本书是浙江省高职院校“十四五”重点立项建设教材,也是高等职业教育自动化类专业基础课新形态一体化教材。本书根据职业岗位技能需求,由生产生活中具体实例引入,将电气控制与PLC 应用技能的相应知识点融入工作任务之中,采用项目引领、任务驱动的模式,每个任务按任务描述、知识准备、任务实现的结构编写,结构清晰,易教易学,任务可操作性强。

本书介绍了电动机典型控制电路的安装与调试、典型机床电气控制电路运行维护,以三菱FX3U 为背景,介绍了PLC 基本指令、功能指令等基础知识,并融入了大量的生产岗位、生活中的实际应用和各类电气大赛典型任务,体现了智能制造产业的新技术、新工艺和新规范,可满足新一轮高等职业教育教学改革的需求。

本书适合作为高等职业院校、成人高校电气自动化技术、机电一体化技术、应用电子技术及相关专业的教材,也适用于五年制高职相关专业,并可作为相关工程技术人员的学习参考书及培训用书。

本书是浙江省高职院校“十四五” 重点立项建设教材。教材是课堂教学内容的载体, 也是支撑学生学习的重要工具。开发能指导学生自主学习的新形态教材,对提高教学质量有着重要意义。“电气控制与PLC” 课程是高等职业院校电气自动化技术、机电一体化技术等专业的核心课程, 课程教学基于工作过程, 以“ 教、学、做” 为主体。课程教学以职业需求为基础, 以技能训练为主线, 体现职业性和实践性的要求, 突出职业能力的培养。

随着智能制造产业的飞速发展和PLC 技术应用的不断革新, 我们在第一版基础上对本书进行修订。在修订中, 继续延用第一版项目引领、任务驱动的编写模式, 广泛听取读者的各种建议, 结合学生的学习现状和就业岗位需求, 丰富了实际教学内容, 培养学生独立分析和解决实际工程技术问题的能力, 为以后毕业从事实际的专业工作和继续学习打下良好的基础。修订主要内容包括: 首先将第一版中项目一常用低压电器元件选用和项目二常用典型电气控制电路安装与维护合二为一, 组成新项目电动机典型控制电路的安装与调试, 并在项目中增加了电气控制电路的安装与调试训练; 在PLC 项目中增加了编程软件GX Works2 的使用、机械手控制系统等任务, 以及PLC 特殊功能模块和数据通信新项目; 在每个项目后面都有任务工单和考核标准, PLC 其他项目的任务工单和考核标准与项目三相同, 省略。此外, 为方便学习, 将PLC 调试步骤改为视频演示。

本书主要特点如下:

1. “岗课赛证” 融通, 凸显职业教育特色

本书以实训情景为框架, 将知识点和操作技能相结合, 以实际操作技能训练为主, 重点强调知识在实际工作中的运用。根据这些特点, 教材设计由完成企业工作任务的操作开始, 结合课程培养目标来设计教学项目。每个项目包含若干任务, 每个任务都是教材的核心内容。在工作任务的引领下, 学生可自主开展学习,学生通过完成典型工作任务, 掌握岗位核心技能。书中的知识点和操作技能也是电气工程师岗位、“现代电气控制系统安装与调试” 职业技能竞赛、高级维修电工等所必需的知识点和操作技能。教材注重“ 岗课赛证” 融通, 以培养高素质技术技能型人才。

2. 项目引领、任务驱动, 凸显“以学生为中心” 的特色

项目化教材不再沿用传统教材以教师为主导的“ 内容+ 练习” 的模式, 摆脱传统教材的束缚, 而是变“ 教材” 为“ 学材”, 紧跟行业企业的技术发展方向,以学生为中心, 充分体现学生的主导性, 让学生在完成任务的过程中学习理论知识, 掌握相关职业技能, 形成职业习惯, 养成职业素养。

3. 引入“自我考评” 机制, 建构职业经验

教材在每个项目后面有任务工单和考核标准表, 即学生在完成任务后, 可对照教材进行自我评价, 评价任务的实施过程与结果。通过自我评价, 能快速了解学生自己自主学习的效果, 也有助于激发学生的学习兴趣。这样学生在实践过程中逐渐构建属于自己的职业经验和知识体系。

4. 加强思政铸魂, 落实立德树人根本任务

教材承担着传播国家主流意识形态和社会主义核心价值观的基本任务。党的二十大报告指出, 应“加强教材建设和管理”, “ 加快建设教育强国、科技强国、人才强国”。在党的二十大精神指引下, 教材中体现了“ 课程思政” 元素, 而宣传党的二十大精神, 将党的二十大精神融入“ 课程思政” 也是每位教师应有的责任。因此, 本书在每个项目后面附有“拓展阅读”, 以立德树人为核心, 融入家国情怀, 培养学生爱国主义精神、工匠精神、创新精神, 培养学生严谨的工作态度等职业精神和良好的社会责任感, 把学生培养成为符合新时代德智美体劳全面发展的社会主义建设者和接班人。

本书配套教学和操作等微视频资源, 强化了低压电器元件和PLC 的选用和安装工艺规范, 实用性和操作性极强, 读者可以扫描书中对应知识点和技能点处的二维码观看微课及PLC 部分的调试过程内容, 并可登录中国铁道出版社有限公司网站下载书中PLC 源程序。

本书由嘉兴职业技术学院寇舒、王进满担任主编, 黑龙江交通职业技术学院崔跃飞, 嘉兴职业技术学院刘高爽、胡文俊担任副主编, 具体分工为: 项目一、项目四、项目五由寇舒编写; 项目二、项目三、项目六由王进满、崔跃飞编写;刘高爽和胡文俊负责书稿的校订及数字资源的处理。嘉兴和意自动化控制有限公司、亚龙智能装备集团股份有限公司等技术人员提供了企业实际案例任务, 湖州职业技术学院盛强副教授、义乌工商职业技术学院郑鹏飞副教授等也提供了很多资料和很好的意见, 在此一并表示衷心的感谢。此外, 还要感谢书后所附参考文献的各位作者。

由于编写时间仓促, 加之编者水平有限, 书中存在疏漏及不足之处在所难免,恳请读者提出宝贵意见。

编者

2023 年12 月

项目一 电动机典型控制电路的安装与调试  1
 任务一 三相异步电动机单向运行控制电路的安装与调试 1
 任务二 三相异步电动机正反转控制电路的安装与调试  19
 任务三 顺序控制电路的安装与调试  29
 任务四 星-三角降压起动控制电路的安装与调试  32
 任务五 三相异步电动机制动控制电路的安装与调试  46
 习 题 一 53
 拓展阅读  58
项目二 典型机床电气控制电路运行维护  59
 任务一 C650-2 车床电气控制电路运行维护  59
 任务二 Z3040B 摇臂钻床电气控制电路运行维护  74
 任务三 X62W 铣床电气控制线路运行维护  88
 习 题 二  105
 拓展阅读 107
项目三 PLC 基本指令应用  108
 任务一 认识 PLC  108
 任务二 编程软件 GX Works2 的使用 116
 任务三 双速异步电动机 PLC 控制 127
 任务四 全自动洗衣机 PLC 控制系统 133
 任务五 锅炉房小车送煤 PLC 控制 139
 任务六 燃油锅炉控制系统 144
 任务七 多种液体自动混合装置的 PLC 控制 148
 任务八 PLC 在 X62W 铣床电气控制系统中的应用  152
 习 题 三  157
 拓展阅读 160
项目四 PLC 功能指令应用  161
 任务一 运料小车自动往返控制 161
 任务二 物流检测 168
 任务三 病床呼叫控制系统 172
 任务四 六组抢答器控制 180
 任务五 停车场车位控制 184
 习 题 四  192
 拓展阅读 193
项目五 状态转移图 (SFC) 应用  194
 任务一 用 GX Works2 编写状态转移图 194
 任务二 机械手控制系统 203
 任务三 自动门控制系统 209
 任务四 PLC 在 C650-2 车床电气控制系统中的应用  212
 任务五 带倒计时显示的十字路口交通灯自动控制 219
 任务六 艺术彩灯控制 225
 习 题 五  230
 拓展阅读 231
项目六 特殊功能模块和 PLC 数据通信 232
 任务一 FX3U-3A-ADP 的使用和编程  232
 任务二 PLC 通信功能  238
 习 题 六  258
 拓展阅读 260
附录  261
 附录 A PLC 简易程序调试板结构示意图  261
 附录 B PLC 简易程序调试板原理图  261
参考文献  262

  寇舒，嘉兴职业技术学院，副教授

  王进满，嘉兴职业技术学院，副教授

本书是浙江省高职院校“十四五”重点立项建设教材,也是高等职业教育自动化类专业基础课新形态一体化教材。本书根据职业岗位技能需求,由生产生活中具体实例引入,将电气控制与PLC 应用技能的相应知识点融入工作任务之中,采用项目引领、任务驱动的模式,每个任务按任务描述、知识准备、任务实现的结构编写,结构清晰,易教易学,任务可操作性强。