PLC技術與應用理實一體化教程

序
前言
任務1 用PLC實現(xiàn)對電動機的啟動控制
【知識點】
【能力目標】
1.1 任務引入
1.2 任務分析
1.3 知識鏈
1.3.1 繼電器控制基礎
1.3.2 初識可編程序控制器（PLC）
1.3.3 FX2N PLC快速入門
1.3.4 SWOPC?FXGP/WIN?C編程軟件簡介
1.3.5 FX2N PLC梯形圖程序簡介
1.3.6 PLC最常用的幾條順控指令
1.4 任務實施
1.4.1 I/O分配
1.4.2 繪制PLC硬件接線圖及硬件連接
1.4.3 設計梯形圖程序
1.4.4 程序調(diào)試與運行
1.5 知識擴展
1.5.1 FX2N PLC硬件結(jié)構(gòu)
1.5.2 PLC的工作過程
1.5.3 PLC的輸入/輸出過程
1.5.4 PLC的等效電路
1.5.5 PLC的工作原理
1.5.6 PLC的主要性能指標
1.5.7 PLC的安裝與配線
1.6 技能拓展
1.6.1 控制要求
1.6.2 操作過程
1.6.3 評價標準
1.7 思考與練習
任務2 用PLC實現(xiàn)對電動機的正反轉(zhuǎn)控制
【知識點】
【能力目標】
2.1 任務引入
2.2 任務分析
2.3 知識鏈接
2.3.1 FX2N PLC的八大編程元（器）件
2.3.2 FX2N PLC的脈沖觸點指令（LDP、LDF、ANDP、ANDF、QRP、ORF指令）
2.3.3 FX2N PLC的脈沖輸出微分指令（PLS和PLF指令）
2.3.4 FX2N PLC的置位/復位指令（SET/RST指令）
2.3.5 PLC梯形圖的編程規(guī)則與技巧
2.4 任務實施
2.4.1 I/O分配
2.4.2 繪制PLC硬件接線圖及硬件連接
2.4.3 設計梯形圖程序和語句表程序
2.4.4 程序調(diào)試與運行
2.5 知識擴展
2.5.1 FX2N系列PLC梯形圖編輯器各菜單的操作方法及功能
2.5.2 FX2N系列PLC語句表編輯器主要菜單的操作方法及功能
2.6 技能拓展
做一做：試進行機床工作臺自動循環(huán)控制的PLC改造設計、安裝與調(diào)試
2.6.1 控制要求
2.6.2 操作過程
2.6.3 評價標準
2.7 思維拓展與實例：時控順啟逆停
2.8 思考與練習
任務3 用PLC實現(xiàn)對電動機/△減壓啟動控制
【知識點】
【能力目標】
3.1 任務引入
3.2 任務分析
3.3 知識鏈接
3.3.1 FX2N系列PLC定時器指令
3.3.2 定時器斷開延時定時、通/斷延時、瞬動電路
3.3.3 定時器的長延時擴展電路
3.3.4 最大限時控制電路
3.3.5 最小限時控制電路
3.3.6 順序延時電路
3.3.7 主控觸點（MC/MCR）指令
3.3.8 棧操作（MPS/MRD/MPP）指令
3.4 任務實施
3.4.1 I/O分配
3.4.2 繪制PLC硬件接線圖及硬件連接
3.4.3 設計梯形圖程序和語句表程序
3.5 知識擴展
3.5.1 速度繼電器
3.5.2 電動機的反接制動控制電路
3.5.3 電動機串電阻減壓啟動和反接制動控制電路的PLC改造
3.6 技能拓展
做一做：試進行電動機單管能耗制動控制電路的PLC控制改造
3.6.1 控制要求
3.6.2 操作過程
3.6.3 評價標準
3.7 思維拓展與實例：電動機的綜合PLC控制
3.8 思考與練習
任務4 自動軋鋼機的PLC控制
【知識點】
【能力目標】
4.1 任務引入
4.2 任務分析
4.3 知識鏈接
4.3.1 FX2N PLC計數(shù)器指令
4.3.2 計數(shù)器的大計數(shù)擴展電路
4.3.3 掃描計數(shù)電路
4.3.4 FX2N PLC的取反（INV）、空操作（NOP）及結(jié)束（END）指令
4.3.5 FX2N PLC 27條順控邏輯指令的功能歸納總結(jié)
4.4 任務實施
4.4.1 I/O分配
4.4.2 繪制PLC硬件接線圖及硬件連接
4.4.3 設計梯形圖程序
4.4.4 程序調(diào)試與運行
4.5 知識擴展
4.5.1 FX2N PLC的應用指令概述
4.5.2 移位類指令
4.6 技能拓展
做一做：天塔之光的PLC控制
4.6.1 控制要求
4.6.2 操作過程
4.6.3 評價標準
4.7 思維拓展與實例
4.7.1 水塔水位的PLC自動控制
4.7.2 汽車清洗機的PLC自動控制
4.7.3 用移位指令實現(xiàn)對燈光的PLC控制
4.8 思考與練習
任務5 小車自動往返運行的PLC控制
【知識點】
【能力目標】
5.1 任務引入
5.2 任務分析
5.3 知識鏈接
5.3.1 順序控制與順序控制設計法
5.3.2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖
5.3.3 步進（狀態(tài)）梯形圖
5.3.4 順序控制編程舉例
5.4 任務實施
5.4.1 建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖
5.4.2 將狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（SFC）轉(zhuǎn)換成狀態(tài)梯形圖（STL）、指令表程序
5.4.3 程序調(diào)試與運行
5.5 知識擴展
5.5.1 編制SFC的規(guī)則
5.5.2 編制SFC的注意事項
5.5.3 常用SFC的結(jié)構(gòu)
5.6 技能拓展
做一做：兩種液體混合的PLC控制
5.6.1 控制要求
5.6.2 操作過程
5.6.3 評價標準
5.7 思維拓展與實例
5.7.1 4臺電動機正啟/逆停時序控制
5.7.2 PLC實現(xiàn)雙頭鉆床系統(tǒng)控制
5.7.3 使用“啟?保?停”電路的編程方法完成順序控制
5.7.4 使用以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法完成順序控制
5.7.5 使用仿STL指令編程方法完成順序控制
5.8 思考與練習
任務6 城市路口交通指揮燈的PLC控制
【知識點】
【能力目標】
6.1 任務引入
6.2 任務分析
6.3 知識鏈接
6.3.1 FX2N PLC系統(tǒng)中常用的基本控制環(huán)節(jié)
6.3.2 識讀PLC梯形圖和指令語句表的方法和步驟
6.4 任務實施
6.4.1 I/O分配
6.4.2 繪制PLC硬件接線圖及硬件連接
6.4.3 設計梯形圖程序和語句表程序
6.4.4 程序調(diào)試與運行
6.5 知識擴展：PLC控制系統(tǒng)的設計
6.5.1 PLC控制系統(tǒng)設計概要
6.5.2 PLC的接口電路設計
6.5.3 PLC的電源電路設計
6.6 技能拓展
做一做：氣動機械手的PLC控制設計
6.6.1 控制要求
6.6.2 操作過程
6.6.3 評價標準
6.7 思維拓展與實例
6.7.1 城市交通指揮燈的其他參考程序
6.7.2 霓虹燈廣告屏的PLC控制
6.8 思考與練習
任務7 PLC控制的八組搶答器設計
【知識點】
【能力目標】
7.1 任務引入
7.2 任務分析
7.3 知識鏈接
7.3.1 比較指令[CMP、ZCP（FNC10、FNC11）]
7.3.2 傳送指令[MOV（FNC12）]
7.3.3 BCD碼變換指令[BCD（FNC18）]
7.4 任務實施
7.4.1 I/O分配
7.4.2 PLC的I/O實際接線圖
7.4.3 設計梯形圖程序
7.4.4 程序調(diào)試與運行
7.5 知識擴展：PLC在工業(yè)應用中的若干注意問題
7.5.1 PLC型號選擇與硬件配置的確定
7.5.2 降低PLC控制系統(tǒng)硬件費用的方法
7.5.3 提高PLC控制系統(tǒng)可靠性的措施
7.5.4 數(shù)據(jù)變換指令
7.6 技能拓展
做一做：PLC對自動售貨機系統(tǒng)的控制設計
7.6.1 控制要求
7.6.2 操作過程
7.6.3 評價標準
7.7 思維拓展與實例
7.7.1 帶有犯規(guī)顯示的八組搶答器PLC控制設計
7.7.2 PLC在四層電梯控制系統(tǒng)的應用設計
7.8 思考與練習
任務8 搬運機械手的PLC控制系統(tǒng)設計
【知識點】
【能力目標】
8.1 任務引入
8.2 任務分析
8.3 知識鏈接
8.3.1 條件跳轉(zhuǎn)指令[CJ（FNC 00）]
8.3.2 狀態(tài)初始化指令[IST（FNC 60）]
8.3.3 復雜系統(tǒng)的設計方法
8.4 任務實施
8.4.1 搬運機械手PLC選型與硬件設計
8.4.2 I/O分配表及原理接線圖
8.4.3 梯形圖程序的設計
8.4.4 設計結(jié)果的討論
8.5 知識擴展
8.5.1 邏輯錯誤故障檢測診斷法
8.5.2 附加觸點連接診斷法
8.5.3 時間限制法
8.6 技能拓展
做一做：具有多種工作方式送料小車的PLC控制系統(tǒng)設計
8.6.1 控制要求
8.6.2 操作過程
8.6.3 評價標準
8.7 思維拓展與實例
8.7.1 搬運機械手PLC控制的另一種設計實踐示范
8.7.2 四工位組合機床的PLC控制設計
8.8 思考與練習
任務9 PLC在恒溫控制過程中的應用設計
【知識點】
【能力目標】
9.1 任務引入
9.2 任務分析
9.3 知識鏈接
9.3.1 加法指令[ADD（FNC 20）]
9.3.2 減法指令[SUB（FNC 21）]
9.3.3 乘法指令[MUL（FNC 22）]
9.3.4 除法指令[DIV（FNC 23）]
9.3.5 加1指令[INC（FNC 24）]
9.3.6 減1指令[DEC（FNC 25）]
9.3.7 特殊功能模塊數(shù)據(jù)讀出指令[FROM（FNC 78）]
9.3.8 特殊功能模塊數(shù)據(jù)寫入指令[TO（FNC 79）]
9.4 任務實施
9.4.1 I/O分配
9.4.2 繪制PLC硬件接線圖及硬件連接
9.4.3 設計梯形圖程序
9.4.4 程序調(diào)試與運行
9.5 知識擴展
9.5.1 模擬量輸入模塊FX2N?4AD
9.5.2 模擬量輸出模塊FX2N?4DA
9.5.3 A?D、D?A轉(zhuǎn)換一體化模塊FX0N?3A
9.5.4 PID過程控制模塊FX2N?2LC
9.5.5 三菱公司特殊功能模塊一覽
9.6 技能拓展
做一做：FX2N?4AD/FX2N?4DA的應用實驗
9.6.1 控制要求
9.6.2 操作過程
9.6.3 評價標準
9.7 思維拓展與實例：PLC實現(xiàn)壓力控制
9.7.1 工作任務
9.7.2 任務分析
9.7.3 知識平臺
9.7.4 解決方案
9.8 思考與練習
任務10 典型機床成套設備的PLC控制改造設計
【知識點】
【能力目標】
10.1 任務引入
10.2 任務分析
10.3 知識鏈接
10.3.1 C650型普通臥式車床的電氣控制系統(tǒng)
10.3.2 利用PLC對機床控制進行技術改造的基本思路
10.3.3 利用PLC對機床控制進行技術改造的常用方法
10.3.4 將機床電路圖轉(zhuǎn)換成為功能相同的PLC的外部接線圖和梯形圖的
主要步驟
10.3.5 識讀和分析機床PLC控制梯形圖和語句表程序的常用方法和主要步驟
10.4 任務實施
10.4.1 I/O分配
10.4.2 繪制PLC硬件接線圖及硬件連接
10.4.3 設計梯形圖程序
10.4.4 程序設計說明
10.5 知識擴展：C5225型立式車床的PLC控制改造設計
10.5.1 C5225型立式車床的機械結(jié)構(gòu)和主要運動
10.5.2 電路特點及拖動要求
10.5.3 C5225型立式車床的電氣控制電路
10.5.4 C5225型立式車床PLC控制系統(tǒng)設計
10.6 技能拓展
做一做：Z3040搖臂鉆床的PLC控制改造設計
10.6.1 控制要求
10.6.2 操作過程
10.6.3 評價標準
10.7 思維拓展與實例：某龍門鉆床的PLC控制系統(tǒng)工程應用設計
10.7.1 龍門鉆床簡化結(jié)構(gòu)示意圖和工藝說明
10.7.2 龍門鉆床工藝過程功能表圖
10.7.3 選擇PLC，畫出龍門鉆床PLC工程應用設計的I/O端子實際接線圖
10.7.4 設計梯形圖程序
10.8 思考與練習
任務11 PLC實現(xiàn)通信功能應用
【知識點】
【能力目標】
11.1 任務引入
11.2 任務分析
11.3 知識鏈接
11.3.1 串行通信基本原理
11.3.2 串行通信電氣標準
11.3.3 通信協(xié)議
11.3.4 通信特殊功能模塊FX2N?16CCL?M
11.3.5 通信用特殊功能模塊FX2N?232/422/485?BD
11.3.6 通信擴展板的實用接線
11.3.7 通信網(wǎng)絡
11.4 任務實施
11.4.1 模塊選型與鏈接
11.4.2 硬件連線
11.4.3 程序編寫
11.4.4 任務實施結(jié)果的探討
11.5 技能拓展
做一做：PLC與打印機的通信
11.5.1 通信編程指令
11.5.2 PLC與打印機的通信操作過程
11.5.3 評價標準
11.6 思維拓展與實例
11.6.1 PLC與計算機、打印機的通信實例
11.6.2 PLC與計算機通信、顯示實例
11.6.3 16位數(shù)據(jù)通信
11.7 思考與練習
附錄
附錄A FX2N系列PLC內(nèi)部軟元件分配一覽表
附錄B 三菱FX系列PLC指令一覽表
參考文獻