PLC应用技术是高等职业教育电气自动化、机电一体化等相关专业的一门必修课程，本书针对三菱FX3U系列PLC的原理、编程方法及程序设计等内容进行讲解，主要内容包括：可编程序控制器概述、三菱FX3U系列PLC的硬件资源、基本指令系统及编程、步进顺控指令及编程、典型功能指令在编程中的应用、模拟量控制和通信以及PLC应用系统设计等主要内容。全书内容丰富，在讲解理论的基础上给出了大量的应用实例，读者可以根据实际需要选择性的进行学习。为了给读者提供一个学习的上升空间，教材中的第六章（模拟量控制和通信）作为选学内容，供课时量较大学校或者有一定的基础的读者学习。此外，书中每个章节的后面配有各种题型的思考和练习，供读者检验学习的效果。
可编程序控制器(简称PLC)是一种常见的工业控制器,在汽车、化工和机械等行业有着广泛的应用,也成为了高职高专机电类学生必修的一门专业课程。本书是以三菱FX3U系列PLC典型应用为主线编写,参考了相关的技术资料,克服了市面上的相关教材存在的理论性较深、缺乏实际应用实例、与工业生产实际脱节等问题,使学生能够理解并掌握可编程序控制器的使用方法,建立正确的编程思路,提高编程能力。
本书作者具有十多年的PLC教学经验,在本书的编写前进行了充分的市场调研,选取的机型为三菱公司主推的整体式可编程序控制器,用以替代三菱FX2N系列。为了使本书具有实用性,作者还充分考虑高职高专电气自动化、自动化、机电一体化等专业高端技能型和综合应用型人才培养的需要,参考了相关工种职业标准和技能鉴定考核的要求。
本书包括7个章节,第1章为可编程序控制器概述,重点介绍PLC的产生和发展、PLC的定义、PLC的组成及工作原理;第2章为三菱FX3U系列PLC的硬件资源,包括该系列PLC的面板、安装要求、输入/输出继电器、编程器及编程软件的使用,此外还介绍了FX3U与FX2N的差异;第3章为基本指令系统及编程;第4章为步进顺控指令及编程;第5章为典型功能指令在编程中的应用;第6章为模拟量的控制和FX3U联网通信方面的内容;第7章以典型的自动生产线为依托,分析PLC应用系统设计,并将系统的单机控制运行拓展到网络控制。这7个章节内容侧重点各有不同,自然分层,读者可以由浅入深,由简入繁地进行学习。
本书在内容选择和结构层次方面充分考虑到读者的不同需求,其中第1章和第2章为基础理论知识;第3章~第5章帮助读者建立一定的编程思路,掌握编程方法;第6章和第7章为综合应用能力的提升,可以为读者搭建能力上升通道,有助于提升综合应用能力和解决问题的能力,达到维修电工技师的考核要求。
本书既可作为高职高专机电类专业的教材,也可作为相关职业技能培训的教材。此外,还可以作为相关工程技术人员的参考书籍。
全书由上海工程技术大学张静之、刘建华和上海电机学院陈梅编著。全书由张静之老师负责统稿,其中第1章由陈梅老师编写,第2~4章和附录由张静之老师编写,第5~7章由刘建华老师编写。在编写过程中,参考了一些书刊并引用了一些资料,难以一一列举,在此一并对作者们表示衷心的感谢。
由于编者水平有限,错误在所难免,恳请使用本书的师生和读者提出宝贵的意见。
编者
前 言
第1 章 可编程序控制器概述 1
1. 1 PLC 的产生与发展 1
1. 1. 1 PLC 的产生与定义 1
1. 1. 2 PLC 的特点 3
1. 1. 3 PLC 的发展 4
1. 2 PLC 的组成及工作原理 6
1. 2. 1 PLC 的基本组成 6
1. 2. 2 PLC 的循环扫描原理 9
1. 2. 3 PLC 与继电-接触器控制电路的区别 10
1. 3 思考与练习 10
第2 章 三菱FX3U 系列PLC 的硬件资源 13
2. 1 认识三菱PLC 13
2. 1. 1 FX3U系列PLC 的面板 13
2. 1. 2 FX3U系列PLC 的安装要求 18
2. 1. 3 FX3U 系列PLC 的输入/ 输出继电器 22
2. 1. 4 FX3U与FX2N的差异 26
2. 2 编程器及编程软件的应用 28
2. 2. 1 FX-20P 手持式编程器的使用 28
2. 2. 2 SWOPC-FXGP / WIN-C 编程软件的应用 40
2. 2. 3 GX_ GX Developer 编程软件的
应用 44
2. 3 思考与练习 50
第3 章 基本指令系统及编程 52
3. 1 连接驱动指令及其应用 52
3. 1. 1 基础知识: 连接驱动指令 52
3. 1. 2 应用实例: 门铃控制 53
3. 1. 3 应用实例: 水池水位控制 54
3. 2 串/并联指令及其应用 55
3. 2. 1 基础知识: 串联指令 55
3. 2. 2 应用实例: PLC 控制传送带上贴商标装置 56
3. 2. 3 应用实例: PLC 控制传送带上检测瓶子装置(含计数器) 56
3. 2. 4 基础知识: 并联指令 59
3. 2. 5 应用实例: 自锁电路应用 59
3. 2. 6 应用实例: PLC 控制的自动检票放行装置(含定时器) 60
3. 3 电路块指令及其应用 62
3. 3. 1 基础知识: 电路块指令 62
3. 3. 2 应用实例: 双联开关控制 64
3. 3. 3 应用实例: PLC 控制的搬运小车(含辅助继电器) 65
3. 4 多重输出与主控指令及其应用 69
3. 4. 1 基础知识: 多重输出指令 69
3. 4. 2 基础知识: 主控指令 71
3. 4. 3 应用实例: 智力竞赛抢答器系统 72
3. 5 脉冲指令与脉冲式触点指令及其应用 74
3. 5. 1 基础知识: 运算结果脉冲化指令 74
3. 5. 2 基础知识: 脉冲微分指令 75
3. 5. 3 基础知识: 脉冲式触点指令 76
3. 5. 4 应用实例: 工业控制用手柄 78
3. 5. 5 应用实例: 自动开/关门系统 81
3. 6 置位、复位指令及其应用 82
3. 6. 1 基础知识: 置位、复位指令 82
3. 6. 2 应用实例: 连续控制电路 82
3. 6. 3 应用实例: 金属、非金属分拣系统 83
3. 7 其他基本指令及其应用 85
3. 7. 1 基础知识: 逻辑运算结果取反指令INV 85
3. 7. 2 基础知识: 空操作指令 86
3. 7. 3 应用实例: 逻辑分析与梯形图处理 86
3. 8 将继电-接触器电路转换为梯形图 88
3. 8. 1 应用实例: 电动机正/反转控制 88
3. 8. 2 应用实例: Y-△减压起动Ⅳ控制 90
3. 9 起、保、停方式设计梯形图 93
3. 9. 1 应用实例: Y-△减压起动控制 93
3. 9. 2 应用实例: PLC 控制水塔、水池水位 95
3. 10 时序逻辑方式设计梯形图 96
3. 10. 1 应用实例: PLC 控制彩灯闪烁 96
3. 10. 2 应用实例: PLC 控制红绿灯 97
3. 11 顺序控制方式设计梯形图 101
3. 11. 1 应用实例: PLC 控制钻孔动力头 101
3. 11. 2 应用实例: PLC 控制传送带装置 103
3. 12 思考与练习 104
第4 章 步进顺控指令及编程 107
4. 1 状态元件与步进顺控指令 107
4. 1. 1 状态转移图与状态元件 107
4. 1. 2 步进顺控指令 109
4. 2 单流程的程序设计 111
4. 2. 1 基础知识: 单流程的程序设计 111
4. 2. 2 应用实例: PLC 控制剪板机 111
4. 2. 3 应用实例: PLC 控制自动送料装置 112
4. 2. 4 应用实例: PLC 控制模压机系统 114
4. 3 循环程序设计 119
4. 3. 1 基础知识: 循环程序设计 119
4. 3. 2 应用实例: PLC 控制交通灯 119
4. 3. 3 应用实例: PLC 控制的分拣流水线 120
4. 4 跳转程序设计 126
4. 4. 1 基础知识: 跳转程序设计 126
4. 4. 2 应用实例: PLC 控制自动混料罐 127
4. 4. 3 应用实例: PLC 控制运料小车 130
4. 4. 4 应用实例: PLC 控制机械滑台 131
4. 5 选择性分支程序设计 138
4. 5. 1 基础知识: 选择性分支 138
4. 5. 2 应用实例: PLC 控制工作方式可选的运料小车 138
4. 5. 3 应用实例: PLC 控制机械手分拣大小球 143
4. 6 并行分支程序设计 146
4. 6. 1 基础知识: 并行结构 146
4. 6. 2 应用实例: PLC 控制双面钻孔机床 146
4. 7 思考与练习 150
第5 章 典型功能指令在编程中的应用 152
5. 1 功能指令概述 152
5. 1. 1 功能指令格式 152
5. 1. 2 数据寄存器D 152
5. 1. 3 数据表示方法 153
5. 2 程序流控制指令及其应用 154
5. 2. 1 基础知识: 程序流控
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