本书由三部分组成。第壹部分为第 1~2章，介绍了电气控制中常用的低压电器、典型电气控制电路、典型电气控制系统分析和设计方法。第二部分为第 3~6章，介绍了可编程序控制器基础，以罗克韦尔 Micro800系列 PLC为重点，介绍了 Micro850 PLC结构原理、指令系统及其应用、控制系统程序分析及设计方法。第三部分为第 7~10章，介绍了 Micro850控制变频器、工业触摸屏及运动控制对象的设计方法。
本书可供高等院校自动化、电气工程及相关专业的大学本科生、研究生和自动化工程技术人员阅读。

目　　录
前　言
第 1 章　常用低压电器…………………………………………………………………………… 1
1.1　低压电器的作用与分类 ………………………………………………………………… 1
1.1.1　电器的定义 ………………………………………………………………………… 1
1.1.2　电器的分类 ………………………………………………………………………… 1
1.2　电磁机构及触头系统 …………………………………………………………………… 2
1.2.1　电磁机构 …………………………………………………………………………… 2
1.2.2　触头系统及电弧 …………………………………………………………………… 3
1.3　接触器 …………………………………………………………………………………… 5
1.3.1　接触器的结构及工作原理 ………………………………………………………… 5
1.3.2　接触器的技术参数 ………………………………………………………………… 6
1.3.3　接触器的选择 ……………………………………………………………………… 7
1.4　继电器 …………………………………………………………………………………… 7
1.4.1　继电器的继电特性 ………………………………………………………………… 7
1.4.2　电磁式继电器 ……………………………………………………………………… 8
1.4.3　时间继电器 ………………………………………………………………………… 9
1.4.4　热继电器 ………………………………………………………………………… 11
1.4.5　速度继电器 ……………………………………………………………………… 13
1.5　熔断器 ………………………………………………………………………………… 13
1.5.1　熔断器的结构及工作原理 ……………………………………………………… 13
1.5.2　熔断器的图形符号与文字符号 ………………………………………………… 14
1.5.3　熔断器的选择 …………………………………………………………………… 15
1.6　开关电器 ……………………………………………………………………………… 16
1.6.1　刀开关 …………………………………………………………………………… 16
1.6.2　转换开关 ………………………………………………………………………… 17
1.6.3　低压断路器 ……………………………………………………………………… 18
1.7　主令电器 ……………………………………………………………………………… 19
1.7.1　按钮 ……………………………………………………………………………… 19
1.7.2　万能转换开关 …………………………………………………………………… 20
1.7.3　主令控制器与凸轮控制器 ……………………………………………………… 21
1.7.4　行程开关 ………………………………………………………………………… 22
1.7.5　接近开关 ………………………………………………………………………… 23
第 2 章　基本电气控制电路…………………………………………………………………… 25
2.1　电气控制系统图的绘制 ……………………………………………………………… 25
IV
目　　录
2.1.1　电气控制系统图 ………………………………………………………………… 25
2.1.2　电气原理图 ……………………………………………………………………… 25
2.1.3　元器件的布置图 ………………………………………………………………… 29
2.1.4　安装接线图 ……………………………………………………………………… 29
2.2　三相异步电动机的基本控制电路 …………………………………………………… 29
2.2.1　全压起动控制电路 ……………………………………………………………… 30
2.2.2　点动控制电路 …………………………………………………………………… 31
2.2.3　正 / 反转控制电路………………………………………………………………… 31
2.2.4　顺序控制电路 …………………………………………………………………… 33
2.2.5　多点控制电路 …………………………………………………………………… 34
2.2.6　自动循环控制电路 ……………………………………………………………… 35
2.3　三相异步电动机的减压起动 ………………………………………………………… 36
2.3.1　笼型异步电动机的星形 - 三角形减压起动控制电路…………………………… 36
2.3.2　定子串电阻的减压起动控制电路 ……………………………………………… 37
2.3.3　自耦变压器减压起动控制电路 ………………………………………………… 38
2.3.4　绕线式转子异步电动机转子绕组串接电阻起动控制电路 …………………… 40
2.4　三相异步电动机的制动控制 ………………………………………………………… 41
2.4.1　电压反接制动控制电路 ………………………………………………………… 41
2.4.2　能耗制动的自动控制电路 ……………………………………………………… 41
2.5　三相异步电动机的调速 ……………………………………………………………… 42
2.5.1　基本概念 ………………………………………………………………………… 42
2.5.2　变极调速控制电路 ……………………………………………………………… 43
2.5.3　变频调速 ………………………………………………………………………… 44
2.6　电气控制系统的保护环节 …………………………………………………………… 45
2.6.1　短路保护 ………………………………………………………………………… 45
2.6.2　过电流保护 ……………………………………………………………………… 45
2.6.3　过载保护 ………………………………………………………………………… 45
2.6.4　电压异常保护 …………………………………………………………………… 46
2.6.5　超速保护 ………………………………………………………………………… 46
2.7　电气控制电路的一般设计 …………………………………………………………… 47
2.7.1　保护控制电路工作的安全和可靠性 …………………………………………… 47
2.7.2　控制电路力求简单、经济 ……………………………………………………… 48
2.7.3　防止寄生电路 …………………………………………………………………… 48
第 3 章　可编程序控制器……………………………………………………………………… 49
3.1　可编程序控制器的定义及分类 ……………………………………………………… 49
3.1.1　可编程序控制器的定义 ………………………………………………………… 49
3.1.2　可编程序控制器的分类 ………………………………………………………… 49
3.2　可编程序控制器的基本结构及工作原理 …………………………………………… 51
3.2.1　可编程序控制器的基本结构 …………………………………………………… 51
V
电气控制及 PLC 技术—罗克韦尔 Micro800 系列
VI
3.2.2　可编程序控制器的组成 ………………………………………………………… 52
3.2.3　可编程序控制器的工作原理 …………………………………………………… 54
3.3　可编程序控制器的基本功能及特点 ………………………………………………… 56
3.3.1　可编程序控制器的基本功能 …………………………………………………… 56
3.3.2　可编程序控制器的主要特点 …………………………………………………… 57
3.3.3　可编程序控制器的性能指标 …………………………………………………… 58
第 4 章　Micro850 控制器硬件 ……………………………………………………………… 59
4.1 Micro850 控制器硬件特性 …………………………………………………………… 59
4.1.1 Micro800 系列控制器概述 ……………………………………………………… 59
4.1.2 Micro850 控制器硬件特性 ……………………………………………………… 63
4.2 Micro850 控制器的 I/O 配置 ………………………………………………………… 68
4.2.1　脉冲序列输出 …………………………………………………………………… 68
4.2.2　高速计数器和可编程限位开关 ………………………………………………… 69
4.3 Micro850 控制器功能性插件及其组态 ……………………………………………… 70
4.3.1 Micro800 系列功能性插件模块 ………………………………………………… 70
4.3.2　功能性插件组态 ………………………………………………………………… 72
4.3.3　功能性插件错误处理 …………………………………………………………… 74
4.4 Micro850 控制器扩展模块及其组态 ………………………………………………… 75
4.4.1 Micro850 扩展模块 ……………………………………………………………… 75
4.4.2 Micro800 系列扩展模块组态 …………………………………………………… 76
4.4.3　扩展 I/O 数据映射………………………………………………………………… 79
4.4.4　功能性插件模块与扩展模块的比较 …………………………………………… 80
4.5 Micro800 系列控制器的网络通信 …………………………………………………… 80
4.5.1 NetLinx 网络架构及 CIP ………………………………………………………… 80
4.5.2 Micro800 系列控制器的网络结构 ……………………………………………… 85
4.5.3 Micro800 系列控制器通信组态 ………………………………………………… 86
第 5 章　Micro800 系列控制指令系统 ……………………………………………………… 90
5.1 Micro800 系列 PLC 编程基础 ………………………………………………………… 90
5.1.1　编程语言 ………………………………………………………………………… 90
5.1.2　数据类型 ………………………………………………………………………… 92
5.2 Micro800 系列基本指令 ……………………………………………………………… 93
5.2.1　梯级（Rungs） …………………………………………………………………… 93
5.2.2　线圈（Coils）……………………………………………………………………… 94
5.2.3　接触器（Contact）………………………………………………………………… 96
5.3 Micro800 系列指令块 ………………………………………………………………… 98
5.3.1　算术指令 ………………………………………………………………………… 98
5.3.2　布尔运算指令 …………………………………………………………………… 112
5.3.3　二进制操作指令 ………………………………………………………………… 115
5.3.4　字符串操作指令 ………………………………………………………………… 122
目　　录
5.3.5　定时器指令 ……………………………………………………………………… 129
5.3.6　计数器指令 ……………………………………………………………………… 135
5.3.7　比较指令 ………………………………………………………………………… 137
5.3.8　数据转换指令 …………………………………………………………………… 138
5.3.9　数据操作指令 …………………………………………………………………… 140
5.3.10　报警指令 ………………………………………………………………………… 142
5.4　特殊指令块 …………………………………………………………………………… 143
5.4.1　中断指令 ………………………………………………………………………… 143
5.4.2　高速计数器（HSC）功能块指令 ……………………………………………… 147
5.4.3 PID 指令…………………………………………………………………………… 156
5.4.4　时钟指令 ………………………………………………………………………… 160
5.5　自定义功能块 ………………………………………………………………………… 162
5.5.1　自定义功能块的创建 …………………………………………………………… 162
5.5.2　自定义功能块的使用 …………………………………………………………… 165
第 6 章　PLC 程序设计 ……………………………………………………………………… 166
6.1 PLC 用户程序结构及规则 …………………………………………………………… 166
6.2 PLC 设计方法 ………………………………………………………………………… 167
6.2.1　经验设计法 ……………………………………………………………………… 167
6.2.2　继电器控制电路转换为梯形图法 ……………………………………………… 167
6.2.3　逻辑设计法 ……………………………………………………………………… 169
6.2.4　顺序控制设计法 ………………………………………………………………… 173
第 7 章　软件安装及调试……………………………………………………………………… 184
7.1　软件安装 ……………………………………………………………………………… 184
7.1.1　系统环境配置 …………………………………………………………………… 184
7.1.2　软件安装 ………………………………………………………………………… 185
7.2　软件调试 ……………………………………………………………………………… 188
7.2.1　软件调试步骤 …………………………………………………………………… 188
7.2.2　流水灯实例 ……………………………………………………………………… 196
7.3 FLASH 刷新 Micro850 硬件组件 …………………………………………………… 200
第 8 章　PowerFlex525 变频器的集成 ……………………………………………………… 204
8.1 PowerFlex525 交流变频器 …………………………………………………………… 204
8.2 PowerFlex 525 交流变频器的选型 …………………………………………………… 205
8.3 PowerFlex I/O 端子接线 ……………………………………………………………… 207
8.4 PowerFlex 525 集成式键盘操作 ……………………………………………………… 211
8.5　以太网通信的实现 …………………………………………………………………… 214
8.6 PowerFlex 525 程序实例 ……………………………………………………………… 219
第 9 章　工业触摸屏…………………………………………………………………………… 222
9.1 PanelView 800 触摸屏 ………………………………………………………………… 222
9.2 PanelView 800 的 IP 地址设置 ……………………………………………………… 223
VII
电气控制及 PLC 技术—罗克韦尔 Micro800 系列
9.3　创建应用项目 ………………………………………………………………………… 224
9.3.1　设置选项 ………………………………………………………………………… 224
9.3.2　通信设置 ………………………………………………………………………… 225
9.3.3　创建标签 ………………………………………………………………………… 225
9.4　创建界面 ……………………………………………………………………………… 226
9.4.1　创建控制界面 …………………………………………………………………… 227
9.4.2　创建趋势图界面 ………………………………………………………………… 230
9.4.3　创建报警界面 …………………………………………………………………… 231
9.4.4　创建管理员界面 ………………………………………………………………… 232
9.4.5　创建安全界面 …………………………………………………………………… 232
9.4.6　创建配方界面 …………………………………………………………………… 234
9.5 PanelView800 程序实例 ……………………………………………………………… 237
9.5.1　变频器的控制 …………………………………………………………………… 237
9.5.2 PVC 800 的设计 ………………………………………………………………… 239
第 10 章　运动控制程序设计 ………………………………………………………………… 241
10.1　丝杆被控对象和丝杆控制要求 ……………………………………………………… 241
10.2　控制系统结构与设备配置 …………………………………………………………… 241
10.2.1　系统结构与硬件连接 …………………………………………………………… 241
10.2.2　变频器及其配置 ………………………………………………………………… 243
10.2.3　高速计数器模块配置 …………………………………………………………… 244
10.3　丝杆运动控制的 PLC 程序设计 …………………………………………………… 245
10.3.1　程序基本要求 …………………………………………………………………… 245
10.3.2　程序示例 ………………………………………………………………………… 246
10.4　丝杆控制的人机界面设计 …………………………………………………………… 247
10.4.1　人机界面的配置 ………………………………………………………………… 247
10.4.2　下载程序 ………………………………………………………………………… 249