前言
工控是指工業(yè)自動化控制,主要利用電子電氣、機械、軟件組合來實現(xiàn)工廠自動化控制,使工廠的生產(chǎn)和制造過程更加自動化、效率化、精確化,并具有可控性及可視性。工控技術(shù)的出現(xiàn)和推廣帶來了第三次工業(yè)革命,使工廠的生產(chǎn)速度和效率提高了300%以上。20世紀80年代初,國外先進的工控設(shè)備和技術(shù)進入我國,這些設(shè)備和技術(shù)大大推動了我國的制造業(yè)自動化進程,為我國現(xiàn)代化的建設(shè)作出了巨大的貢獻。目前廣泛使用的工業(yè)控制設(shè)備有PLC、變頻器和觸摸屏等。
PLC又稱可編程序控制器,其外形像一只有很多接線端子和一些接口的箱子,接線端子分為輸入端子、輸出端子和電源端子,接口分為通信接口和擴展接口。通信接口用于連接計算機、變頻器或觸摸屏等設(shè)備,擴展接口用于連接一些特殊功能模塊,增強PLC的控制功能。當用戶從輸入端子給PLC發(fā)送命令(如按下輸入端子外接的開關(guān))時,PLC內(nèi)部的程序運行,再從輸出端子輸出控制信號,去驅(qū)動外圍的執(zhí)行部件(如接觸器線圈),從而完成控制要求。PLC輸出怎樣的控制信號由內(nèi)部的程序決定,該程序一般是在計算機中用專門的編程軟件編寫,再下載到PLC。
變頻器是一種電動機驅(qū)動設(shè)備,在工作時,先將工頻(50Hz或60Hz)交流電源轉(zhuǎn)換成頻率可變的交流電源并提供給電動機,只要改變輸出交流電源的頻率,就能改變電動機的轉(zhuǎn)速。由于變頻器輸出電源的頻率可連續(xù)變化,故電動機的轉(zhuǎn)速也可連續(xù)變化,從而實現(xiàn)電動機無級變速調(diào)節(jié)。
觸摸屏是一種帶觸摸顯示功能的數(shù)字輸入/輸出設(shè)備,又稱人機界面(HMI)。當觸摸屏與PLC連接起來后,在觸摸屏上不但可以對PLC進行操作,還可在觸摸屏上實時監(jiān)視PLC內(nèi)部一些軟元件的工作狀態(tài)。要使用觸摸屏操作和監(jiān)視PLC,須在計算機中用專門的組態(tài)軟件為觸摸屏制作(又稱組態(tài))相應(yīng)的操作和監(jiān)視畫面項目,再把畫面項目下載到觸摸屏。
為了讓讀者能更快更容易掌握工控技術(shù),我們推出了“微視頻學工控”叢書,首批圖書包括《西門子PLC、變頻器與觸摸屏組態(tài)技術(shù)零基礎(chǔ)入門到精通》《西門子PLC零基礎(chǔ)入門到精通》《三菱PLC、變頻器與觸摸屏組態(tài)技術(shù)零基礎(chǔ)入門到精通》和《三菱PLC零基礎(chǔ)入門到精通》。
本叢書主要有以下特點:
◆起點低。讀者只需具有初中文化程度即可閱讀本套叢書。
◆語言通俗易懂。書中少用專業(yè)化的術(shù)語,遇到較難理解的內(nèi)容用形象比喻說明,盡量避免復雜的理論分析和煩瑣的公式推導,閱讀起來會感覺十分順暢。
◆內(nèi)容解說詳細?紤]到讀者自學時一般無人指導,因此在編寫過程中對書中的知識技能進行詳細解說,讓讀者能輕松理解所學內(nèi)容。
◆圖文并茂的表現(xiàn)方式。書中大量采用讀者喜歡的直觀、形象的圖表方式表現(xiàn)內(nèi)容,使閱讀變得非常輕松,不易產(chǎn)生閱讀疲勞。
◆內(nèi)容安排符合認知規(guī)律。本書按照循序漸進、由淺入深的原則來確定各章節(jié)內(nèi)容的先后順序,讀者只需從前往后閱讀圖書,便會水到渠成。
◆突出顯示知識要點。為了幫助讀者掌握書中的知識要點,書中用陰影和文字加粗的方法突出顯示知識要點,指示學習重點。
◆配套教學視頻。掃碼觀看重要知識點的講解和操作視頻,便于讀者更快、更直觀地掌握相關(guān)技能。
◆網(wǎng)絡(luò)免費輔導。讀者在閱讀時遇到難理解的問題,可登錄易天電學網(wǎng):www.xxITee.com,觀看有關(guān)輔導材料或向老師提問進行學習,讀者也可以在該網(wǎng)站了解本套叢書的新書信息。
本書在編寫過程中得到了許多教師的支持,在此一并表示感謝。由于編者水平有限,書中的錯誤和疏漏在所難免,望廣大讀者和同仁予以批評指正。
編者
目錄
前言
第1章PLC基礎(chǔ)與項目實戰(zhàn)1
1.1認識PLC1
1.1.1什么是PLC1
1.1.2PLC控制與繼電器控制比較1
1.2PLC分類與特點3
1.2.1PLC的分類3
1.2.2PLC的特點4
1.3PLC組成與工作原理4
1.3.1PLC的組成方框圖4
1.3.2PLC各組成部分說明4
1.3.3PLC的工作方式8
1.3.4用實例說明PLC程序配合硬件線路的控制過程8
1.4PLC項目開發(fā)實戰(zhàn)9
1.4.1三菱FX3U系列PLC硬件介紹9
1.4.2PLC控制雙燈先后點亮的硬件線路及說明10
1.4.3DC24V電源適配器與PLC的電源接線12
1.4.4編程電纜及驅(qū)動程序的安裝14
1.4.5編寫程序并下載到PLC16
1.4.6項目實際接線19
1.4.7項目通電測試20
第2章三菱FX3S/3G/3U系列PLC介紹22
2.1概述22
2.1.1三菱FX系列PLC的一、二、三代機22
2.1.2三菱FX系列PLC的型號含義22
2.2三菱FX3SA/FX3S系列PLC(三代簡易機型)介紹23
2.2.1面板說明23
2.2.2主要特性23
2.2.3常用基本單元的型號及I/O點數(shù)24
2.2.4規(guī)格概要25
2.3三菱FX3GA/FX3G/FX3GE/FX3GC系列PLC(三代標準機型)介紹26
2.3.1三菱FX3GA/FX3G系列PLC說明26
2.3.2三菱FX3GE系列PLC說明28
2.3.3三菱FX3GC系列PLC說明29
2.4三菱FX3U/FX3UC系列PLC(三代高端機型)介紹31
2.4.1三菱FX3U系列PLC說明31
2.4.2三菱FX3UC系列PLC說明34
2.5三菱FX1/FX2/FX3系列PLC電源、輸入和輸出端子的接線35
2.5.1電源端子的接線35
2.5.2三菱FX1/FX2/FX3GC/FX3UC系列PLC的輸入端子接線36
2.5.3三菱FX3SA/FX3S/FX3GA/FX3G/FX3GE/FX3U系列PLC的輸入端子接線39
2.5.4接近開關(guān)與PLC輸入端子的接線40
2.5.5輸出端子接線42
2.6三菱FX系列PLC的軟元件說明44
2.6.1輸入繼電器(X)和輸出繼電器(Y)44
2.6.2輔助繼電器(M)45
2.6.3狀態(tài)繼電器(S)47
2.6.4定時器(T)48
2.6.5計數(shù)器(C)49
2.6.6高速計數(shù)器52
2.6.7數(shù)據(jù)寄存器(D)54
2.6.8擴展寄存器(R)和擴展文件寄存器(ER)55
2.6.9變址寄存器(V、Z)55
2.6.10常數(shù)(十進制數(shù)K、十六進制數(shù)H、實數(shù)E)55
第3章三菱PLC編程與仿真軟件的使用57
3.1編程基礎(chǔ)57
3.1.1編程語言57
3.1.2梯形圖的編程規(guī)則與技巧58
3.2三菱GX Developer編程軟件的使用59
3.2.1軟件的安裝60
3.2.2軟件的啟動與窗口及工具說明63
3.2.3創(chuàng)建新工程66
3.2.4編寫梯形圖程序67
3.2.5梯形圖的編輯71
3.2.6查找與替換功能的使用74
3.2.7注釋、聲明和注解的添加與顯示76
3.2.8讀取并轉(zhuǎn)換FXGP/WIN格式文件79
3.2.9PLC與計算機的連接及程序的寫入與讀出80
3.2.10在線監(jiān)視PLC程序的運行83
3.3三菱GX Simulator仿真軟件的使用85
3.3.1安裝GX Simulator仿真軟件85
3.3.2仿真操作87
3.3.3軟元件監(jiān)視89
3.3.4時序圖監(jiān)視90
3.4三菱FXGP/WINC編程軟件的使用90
3.4.1軟件的安裝和啟動90
3.4.2程序的編寫92
3.4.3程序的轉(zhuǎn)換與寫入PLC94
第4章基本指令的使用與實例96
4.1基本指令說明 96
4.1.1邏輯取及驅(qū)動指令96
4.1.2觸點串聯(lián)指令97
4.1.3觸點并聯(lián)指令97
4.1.4電路塊并聯(lián)指令97
4.1.5電路塊串聯(lián)指令98
4.1.6邊沿檢測指令99
4.1.7多重輸出指令101
4.1.8主控和主控復位指令102
4.1.9取反指令104
4.1.10置位與復位指令104
4.1.11結(jié)果邊沿檢測指令104
4.1.12脈沖微分輸出指令105
4.1.13空操作指令106
4.1.14程序結(jié)束指令107
4.2PLC基本控制線路與梯形圖107
4.2.1啟動、自鎖和停止控制的PLC線路與梯形圖107
4.2.2正、反轉(zhuǎn)聯(lián)鎖控制的PLC接線圖與梯形圖109
4.2.3多地控制的PLC接線圖與梯形圖110
4.2.4定時控制的PLC接線圖與梯形圖111
4.2.5定時器與計數(shù)器組合延長定時控制的PLC接線圖與梯形圖113
4.2.6多重輸出控制的PLC接線圖與梯形圖115
4.2.7過載報警控制的PLC接線圖與梯形圖116
4.2.8閃爍控制的PLC接線圖與梯形圖117
4.3噴泉的PLC控制系統(tǒng)開發(fā)實例118
4.3.1明確系統(tǒng)控制要求118
4.3.2確定輸入/輸出設(shè)備,并為其分配合適的I/O端子118
4.3.3繪制噴泉的PLC控制接線圖118
4.3.4編寫PLC控制程序118
4.3.5詳解硬件接線圖和梯形圖的工作原理120
4.4交通信號燈的PLC控制系統(tǒng)開發(fā)實例121
4.4.1明確系統(tǒng)控制要求121
4.4.2確定輸入/輸出設(shè)備并為其分配合適的PLC端子121
4.4.3繪制交通信號燈的PLC控制接線圖121
4.4.4編寫PLC控制程序121
4.4.5詳解硬件接線圖和梯形圖的工作原理122
第5章步進指令的使用與實例124
5.1狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與步進指令124
5.1.1順序控制與狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖124
5.1.2步進指令說明125
5.1.3步進指令在兩種編程軟件中的編寫形式126
5.1.4狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖分支方式127
5.1.5用步進指令編程注意事項127
5.2液體混合裝置的PLC控制系統(tǒng)開發(fā)實例128
5.2.1明確系統(tǒng)控制要求128
5.2.2確定輸入/輸出設(shè)備并分配合適的I/O端子129
5.2.3繪制PLC控制接線圖129
5.2.4編寫PLC控制程序129
5.2.5詳解硬件接線圖和梯形圖的工作原理130
5.3簡易機械手的PLC控制系統(tǒng)開發(fā)實例132
5.3.1明確系統(tǒng)控制要求132
5.3.2確定輸入/輸出設(shè)備并分配合適的PLC端子133
5.3.3繪制PLC控制接線圖133
5.3.4編寫PLC控制程序133
5.3.5詳解硬件線路和梯形圖的工作原理133
5.4大小鐵球分檢機的PLC控制系統(tǒng)開發(fā)實例136
5.4.1明確系統(tǒng)控制要求136
5.4.2確定輸入/輸出設(shè)備并分配合適的PLC端子136
5.4.3繪制PLC控制接線圖136
5.4.4編寫PLC控制程序137
5.4.5詳解硬件接線圖和梯形圖的工作原理137
第6章三菱FX1\\\\2\\\\3系列PLC應(yīng)用指令全精解(一) 140
6.1應(yīng)用指令基礎(chǔ)知識140
6.1.1應(yīng)用指令的格式140
6.1.2應(yīng)用指令的規(guī)則141
6.1.3PLC數(shù)值的種類及轉(zhuǎn)換142
6.2程序流程類指令144
6.2.1指令一覽表144
6.2.2指令精解145
6.3傳送與比較類指令150
6.3.1指令一覽表150
6.3.2指令精解151
6.4四則運算與邏輯運算類指令159
6.4.1指令一覽表159
6.4.2指令精解159
6.5循環(huán)與移位類指令164
6.5.1指令一覽表164
6.5.2指令精解165
6.6數(shù)據(jù)處理類指令171
6.6.1指令一覽表171
6.6.2指令精解173
6.7高速處理類指令185
6.7.1指令一覽表185
6.7.2指令精解186
6.8方便類指令194
6.8.1指令一覽表194
6.8.2指令精解194
6.9外部I/O設(shè)備類指令203
6.9.1指令一覽表203
6.9.2指令精解204
第7章三菱FX1\\\\2\\\\3系列PLC應(yīng)用指令全精解(二)214
7.1外部設(shè)備SER類指令214
7.1.1指令一覽表214
7.1.2指令精解214
7.2浮點數(shù)運算類指令226
7.2.1指令一覽表226
7.2.2指令精解227
7.3定位控制類指令241
7.3.1指令一覽表241
7.3.2指令精解241
7.4時鐘運算類指令248
7.4.1指令一覽表248
7.4.2指令精解249
7.5外部設(shè)備類指令255
7.5.1指令一覽表255
7.5.2指令精解256
7.6觸點比較類指令258
7.6.1指令一覽表258
7.6.2指令精解260
7.7其他類指令262
7.7.1指令一覽表262
7.7.2指令精解262
7.8數(shù)據(jù)塊處理類指令266
7.8.1指令一覽表266
7.8.2指令精解266
7.9字符串控制類指令269
7.9.1指令一覽表269
7.9.2指令精解270
7.10數(shù)據(jù)表處理類指令277
7.10.1指令一覽表277
7.10.2指令精解278
7.11外部設(shè)備(變頻器)通信類指令283
7.11.1指令一覽表283
7.11.2指令精解284
7.12擴展文件寄存器指令288
7.12.1指令一覽表288
7.12.2指令精解288
第8章PLC的擴展與模擬量模塊的使用294
8.1PLC的擴展294
8.1.1擴展輸入/輸出(I/O)的編號分配294
8.1.2特殊功能單元/模塊的單元號分配295
8.2模擬量輸入模塊296
8.2.1外形296
8.2.2接線296
8.2.3性能指標296
8.2.4輸入輸出曲線297
8.2.5增益和偏移說明297
8.2.6緩沖存儲器(BFM)功能說明298
8.2.7實例程序300
8.3模擬量輸出模塊302
8.3.1外形302
8.3.2接線302
8.3.3性能指標303
8.3.4輸入輸出曲線303
8.3.5增益和偏移說明304
8.3.6緩沖存儲器(BFM)功能說明305
8.3.7實例程序307
8.4溫度模擬量輸入模塊308
8.4.1外形308
8.4.2PT100型溫度傳感器與模塊的接線309
8.4.3性能指標310
8.4.4輸入輸出曲線310
8.4.5緩沖存儲器(BFM)功能說明310
8.4.6實例程序312
第9章PLC通信313
9.1通信基礎(chǔ)知識313
9.1.1通信方式313
9.1.2通信傳輸介質(zhì)315
9.2通信接口設(shè)備316
9.2.1FX232BD通信板316
9.2.2FX422BD通信板318
9.2.3FX485BD通信板319
9.3PLC通信實例321
9.3.1PLC與打印機通信(無協(xié)議通信)321
9.3.2兩臺PLC通信(并聯(lián)連接通信)323
9.3.3多臺PLC通信(N:N網(wǎng)絡(luò)通信)327
附錄A:三菱FX3系列PLC的硬件資源異同比較333
附錄B:三菱FX3系列PLC的軟件資源異同比較335
附錄C:三菱FX1/FX2/FX3系列PLC的擴展設(shè)備及附件337