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第1章 PLC入门与实践操作1

1.1认识PLC1

1.1.1什么是PLC1

1.1.2PLC控制与继电器控制比较1

1.2PLC分类与特点3

1.2.1PLC的分类3

1.2.2PLC的特点4

1.3PLC组成与工作原理5

1.3.1PLC的组成方框图5

1.3.2PLC各组成部分说明5

1.3.3PLC的工作方式8

1.3.4用实例说明PLC程序的执行控制过程9

1.4用百元仿三菱FX2N型PLC学习实践操作10

1.4.1仿三菱FX2N型PLC硬件介绍10

1.4.2数据线驱动程序的安装12

1.4.3DC24V电源适配器及PLC的电源接线13

1.4.4用编程软件编写程序并将程序写入PLC15

1.4.5PLC控制双灯先后点亮系统的线路图及工作原理18

1.4.6PLC控制双灯先后点亮系统的实际接线19

1.4.7PLC控制双灯先后点亮系统的通电试验20

第2章 三菱FX系列PLC硬件接线和软元件说明22

2.1概述22

2.1.1三菱FX系列各类型PLC的特点22

2.1.2三菱FX系列PLC型号的命名方法23

2.1.3三菱FX2N PLC基本单元面板说明23

2.2三菱FX PLC的硬件接线25

2.2.1电源端子的接线25

2.2.2三菱FX1S/FX1N/FX1NC/FX2N/FX2NC/FX3UC PLC的输入端子接线26

2.2.3三菱FX3U/FX3G PLC的输入端子接线28

2.2.4无触点接近开关与PLC输入端子的接线29

2.2.5三菱FX系列PLC的输出端子接线31

2.3三菱FX系列PLC的软元件说明33

2.3.1输入继电器（X）和输出继电器（Y）33

2.3.2辅助继电器（M）34

2.3.3状态继电器（S）37

2.3.4定时器（T）37

2.3.5计数器（C）39

2.3.6高速计数器41

2.3.7数据寄存器（D）44

2.3.8变址寄存器（V、Z）45

2.3.9常数（K、H）45

2.4三菱FX系列PLC规格概要46

2.4.1三菱FX1S/FX1N/FX1NC PLC规格概要46

2.4.2三菱FX2N/2NC PLC规格概要48

2.4.3三菱FX3U/3UC/3G PLC规格概要50

第3章 三菱PLC编程与仿真软件的使用53

3.1编程基础53

3.1.1编程语言53

3.1.2梯形图的编程规则与技巧54

3.2三菱GX Developer编程软件的使用55

3.2.1软件的安装56

3.2.2软件的启动与窗口及工具说明58

3.2.3创建新工程61

3.2.4编写梯形图程序62

3.2.5梯形图的编辑65

3.2.6查找与替换功能的使用68

3.2.7注释、声明和注解的添加与显示70

3.2.8读取并转换FXGP/WIN格式文件72

3.2.9PLC与计算机的连接及程序的写入与读出73

3.2.10在线监视PLC程序的运行76

3.3三菱GX Simulator仿真软件的使用77

3.3.1安装GX Simulator仿真软件78

3.3.2仿真操作79

3.3.3软元件监视80

3.3.4时序图监视81

3.4三菱FXGP/WIN-C编程软件的使用81

3.4.1软件的安装和启动82

3.4.2程序的编写82

3.4.3程序的转换与写入PLC84

第4章 基本梯形图元件与指令的使用及实例86

4.1基本梯形图元件与指令说明86

4.1.1常开触点、常闭触点与线圈86

4.1.2触点的串联和并联87

4.1.3触点串联后并联与触点并联后串联87

4.1.4边沿检测触点88

4.1.5主控指令和主控复位指令89

4.1.6取反指令90

4.1.7结果边沿检测指令91

4.1.8置位指令与复位指令92

4.1.9脉冲微分输出指令92

4.1.10程序结束指令93

4.2PLC基本控制线路与梯形图94

4.2.1启动、自锁和停止控制的PLC线路与梯形图94

4.2.2正反转连锁控制的PLC线路与梯形图95

4.2.3多地控制的PLC线路与梯形图96

4.2.4定时控制的PLC线路与梯形图97

4.2.5定时器与计数器组合延长定时控制的PLC线路与梯形图99

4.2.6多重输出控制的PLC线路与梯形图100

4.2.7过载报警控制的PLC线路与梯形图101

4.2.8闪烁控制的PLC线路与梯形图102

4.3喷泉的PLC控制系统开发实例103

4.3.1明确系统控制要求103

4.3.2确定输入/输出设备并为其分配合适的I/O端子103

4.3.3绘制喷泉的PLC控制线路图103

4.3.4编写PLC控制程序104

4.3.5详解硬件线路和梯形图的工作原理105

4.4交通信号灯的PLC控制系统开发实例106

4.4.1明确系统控制要求106

4.4.2确定输入/输出设备并为其分配合适的PLC I/O端子106

4.4.3绘制交通信号灯的PLC控制线路图106

4.4.4编写PLC控制程序107

4.4.5详解硬件线路和梯形图的工作原理107

第5章 步进指令的使用及实例109

5.1状态转移图与步进指令109

5.1.1顺序控制与状态转移图109

5.1.2步进指令说明110

5.1.3步进指令在两种编程软件中的编写形式111

5.1.4状态转移图分支方式112

5.1.5用步进指令编程时的注意事项113

5.2液体混合装置的PLC控制系统开发实例113

5.2.1明确系统控制要求113

5.2.2确定输入/输出设备并分配合适的I/O端子114

5.2.3绘制PLC控制线路图114

5.2.4编写PLC控制程序115

5.2.5详解硬件线路和梯形图的工作原理115

5.3简易机械手的PLC控制系统开发实例118

5.3.1明确系统控制要求118

5.3.2确定输入/输出设备并分配合适的I/O端子118

5.3.3绘制PLC控制线路图119

5.3.4编写PLC控制程序119

5.3.5详解硬件线路和梯形图的工作原理119

5.4大小铁球分拣机的PLC控制系统开发实例121

5.4.1明确系统控制要求121

5.4.2确定输入/输出设备并分配合适的I/O端子122

5.4.3绘制PLC控制线路图122

5.4.4编写PLC控制程序123

5.4.5详解硬件线路和梯形图的工作原理124

第6章 应用指令的使用举例126

6.1应用指令的格式与规则126

6.1.1应用指令的格式126

6.1.2应用指令的规则127

6.2应用指令的使用举例129

6.2.1程序流程指令129

6.2.2传送与比较指令134

6.2.3四则运算与逻辑运算指令139

6.2.4循环与移位指令144

6.2.5数据处理指令151

6.2.6高速处理指令156

6.2.7方便指令164

6.2.8外部I/O设备指令173

6.2.9外部串行设备（SER）指令183

6.2.10浮点数（实数）运算指令193

6.2.11高低位变换指令195

6.2.12时钟运算指令195

6.2.13格雷码变换指令201

6.2.14触点比较指令202

第7章 模拟量模块的使用205

7.1模拟量输入模块FX2N-4AD205

7.1.1外形205

7.1.2接线206

7.1.3性能指标207

7.1.4输入/输出曲线207

7.1.5增益和偏移说明207

7.1.6缓冲存储器（BFM）功能说明208

7.1.7实例程序211

7.2模拟量输出模块FX2N-4DA212

7.2.1外形213

7.2.2接线213

7.2.3性能指标213

7.2.4输入/输出曲线214

7.2.5增益和偏移说明214

7.2.6缓冲存储器（BFM）功能说明215

7.2.7实例程序217

7.3温度模拟量输入模块FX2N-4AD-PT218

7.3.1外形218

7.3.2PT100型温度传感器与模块的接线219

7.3.3性能指标220

7.3.4输入/输出曲线220

7.3.5缓冲存储器（BFM）功能说明220

7.3.6实例程序222

第8章 PLC通信223

8.1通信基础知识223

8.1.1通信方式223

8.1.2通信传输介质225

8.2通信接口设备226

8.2.1FX2N-232-BD通信板227

8.2.2FX2N-422-BD通信板229

8.2.3FX2N-485-BD通信板230

8.3PLC通信231

8.3.1PLC与打印机通信（无协议通信）231

8.3.2两台PLC通信（并联连接通信）233

8.3.3多台PLC通信（N：N网络通信）237

第9章 变频器的使用244

9.1外形与结构244

9.1.1外形与型号含义244

9.1.2结构244

9.1.3面板的拆卸245

9.2端子功能与接线245

9.2.1总接线图及端子功能说明245

9.2.2主回路接线249

9.2.3控制回路接线251

9.2.4PU接口的连接254

9.3操作面板及其使用255

9.3.1操作面板介绍256

9.3.2操作面板的使用257

9.4操作运行260

9.4.1外部操作运行260

9.4.2PU操作运行261

9.4.3组合操作运行262

9.5常用控制功能与参数设置263

9.5.1操作模式选择功能与参数263

9.5.2频率相关功能与参数263

9.5.3启动、加减速控制功能与参数265

9.5.4点动控制功能与参数267

9.5.5转矩提升功能与参数267

9.5.6制动控制功能与参数267

9.5.7瞬时停电再启动功能与参数268

9.5.8控制方式功能与参数269

9.5.9电子过流保护功能与参数（Pr.9）270

9.5.10负载类型选择功能与参数270

9.5.11MRS端子输入选择功能与参数270

9.5.12禁止写入和逆转防止功能与参数271

9.6三菱FR-700系列变频器介绍271

9.6.1三菱FR-700系列变频器的特点说明271

9.6.2三菱A700、F700、E700和D700系列变频器比较272

9.6.3三菱FR-A700系列变频器的接线图及端子功能说明274

9.6.4三菱FR-500与FR-700系列变频器的比较278

第10章 变频器的典型控制功能及应用电路280

10.1电动机正转控制功能及电路280

10.1.1开关控制式正转控制电路280

10.1.2继电器控制式正转控制电路281

10.2电动机正反转控制功能及电路282

10.2.1开关控制式正反转控制电路282

10.2.2继电器控制式正反转控制电路283

10.3工频与变频切换功能及电路284

10.3.1变频器跳闸保护电路284

10.3.2工频与变频的切换电路285

10.4多挡转速控制功能及电路287

10.4.1多挡转速控制端子287

10.4.2多挡转速控制参数的设置288

10.4.3多挡转速控制电路288

10.5程序控制功能及应用290

10.5.1程序控制参数设置290

10.5.2程序运行控制端子291

10.5.3程序控制应用举例291

10.6PID控制功能及应用292

10.6.1PID控制原理292

10.6.2PID控制参数设置293

10.6.3PID控制应用举例294

第11章 变频器的选用、安装与维护296

11.1变频器的种类296

11.2变频器的选用与容量计算297

11.2.1额定值297

11.2.2选用297

11.2.3容量计算298

11.3变频器外围设备的选用301

11.3.1主电路外围设备的接线301

11.3.2熔断器的选用302

11.3.3断路器的选用302

11.3.4交流接触器的选用302

11.3.5交流电抗器的选用303

11.3.6直流电抗器的选用303

11.3.7制动电阻304

11.3.8热继电器的选用305

11.3.9噪声滤波器305

11.4变频器的安装、调试与维护305

11.4.1安装与接线305

11.4.2调试308

11.4.3维护310

11.4.4常见故障及其原因310

第12章 PLC与变频器的综合应用312

12.1PLC以开关量方式控制变频器的硬件连接与实例312

12.1.1PLC以开关量方式控制变频器的硬件连接312

12.1.2PLC以开关量方式控制变频器实例一——电动机正反转控制313

12.1.3PLC以开关量方式控制变频器实例二——电动机多挡转速控制315

12.2PLC以模拟量方式控制变频器的硬件连接与实例319

12.2.1PLC以模拟量方式控制变频器的硬件连接319

12.2.2PLC以模拟量方式控制变频器的实例——中央空调冷却水流量控制319

12.3PLC以RS-485通信方式控制变频器的硬件连接与实例325

12.3.1变频器和PLC的RS-485通信口325

12.3.2变频器与PLC的RS-485通信连接327

12.3.3RS-485通信电缆的制作327

12.3.4PLC（计算机）与变频器的RS-485通信基础知识328

12.3.5PLC以RS-485通信方式控制变频器正转、反转、加速、减速和停止的实例334

第13章 触摸屏与PLC的综合应用340

13.1触摸屏结构与类型340

13.1.1基本组成340

13.1.2触摸屏种类与工作原理340

13.1.3常用类型触摸屏的性能比较343

13.2三菱触摸屏型号参数及硬件连接344

13.2.1参数规格344

13.2.2型号含义344

13.2.3触摸屏与PLC、变频器等硬件设备的连接345

13.3三菱GT Designer触摸屏软件的使用346

13.3.1软件的安装与窗口介绍346

13.3.2软件的使用351

13.3.3画面数据的上传与下载354

13.4用触摸屏操作PLC实现电动机正反转控制的开发实例356

13.4.1根据控制要求确定需要为触摸屏制作的画面356

13.4.2用GT Designer软件制作各个画面并设置画面切换方式356

13.4.3连接计算机与触摸屏并下载画面数据364

13.4.4用PLC编程软件编写电动机正反转控制程序364

13.4.5触摸屏、PLC和电动机控制线路的硬件连接和触摸操作测试365

第14章 交流伺服系统的组成与原理366

14.1交流伺服系统的组成方框图及说明366

14.1.1工作在位置控制模式时的系统组成及说明366

14.1.2工作在速度控制模式时的系统组成及说明366

14.1.3工作在转矩控制模式时的系统组成及说明367

14.2伺服电机与编码器367

14.2.1伺服电机367

14.2.2编码器369

14.3伺服驱动器的结构与原理371

14.3.1伺服驱动器的内部结构及说明372

14.3.2伺服驱动器的主电路373

第15章 三菱通用伺服驱动器的硬件系统379

15.1面板、型号说明与规格379

15.1.1面板介绍379

15.1.2型号说明380

15.1.3规格380

15.2伺服驱动器与辅助设备的总接线381

15.2.1 100A以下的伺服驱动器与辅助设备的总接线381

15.2.2 100A以上的伺服驱动器与辅助设备的总接线382

15.3伺服驱动器的接头引脚功能及内部接口电路382

15.3.1接头引脚的排列规律382

15.3.2接头引脚的功能及内部接口电路382

15.4伺服驱动器的接线384

15.4.1数字量输入引脚的接线384

15.4.2数字量输出引脚的接线385

15.4.3脉冲输入引脚的接线387

15.4.4编码器脉冲输出引脚的接线389

15.4.5模拟量输入引脚的接线390

15.4.6模拟量输出引脚的接线390

15.4.7电源、再生制动电阻、伺服电机和启停保护电路的接线391

15.4.8接地线392

第16章 三菱伺服驱动器的显示操作与参数设置393

16.1状态、诊断、报警和参数模式的显示与操作393

16.1.1各种模式的显示与切换393

16.1.2参数模式的显示与操作393

16.1.3状态模式的显示与操作395

16.1.4报警模式的显示与操作397

16.1.5诊断模式的显示与操作397

16.1.6外部I/O信号的显示399

16.1.7信号强制输出400

16.2参数设置400

16.2.1参数操作范围的设定401

16.2.2基本参数401

16.2.3电子齿轮的设置407

16.2.4扩展参数409

第17章 伺服驱动器三种工作模式的应用举例与标准接线412

17.1速度控制模式的应用举例与标准接线412

17.1.1伺服电机多段速运行控制实例412

17.1.2工作台往返限位运行控制实例417

17.1.3速度控制模式的标准接线421

17.2转矩控制模式的应用举例与标准接线422

17.2.1卷纸机的收卷恒张力控制实例422

17.2.2转矩控制模式的标准接线426

17.3位置控制模式的应用举例与标准接线428

17.3.1工作台往返定位运行控制实例428

17.3.2位置控制模式的标准接线431

第18章 步进电机与步进驱动器的使用及应用实例433

18.1步进电机433

18.1.1外形433

18.1.2结构与工作原理433

18.2步进驱动器436

18.2.1外形436

18.2.2内部组成与原理436

18.2.3步进驱动器的接线及说明437

18.2.4步进电机的接线及说明438

18.2.5细分设置439

18.2.6工作电流的设置440

18.2.7静态电流的设置441

18.2.8脉冲输入模式的设置441

18.3PLC控制步进驱动器驱动步进电机的应用实例442

18.3.1步进电机正反向定角循环运行的控制线路及编程442

18.3.2步进电机定长运行的控制线路及编程446

第19章 三菱定位模块的使用451

19.1FX2N-1PG型定位模块的外形面板及端子说明451

19.1.1外形结构451

19.1.2面板指示灯说明451

19.1.3接线端子功能说明452

19.1.4性能规格453

19.2定位模块与外部设备的连接453

19.2.1输入/输出端子的内部接口电路453

19.2.2定位模块与步进驱动器的连接454

19.2.3定位模块与伺服驱动器的连接454

19.3定位模块的参数说明455

19.3.1BFM（缓冲寄存器）表455

19.3.2BFM读/写（FROM/TO）指令455

19.3.3BFM参数说明457

19.4定位模块的操作模式464

19.4.1JOG操作464

19.4.2原点返回操作467

19.4.3单速定位操作470

19.4.4中断单速定位操作470

19.4.5双速定位操作470

19.4.6外部命令定位操作471

19.4.7变频操作471

19.5定位模块的应用实例——单速定位往返运动控制472

19.5.1控制要求及说明472

19.5.2PLC和PGU的I/O端子分配472

19.5.3控制系统接线图473

19.5.4PGU的参数设置473

19.5.5设置和控制程序474