前言

目前，電氣控制技術在現代化生產和實踐中發揮著越來越大的作用。電機與電氣控制技術是綜合了機床設備、電氣控制和PLC應用的一門新興技術，是實現機械加工、工業生產及其他各個領域自動化的重要技術之一，是機械設計制造及其自動化、機械電子工程（機電一體化）、數控機床、工業自動化等專業的一門重要的專業課，應用特別廣泛。該課程的教學目的是使學生掌握典型機床加工設備的機械結構組成、生產工藝過程、對電氣控制的要求，以及傳統機床設備電氣控制特點，并了解傳統機電技術上的不足，從而采用先進的PLC技術加以改造和研發創新，是一門工學結合、學用一致、理論聯系生產實際、能有效培養學生工程實踐能力和創新素質的應用技術。

最初的電氣控制主要是繼電接觸器邏輯控制系統，隨著生產技術的進步和生產過程的復雜化，可編程序控制器（PLC）技術得到了廣泛應用，并且發展極為迅速，現已成為電氣控制技術的主流。PLC被排在現代工業四大支柱（PLC、數控機床、工業機器人、CAD/CAM）之首位，其推廣應用的程度已被作為衡量一個國家先進水平的重要標志。雖然PLC可以取代繼電接觸器邏輯控制，但在傳統的機電傳動控制中，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上發展起來的，學好繼電接觸器邏輯控制系統也是學習PLC的基礎。此外，電氣控制系統中對電機的啟動、調速和制動控制也是控制系統設計的主要內容之一，因此對于電氣控制系統設計，電機的原理和特性也是必備的基本內容。

目前圖書市場上很少有將機床電機、電氣控制和PLC應用技術三者融會貫通的教材。大部分電氣控制和PLC教材中缺少對電機特性的介紹，使得學生在設計電機啟動、調速、制動控制時欠缺必要的理論基礎。考慮到大多數機械類專業缺乏控制理論和電機知識，因此本書將電機的工作原理、啟動、調速、制動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，在此基礎上介紹PLC的原理和應用。

大學生素質和技能教育的教學改革必須從教材改革入手，電氣控制與PLC應用技術課程的教學目的和宗旨就是要學生學會機床電氣控制技術和PLC應用技術，并把兩種技術能有機地融合在一起，用先進的PLC技術改造傳統落后的機床及機械設備，設計出現代化的機床PLC控制系統，達到工學結合、理論教學服務于生產實踐的目的。

本書編者多年來一直從事“機電一體化”新學科的教學和科研工作，一直承擔著電氣控制與PLC技術這門新專業課的教學任務。本書的編寫正是從實際的工程應用出發，努力培養學生的綜合素質和技能，力求設計實例豐富，可讀性、可用性和實踐性強，學生通過學習和參考此書，能對傳統機床及機械設備進行PLC技術改造和創新設計，將機床電機、電氣控制和PLC應用技術三者融合，尤其是把PLC技術真正用在機床設備的技術改造和創新設計上。

本書將從實用的角度出發，以培養學生的綜合素質和工程實踐創新能力為主線，突出工藝要領與操作，既注重傳統技能的培養，又注重高新技術應用能力的開發。書中詳細介紹機床中常用交直流電動機的工作原理和特性，低壓電器的結構組成、圖形符號、工作原理、使用說明，機床電氣控制的基本電路環節，西門子S7-200系列PLC的原理與應用，典型機床電氣控制電路和PLC控制電路的分析與設計等內容。重點放在PLC程序的設計方法上，因而具有知識新、實用性和綜合性強等特點。

由于電氣控制與PLC控制本是起源于同一體系，只是發展的階段不同，在理論和應用上是一脈相承的，因此本書將機床電氣控制技術和PLC應用技術的內容編寫在一起，能夠更好地體現出它們之間的內在聯系，使本書的結構和理論基礎系統化，并更具有科學性和先進性。本書注意精選內容，結合實際，突出應用，注重實例。在內容編排上循序漸進、由淺入深，在內容闡述上力求簡明扼要、圖文并茂、通俗易懂，便于教學和自學。

本書可作為普通高等院校機械電子工程、機械設計制造及自動化、數控機床、汽車專業等相關專業的本、專科教材及參考書；也可供工礦企事業單位的工程技術人員學習掌握機床電氣控制與PLC技術以及在設計改造傳統機床、機電控制設備的應用中參考；尤其是在該課程計劃教學課時普遍不足的情況下，適合廣大初中級電工及工控技術愛好者自學之用，也可作為技術培訓及在職技術人員進修學習之用，是一部理想的自學專業教材。

本書的編寫既是編者多年來教學和實踐經驗的概括和總結，又博采了目前各教材和著作的精華。參加該書編寫工作的有趙俊生（選題、立項、制定編寫大綱和前言、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），全書由趙俊生主持編寫和負責統稿。本書由王愛玲教授擔任主審，她對本書的編寫提供了大力支持，并提出了寶貴的意見，在此表示衷心的感謝！

一本新書的出版一般都是在認真總結和引用前人知識和智慧的基礎上創新發展起來的，本書的編寫也參考和引用了許多前人優秀教材與研究成果的精華。在此向本書所參考和引用的資料、文獻、教材和專著的編著者表示誠摯的敬意和感謝！

本書是21世紀新編教材，既要凸現工學結合、學用一致、理論密切聯系生產實際、“教、學、做”一體化等教學特色，又要注重對大學生素質和技能的培養和提高，所以難度較大。鑒于編者的水平和經驗有限，書中難免有不足、疏漏之處，懇請專家和讀者批評指正。

作者

2009年7月