前言

目前，電氣控制技術(shù)在現(xiàn)代化生產(chǎn)和實(shí)踐中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。電機(jī)與電氣控制技術(shù)是綜合了機(jī)床設(shè)備、電氣控制和PLC應(yīng)用的一門(mén)新興技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工、工業(yè)生產(chǎn)及其他各個(gè)領(lǐng)域自動(dòng)化的重要技術(shù)之一，是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、機(jī)械電子工程（機(jī)電一體化）、數(shù)控機(jī)床、工業(yè)自動(dòng)化等專業(yè)的一門(mén)重要的專業(yè)課，應(yīng)用特別廣泛。該課程的教學(xué)目的是使學(xué)生掌握典型機(jī)床加工設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)組成、生產(chǎn)工藝過(guò)程、對(duì)電氣控制的要求，以及傳統(tǒng)機(jī)床設(shè)備電氣控制特點(diǎn)，并了解傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)上的不足，從而采用先進(jìn)的PLC技術(shù)加以改造和研發(fā)創(chuàng)新，是一門(mén)工學(xué)結(jié)合、學(xué)用一致、理論聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際、能有效培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新素質(zhì)的應(yīng)用技術(shù)。

最初的電氣控制主要是繼電接觸器邏輯控制系統(tǒng)，隨著生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)過(guò)程的復(fù)雜化，可編程序控制器（PLC）技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，并且發(fā)展極為迅速，現(xiàn)已成為電氣控制技術(shù)的主流。PLC被排在現(xiàn)代工業(yè)四大支柱（PLC、數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人、CAD/CAM）之首位，其推廣應(yīng)用的程度已被作為衡量一個(gè)國(guó)家先進(jìn)水平的重要標(biāo)志。雖然PLC可以取代繼電接觸器邏輯控制，但在傳統(tǒng)的機(jī)電傳動(dòng)控制中，繼電接觸器邏輯控制仍是主要的電氣控制方式。而PLC本身就是在繼電接觸器邏輯控制技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的，學(xué)好繼電接觸器邏輯控制系統(tǒng)也是學(xué)習(xí)PLC的基礎(chǔ)。此外，電氣控制系統(tǒng)中對(duì)電機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)控制也是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，因此對(duì)于電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，電機(jī)的原理和特性也是必備的基本內(nèi)容。

目前圖書(shū)市場(chǎng)上很少有將機(jī)床電機(jī)、電氣控制和PLC應(yīng)用技術(shù)三者融會(huì)貫通的教材。大部分電氣控制和PLC教材中缺少對(duì)電機(jī)特性的介紹，使得學(xué)生在設(shè)計(jì)電機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)控制時(shí)欠缺必要的理論基礎(chǔ)。考慮到大多數(shù)機(jī)械類專業(yè)缺乏控制理論和電機(jī)知識(shí)，因此本書(shū)將電機(jī)的工作原理、啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)及控制方法作了必要的介紹。然后介紹繼電接觸器邏輯控制系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上介紹PLC的原理和應(yīng)用。

大學(xué)生素質(zhì)和技能教育的教學(xué)改革必須從教材改革入手，電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)課程的教學(xué)目的和宗旨就是要學(xué)生學(xué)會(huì)機(jī)床電氣控制技術(shù)和PLC應(yīng)用技術(shù)，并把兩種技術(shù)能有機(jī)地融合在一起，用先進(jìn)的PLC技術(shù)改造傳統(tǒng)落后的機(jī)床及機(jī)械設(shè)備，設(shè)計(jì)出現(xiàn)代化的機(jī)床PLC控制系統(tǒng)，達(dá)到工學(xué)結(jié)合、理論教學(xué)服務(wù)于生產(chǎn)實(shí)踐的目的。

本書(shū)編者多年來(lái)一直從事“機(jī)電一體化”新學(xué)科的教學(xué)和科研工作，一直承擔(dān)著電氣控制與PLC技術(shù)這門(mén)新專業(yè)課的教學(xué)任務(wù)。本書(shū)的編寫(xiě)正是從實(shí)際的工程應(yīng)用出發(fā)，努力培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和技能，力求設(shè)計(jì)實(shí)例豐富，可讀性、可用性和實(shí)踐性強(qiáng)，學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)和參考此書(shū)，能對(duì)傳統(tǒng)機(jī)床及機(jī)械設(shè)備進(jìn)行PLC技術(shù)改造和創(chuàng)新設(shè)計(jì)，將機(jī)床電機(jī)、電氣控制和PLC應(yīng)用技術(shù)三者融合，尤其是把PLC技術(shù)真正用在機(jī)床設(shè)備的技術(shù)改造和創(chuàng)新設(shè)計(jì)上。

本書(shū)將從實(shí)用的角度出發(fā)，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和工程實(shí)踐創(chuàng)新能力為主線，突出工藝要領(lǐng)與操作，既注重傳統(tǒng)技能的培養(yǎng)，又注重高新技術(shù)應(yīng)用能力的開(kāi)發(fā)。書(shū)中詳細(xì)介紹機(jī)床中常用交直流電動(dòng)機(jī)的工作原理和特性，低壓電器的結(jié)構(gòu)組成、圖形符號(hào)、工作原理、使用說(shuō)明，機(jī)床電氣控制的基本電路環(huán)節(jié)，西門(mén)子S7-200系列PLC的原理與應(yīng)用，典型機(jī)床電氣控制電路和PLC控制電路的分析與設(shè)計(jì)等內(nèi)容。重點(diǎn)放在PLC程序的設(shè)計(jì)方法上，因而具有知識(shí)新、實(shí)用性和綜合性強(qiáng)等特點(diǎn)。

由于電氣控制與PLC控制本是起源于同一體系，只是發(fā)展的階段不同，在理論和應(yīng)用上是一脈相承的，因此本書(shū)將機(jī)床電氣控制技術(shù)和PLC應(yīng)用技術(shù)的內(nèi)容編寫(xiě)在一起，能夠更好地體現(xiàn)出它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，使本書(shū)的結(jié)構(gòu)和理論基礎(chǔ)系統(tǒng)化，并更具有科學(xué)性和先進(jìn)性。本書(shū)注意精選內(nèi)容，結(jié)合實(shí)際，突出應(yīng)用，注重實(shí)例。在內(nèi)容編排上循序漸進(jìn)、由淺入深，在內(nèi)容闡述上力求簡(jiǎn)明扼要、圖文并茂、通俗易懂，便于教學(xué)和自學(xué)。

本書(shū)可作為普通高等院校機(jī)械電子工程、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化、數(shù)控機(jī)床、汽車(chē)專業(yè)等相關(guān)專業(yè)的本、專科教材及參考書(shū)；也可供工礦企事業(yè)單位的工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)掌握機(jī)床電氣控制與PLC技術(shù)以及在設(shè)計(jì)改造傳統(tǒng)機(jī)床、機(jī)電控制設(shè)備的應(yīng)用中參考；尤其是在該課程計(jì)劃教學(xué)課時(shí)普遍不足的情況下，適合廣大初中級(jí)電工及工控技術(shù)愛(ài)好者自學(xué)之用，也可作為技術(shù)培訓(xùn)及在職技術(shù)人員進(jìn)修學(xué)習(xí)之用，是一部理想的自學(xué)專業(yè)教材。

本書(shū)的編寫(xiě)既是編者多年來(lái)教學(xué)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的概括和總結(jié)，又博采了目前各教材和著作的精華。參加該書(shū)編寫(xiě)工作的有趙俊生（選題、立項(xiàng)、制定編寫(xiě)大綱和前言、第1、8、9章）、樊文欣（第6章）、張保成（第2、7章）、原霞（第3、4、5章），全書(shū)由趙俊生主持編寫(xiě)和負(fù)責(zé)統(tǒng)稿。本書(shū)由王愛(ài)玲教授擔(dān)任主審，她對(duì)本書(shū)的編寫(xiě)提供了大力支持，并提出了寶貴的意見(jiàn)，在此表示衷心的感謝！

一本新書(shū)的出版一般都是在認(rèn)真總結(jié)和引用前人知識(shí)和智慧的基礎(chǔ)上創(chuàng)新發(fā)展起來(lái)的，本書(shū)的編寫(xiě)也參考和引用了許多前人優(yōu)秀教材與研究成果的精華。在此向本書(shū)所參考和引用的資料、文獻(xiàn)、教材和專著的編著者表示誠(chéng)摯的敬意和感謝！

本書(shū)是21世紀(jì)新編教材，既要凸現(xiàn)工學(xué)結(jié)合、學(xué)用一致、理論密切聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際、“教、學(xué)、做”一體化等教學(xué)特色，又要注重對(duì)大學(xué)生素質(zhì)和技能的培養(yǎng)和提高，所以難度較大。鑒于編者的水平和經(jīng)驗(yàn)有限，書(shū)中難免有不足、疏漏之處，懇請(qǐng)專家和讀者批評(píng)指正。

作者

2009年7月