可编程序控制系统设计技术(FX系列)(第2版)电子书

深圳第二高级技工学校高技能人才培养系列丛书编委会

丛书序

前言

目录

第1章 PLC基础知识

1.1 PLC的产生及定义

1.PLC的发展史

2.PLC的定义

1.2 PLC的优、缺点

1.硬件方面的优点

2.软件方面的优点

3.系统方面的优点

1.3 PLC的分类

1.按结构形式来分

2.按I/O点数来分

3.按功能分类

1.4 PLC的性能指标

1.硬件指标

2.软件指标

1.5 PLC的发展趋势及应用领域

1.PLC的发展趋势

2.PLC应用领域

第2章 PLC的结构与工作原理

2.1 PLC的硬件组成

1.CPU模块

2.电源模块

3.存储器模块

4.输入/输出（I/O）模块

5.通信模块

2.2 PLC的软件组成

1.软件组成

2.用户环境

2.3 PLC的工作原理

1.扫描技术

2.PLC的工作过程

3.PLC对I/O的处理原则

4.PLC的I/O响应滞后现象

2.4 FX系列PLC产品简介

1.FX系列PLC型号识别

2.FX系列PLC产品简介

2.5 FX2N系列PLC的软元件

1.输入继电器（X）和输出继电器（Y）

2.辅助继电器（M）

3.定时器（T）

4.状态寄存器（S）

5.计数器（C）

6.数据寄存器（D）

7.变址寄存器（V、Z）

8.指针（P）、（I）

2.6 PLC常用数制与码制

2.6.1 数制

2.6.2 码制

第3章 PLC I/O现场设备

3.1 开关、按钮

1.按钮

2.选择开关

3.行程开关

3.2 传感器

3.2.1 接近开关

3.2.2 光电传感器

3.2.3 光纤传感器

3.2.4 磁感应传感器

3.2.5 传感器接线

3.3 旋转编码器

3.3.1 概述

3.3.2 工作原理

3.3.3 性能指标

3.3.4 PLC与旋转编码器之间的连接

3.4 气动元件

3.4.1 普通气缸

3.4.2 电磁阀

3.4.3 PLC应用设计事项

3.5 变频器

3.5.1 变频器简单工作原理

3.5.2 变频器的基本构成

3.5.3 FR-A700变频器的接线

3.5.4 变频器的运行操作模式

3.5.5 变频器参数

3.5.6 FR-A740变频器的操作

3.5.7 变频器项目实训

实训1 变频器参数设置与操作实训

1.控制要求

2.技能操作步骤。

实训2 输入、输出信号应用实训

1.控制要求

2.技能操作步骤

实训3 PLC与变频器控制电动机正、反转运行

1.控制要求

2.技能操作步骤

3.6 MELSEC-GOT触摸屏技术

3.6.1 触摸屏的工作原理

3.6.2 GT-Designer2画面设计软件的使用

3.6.3 GT Simulator 2仿真软件的使用

3.6.4 触摸屏应用项目实训

实训4 触摸屏与PLC应用工程画面制作实训

1.实训控制要求

2.技能操作指引

实训5 触摸屏与变频器的通信控制

1.实训控制要求

2.技能操作指引

第4章 三菱全系列编程软件GX Developer Ver.8的使用

4.1 软件概述

4.2 软件安装

4.2.1 运行环境安装

4.2.2 编程环境安装

4.2.3 模拟调试软件环境安装

4.3 软件菜单使用介绍

4.4 工程项目

1.创建一个新工程

2.打开工程

3.关闭工程

4.保存工程

5.删除工程

4.5 程序的制作

4.5.1 梯形图制作时注意事项

4.5.2 梯形图程序制作

4.5.3 SFC程序创建

4.6 工程描述

1.注释（程序内有效的注释）

2.程序声明描述

3.程序注解的描述

4.7 运行监控

1.PLC与计算机连接

2.程序写入

3.监视

4.8 GX Simulator Ver.6仿真软件的使用

4.8.1 启动GX Simulator Ver.6

4.8.2 初期画面的表示内容

第5章 FX系列PLC基本指令设计技术

5.1 FX系列PLC编程语言

1.梯形图

2.语句表

3.功能块图

5.2 FX系列PLC基本指令的使用

1.LD、LDI指令

2.OUT指令

3.AND/ANI（与/与非）指令

4.OR/ORI（或/或非）指令

5.LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令

6.ORB（电路块或）指令

7.ANB（电路块与）指令

8.MPS、MRD、MPP（运算结果进栈、读栈、出栈）指令

9.MC、MCR主控指令

10.PLS、PLF（脉冲输出微分）指令

11.SET、RST（置位、复位）指令

12.NOP（空操作）指令

13.END（程序结束）指令

14.INV指令

15.MEP MEF指令

5.3 基本指令的编程设计技巧

5.3.1 编程的基本要求

5.3.2 基本编程环节

5.3.3 编程案例

案例1 三速电动机PLC控制

案例2 电动机-△起动控制

5.4 基本指令应用实训

1.实训目的

2.实训设备器材

实训6 多台电动机倒计时运行控制

1.控制要求

2.技能操作分析

实训7 简易三层电梯PLC控制

1.实训控制要求

2.技能操作指引

第6章 FX系列PLC步进控制设计技术

6.1 FX系列PLC的步进顺控指令

6.1.1 步进顺控指令

6.1.2 步进指令软元件

6.2 步进顺控编程方法

6.2.1 状态转移图

6.2.2 步进梯形图

6.2.3 STL指令编程要点

6.3 SFC功能图块的编程

6.3.1 SFC功能图块的编程方法

6.3.2 SFC的流程

6.4 基本技能实训

1.实训目的

2.实训设备器材

实训8 简易机械手控制

1.控制要求

2.技能操作指引

实训9 十字路口交通灯控制

1.控制要求

2.技能操作指引

实训10 广场音乐喷泉控制

1.控制要求

2.技能操作指引

实训11 电镀生产线PLC控制

1.实训控制要求

2.技能操作指引

6.5 综合技能实训

1.实训目的

2.实训设备

实训12 工业洗衣机控制1（变频器程序运行控制）

1.实训控制要求

2.变频器程序运行相关知识

3.操作技能指引

实训13 工业洗衣机控制2（变频器多段速度控制）

1.实训控制要求

2.变频器多段速度相关知识

3.操作技能分析

实训14 中央空调冷却水泵节能控制

1.实训控制要求

2.技能操作指引

实训15 恒压供水（多段速度）控制

1.实训控制要求

2.技能操作指引

第7章 FX系列PLC功能指令应用设计技术

7.1 功能指令使用基本知识

1.功能指令的表现形式

2.功能指令处理的数据

3.指令中软元件常数的指定方法

4.数据传送

7.2 程序流控制指令

7.2.1 条件跳转

7.2.2 子程序

7.2.3 中断程序控制指令

7.2.4 看门狗定时器

7.2.5 循环区域指令

7.2.6 程序流控设计实例

7.2.7 实训项目

实训16 带式输送线PLC控制

1.控制要求

2.技能操作指引

7.3 数据传送、处理指令

7.3.1 数据传送指令

7.3.2 数据处理指令

7.3.3 实训项目

实训17 多站小推车自动控制

1.实训控制要求

2.技能操作指引

7.4 比较类指令

7.4.1 比较指令CMP

7.4.2 区间比较指令ZCP

7.4.3 触点式比较指令（线上比较指令）

7.4.4 高速比较指令

7.4.5 实训项目

实训18 简易四层货梯控制

1.实训控制要求

2.技能操作指引

实训19 带编码器的三层电梯控制

1.实训控制要求

2.技能操作指引

7.5 四则及逻辑运算

7.5.1 四则运算指令

7.5.2 四则运算指令编程应用技巧

7.5.3 逻辑运算指令

7.5.4 逻辑运算指令编程技巧

7.5.5 实训项目

实训20 物业停车场车位控制

1.实训控制要求

2.操作技能指引

实训21 自助洗车机控制设计

1.控制要求

2.技能操作分析

7.6 循环移位、移位指令

7.6.1 循环移位（左移/右移）

7.6.2 位左/右移指令

7.6.3 字左/右移指令

7.6.4 移位写入/移位读出指令

7.6.5 实训项目

实训22 灯光广告牌PLC控制

1.实训控制要求

2.技能操作分指引

实训23 物业地下室排水控制系统设计

1.设计要求

2.技能操作分析

实训24 机工社招牌灯箱控制系统

1.控制要求

2.技能操作指引

7.7 方便指令

7.7.1 初始化状态（IST）

7.7.2 数据搜索（SER）

7.7.3 示教定时器指令（TTMR）

7.7.4 特殊定时器（STMR）

7.7.5 交替输出（ALT）

7.7.6 旋转工作台控制（ROTC）

7.7.7 数据排序（SORT）

7.7.8 实训项目

实训25 机械手控制（应用方便指令）

1.控制要求

2.技能操作

7.8 外部设备I/O

7.8.1 人机界面指令

7.8.2 ASCII码指令

7.8.3 格雷码变换指令

7.8.4 实训项目

实训26 简易电子计算器设计

1.控制要求

2.技能操作分析

7.9 实时时钟处理

7.9.1 时钟比较指令

7.9.2 时钟运算指令

7.9.3 时钟读写指令

7.9.4 实训项目

实训27 别墅智能管理系统设计

1.控制要求

2.技能操作分析

实训28 带时段控制的交通灯控制系统设计

1.控制要求

2.技能操作指引

第8章 FX系列设备通信设计技术

8.1 PLC通信基础

1.PLC通信的任务

2.PLC通信的分类

8.2 串行数据通信

8.2.1 数据通信的概念

8.2.2 串行通信的通信方式

8.2.3 串行通信数据传送方向

8.2.4 串行通信接口标准

8.3 FX系列可编程通信接口模块

8.3.1 FX2N-232BD通信接口模块

8.3.2 FX-485BD通信模块

8.4 PLC与工控设备之间的通信连接

8.5 FX系列PLC的1∶1通信

8.5.1 通信规格

8.5.2 相关软元件分配

8.5.3 通信布线

8.5.4 编程控制实例

8.6 FX系列PLC N∶N网络通信

8.6.1 N∶N网络特点

8.6.2 链接的软元件

8.6.3 通信连接

8.6.4 实训案例

实训29 三台电动机的PLC N∶N网络控制

1.实训目的

2.实训设备

3.实训控制要求

4.操作技能指引

8.7 FX系列PLC无协议通信（RS指令）

8.7.1 通信功能

8.7.2 RS指令通信相关软元件

8.7.3 PLC的通信格式

8.7.4 串行通信编程指令

8.8 FX系列PLC与三菱变频器通信

8.8.1 通信接线

8.8.2 通信协议

8.8.3 与变频器通信的相关参数

8.8.4 实训案例

实训30 PLC与变频器RS-485通信控制

1.实训设备

2.实训控制要求

3.操作技能指引

8.9 网络通信知识

8.9.1 网络通信系统的协议模型

8.9.2 三菱PLC的网络通信简介

8.9.3 FX PLC作为CC-Link主站通信

第9章 PLC过程控制应用设计技术

9.1 过程控制模块概述

9.1.1 概述

9.1.2 模拟量模块工作原理

9.1.3 模块扩展连接的原则

9.2 PLC过程控制编程指令

9.2.1 BFM读/写指令

9.2.2 模拟量模块读/写

9.2.3 变量指令

9.2.4 PID控制指令

9.3 模拟量I/O模块

9.3.1 FX2N-4AD-PT模拟量输入模块

9.3.2 FX2N-2DA模拟量输出模块

9.3.3 A-D、D-A转换一体化模块

9.3.4 FX2N-5A一体化模块

9.4 实训案例

1.实训目的

2.实训设备

实训31 水箱水位PID控制

1.控制要求

2.技能操作分析

实训32 中央空调冷冻泵节能运行综合控制

1.节能控制相关知识

2.节能控制技术原理

3.实训控制要求

4.技能操作指引

实训33 PLC恒压供水（PID）控制

1.恒压供水相关知识

2.设计控制要求

3.操作技能指引

实训34 中央空调冷冻水系统设计

1.控制要求

2.技能操作指引

第10章 PLC运动控制设计技术

10.1 运动控制技术概述

10.1.1 PLC运动控制技术

10.1.2 PLC运动控制系统组成

10.2 运动控制设备

10.2.1 三菱伺服电动机及其驱动

10.2.2 步进电动机

10.3 运动控制指令使用技巧

10.3.1 脉冲输出控制指令

10.3.2 定位控制指令

10.4 运动控制技术综合实训

10.4.1 运动控制实训平台简介

10.4.2 实训案例

实训35 滚珠丝杆移位控制

1.控制要求

2.操作技能分析

实训36 伺服移位角控制

1.控制要求

2.技能操作分析

实训37 定位机械手控制

1.实训要求

2.技能操作分析

第11章 可编程序控制系统综合设计技术

11.1 控制系统的设计

1.控制系统设计的基本原则

2.控制系统设计的基本内容

3.PLC控制系统设计的一般步骤

4.PLC程序设计的步骤

11.2 PLC硬件选型

1.功能满足要求

2.I/O点数

3.考虑输入输出信号的性质

4.估算系统对PLC响应时间的要求

5.程序存储器容量

11.3 综合应用控制系统设计

实训38 自动分拣生产线PLC监控系统设计

1.实训控制要求

2.技能操作指引

实训39 工作姿态调整自动线控制系统设计

1.控制要求

2.技能操作指引

实训40 中央空调水泵冷、热方式节能运行控制

1.控制要求

2.系统说明

3.操作技能指引

附录

附录A 可编程序控制系统设计师（三级）应知模拟题样卷

附录B 可编程序控制系统设计师（三级）应会模拟题样卷

参考文献