本书是“工业自动化实用技术丛书”之一，全书共分9个章节，主要介绍了变频器调速及控制等基础知识，讲解了PLC功能指令、模块和变频器调速系统设计方法，结合具体工程实例讲解了PLC和变频器控制系统的设计方法。具体内容包括变频器概述、交流调速基础、变频器的运行、变频调速控制原理、PLC功能指令及功能模块等。该书可供各大专院校作为教材使用，也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。

本书介绍了变频器调速及控制等基础知识，讲解了PLC功能指令、模块和变频器调速系统设计方法，结合具体工程实例讲解了PLC和变频器控制系统的设计方法。

本书内容全面、条理清晰、实例丰富，可供读者自学PLC编程和变频器应用使用，也可作为大专院校相关专业的参考用书。本书有助于读者快速掌握PLC和变频器控制原理，完成高质量的控制系统设计。

基础篇

第1章　变频器概述/3

 1.1　变频器的发展/3

1.1.1　变频器的技术发展/3

1.1.2　我国变频器发展现状及前景/5

 1.2　变频器的基本工作原理及特点/6

1.2.1　变频器的基本工作原理/6

1.2.2　变频器的特点/7

 1.3　变频器的构成与功能/8

1.3.1　整流电路/9

1.3.2　中间电路/9

1.3.3　逆变电路/11

1.3.4　控制电路/11

 1.4　变频器的分类/11

1.4.1　依据主电路结构形式分类/12

1.4.2　依据主电路工作方式分类/12

1.4.3　依据控制方式分类/13

1.4.4　依据逆变器开关方式分类/14

1.4.5　依据用途分类/15

 1.5　变频器的配套设备/16

 1.6　本章小结/20

第2章　交流调速基础/21

 2.1　电动机调速的7种方法/21

 2.2　变频调速概述/24

2.2.1　变频调速和PWM技术简介/24

2.2.2　变频调速控制技术的发展趋势/26

2.2.3　新型调速电动机的特点/28

 2.3　PWM控制原理/28

2.3.1　PWM的调制模式/29

2.3.2　PWM的方法/30

2.3.3　正弦波脉宽调制(SPWM)/35

2.3.4　电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)/41

2.3.5　特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)/44

2.3.6　SPWM与SVPWM两种方法的比较/52

 2.4　本章小结/53

第3章　变频器的运行/54

 3.1　变频器常用运行参数及设定/54

3.1.1　变频器的常用运行参数/54

3.1.2　变频器的常用运行参数设定方法/56

 3.2　变频器的运行方式/60

3.2.1　点动运行/60

3.2.2　并联运行/61

3.2.3　同步运行/63

3.2.4　正、反转运行/65

3.2.5　瞬停再启动运行/66

3.2.6　正转运行/67

3.2.7　多段速运行/67

3.2.8　PID运行/70

3.2.9　工频与变频运行/74

3.2.10　节能运行/78

 3.3　变频器与PLC的连接方式/80

3.3.1　运行信号的输入/80

3.3.2　频率指令信号的输入/82

3.3.3　触点输出信号/84

3.3.4　连接注意事项/84

 3.4　本章小结/85

第4章　变频调速控制原理/87

 4.1　异步电动机基本工作原理/87

4.1.1　异步电动机的结构/87

4.1.2　三相异步电动机旋转原理/89

 4.2　U/f恒定控制/91

4.2.1　U/f控制基本原理/91

4.2.2　恒定控制方式/91

4.2.3　恒磁通控制方式/92

4.2.4　恒功率控制方式/93

4.2.5　电压型U/f控制变频器/94

 4.3　转差频率控制/95

4.3.1　转差频率控制基本原理/95

4.3.2　转差频率控制规律/95

4.3.3　转差频率控制变频器的系统结构/96

 4.4　矢量控制/97

4.4.1　矢量控制基本原理/97

4.4.2　基于转差频率控制的矢量控制方式/97

4.4.3　无速度传感器的矢量控制方式/99

4.4.4/3种控制方式的特性比较/99

 4.5　直接转矩控制/101

4.5.1　直接转矩控制基本原理/101

4.5.2　直接转矩控制的特点/101

4.5.3　直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较/102

 4.6　本章小结/103

提高篇

第5章　PLC功能指令及功能模块/107

 5.1　模拟量控制/107

5.1.1　概述/107

5.1.2　模拟量基本PID控制/108

5.1.3　用Omron PLC PID指令实现PID控制/109

5.1.4　用三菱PLC PID指令实现PID控制/113

5.1.5　用西门子PLC PID指令、函数块实现PID控制/116

 5.2　高速计数比较控制/121

5.2.1　概述/121

5.2.2　用罗克韦尔(A-B)PLC内置高速计数器比较控制/121

5.2.3　用三菱PLC高速计数模块比较控制/124

 5.3　PLC通信程序/125

5.3.1　概述/125

5.3.2　西门子S7-200系列/126

5.3.3　三菱FX系列PLC/130

5.3.4　PLC与智能装置间的通信程序设计/131

 5.4　本章小结/132

第6章　变频器调速系统设计/133

 6.1　变频器的选择和容量计算/133

6.1.1　负载的转矩特性/133

6.1.2　变频器容量计算/135

6.1.3　变频器的选择/139

 6.2　变频器的主要控制功能与参数设定/142

6.2.1　变频器的外部接口电路/142

6.2.2　变频器的主要控制功能/144

6.2.3　变频器的参数设定/148

 6.3　变频器周边设备的选择/150

6.3.1　电源协调用交流电抗器/150

6.3.2　改善功率因数直流电抗器/151

6.3.3　电源滤波器/152

6.3.4　制动电阻与制动单元/153

 6.4　变频器的安装/155

6.4.1　安装环境的要求/155

6.4.2　安装方法/157

6.4.3　安装柜设计/158

6.4.4　变频器的接线/159

 6.5　本章小结/163

实践篇

第7章　顺序控制与工程实例/167

 7.1　欧姆龙(Omron)PLC介绍/167

 7.2　欧姆龙(Omron)变频器介绍/170

 7.3　开炼机变频器控制系统设计/172

7.3.1　开炼机控制系统功能说明/172

7.3.2　开炼机控制系统硬件选型/174

7.3.3　开炼机变频调速(台达变频器)控制系统设计/182

 7.4　PLC控制牵引机变频器启动、停止的实现/185

7.4.1　牵引机控制系统概述/185

7.4.2　牵引机控制系统功能说明/186

7.4.3　Omron PLC控制变频器控制系统的设计/186

 7.5　本章小结/197

第8章　模拟量控制与工程实例/198

 8.1　三菱PLC模拟量模块介绍/198

 8.2　FX系列的12位模拟量输入/输出模块的公共特性/199

 8.3　三菱变频器介绍/201

 8.4　控制系统的设计流程/205

8.4.1　PLC控制系统的设计内容/206

8.4.2　PLC控制系统的设计步骤/206

8.4.3　电气控制原理图—硬件设计/207

 8.5　自动喷涂控制系统设计/215

8.5.1　分析控制需求/215

8.5.2　系统的运动控制方案/216

8.5.3　硬件系统/216

8.5.4　软件系统/220

 8.6　本章小结/227

第9章　PLC与变频器通信综合应用实例/228

 9.1　变频调速恒压供水系统/228

9.1.1　变频调速恒压供水系统概述/229

9.1.2　系统硬件选择及系统电路设计/234

9.1.3　PLC程序设计/240

 9.2　西门子PLC挤出机控制系统设计/255

9.2.1　挤出机系统概述/256

9.2.2　系统硬件选择及系统电路设计/262

9.2.3　PLC控制软件设计/277

 9.3　基于PLC的复贴机电控张力控制系统设计/284

9.3.1　PLC复贴机电控张力控制系统概述/285

9.3.2　系统硬件选择及电路设计/290

9.3.3　PLC控制软件设计/296

 9.4　基于现场总线的造纸机传动调速系统设计/310

9.4.1　造纸机传动调速系统概述/310

9.4.2　系统硬件选择及系统电路设计/315

9.4.3　PLC程序设计/323

 9.5　本章小结/330

附录1　Omron公司PLC性能简介/331

附录2　典型通用变频器技术规范/336

附录3　变频器常用附件的选用/343

附录4　变频器典型应用电路/347