PLC模擬量與通信控制應(yīng)用實(shí)踐

本書以三菱 FX2N PLC 為目標(biāo)機(jī)型，介紹了 PLC 在模擬量控制和通信控制中的應(yīng)用。在模擬量控制中，重點(diǎn)介紹了三菱FX2N PLC模擬量特殊模塊和PID控制應(yīng)用；在通信控制應(yīng)用中，重點(diǎn)介紹了利用串行通信指令RS進(jìn)行PLC與變頻器等智能設(shè)備的通信控制及通信程序編制。 本書深入淺出、通俗易懂、內(nèi)容詳細(xì)、思路清晰、聯(lián)系實(shí)際、注重應(yīng)用，力圖使讀者通過本書的學(xué)習(xí)盡快全面地掌握PLC模擬量控制和PLC對變頻器等智能設(shè)備的通信控制應(yīng)用技術(shù)。書中包含大量應(yīng)用實(shí)例，可供讀者在實(shí)踐中參考。

本書從應(yīng)用的角度系統(tǒng)地介紹了三菱FX系列PLC、西門子S7-200系列PLC模擬量輸入/輸出及其與PC的數(shù)據(jù)通信技術(shù)。其內(nèi)容包括計(jì)數(shù)制與編碼、PLC模擬量控制概述、PLC模擬量擴(kuò)展模塊、PLC數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)、PC串行通信概述、PLC與PC數(shù)據(jù)通信協(xié)議、PLC模擬量輸入與PC通信控制、PLC模擬量輸出與PC通信控制、PLC溫度檢測與PC通信控制，其中PC與PLC通信程序同時(shí)采用VB、VC 、LabVIEW和組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)。 為方便讀者學(xué)習(xí)，本書提供配套光盤，內(nèi)容包括實(shí)例源程序、程序運(yùn)行錄屏、系統(tǒng)測試錄像等。

上篇 PLC在模擬量控制中的應(yīng)用

第1章 模擬量控制基礎(chǔ)知識（2）

1.1 模擬量與模擬量控制（2）

1.1.1 模擬量與數(shù)字量（2）

1.1.2 模擬量控制介紹（3）

1.1.3 開環(huán)控制和閉環(huán)控制（8）

1.1.4 PLC模擬量控制系統(tǒng)（12）

1.2 A/D與D/A轉(zhuǎn)換（14）

1.2.1 模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換（14）

1.2.2 數(shù)/模（D/A）轉(zhuǎn)換（16）

1.3 采樣和濾波（18）

1.3.1 采樣（18）

1.3.2 濾波（20）

1.3.3 常用數(shù)字濾波方法（22）

1.3.4 數(shù)字濾波編程舉例（25）

1.4 標(biāo)定和標(biāo)定變換（27）

1.4.1 標(biāo)定（27）

1.4.2 標(biāo)定變換（29）

1.5 非線性軟件處理（30）

1.5.1 概述（30）

1.5.2 非線性軟件處理方法（31）

1.6 數(shù)的表示和運(yùn)算（33）

1.6.1 定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)（33）

1.6.2 定點(diǎn)運(yùn)算（整數(shù)運(yùn)算）（36）

1.6.3 浮點(diǎn)運(yùn)算（小數(shù)運(yùn)算）（37）

1.6.4 二-十進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換（39）

第2章 傳感器與執(zhí)行器（41）

2.1 傳感器（41）

2.1.1 溫度傳感器（41）

2.1.2 壓力傳感器（44）

2.1.3 流量傳感器（47）

2.1.4 物位傳感器（50）

2.1.5 傳感器的性能指標(biāo)（55）

2.2 變送器（56）

2.2.1 傳感器和變送器（56）

2.2.2 物理量變送器的二線制和四線制（58）

2.3 執(zhí)行器（59）

2.3.1 執(zhí)行器概述（60）

2.3.2 電磁閥與調(diào)節(jié)閥（60）

2.3.3 電磁開關(guān)與電動機(jī)（62）

2.3.4 控制電動機(jī)（64）

第3章 三菱FX系列PLC模擬量控制應(yīng)用（67）

3.1 FX系列PLC模擬量的數(shù)據(jù)傳輸（67）

3.1.1 特殊模擬量模塊的數(shù)據(jù)傳輸（67）

3.1.2 特殊模擬量適配器的數(shù)據(jù)傳輸（71）

3.2 FX系列模擬量模塊和適配器介紹（76）

3.2.1 FX2N模擬量特殊功能模塊介紹（76）

3.2.2 FX3U模擬量控制模塊介紹（81）

3.3 模擬量輸入模塊FX2N-4AD的應(yīng)用（84）

3.3.1 接線和標(biāo)定（84）

3.3.2 緩沖存儲器BFM#功能分配（86）

3.3.3 診斷（96）

3.3.4 程序編制舉例（96）

3.4 模擬量輸出模塊FX2N-4DA的應(yīng)用（98）

3.4.1 接線和標(biāo)定（98）

3.4.2 緩沖存儲器BFM#功能分配（99）

3.4.3 診斷（103）

3.4.4 程序編制舉例（103）

3.5 模擬量模塊FX2N-2AD和FX2N-2DA的應(yīng)用（105）

3.5.1 模擬量輸入模塊FX2N-2AD的應(yīng)用（105）

3.5.2 模擬量輸出模塊FX2N-2DA的應(yīng)用（110）

3.6 溫度傳感器用模擬量輸入模塊的應(yīng)用（115）

3.6.1 溫度傳感器用模擬量輸入模塊FX2N-4AD-PT的應(yīng)用（115）

3.6.2 溫度傳感器輸入模塊FX2N-4AD-TC的應(yīng)用（120）

3.7 模擬量適配器FX3U-4AD-ADP應(yīng)用（125）

3.7.1 接線和標(biāo)定（125）

3.7.2 特殊軟元件和標(biāo)定修改（127）

3.8 溫度傳感輸入適配器FX3U-4AD-TC-ADP 應(yīng)用（133）

3.8.1 接線和標(biāo)定（133）

3.8.2 特殊軟元件（136）

第4章 PID控制及其應(yīng)用（139）

4.1 PID控制介紹（139）

4.1.1 PID控制入門（139）

4.1.2 PID控制介紹（142）

4.1.3 PID控制功能的實(shí)現(xiàn)（144）

4.1.4 PID控制算法介紹（145）

4.2 基本控制規(guī)律和控制參數(shù)對過渡過程的影響（149）

4.2.1 基本控制規(guī)律（149）

4.2.2 PID控制系統(tǒng)質(zhì)量指標(biāo)（156）

4.2.3 PID控制參數(shù)對過渡過程的影響（157）

4.2.4 控制規(guī)律的選用 （161）

4.3 三菱PLC PID指令應(yīng)用 （162）

4.3.1 PID指令形式與解讀 （162）

4.3.2 PID控制參數(shù)詳解 （165）

4.3.3 PID指令應(yīng)用錯誤代碼 （167）

4.3.4 PID指令程序設(shè)計(jì) （168）

4.4 PID控制參數(shù)整定 （173）

4.4.1 參數(shù)整定前準(zhǔn)備工作 （173）

4.4.2 試驗(yàn)法參數(shù)整定 （174）

4.4.3 試湊法參數(shù)現(xiàn)場整定 （177）

4.4.4 PID控制參數(shù)自整定 （182）

第5章 變頻器PID控制及其應(yīng)用 （189）

5.1 變頻器PID控制功能結(jié)構(gòu) （189）

5.2 三菱FR-700變頻器PID控制 （191）

5.3 放線架變頻器PID控制 （199）

下篇 PLC通信控制變頻器應(yīng)用實(shí)踐

第6章 PLC變頻器的控制方式 （206）

6.1 開關(guān)量控制 （206）

6.1.1 變頻器運(yùn)行控制 （206）

6.1.2 變頻器運(yùn)行頻率控制 （210）

6.2 模擬量和脈沖量控制 （213）

6.3 通信控制 （214）

第7章 數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)知識 （217）

7.1 數(shù)制 （217）

7.1.1 數(shù)制三要素 （217）

7.1.2 二、八、十、十六進(jìn)制數(shù) （218）

7.1.3 二、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù) （219）

7.1.4 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二、十六進(jìn)制數(shù) （219）

7.1.5 二、十六進(jìn)制數(shù)互換 （221）

7.2 碼制 （221）

7.2.1 8421BCD碼 （221）

7.2.2 格雷碼 （222）

7.2.3 ASCII碼 （224）

7.3 數(shù)據(jù)通信概述 （226）

7.4 數(shù)據(jù)通信方式 （227）

7.4.1 按傳送位數(shù)分類 （227）

7.4.2 按傳送方向分類 （228）

7.4.3 按數(shù)據(jù)是否進(jìn)行調(diào)制分類 （229）

7.4.4 按通信介質(zhì)分類 （230）

7.5 PLC通信實(shí)現(xiàn) （232）

7.5.1 PLC與計(jì)算機(jī)之間的通信方式 （232）

7.5.2 PLC網(wǎng)絡(luò)N : N通信方式 （233）

7.5.3 PLC網(wǎng)絡(luò)1 : 1通信方式 （234）

7.5.4 PLC與控制設(shè)備之間的通信方式 （236）

第8章 通信協(xié)議 （238）

8.1 通信網(wǎng)絡(luò)開放系統(tǒng)互連模型OSI （238）

8.2 通信協(xié)議基本知識 （240）

8.3 RS232和RS485串行接口標(biāo)準(zhǔn) （241）

8.3.1 RS232串行通信接口標(biāo)準(zhǔn) （241）

8.3.2 RS485串行通信接口標(biāo)準(zhǔn) （243）

8.3.3 RS485串行通信應(yīng)用注意事項(xiàng) （246）

8.4 通信格式和數(shù)據(jù)格式 （248）

8.4.1 串行異步通信基礎(chǔ) （248）

8.4.2 異步傳送的通信格式 （251）

8.4.3 異步傳送的數(shù)據(jù)格式及常用校驗(yàn)碼 （253）

8.5 MODBUS 通信協(xié)議 （257）

8.5.1 MODBUS通信協(xié)議介紹 （257）

8.5.2 MODBUS的ASCII通信方式 （258）

8.5.3 MODBUS的RTU（遠(yuǎn)程終端單元）通信方式 （259）

8.5.4 MODBUS的功能碼 （260）

8.5.5 MODBUS的查詢和應(yīng)答 （260）

8.6 三菱變頻器專用通信協(xié)議 （261）

8.6.1 通信時(shí)序 （261）

8.6.2 通信格式 （263）

8.6.3 通信數(shù)據(jù)格式 （266）

8.6.4 通信數(shù)據(jù)格式的編寫 （270）

8.6.5 通信錯誤代碼 （275）

8.7 三菱變頻器MODBUS RTU通信協(xié)議 （275）

8.7.1 通信規(guī)格和通信時(shí)序 （276）

8.7.2 三菱FR-A700變頻器RTU通信參數(shù)設(shè)置 （277）

8.7.3 通信數(shù)據(jù)格式及其編制 （278）

8.7.4 通信錯誤代碼 （282）

8.8 通信協(xié)議小結(jié) （283）

第9章 三菱FX PLC與三菱變頻器通信控制 （284）

9.1 通信程序常用編程知識 （284）

9.1.1 常用功能指令 （284）

9.1.2 尋址方式 （285）

9.1.3 組合位元件應(yīng)用 （287）

9.1.4 邏輯位運(yùn)算 （289）

9.1.5 特殊輔助繼電器 （290）

9.2 三菱FX系列通信指令解讀 （291）

9.2.1 通信程序相關(guān)數(shù)據(jù)存儲器和繼電器 （291）

9.2.2 串行通信傳送指令RS （291）

9.2.3 HEX→ASCII變換指令A(yù)SCI （293）

9.2.4 ASCII→HEX變換指令HEX （295）

9.2.5 校驗(yàn)碼指令CCD （297）

9.2.6 常用校驗(yàn)碼程序設(shè)計(jì)參考 （299）

9.3 RS指令經(jīng)典法通信程序設(shè)計(jì) （302）

9.3.1 程序設(shè)計(jì)準(zhǔn)備工作和程序樣式 （302）

9.3.2 三菱變頻器專用通信協(xié)議通信控制程序設(shè)計(jì) （303）

9.3.3 MODBUS RTU通信程序設(shè)計(jì) （321）

9.4 變頻器專用通信指令法通信程序設(shè)計(jì) （326）

9.4.1 技術(shù)支持及應(yīng)用范圍 （327）

9.4.2 變頻器專用通信指令應(yīng)用注意事項(xiàng) （328）

9.4.3 變頻器專用通信指令解讀與通信程序設(shè)計(jì) （329）

9.4.4 FX3U PLC變頻器專用通信指令介紹 （335）

9.5 三菱變頻器通信控制硬件接口 （339）

9.5.1 FX2N-485-BD通信板介紹 （339）

9.5.2 FX2N-485-BD通信板與FR-E500變頻器連接 （342）

9.5.3 FX2N-485-BD通信板與FR-A700變頻器連接 （344）

第10章 三菱FX PLC與其他變頻器通信控制 （346）

10.1 FX2N PLC與臺達(dá)變頻器VFD-B的通信控制 （346）

10.1.1 臺達(dá)變頻器VFD-B通信協(xié)議 （346）

10.1.2 臺達(dá)變頻器VFD-B通信參數(shù)設(shè)置 （348）

10.1.3 FX2N PLC與臺達(dá)變頻器ASCII方式通信控制程序設(shè)計(jì) （348）

10.1.4 FX2N PLC與臺達(dá)變頻器RTU方式通信控制程序設(shè)計(jì) （358）

10.2 FX2N PLC與西門子變頻器MM420的通信控制 （365）

10.2.1 西門子MM420變頻器USS通信協(xié)議 （365）

10.2.2 西門子MM420變頻器通信參數(shù)設(shè)置與通信數(shù)據(jù)格式 （365）

10.2.3 程序設(shè)計(jì)舉例 （366）

附錄A 三菱FR-E500變頻器通信協(xié)議的參數(shù)字址定義 （369）

附錄B 三菱FR-E500參數(shù)數(shù)據(jù)讀出和寫入指令代碼表 （371）

附錄C 三菱FR-A700 MODBUS RTU協(xié)議存儲器 （375）

附錄D 臺達(dá)VFD-B變頻器通信協(xié)議的參數(shù)字址定義 （380）

參考文獻(xiàn) （383） 2100433B