三菱FX系列PLC原理及應(yīng)用(含仿真與實訓(xùn))
定 價:69 元
叢書名:普通高等教育電氣信息類系列教材
- 作者:曹弋
- 出版時間:2022/12/1
- ISBN:9787111714149
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TM571.61
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
本書立足于應(yīng)用型人才的培養(yǎng),以三菱FX系列PLC中目前流行的FX3U為目標(biāo)機(jī)型,結(jié)合變頻器和伺服控制,全面地介紹了PLC控制系統(tǒng)的組成、工作原理和編程設(shè)計方法。
本書將教程和實訓(xùn)結(jié)合,教程部分采用大量實例,圖文并茂,并和實訓(xùn)內(nèi)容一一對應(yīng),通過理論、仿真和實訓(xùn),一步步地深入,*后通過課程設(shè)計加強(qiáng)工程能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)。本書編程軟件使用GX Works2,其自帶的GX Simulator2方便模擬仿真運(yùn)行,教程篇和實訓(xùn)篇的內(nèi)容、操作都配有微課視頻,方便學(xué)生自學(xué)和課后練習(xí)。
本書可在高等院校智能制造、自動化、電氣、能源機(jī)械和計算機(jī)等相關(guān)專業(yè)的教學(xué)中使用,也可作為工程技術(shù)人員的應(yīng)用參考書。
PLC控制技術(shù)”課程是南京師范大學(xué)國家級一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)“電氣工程及其自動化”的專業(yè)課程。多年來,南京師范大學(xué)“PLC控制技術(shù)”課程組在課程建設(shè)中積累了豐富的教學(xué)資源,建成了微視頻庫、案例程序庫、習(xí)題庫以及在線開放課程等。2008年,該專業(yè)出版的《電氣控制與可編程控制器技術(shù)》和《電氣控制與可編程控制器技術(shù)實訓(xùn)教程》兩部教材,因其先進(jìn)的設(shè)計理念和優(yōu)良的實踐成效,深受該專業(yè)師生歡迎,先后在100多所高校中推廣使用。兩部教材于2019年發(fā)行第4版,并連續(xù)五次印刷,兩次獲得中國石油和化學(xué)工業(yè)出版物獎(教材獎)一等獎。
近年來,南京師范大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)院深入貫徹新工科教育理念,注重與行業(yè)龍頭企業(yè)深度合作,堅持以產(chǎn)學(xué)研之路推動創(chuàng)新人才培養(yǎng),與南瑞集團(tuán)合作共建南瑞電氣與自動化學(xué)院,與三菱公司共建PLC控制技術(shù)等實驗室。學(xué)院重視理論與實踐教學(xué)相結(jié)合,將課程、項目、比賽、設(shè)計有機(jī)聯(lián)系,通過課程教學(xué)、創(chuàng)新項目、指導(dǎo)學(xué)生比賽,以及課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)的深度融合,推動“學(xué)做創(chuàng)”一體化,有效提升了人才培養(yǎng)質(zhì)量。學(xué)生在發(fā)表科研論文、申請專利和軟件著作權(quán)以及各類競賽中均取得優(yōu)異成績。學(xué)院產(chǎn)教融合、協(xié)同育人的豐富經(jīng)驗,為教材編寫打下了堅實的基礎(chǔ)。
本次編寫的《三菱FX系列PLC原理及應(yīng)用(含仿真與實訓(xùn))》教材,反映了專業(yè)領(lǐng)域的最新進(jìn)展和未來發(fā)展方向,體現(xiàn)了理論聯(lián)系實際的教學(xué)原則,符合專業(yè)人才培養(yǎng)的現(xiàn)實需要。教材內(nèi)容分為教程篇和實訓(xùn)篇兩大部分,通過先理論、再仿真、后實訓(xùn)的教學(xué)過程,循序漸進(jìn)地指導(dǎo)學(xué)生掌握PLC的綜合應(yīng)用,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并解決學(xué)習(xí)和工作中的實際問題。教材資源豐富、體例新穎,建有大量的案例程序、微視頻講解和資源索引,適合翻轉(zhuǎn)課堂、項目化教學(xué)等多種教學(xué)方式。相信這部凝聚專業(yè)多年教學(xué)成果的教材,一定會對學(xué)生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)起到重要的推動作用。
高等學(xué)校電氣類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會主任2021年7月于南京隨著智能制造業(yè)的飛速發(fā)展,可編程控制器(PLC)作為集自動化技術(shù)、電氣技術(shù)、計算機(jī)控制和通信技術(shù)于一體的通用工業(yè)控制裝置,得到了廣泛的應(yīng)用。
三菱小型PLC中的FX系列具有操作簡單、功能強(qiáng)大和配套齊全等優(yōu)點(diǎn),由于FX2N系列PLC的基本單元已經(jīng)停產(chǎn),為順應(yīng)技術(shù)的發(fā)展,本書以三菱FX系列PLC中目前流行的機(jī)型FX3U為主要介紹內(nèi)容,編程軟件使用的是GX Works2,該軟件自帶GX Simulator2仿真。在實訓(xùn)篇中還介紹了繪圖軟件SEE Electrical和三菱學(xué)習(xí)軟件,方便初學(xué)者練習(xí)。
本書立足于應(yīng)用型人才培養(yǎng),滿足社會各領(lǐng)域自動化人才的需求。內(nèi)容分為教程篇和實訓(xùn)篇兩大部分。教程篇共8章:第1章為PLC基礎(chǔ)知識;第2章為PLC的結(jié)構(gòu)組成及軟元件;第3章為基本指令編程;第4章為應(yīng)用指令編程;第5章為步進(jìn)指令及狀態(tài)編程法;第6章為A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換及變頻器的應(yīng)用;第7章為伺服控制及應(yīng)用;第8章為PLC控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用實例。實訓(xùn)篇共6章:第9章為GX Works2軟件編程及仿真;第10章為基本指令的編程實訓(xùn);第11章為觸摸屏及應(yīng)用指令的編程及仿真;第12章為狀態(tài)編程法的編程及仿真;第13章為A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、變頻器和伺服控制的實訓(xùn);第14章為課程設(shè)計。
針對本科高校與高職院校“PLC控制技術(shù)”課程的教學(xué),本書有以下特點(diǎn):
1)教程篇注重理論基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性,實訓(xùn)篇注重實用性,理論與實踐結(jié)合緊密,并在系統(tǒng)設(shè)計和實訓(xùn)操作部分加入了職業(yè)素養(yǎng)和工匠精神的元素。
2)遵循學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律,通過先理論、再仿真、最后實訓(xùn)的過程,一步步地深入,最后通過課程設(shè)計使學(xué)生學(xué)會PLC的綜合應(yīng)用。
3)實例豐富實用、圖文并茂,對PLC指令的介紹都配有應(yīng)用實例,并通過實訓(xùn)加強(qiáng)操作技能的培養(yǎng)。
4)配套完善,教程篇和實訓(xùn)篇都有配套微課視頻資源,也有案例程序索引、微視頻索引以及應(yīng)用指令、內(nèi)部軟元件(包括部分特殊軟元件)的匯總表格等,方便查找。
5)適用于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)、案例式教學(xué)、過程性考核等多種教學(xué)方式。
本書按54學(xué)時安排,使用本書的院校可根據(jù)不同的教學(xué)任務(wù)選取內(nèi)容。
本書由南京師范大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)院的曹弋主編,姜寧秋、史國生、閔富紅參編,并由南京工程學(xué)院郁漢琪主審。
由于編者水平有限,書中不足之處在所難免,敬請廣大讀者批評指正。
編者
序言
前言
教程篇
第1章PLC基礎(chǔ)知識2
1.1PLC的發(fā)展史2
1.1.1PLC的產(chǎn)生和定義2
1.1.2PLC的發(fā)展過程3
1.1.3PLC的應(yīng)用范圍和發(fā)展趨勢4
1.2電磁式繼電器和PLC軟繼電器5
1.2.1電磁式繼電器的工作原理5
1.2.2PLC軟繼電器7
1.3電氣控制電路與PLC梯形圖8
1.3.1幾種典型電氣控制電路8
1.3.2PLC梯形圖的實現(xiàn)11
1.4PLC循環(huán)掃描和分時工作方式11
1.4.1PLC 分時處理和掃描工作方式11
1.4.2輸入/輸出滯后時間13
1.5PLC系統(tǒng)與繼電接觸器系統(tǒng)工作原理的
差別14
習(xí)題14
第2章PLC的結(jié)構(gòu)組成及軟元件15
2.1三菱PLC的不同型號15
2.1.1FX系列15
2.1.2iQF系列16
2.1.3L系列16
2.1.4Q系列16
2.1.5iQR系列16
2.1.6QS/WS系列17
2.2PLC的類型17
2.2.1按硬件結(jié)構(gòu)分類17
2.2.2按其他分類18
2.3PLC基本單元結(jié)構(gòu)18
2.3.1中央處理器18
2.3.2存儲器19
2.3.3I/O接口及性能指標(biāo)20
2.3.4模擬量I/O模塊22
2.3.5電源及性能指標(biāo)22
2.4FX3U系列PLC的型號體系和系統(tǒng)
構(gòu)成22
2.4.1FX3U系列PLC的型號體系23
2.4.2FX3U系列PLC的系統(tǒng)構(gòu)成24
2.5FX3U系列PLC的軟元件及功能24
2.5.1位元件25
2.5.2定時器27
2.5.3普通計數(shù)器和高速計數(shù)器29
2.5.4數(shù)據(jù)寄存器33
2.5.5指針36
2.5.6常數(shù)37
2.5.7軟元件總結(jié)37
2.6編程語言39
2.6.1梯形圖(Ladder Diagram)39
2.6.2順序功能圖(Sequential Function
Chart)39
2.6.3結(jié)構(gòu)化梯形圖(Structured Ladder/
FBD)40
2.6.4結(jié)構(gòu)文本(Structured Text)
語言40
2.6.5功能塊圖(Function Block
Diagram)41
2.7FX3U系列PLC與FX5U系列、FX2N
系列PLC的區(qū)別42
習(xí)題44
第3章基本指令編程46
3.1基本指令46
3.1.1邏輯取和線圈輸出指令46
3.1.2觸點(diǎn)的串聯(lián)和并聯(lián)指令47
3.1.3串聯(lián)回路塊和并聯(lián)回路塊指令49
3.1.4棧操作指令51
3.1.5邊沿檢測指令和脈沖輸出指令52
3.1.6主控指令和主控復(fù)位指令55
3.1.7置位和復(fù)位指令57
3.1.8其他指令59
3.2編程規(guī)則60
3.2.1梯形圖的編程規(guī)則60
3.2.2梯形圖和指令表之間的轉(zhuǎn)換61
3.2.3雙線圈輸出問題61
3.3典型基本環(huán)節(jié)63
3.3.1起動與停止控制63
3.3.2互鎖和聯(lián)鎖環(huán)節(jié)64
3.3.3延時起動和延時停止電路64
3.3.4脈沖序列和方波信號產(chǎn)生65
3.3.5計數(shù)器的應(yīng)用67
3.3.6二分頻電路67
3.4基本指令實例68
3.4.1編程設(shè)計方法68
3.4.2小車往復(fù)運(yùn)動控制程序69
3.4.3搶答器控制程序70
3.4.4三臺帶式輸送機(jī)的順序控制
程序72
3.4.5十字路口交通信號燈控制程序73
習(xí)題75
第4章應(yīng)用指令編程79
4.1應(yīng)用指令概述79
4.2數(shù)據(jù)比較類指令80
4.2.1整數(shù)比較類指令81
4.2.2觸點(diǎn)比較類指令83
4.2.3浮點(diǎn)數(shù)比較類指令84
4.2.4數(shù)據(jù)比較類指令的綜合應(yīng)用85
4.3數(shù)據(jù)傳送與轉(zhuǎn)換類指令86
4.3.1數(shù)據(jù)傳送類指令86
4.3.2數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類指令90
4.4循環(huán)與移位類指令93
4.4.1循環(huán)移位類指令93
4.4.2線性移位類指令96
4.4.3先進(jìn)先出讀寫類指令99
4.4.4循環(huán)與移位類指令綜合應(yīng)用100
4.5數(shù)據(jù)處理類其他指令100
4.5.1解碼和編碼指令100
4.5.2數(shù)據(jù)統(tǒng)計運(yùn)算指令103
4.5.3數(shù)據(jù)表處理類指令107
4.6算術(shù)與邏輯運(yùn)算類指令107
4.6.1二進(jìn)制整數(shù)算術(shù)與邏輯運(yùn)算類
指令107
4.6.2浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換和運(yùn)算類指令110
4.6.3字符串運(yùn)算類指令113
4.7程序流程控制類指令115
4.7.1條件跳轉(zhuǎn)指令116
4.7.2子程序調(diào)用及返回指令117
4.7.3中斷指令119
4.7.4循環(huán)指令123
4.8其他應(yīng)用指令124
4.8.1高速處理類指令124
4.8.2方便類指令126
4.8.3時鐘數(shù)據(jù)處理指令131
4.9外部設(shè)備I/O類指令136
習(xí)題138
第5章步進(jìn)指令及狀態(tài)編程法141
5.1狀態(tài)編程法概述141
5.1.1狀態(tài)軟元件和步進(jìn)指令141
5.1.2狀態(tài)142
5.1.3SFC圖和STL圖143
5.2單流程結(jié)構(gòu)144
5.2.1創(chuàng)建SFC圖的步驟144
5.2.2一個簡單的實例144
5.3多流程結(jié)構(gòu)147
5.3.1選擇分支結(jié)構(gòu)147
5.3.2循環(huán)結(jié)構(gòu)149
5.3.3并行分支結(jié)構(gòu)150
5.4狀態(tài)編程的注意事項153
5.4.1軟元件和編程指令的注意事項153
5.4.2多流程狀態(tài)編程的規(guī)則155
5.4.3狀態(tài)監(jiān)控157
5.4.4狀態(tài)報警器159
5.4.5初始化狀態(tài)指令I(lǐng)ST160
5.4.6狀態(tài)編程的編程技巧163
5.5狀態(tài)編程法設(shè)計的典型實例164
5.5.1電動機(jī)順序起動逆序停止控制164
5.5.2大小球傳送(選擇分支結(jié)構(gòu))166
5.5.3洗衣機(jī)洗滌控制(循環(huán)結(jié)構(gòu))168
5.5.4剪板機(jī)控制(并行分支)169
習(xí)題171
第6章A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換及變頻器的
應(yīng)用174
6.1模擬量輸入(A/D轉(zhuǎn)換)174
6.2模擬量輸出(D/A轉(zhuǎn)換)179
6.3變頻器的結(jié)構(gòu)及原理182
6.3.1變頻器的基本構(gòu)成183
6.3.2變頻器的調(diào)速原理184
6.4變頻器的接口185
6.5變頻器的控制模式188
6.5.1操作面板188
6.5.2PU控制模式189
6.5.3外部控制模式190
6.5.4網(wǎng)絡(luò)控制模式192
習(xí)題197
第7章伺服控制及應(yīng)用199
7.1伺服系統(tǒng)的組成199
7.2定位控制指令和脈沖指令200
7.2.1定位控制指令200
7.2.2脈沖指令204
7.3伺服系統(tǒng)的控制方式207
7.3.1伺服系統(tǒng)的控制回路207
7.3.2MRJ4系列伺服放大器的結(jié)構(gòu)208
7.3.3主電路接線208
7.3.4伺服放大器的控制信號208
7.3.5MR Configurator2軟件參數(shù)設(shè)置210
7.4原點(diǎn)回歸213
7.4.1帶DOG搜索的原點(diǎn)回歸213
7.4.2不帶DOG搜索的原點(diǎn)回歸216
7.5位置控制方式217
7.5.1相對定位運(yùn)動217
7.5.2絕對定位運(yùn)動218
7.6速度控制方式220
7.6.1分段速度控制220
7.6.2模擬量速度控制221
7.7轉(zhuǎn)矩控制方式222
習(xí)題222
第8章PLC控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用
實例223
8.1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容223
8.1.1設(shè)計步驟223
8.1.2PLC選型225
8.1.3程序設(shè)計的方法226
8.1.4程序設(shè)計的原則227
8.2全自動洗衣機(jī)程序設(shè)計228
8.2.1采用多個子程序模塊法設(shè)計228
8.2.2采用邏輯代數(shù)法設(shè)計230
8.2.3采用主控嵌套結(jié)構(gòu)設(shè)計232
8.3水箱水位控制程序設(shè)計234
8.3.1PID控制234
8.3.2水箱的水位控制系統(tǒng)237實訓(xùn)篇
第9章GX Works2軟件編程及仿真242
9.1GX Works2的編程環(huán)境介紹242
9.2編寫起保停電路梯形圖243
9.3仿真運(yùn)行247
9.4使用GX Works2幫助249
9.5使用SEE Electrical設(shè)計電氣原理圖250
9.6練習(xí)251
第10章基本指令的編程實訓(xùn)253
10.1PLC硬件連接和GX Works2在線
調(diào)試253
10.2程序設(shè)計——天塔之光257
10.3程序設(shè)計——自動門258
10.4程序補(bǔ)充完整——三臺電動機(jī)控制259
10.5MELSOFT FX TRAINER軟件練習(xí)——
按鈕切換交通信號燈259
第11章觸摸屏及應(yīng)用指令的編程及
仿真262
11.1觸摸屏GT Designer3軟件的使用262
11.2觸摸屏的運(yùn)行267
11.3設(shè)計觸摸屏動畫界面269
11.4使用學(xué)習(xí)軟件FX TRNDATA272
11.5使用應(yīng)用指令實現(xiàn)步進(jìn)控制273
11.6拓展練習(xí)274
第12章狀態(tài)編程法的編程及仿真276
12.1創(chuàng)建SFC圖276
12.2程序設(shè)計——帶式輸送機(jī)控制280
12.3狀態(tài)監(jiān)控程序設(shè)計——噴泉控制282
12.4并行分支——十字路口交通信號燈
控制283
12.5拓展練習(xí)284
第13章A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、變頻器和
伺服控制的實訓(xùn)286
13.1A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換286
13.2變頻器的應(yīng)用289
13.3MR Configurator2軟件的應(yīng)用294
13.4伺服控制實訓(xùn)298
13.4.1搬運(yùn)機(jī)械手位置控制298
13.4.2伺服控制七段速調(diào)速302
13.5拓展練習(xí)305
第14章課程設(shè)計306
14.1課程設(shè)計目標(biāo)及要求306
14.2課程設(shè)計選題306
14.2.1五相十拍步進(jìn)電動機(jī)306
14.2.2醫(yī)院病床呼叫系統(tǒng)307
14.2.3三層電梯控制308
14.2.4運(yùn)料車控制308
14.2.5立體車庫309
14.2.6車輛出入庫管理309
14.2.7自動打飯機(jī)310
14.2.8使用變頻器對4臺水泵進(jìn)行恒壓
供水控制310
14.2.9自動售貨機(jī)310
14.2.10使用D/A轉(zhuǎn)換模塊設(shè)置不同輸出
電壓波形311
附錄312
附錄AFX3U系列PLC應(yīng)用指令312
附錄BFX系列PLC特殊軟元件M、D的編號、
名稱及功能315
附錄CFX系列PLC的內(nèi)部軟元件328
例題索引330
微視頻索引332
參考文獻(xiàn)334