三菱FX5U PLC是FX3U PLC的升级产品,其在产品性能、与驱动产品的连接和软件环境等方面都有了很大的提高和改善。本书以FX5U PLC为对象,介绍了PLC的基本结构、工作原理和编程基础,PLC编程的相关指令及GX Works3编程软件的应用,常用PLC程序设计方法,PLC控制系统(包括数字量、模拟量、通信)的设计与实现,以及PLC与触摸屏、步进电动机、变频器、伺服系统的连接与应用。
本书从应用性实例分析及程序设计着手,制定相应学习目标,通过分析和解决实际问题的形式帮助读者学习理论知识并提升专业技能。本书的内容由简到繁、循序渐进,注重读者应用能力的培养,通过实例分析及技能训练等环节来帮助读者完成知识的理解和吸收。
本书既可作为职业本科院校和高等职业院校自动化类相关专业的教材,也可作为相关职业技能培训的教材或相关技术人员的参考书。
1.应用性好:指令配有指令应用,程序编写及设计时采用案例分析形式, 大多数章节后还附有相应的技能训练和习题。
2.新形态教材:本书配套电子资源包括微课视频(扫二维码观看)、电子课件、习题解答、源程序和参考资料等。
可编程序控制器(简称PLC)是一种以微型计算机为核心的通用工业控制器。从产生到现在,其控制功能和应用领域都在不断拓展,实现了由单体设备的简单逻辑控制到运动控制、过程控制及集散控制等各种复杂任务控制的跨越。现在的PLC在模拟量处理、数据运算、人机接口和工业控制网络等方面的能力都已大幅提高,成为工业控制领域的主流控制设备之一。
为了适应市场需求,三菱公司新一代PLC在通信接口、运行速度等方面做了改善。FX3U系列PLC是三菱公司于2005年推出的第三代小型可编程序控制器,为了适应市场的快速发展,该公司又于2015年推出了FX5U作为FX3U的升级产品。同FX3U产品相比,FX5U在产品性能、与驱动产品的连接和软件环境等方面都有了很大的提高与改善,因此其应用领域在不断扩展。
本书以FX5U PLC为对象,对其硬件结构、编程软件、编程指令及其项目应用做了详细介绍,以满足对FX5U PLC项目开发和应用维护等方面相关人才培养的需求。本书是在第1版的基础上对基础知识做了总结和提炼,精简了部分指令的介绍,并增加了基于PLC本体的通信应用,适配工业互联网的发展需求。全书共有8章。第1章介绍了PLC的发展、结构、工作原理和外部接线;第2章介绍了FX5U PLC的编程资源、编程语言、简单逻辑控制指令及编程软件的使用;第3、4章介绍了FX5U PLC常用的基本指令、应用指令及应用;第5~8章以FX5U PLC应用为主线,介绍了PLC的常用程序设计方法、PLC模拟量控制、PLC通信,以及PLC控制系统的相关知识和应用案例。
本书在介绍PLC指令时配有指令应用介绍,可帮助读者理解和掌握指令的基础知识和指令在程序中的应用;在PLC程序编写及设计方面,本书采用实例学习、项目驱动方式,帮助读者理解和掌握知识的应用进而提升读者的技能;本书大多数章节后还附有相应的技能训练和思考与习题。
本书内容合理、层次分明、结构清楚、图文并茂、面向应用,可作为职业本科院校和高等职业院校自动化类相关专业的教材,也可作为相关职业技能培训的教材或相关技术人员的参考书。
本书是机械工业出版社组织出版的高等职业教育本科新形态系列教材之一,由无锡职业技术大学姚晓宁主编,无锡职业技术大学周广宏、郭琼担任副主编,无锡信捷电气股份有限公司王正堂和无锡职业技术大学丁健参与编写。
本书在编写过程中参考了大量的手册和相关书籍,在此向各位作者表示诚挚的感谢。同时,由于编者水平有限,书中难免有疏漏和不妥之处,敬请广大读者批评指正。
郭琼,无锡职业技术学院教授。《工业机器人技术专业装备规范》标准撰写专家组成员,参与国家智能制造标准制定4项,省青蓝工程教学团队培养对象带头人,首批全国机械行业职业教育服务先进制造专业名师教学团对带头人,校第二届教学名师,无锡市智能装备技术专业负责人,无锡市工业机器人技术应用名师工作室负责人。
前言
第1章PLC介绍
1.1PLC的产生与发展
1.2PLC的特点与应用
1.2.1PLC的特点
1.2.2PLC的应用
1.3PLC的分类与主要产品
1.3.1PLC的分类
1.3.2PLC主要产品及三菱FX系列产品
1.4PLC的基本结构及工作原理
1.4.1PLC的基本结构
1.4.2PLC的工作原理
1.5三菱FX5U系列PLC硬件
1.5.1FX5U PLC型号
1.5.2FX5U模块
1.5.3系统组建要求
1.5.4FX5U PLC性能指标
1.6三菱FX5U系列PLC的外部接线
1.6.1端子排分布与功能
1.6.2输入回路接线
1.6.3输出回路接线
1.6.4外部接线实例
1.7技能训练PLC外部接线图绘制
思考与练习
第2章FX5U PLC的编程基础
2.1三菱FX5U系列PLC的编程资源
2.1.1程序结构及程序部件
2.1.2编程软元件及寻址方式
2.1.3标签及数据类型
2.2PLC的编程语言
2.2.1梯形图(LD)
2.2.2功能块图(FBD)
2.2.3结构化文本(ST)
2.3简单逻辑控制指令
2.3.1触点及线圈输出指令
2.3.2脉冲指令
2.3.3定时器/计数器指令
2.3.4置位/复位/取反指令
2.3.5指令应用程序设计与分析
2.4GX Works3编程软件介绍
2.4.1GX Works3的主要功能
2.4.2GX Works3编程软件的安装
2.4.3GX Works3编程软件的使用
2.5逻辑控制类程序的编写与调试
2.5.1任务1:电动机正反转控制程序设计
2.5.2任务2:小车在两点间自动往返控制程序设计
2.6技能训练传送带两地控制程序设计
思考与练习
第3章FX5U PLC的基本指令及应用
3.1比较计算指令
3.1.1触点型比较指令
3.1.2数据比较指令
3.1.3区域比较指令
3.1.4块数据比较指令
3.1.5指令应用交通灯控制程序设计
3.2算术运算指令
3.2.1加法/减法指令
3.2.2乘法/除法指令
3.2.3增量/减量指令
3.2.4指令应用停车场车位统计程序设计
3.3数据传送类指令
3.3.1数据及块数据传送指令
3.3.2数据取反传送指令
3.3.3交换指令
3.3.4指令应用生产线产品计数程序设计
3.4数据转换指令
3.4.1指令类型
3.4.2指令解析
3.4.3指令应用数码管倒计时程序设计
3.5技能训练跑马灯控制程序设计
思考与练习
第4章FX5U PLC的应用指令及应用
4.1循环指令
4.1.1不带进位的循环移位指令
4.1.2带进位的循环移位指令
4.1.3指令应用节日彩灯控制程序设计
4.2程序流程控制指令
4.2.1程序分支指令
4.2.2程序执行控制指令
4.2.3指令应用定时中断应用程序设计
4.3结构化指令
4.3.1子程序调用指令
4.3.2FOR~NEXT指令
4.3.3指令应用子程序调用功能实现
4.4脉冲输出指令
4.4.1恒定周期脉冲输出指令
4.4.2脉宽调制指令
4.4.3脉冲密度检测指令
4.4.4指令应用步进电动机位置控制程序设计
4.5时钟运算指令
4.5.1时钟用特殊寄存器和特殊继电器
4.5.2时钟数据写入/读取指令
4.5.3其他时钟运算指令
4.5.4指令应用上下班打铃程序设计
4.6技能训练工件分拣控制程序设计
思考与练习
第5章常用PLC程序设计方法
5.1电路移植法
5.1.1两台电动机顺起逆停PLC程序设计
5.1.2电动机星形-三角形减压起动PLC程序设计
5.2经验设计法
5.2.1花样喷泉控制程序设计
5.2.2三台风机运行状态监控程序设计
5.2.3台车呼叫控制系统程序设计
5.3顺序控制设计法
5.3.1液压动力滑台运动控制系统程序设计(通用指令)
5.3.2三台电动机顺序起停控制系统程序设计(步进指令)
5.3.3液体混合搅拌器控制系统程序设计(步进指令)
5.4技能训练
5.4.1小车在3个工位之间的延时往返控制系统设计
5.4.2步进指令应用程序编写
思考与练习
第6章PLC模拟量控制及应用
6.1PLC模拟量输入(A/D)
6.1.1模拟量输入(A/D)介绍
6.1.2A/D参数设置与使用
6.1.3A/D应用举例
6.2PLC模拟量输出(D/A)
6.2.1模拟量输出(D/A)介绍
6.2.2D/A的参数设置与应用
6.2.3D/A应用举例
6.3PID控制
6.3.1PID介绍
6.3.2PID指令的用法
6.3.3PID参数
6.4乒乓球位置控制系统设计
6.4.1系统控制要求
6.4.2系统硬件配置及介绍
6.4.3程序设计与调试
6.5技能训练水箱温度控制程序设计
思考与练习
第7章FX5U PLC的通信及应用
7.1PLC通信基础
7.1.1FX5U PLC的串口通信
7.1.2FX5U PLC的以太网通信
7.2基于RS-485接口的简易
PLC链接通信
7.2.1简易PLC之间的链接通信功能
7.2.2简易PLC链接通信功能的实现
7.2.3两台PLC的并列链接通信功能的实现
7.3基于以太网的简单CPU通信功能
7.3.1简单CPU通信功能
7.3.2基于以太网的简单CPU通信功能的实现
7.4三菱PLC的固件升级
7.4.1固件更新的方法
7.4.2采用SD存储卡进行固件更新
7.5技能训练
7.5.1简易PLC链接通信功能程序设计
7.5.2基于以太网的简单CPU通信程序设计
思考与练习
第8章综合应用
8.1PLC控制系统设计方法
8.1.1PLC控制系统设计的基本原则
8.1.2PLC控制系统设计的步骤和内容
8.2基于变频器的电动机多段速运行的PLC系统设计
8.2.1系统控制要求
8.2.2系统硬件电路
8.2.3变频器接线及设置
8.2.4PLC程序编写及调试
8.3基于触摸屏的步进电动机
PLC控制系统的设计
8.3.1控制系统设计要求
8.3.2触摸屏画面设计
8.3.3PLC程序设计
8.4仓储单元定位控制系统设计
8.4.1定位控制系统基本组成
8.4.2伺服驱动器接线及参数设置
8.4.3仓储单元定位控制系统硬件电路
8.4.4程序编写与调试
8.5技能训练
8.5.1基于外部开关控制的变频调速系统设计
8.5.2基于HMI监控的交通信号灯
控制系统设计
思考与练习
参考文献