,在此表示由衷地感谢!
由于编者的知识水平有限,书中内容难免有不当和疏漏之处,甚至错误。敬请读者,特别是同行专家提出批评和修改意见。
编者
第2版前言
第1版前言
第一章绪论1
第一节机电传动控制系统概论1
第二节机电控制系统的控制方式4
第三节本课程的性质与任务6
第二章机电传动系统的驱动电动机8
第一节直流电动机8
第二节交流异步电动机24
第三节伺服电动机44
第四节力矩电动机49
第五节步进电动机51
第六节其他型式的电动机56
思考题与习题57
第三章机电传动系统中的传感技术59
第一节位移传感器59
第二节位置传感器84
第三节速度传感器86
第四节压力传感器92
第五节温度传感器95
第六节传感器在机电控制系统中应用举例105
思考题与习题107
第四章可编程序控制器109
第一节可编程序控制器的结构与工作原理109
第二节FX系列PLC的主要特性及内部等效继电器电路112
第三节FX系列PLC的基本指令125
第四节应用基本指令编程131
第五节GX Developer编程软件应用137
第六节编程实例144
思考题与习题149
第五章单片机152
第一节单片机系统组成及结构分析152
第二节单片机开发系统166
第三节单片机C语言程序设计172
第四节单片机的定时与中断系统204
第五节单片机的接口与扩展220
思考题与习题231
第六章气动与液压传动基础知识235
第一节气压传动概述235
第二节气动基础236
第三节压缩空气与净化系统241
第四节各类控制阀247
第五节气缸与摆缸255
第六节典型气动回路分析262
第七节液压传动概论264
第八节液压流体力学基础267
第九节液压泵和液压马达278
第十节液压回路287
思考题与习题290
第七章机电传动控制系统291
第一节机电传动控制系统的组成和分类291
第二节继电器接触器控制系统292
第三节直流传动控制系统309
第四节交流传动控制系统332
第五节单片机脉宽调制(PWM)控制直流电动机347
第六节单片机控制变频调速交流电动机362
思考题与习题367
附录370
附录A本书采用的机电设备的文字符号370
附录B电气图形符号371
附录C阀的控制机构和控制方法符号375
附录D方向控制阀的通路数与切换位置376
附录E液压缸与气缸图形符号376
附录F常用控制阀符号377
参考文献380