電氣控制與PLC原理、應(yīng)用實踐（三菱電機FX3U系列）

前言

第1 章　常用低壓電器 1

1. 1　概述 1

1. 1. 1　低壓電器的分類及用途 1

1. 1. 2　低壓電器型號的表示方法及代號意義 2

1. 1. 3　低壓電器主要技術(shù)參數(shù) 4

1. 2　常用低壓電器的基本知識 5

1. 2. 1　低壓電器的電磁機構(gòu) 5

1. 2. 2　低壓電器的觸點機構(gòu) 6

1. 2. 3　低壓電器的滅弧機構(gòu) 7

1. 3　控制電器 9

1. 3. 1　接觸器 9

1. 3. 2　電磁式繼電器 11

1. 3. 3　時間繼電器 13

1. 3. 4　速度繼電器 14

1. 3. 5　其他繼電器 15

1. 4　開關(guān)及主令電器 17

1. 4. 1　按鈕開關(guān) 17

1. 4. 2　組合開關(guān) 18

1. 4. 3　行程開關(guān) 20

1. 4. 4　感應(yīng)開關(guān) 20

1. 5　保護(hù)電器 22

1. 5. 1　斷路器 22

1. 5. 2　熔斷器 24

1. 5. 3　熱繼電器 27

第2 章　典型電氣控制電路 29

2. 1　電氣控制電路繪制原則及標(biāo)準(zhǔn) 29

2. 1. 1　電氣控制電路圖的圖形符號、文字符號及接線端子 29

2. 1. 2　電氣元器件布置圖 30

2. 1. 3　電氣原理圖 31

2. 1. 4　電氣安裝接線圖 32

2. 2　電氣控制電路的基本環(huán)節(jié) 33

2. 2. 1　起動、點動和停止控制環(huán)節(jié) 33

2. 2. 2　可逆控制與互鎖環(huán)節(jié) 34

2. 2. 3　順序及多地控制環(huán)節(jié) 36

2. 3　三相交流異步電動機控制電路 37

2. 3. 1　三相交流異步電動機起動控制電路 37

2. 3. 2　三相交流異步電動機制動控制電路 41

2. 4　步進(jìn)電動機控制電路 43

2. 4. 1　步進(jìn)及步進(jìn)驅(qū)動器 43

2. 4. 2　研控YK 型步進(jìn)驅(qū)動器 51

2. 4. 3　步進(jìn)電動機定位控制 56

2. 5　交流伺服電動機及伺服驅(qū)動器控制電路 60

2. 5. 1　交流伺服電動機及伺服驅(qū)動器 60

2. 5. 2　三菱電機MR.J4 伺服驅(qū)動器規(guī)格及附件 63

2. 5. 3　三菱電機MR.J4 伺服電動機驅(qū)動端口與連接 70

2. 6　電氣控制線路的保護(hù)環(huán)節(jié) 79

2. 6. 1　短路保護(hù) 79

2. 6. 2　過載保護(hù) 79

2. 6. 3　過電流保護(hù) 80

2. 6. 4　零電壓（失電壓） 保護(hù)和欠電壓保護(hù) 81

第3 章　PLC 概述 84

3. 1　PLC 的產(chǎn)生及定義 84

3. 2　PLC 的特點及分類 85

3. 2. 1　PLC 的特點 85

3. 2. 2　PLC 的分類 86

3. 3　PLC 的應(yīng)用及發(fā)展 87

3. 3. 1　PLC 的應(yīng)用背景 87

3. 3. 2　PLC 的發(fā)展動向 88

3. 4　PLC 的組成及工作原理 89

3. 4. 1　PLC 的組成 89

3. 4. 2　PLC 的工作原理 91

3. 5　三菱電機PLC 簡介 93

3. 5. 1　三菱電機PLC 的歷史及分類 93

3. 5. 2　三菱電機小型PLC 的型號及特點 94

3. 6　三菱電機FX 系列PLC 系統(tǒng)構(gòu)成 97

3. 6. 1　系統(tǒng)構(gòu)建及構(gòu)建規(guī)則 97

3. 6. 2　輸入輸出編號 100

3. 6. 3　輸入輸出電路 102

第4 章　FX 系列PLC 編程基礎(chǔ) 111

4. 1　PLC 軟元件及軟元件的作用 111

4. 1. 1　軟元件的分配 111

4. 1. 2　軟元件的作用 112

4. 2　PLC 編程語言及指令 138

4. 2. 1　編程語言的種類 138

4. 2. 2　編程指令 139

4. 3　PLC 編程注意事項 176

4. 3. 1　程序步驟及執(zhí)行順序 176

4. 3. 2　雙線圈問題 177

4. 3. 3　梯形圖優(yōu)化 179

4. 4　PLC 編程工具及使用方法（GX.Works2） 180

4. 4. 1　編程軟件及使用（GX.Work2） 180

4. 4. 2　注釋和聲明 187

4. 4. 3　監(jiān)視、監(jiān)視寫入模式 189

4. 4. 4　調(diào)試及診斷 191

4. 5　SFC 及步進(jìn)梯形圖 193

4. 5. 1　SFC 程序的創(chuàng)建步驟 193

4. 5. 2　SFC 編程注意事項 196

4. 5. 3　SFC 流程形式 199

4. 6　程序編寫實例 203

4. 6. 1　簡單梯形圖編寫實例 203

4. 6. 2　SFC 編程實例 209

第5 章　FX 系列PLC 特殊功能模塊 212

5. 1　特殊功能模塊的工作原理 212

5. 1. 1　特殊功能模塊概述 212

5. 1. 2　緩沖存儲區(qū)（BFM） 的讀出、寫入方法 212

5. 2　模擬量輸入輸出模塊 217

5. 2. 1　模擬量控制功能概述 217

5. 2. 2　模擬量輸入模塊 221

5. 2. 3　模擬量輸出模塊 237

5. 3　高速脈沖輸入功能 254

5. 3. 1　FX2N.1HC 高速計數(shù)模塊 254

5. 3. 2　高速脈沖輸入功能應(yīng)用案例 260

5. 4　高速脈沖輸出與定位功能 263

5. 4. 1　高速脈沖輸出功能 263

5. 4. 2　定位模塊 272

5. 5　網(wǎng)絡(luò)通信功能 281

5. 5. 1　通信方式概述 281

5. 5. 2　通信選件詳情 287

5. 5. 3　CC.Link 通信 293

第6 章　實驗與實訓(xùn) 316

第一部分　GX Works2 編程軟件使用與指令練習(xí) 316

實驗一　GX Works2 編程軟件使用練習(xí) 316

第二部分　程序設(shè)計實例 318

實驗二　八段碼顯示 318

實驗三　天塔之光 320

實驗四　交通信號燈控制 321

實驗五　水塔水位自動控制 324

實驗六　自動送料裝車系統(tǒng) 326

實驗七　液體混合系統(tǒng) 328

實驗八　郵件分揀系統(tǒng) 329

實驗九　A.D、D.A 及HMI 實驗 332

實驗十　變頻器多段調(diào)速練習(xí) 334

實驗十一　變頻器模擬量調(diào)速練習(xí) 339

實驗十二　伺服位置控制系統(tǒng)練習(xí)一 342

實驗十三　伺服位置控制系統(tǒng)練習(xí)二 344

參考文獻(xiàn) 3482100433B

本書是《三菱電機大學(xué)合作計劃系列叢書》之一，其內(nèi)容以三菱電機低壓電器及FX3U系列PLC為主線，由淺入深、理論結(jié)合實踐，重點講述了常規(guī)低壓電器工作原理及使用方法，詳細(xì)分析了三菱電機小型PLC系統(tǒng)指令、使用方法及特殊功能模塊應(yīng)用開發(fā)，并結(jié)合實驗裝置針對主要知識點進(jìn)行驗證。本書內(nèi)容詳實、豐富，插圖繪制采用新的國家標(biāo)準(zhǔn)，體現(xiàn)了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的先進(jìn)手段。本書可作為應(yīng)用型本科院校、高職高專、成人高校等機電一體化、電氣工程、自動化及機械電子等相關(guān)專業(yè)的電氣控制與PLC課程的教材，也可供從事相關(guān)工作的工程技術(shù)人員參考。

本書以工程實際項目為基礎(chǔ)，在任務(wù)分析、任務(wù)實施過程中引入相關(guān)知識點，著眼于知識應(yīng)用和能力訓(xùn)練的培養(yǎng)，“理論”與“實踐”融為一體，互相滲透。 本書共分為兩篇，包含10個項目，每個項目又由多個任務(wù)構(gòu)成。第壹篇為低壓電氣控制技術(shù)，基于典型機電設(shè)備電氣控制分析，介紹了低壓電器、電路分析方法、基本控制電路及典型電路的分析。 第二篇為可編程序控制器技術(shù)，基于典型機電設(shè)備和工程應(yīng)用項目，介紹了FX3U系列PLC的基本組成、結(jié)構(gòu)及工作原理、基本指令、步進(jìn)順控指令和常用功能指令、PLC通信控制、觸摸屏和變頻器在PLC控制任務(wù)中的應(yīng)用和實現(xiàn)。*后還列出了多個PLC控制的綜合應(yīng)用實訓(xùn)。 本書融理論與實踐于一體，注重培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)應(yīng)用能力、工程設(shè)計能力和創(chuàng)新能力，可作為高職高專院校機電類、電氣類、電子類等相關(guān)專業(yè)“電氣控制與PLC應(yīng)用”課程的教材及類似課程的教材，也可供電氣工程技術(shù)人員參考。

前言

安全用電與急救常識

第一篇 低壓電氣控制技術(shù)

項目一 低壓電器元件的選用與電氣原理圖識圖

任務(wù)一 CA6140車床電器元件認(rèn)知與選用

任務(wù)二 CA6140車床電氣原理圖讀圖

訓(xùn)練項目一 常用電工儀表的使用

思考與練習(xí)

項目二 電氣控制電路的分析與調(diào)試

任務(wù)一 三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路的分析與調(diào)試

任務(wù)二 三相異步電動機減壓起動控制電路的分析與調(diào)試

任務(wù)三 三相異步電動機制動控制電路的分析與調(diào)試

任務(wù)四 三相異步電動機調(diào)速控制電路的分析與調(diào)試

訓(xùn)練項目二 自動往復(fù)控制電路的安裝與調(diào)試

思考與練習(xí)

第二篇 可編程序控制器技術(shù)

項目三 PLC認(rèn)知

任務(wù)一 PLC基礎(chǔ)認(rèn)知

任務(wù)二 三菱FX3U系列PLC硬件認(rèn)知

訓(xùn)練項目三 三菱FX3U系列PLC硬件接線

任務(wù)三GX Works2編程軟件的使用

思考與練習(xí)

項目四 電動機基本控制電路的PLC控制

任務(wù)一 三相異步電動機單向連續(xù)帶點動的PLC控制

任務(wù)二 三相異步電動機-△減壓起動的PLC控制

任務(wù)三 三相異步電動機正反轉(zhuǎn)的PLC控制

訓(xùn)練項目四 三相異步電動機正反轉(zhuǎn)帶Y-△減壓起動的PLC控制

任務(wù)四 三臺三相異步電動機順序起停的PLC控制

訓(xùn)練項目五 工作臺自動往復(fù)運動PLC控制的實現(xiàn)

思考與練習(xí)

項目五 順序控制流程的PLC控制

任務(wù)一 物料傳送裝置的PLC控制

訓(xùn)練項目六 液體混合的PLC控制

任務(wù)二 大、小球分揀系統(tǒng)的PLC控制

任務(wù)三 十字路口交通信號燈的PLC控制

訓(xùn)練項目七 人行橫道按鈕式交通燈的PLC控制

思考與練習(xí)

項目六 功能指令任務(wù)的PLC控制

任務(wù)一 物料傳送裝置手動和自動運行的PLC控制

任務(wù)二 簡易自動售貨機的PLC控制

訓(xùn)練項目八 加工中心刀庫捷徑方向選擇的PLC控制

任務(wù)三 噴泉的PLC控制

訓(xùn)練項目九 舞臺藝術(shù)燈飾的PLC控制

思考與練習(xí)

項目七 PLC控制工程實例

任務(wù)一 電鍍流水線的PLC控制

任務(wù)二 機械手傳送裝置的PLC控制

思考與練習(xí)

項目八 通信控制的PLC實現(xiàn)

任務(wù)一 三菱PLC N∶N網(wǎng)絡(luò)通信的實現(xiàn)

任務(wù)二 三菱PLC CC-Link現(xiàn)場總線通信的實現(xiàn)

思考與練習(xí)

項目九 觸摸屏和變頻器的PLC綜合控制

任務(wù)一 觸摸屏、變頻器對水泵電動機的調(diào)速控制

任務(wù)二 基于觸摸屏的變頻器模擬量調(diào)速控制的實現(xiàn)

訓(xùn)練項目十 變頻器調(diào)速的PLC控制實現(xiàn)

項目十 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計與項目實訓(xùn)

任務(wù)一 PLC的編程方法

任務(wù)二 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

任務(wù)三 電氣控制技術(shù)與PLC應(yīng)用綜合實訓(xùn)

附錄

附錄A FX3U系列PLC技術(shù)指標(biāo)

附錄B FX3U系列PLC的型號名稱體系及其種類

附錄CFX3UPLC特殊元件編號及名稱檢索

附錄DFX3U指令順序排列及其索引

參考文獻(xiàn)

PLC應(yīng)用技術(shù)是高等職業(yè)教育電氣自動化、機電一體化等相關(guān)專業(yè)的一門必修課程，本書針對三菱FX3U系列PLC的原理、編程方法及程序設(shè)計等內(nèi)容進(jìn)行講解，主要內(nèi)容包括：可編程序控制器概述、三菱FX3U系列PLC的硬件資源、基本指令系統(tǒng)及編程、步進(jìn)順控指令及編程、典型功能指令在編程中的應(yīng)用、模擬量控制和通信以及PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計等主要內(nèi)容。全書內(nèi)容豐富，在講解理論的基礎(chǔ)上給出了大量的應(yīng)用實例，讀者可以根據(jù)實際需要選擇性的進(jìn)行學(xué)習(xí)。為了給讀者提供一個學(xué)習(xí)的上升空間，教材中的第六章（模擬量控制和通信）作為選學(xué)內(nèi)容，供課時量較大學(xué)?；蛘哂幸欢ǖ幕A(chǔ)的讀者學(xué)習(xí)。此外，書中每個章節(jié)的后面配有各種題型的思考和練習(xí)，供讀者檢驗學(xué)習(xí)的效果。