本书从实际工程应用和教学出发，主要介绍了电气自动化基础、常用电机原理及特性、FX系列PLC硬件与基本逻辑指令、PLC程序设计方法、触摸屏应用及组态、FX系列PLC特殊功能模块、机电控制系统设计及应用等。本书力求突出机电结合、理论联系实际的特点，基于“互联网+”思路，开发了丰富的教学资源，内容反映各种知识在实际中的应用。本书体系新颖，内容全面、实用，每章后附有思考题，便于自学。

吴瑞明，毕业于浙江大学，现为浙江科技学院机能学院副教授，长期从事机械制造、机电类教学工作，具有扎实的教学经验，专业能力强，多次承担省部级项目，多部著作获得浙江省新形态教材立项。

第一章 电气自动化基础 1
1.1 电气基础知识 1
1.2 常用电气元器件 10
1.2.1 低压电器介绍 10
1.2.2 低压电器的分类 10
1.2.3 常用低压电器 12
1.2.4 其他电器及附件 18
1.3 可编程控制器概述 24
1.3.1 PLC介绍 24
1.3.2 PLC的基本配置及其原理 25
1.3.3 PLC的编程语言 28
1.3.4 PLC的应用发展 30
1.3.5 IEC61131-3标准 32
1.4 PLC产品概述 36
1.4.1 三菱PLC产品系列 38
1.4.2 西门子S7系列PLC产品 40
1.4.3 GE系列PLC简介 42
思考题 44
第二章 常用电机原理及特性 45
2.1 直流电机 45
2.1.1 直流电机的基本结构和工作原理 45
2.1.2 直流发电机和直流电动机的基本方程 48
2.1.3 直流电动机的机械特性 49
2.1.4 直流串励电动机的调速特性 53
2.1.5 直流他励电动机的启动特性 55
2.1.6 直流他励电动机的调速特性 56
2.1.7 直流他励电动机的制动特性 57
2.2 交流电动机 64
2.2.1 三相异步电动机的结构 64
2.2.2 三相异步电动机的定子电路和转子电路 68
2.2.3 三相异步电动机的转矩与机械特性 71
2.2.4 三相异步电动机的启动特性 73
2.2.5 三相鼠笼式异步电动机的启动方法 74
2.2.6 三相绕线式异步电动机的启动方法 79
2.2.7 三相异步电动机的调速特性 81
2.2.8 三相异步电动机的制动特性 91
2.3 单相异步电动机 92
2.3.1 单相异步电动机的机械特性 93
2.3.2 单相异步电动机的启动 94
2.3.3 单相异步电动机的启动方式 94
2.4 步进电机 98
2.4.1 步进电机的分类和工作原理 98
2.4.2 步进电机的特点 101
2.4.3 步进电机的性能指标 101
2.4.4 步进电机的运行特性 101
2.4.5 步进电机的驱动与控制 103
2.5 伺服电机 106
2.5.1 伺服电机的分类和工作原理 106
2.5.2 伺服电机的特性和性能指标 108
2.5.3 伺服电机的驱动与控制 110
2.6 直线电动机 111
2.6.1 直线电动机的分类和工作原理 111
2.6.2 直线电动机的特点 113
2.6.3 直线电动机的运行特性与性能指标 113
2.6.4 直线电动机的驱动与控制 115
2.7 自整角机 116
2.8 旋转变压器 117
2.9 测速发电动机 119
思考题 121
第三章 FX系列PLC硬件与基本逻辑指令 123
3.1 三菱FX系列PLC 123
3.1.1 FX系列PLC硬件及性能 123
3.1.2 常用FX系列PLC 125
3.1.3 FX系列PLC扩展模块 134
3.2 FX系列PLC编程元件的编号及功能 137
3.3 FX系列PLC指令系统及编程方法 142
3.3.1 FX2N系列PLC指令 142
3.3.2 FX3U系列PLC新增指令 147
3.4 三菱PLC编程软件 149
3.4.1 GX Developer 8 150
3.4.2 SFC编程 153
3.4.3 将FX3U PLC程序转换为FX5U PLC程序 154
思考题 155
第四章 PLC程序设计方法 156
4.1 梯形图程序设计 156
4.1.1 梯形图的基本电路 156
4.1.2 梯形图编程原则 158
4.1.3 梯形图设计实例 159
4.2 步进指令及状态转移图 163
4.2.1 步进指令及状态转移图编程方法 163
4.2.2 步进指令编程实例 165
4.3 FX系列可编程控制器功能指令 166
4.3.1 功能指令概述 167
4.3.2 程序流程指令 168
4.3.3 传送与比较指令 171
4.3.4 四则运算和逻辑运算指令 176
思考题 179
第五章 触摸屏应用及组态 180
5.1 图形操作终端GOT 180
5.1.1 GOT功能模式 181
5.1.2 GT Designer人机界面编程步骤 184
5.1.3 GT Designer触摸屏窗口编程实例 189
5.1.4 GT Designer触摸屏开关量编程实例 191
5.1.5 GT Designer触摸屏数据量编程实例 193
5.2 组态软件 199
5.2.1 组态软件介绍 199
5.2.2 常见的组态软件 200
5.2.3 LabVIEW与组态软件 201
5.2.4 LabVIEW与三菱FX3U PLC通信实例 202
5.2.5 WinCC与三菱FX3U PLC通信实例 207
思考题 209
第六章 FX系列PLC特殊功能模块 210
6.1 PLC功能扩展 210
6.1.1 PLC通信网络简介 210
6.1.2 特殊功能模块读写指令 212
6.2 PLC模拟量输入与输出模块 213
6.2.1 A/D输入扩展 213
6.2.2 D/A输出扩展 220
6.2.3 FX3U系列PLC输入/输出模块 224
6.3 定位与计数模块 225
6.3.1 位置控制 225
6.3.2 步进电机驱动器 226
6.3.3 脉冲输出模块FX2N-1PG 227
6.3.4 FX3U PLC表格设定定位操作步骤 230
6.3.5 计数控制 233
6.3.6 应用举例 239
6.4 变频控制模块 240
6.5 通信功能扩展 243
思考题 245
第七章 机电控制系统设计及应用 247
7.1 PLC的选型 247
7.2 控制柜及布线设计 248
7.3 机电控制系统设计及调试 253
7.3.1 机电系统的稳定运行 253
7.3.2 机电系统设计内容 254
7.4 机电控制系统设计实例 256
7.4.1 旋转编码器与PLC连接及其应用 256
7.4.2 基于PLC和触摸屏的抢答器控制系统 257
7.4.3 工业应用实例 263
思考题 265
附录A FX系列PLC指令表 266
参考文献 274