伺服控制系统与PLC、变频器、触摸屏应用技术

第一章 伺服控制与伺服电机应用入门
第一节 伺服控制基础 001
一、什么是伺服系统 001
二、什么是伺服电机 001
三、什么是伺服控制器 002
四、伺服系统控制三种工作模式 002
五、伺服系统的位置环、速度环、电流环 004
六、伺服系统的分类 005
第二节 伺服系统执行元件及其作用 008
一、伺服驱动器各基本构成单元的作用 008
二、伺服系统常用位置检测装置 009
第三节 伺服进给系统执行元件——步进电机 017
一、步进电机 017
二、永磁直流无刷伺服电机 020
三、交流伺服电机 027
四、直线电机 034
第四节 典型伺服系统的结构组成 040
第五节 单芯片高精度运动控制系统 042
一、单芯片速率伺服控制系统 042
二、基于PIC18F4520单片机和IRMCK201芯片控制的伺服驱动系统 043
第六节 伺服驱动器的安装、接线及调试与维修 045
一、汇川IS600P伺服驱动器接口 045
二、汇川IS600P伺服驱动器组成的伺服系统 045
三、伺服系统配线注意事项 046
四、伺服电机的安装 048
五、伺服驱动器的安装 049
六、伺服驱动器和伺服电机的连接 051
七、伺服电机编码器的连接 055
八、伺服驱动器控制信号端子的接线方法 057
九、伺服驱动器与伺服电机抱闸的配线 070
十、伺服驱动器通信信号的接线 071
十一、伺服驱动器模拟量监视信号的接线 074
十二、伺服驱动系统电气接线的抗干扰措施 074
十三、伺服驱动器的三种控制运行模式 078
十四、伺服驱动器运行前的检查与调试 078
第七节 伺服驱动器的故障处理 085
一、伺服驱动器启动时的警告和处理 085
二、伺服驱动器运行中的故障和警告处理 091
三、伺服驱动器典型故障处理措施 095

第二章 典型伺服驱动器和智能伺服驱动器及应用
第一节 伺服驱动器V80及应用 102
一、SINAMICS V80 经济型伺服驱动器的特点与优势 102
二、SINAMICS V80 经济型伺服驱动器和配套伺服电机选型说明 102
三、SINAMICS V80 经济型伺服驱动器通信电缆 103
四、SINAMICS V80伺服驱动器接口 104
五、SINAMICS V80 驱动器系统接线 108
六、SINAMICS V80系统接线示意图 113
第二节 直流数字式步进电机驱动器 116
一、步进电机驱动器与伺服电机驱动器的区别 116
二、步进电机和伺服电机的区别 116
三、步进电机驱动器的工作原理 116
四、DM432C数字式步进电机驱动器接口和接线 118
五、驱动器电流、细分拨码开关设定和参数自整定 122
六、直流数字式步进电机驱动器供电电源的选择 123
七、直流数字式步进电机驱动器电机的选配 124
八、直流数字式步进电机驱动器典型接线举例 125
九、数字式步进电机驱动器常见问题和处理方法 126
第三节 智能伺服驱动器 127
一、智能伺服系统的构成 128
二、系统主电路 128
三、系统驱动电路 129
四、系统检测电路 130
五、系统显示电路 132
六、系统保护电路 133
七、通信接口电路 134
八、伺服系统的软件控制 135
第四节 伺服与步进电机驱动电路 138
一、直流伺服步进电机驱动电路 138
二、通用40V40A步进电机驱动器电路分析 164
三、松下MSD6P1E交流伺服驱动器电路分析 168

第三章 三菱步进伺服系统的控制与应用技术
第一节 三菱伺服系统的组成 169
一、三菱通用AC伺服MR-J4系列的功能和配置 169
二、MR-J4系列伺服驱动器面板结构和配套设备的构成 175
第二节 三菱伺服系统的应用实例 178
一、三菱伺服系统电源回路的连接 178
二、三菱MR-J4-A伺服系统位置控制模式输入输出信号的连接 179
三、三菱MR-J4-A伺服系统速度控制模式输入输出信号的连接 181
四、三菱MR-J4-A伺服系统转矩控制模式输入输出信号的连接 182
五、三菱伺服系统MR-J4-A电源部分的接线 183
六、三菱伺服系统MR-J4-A接头和信号端子详解 184
七、MR-J4-A伺服驱动器位置控制模式信号功能详解 192
八、MR-J4-A伺服驱动器速度控制模式信号功能详解 196
九、MR-J4-A伺服驱动器转矩控制模式信号功能详解 198
十、MR-J4-A伺服驱动器模式切换控制方式简单介绍 201
十一、三菱MR-J4-A伺服系统接口部分与接线方法 203
十二、三菱MR-J4-A伺服系统使用带电磁制动器的伺服电机接线 206
十三、三菱MR-J4-A伺服系统接地 207
第三节 三菱伺服系统的启动 208
一、初次接通电源时启动 208
二、位置控制模式的启动 210
三、速度控制模式的启动 212
四、转矩控制模式的启动 212
五、MR-J4-A伺服放大器显示和操作 212
第四节 三菱伺服系统MR-Configurator2软件的安装及功能 220
第五节 三菱伺服驱动系统增益调整 220
一、系统增益调整的种类 221
二、一键式调整 222
三、自动调谐 226
四、手动模式 227
第六节 三菱伺服驱动系统STO功能 229
一、STO功能方框图和信号连接器 229
二、STO信号（软元件）的说明 230
三、STO信号连接示例 231
四、接口电路的详细说明 234
第七节 伺服驱动系统使用线性伺服电机和直驱伺服电机的应用 236
一、伺服驱动系统中线性伺服电机的应用 236
二、伺服驱动系统直驱电机的应用 242

第四章 可编程控制器（PLC）及应用技术
第一节 认识PLC 246
一、PLC的工作原理 246
二、PLC的编程语言 248
三、三菱PLC 250
四、PLC的硬件 251
五、FX系列PLC的编程软元件 253
第二节 PLC的引入及各单元电路梯形图 258
一、PLC的引入——点动控制电路 258
二、PLC自保持（自锁）电路编程举例 261
三、PLC优先（互锁）电路编程举例 261
四、产生脉冲的PLC程序梯形图 263
五、单脉冲PLC程序梯形图 264
六、断电延时动作的PLC程序梯形图 265
七、分频PLC程序梯形图 265
第三节 三菱FX系列PLC的编程软件及梯形图设计 266
一、梯形图设计技巧实例 266
二、三菱PLC指令控制表 268
第四节 典型PLC控制编程实例 272
一、三相异步电动机星-三角启动控制 272
二、小车往返运行PLC控制 273
三、电动机的启动停止控制 275
四、电动机的正反转控制 276
五、三相异步电动机三速控制 278
六、报警灯、抽水泵、搅拌机等PLC控制 280

第五章 变频器控制技术及应用
第一节 通用变频器的工作原理 281
一、变频器基本结构 281
二、通用变频器的控制原理及类型 282
第二节 实用变频器应用与接线 285
一、标准变频器典型外部配电电路与控制面板 285
二、单相220V进单相220V输出变频器用于单相电动机启动运行控制电路 287
三、单相220V进三相220V输出变频器用于单相220V电动机启动运行控制电路 289
四、单相220V进三相220V输出变频器用于380V电动机启动运行控制电路 290
五、单相220V进三相380V输出变频器电动机启动运行控制电路 293
六、三相380V进380V输出变频器电动机启动控制电路 294
七、带有自动制动功能的变频器电动机控制电路 296
八、用开关控制的变频器电动机正转控制电路 297
九、用继电器控制的变频器电动机正转控制电路 301
十、用开关控制的变频器电动机正反转控制电路 302
十一、用继电器控制变频器电动机正反转控制电路 304
十二、工频与变频切换电路 306
十三、用变频器对电动机实现多挡转速控制电路 308
十四、变频器的PID控制电路 310
十五、变频器控制的一控多电路 314
第三节 变频器应用系统设计 316
一、负载类型 316
二、需了解的技术要求 317
三、设计过程 317
四、设备及元件的选用 318
五、信号隔离问题 320
第四节 变频器的维护与检修 320

第六章 触摸屏及应用
第一节 触摸屏及其软件基础 321
第二节 触摸屏应用实例 321

第七章 PLC、变频器、触摸屏、伺服控制综合应用实例
一、PLC与变频器组合实现电动机正反转控制 322
二、PLC与变频器组合实现多挡转速控制 325
三、家用洗衣机的PLC控制系统 332
四、多段速度恒压PLC控制供水系统 339
五、PLC/变频器PID控制的恒压供水系统 341
六、通过RS-485通信实现单台电动机的变频运行 348
七、PLC与变频器的RS-485通信控制 352
八、步进电动机控制 356
九、PLC控制步进电动机正反转及速度 358

参考文献