可編程控制器原理及應(yīng)用

前言

可編程控制器（PLC）是以微處理器為核心，將微型計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)及通信技術(shù)融為一體的新型高可靠性的工業(yè)自動(dòng)化控制裝置?？删幊炭刂破骺刂萍夹g(shù)作為電氣控制領(lǐng)域的新技術(shù)，經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，在功能和技術(shù)指標(biāo)以及軟／硬件等各方面都已經(jīng)成熟。它具有控制能力強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、編程簡(jiǎn)單、使用方便、易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)控制中，可編程控制器正在迅速地改變著工廠自動(dòng)控制的面貌和進(jìn)程?？删幊炭刂破髌贩N繁多，但它們的指令結(jié)構(gòu)及編程規(guī)則卻極為相似。本書(shū)以日本三菱公司FX2N系列微型整體式PLC為主要參考機(jī)型，對(duì)其常用指令和基本應(yīng)用進(jìn)行了介紹，本書(shū)在編寫(xiě)時(shí)力求由淺入深，從最為簡(jiǎn)單的電氣控制系統(tǒng)開(kāi)始，以大量實(shí)際應(yīng)用的實(shí)例介紹了PLC在工程中的實(shí)用技術(shù)。通過(guò)本書(shū)的學(xué)習(xí)，讀者能夠初步掌握PLC的有關(guān)控制理論與應(yīng)用技能。如需進(jìn)一步學(xué)習(xí)，讀者可以從PLC廠商的相關(guān)網(wǎng)站或通過(guò)查閱各種手冊(cè)，了解和學(xué)習(xí)PLC較為復(fù)雜的指令及應(yīng)用。PLC是一門(mén)實(shí)踐性極強(qiáng)的課程，盡管它與繼電器控制系統(tǒng)有很多相似之處，但其輸入／輸出配線等運(yùn)用細(xì)節(jié)仍然是應(yīng)該引起初學(xué)者足夠重視的。本書(shū)在編排內(nèi)容時(shí)，在大部分模塊的“教學(xué)內(nèi)容”之后安排有“課堂演示”及“技能訓(xùn)練”等實(shí)踐環(huán)節(jié)，讀者可通過(guò)實(shí)訓(xùn)過(guò)程來(lái)學(xué)習(xí)和掌握PLC的基本應(yīng)用。

內(nèi)容概要

本書(shū)以三菱FX2N系列PLC為例，依據(jù)“項(xiàng)目式教學(xué)模式”，介紹可編程控制器的基本工作原理、基本指令，并在此基礎(chǔ)上，以實(shí)際應(yīng)用為例，著重介紹PLC的編程應(yīng)用技術(shù)。
本書(shū)主要分為9大知識(shí)模塊，具體包括電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、交通信號(hào)燈控制、天塔之光、機(jī)械手控制、可編程控制器與人機(jī)界面、PLC在z3040搖臂鉆床控制中的應(yīng)用、PLC在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用、PLC與計(jì)算機(jī)的通信和PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
本書(shū)敘述通俗易懂，所選實(shí)例涉及面廣、具有代表性，是通過(guò)實(shí)踐學(xué)習(xí)可編程控制器應(yīng)用開(kāi)發(fā)的好幫手。
本書(shū)可作為高職高專院校電子信息類專業(yè)的教材，還可作為開(kāi)發(fā)及應(yīng)用PLC的工程技術(shù)人員的參考書(shū)。
★本書(shū)配有電子教案，需要者可登錄出版社網(wǎng)站，免費(fèi)下載。

書(shū)籍目錄

知識(shí)模塊一 電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制
  1.1 教學(xué)組織
  1.2 教學(xué)內(nèi)容
    1.2.1 PLC概述
    1.2.2 眥的編程語(yǔ)言
    1.2.3 梯形圖編程規(guī)則
    1.2.4 觸點(diǎn)及線圈類指令
    1.2.5 PLC的接線
  1.3 課堂演示——電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制實(shí)例
  1.4 技能訓(xùn)練
  邊學(xué)邊議
知識(shí)模塊二 交通信號(hào)燈控制
  2.1 教學(xué)組織
  2.2 教學(xué)內(nèi)容
    2.2.1 PLC的硬件結(jié)構(gòu)組成
    2.2.2 PLC控制系統(tǒng)組成
    2.2.3 PLC的輸入，輸出設(shè)備及外圍裝置
    2.2.4 PLC的編程元件
    2.2.5 PLC循環(huán)掃描工作原理
    2.2.6 PLC的等效電路和性能指標(biāo)
    2.2.7 定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令
    2.2.8 常用定時(shí)控制程序
  2.3 課堂演示——交通信號(hào)燈控制實(shí)例
  2.4 技能訓(xùn)練
  邊學(xué)邊議
知識(shí)模塊三 天塔之光
  3.1 教學(xué)組織
  3.2 教學(xué)內(nèi)容
    3.2.1 梯形圖編程方法
    3.2.2 梯形圖中線圈輸出的使用問(wèn)題
    3.2.3 移位，區(qū)間復(fù)位指令
    3.2.4 棧操作指令
  3.3 課堂演示——天塔之光控制實(shí)例
  3.4 技能訓(xùn)練
  邊學(xué)邊議
知識(shí)模塊四 機(jī)械手控制
  4.1 教學(xué)組織
  4.2 教學(xué)內(nèi)容
    4.2.1 順序控制設(shè)計(jì)方法
    4.2.2 機(jī)械手的控制
  4.3 技能訓(xùn)練
  邊學(xué)邊議
知識(shí)模塊五 可編程控制器與人機(jī)界面
  5.1 教學(xué)組織
  5.2 教學(xué)內(nèi)容
    5.2.1 PLC與組態(tài)軟件的連接
    5.2.2 軟件安裝與工程下載
  5.3 課堂演示——MCGS嵌入版組態(tài)
  5.4 技能訓(xùn)練
  邊學(xué)邊議
知識(shí)模塊六 PLC在Z3040搖臂鉆床控制中的應(yīng)用
  6.1 教學(xué)組織
  6.2 教學(xué)內(nèi)容
    6.2.1 Z3040搖臂鉆床電器設(shè)備的分布
    6.2.2 Z3040搖臂鉆床繼電器原理圖解讀
    6.2.3 Z3040搖臂鉆床的PLC控制方案
  6.3 技能訓(xùn)練
  邊學(xué)邊議
知識(shí)模塊七 PLC在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用
  7.1 教學(xué)組織
  7.2 教學(xué)內(nèi)容
    7.2.1 恒壓供水系統(tǒng)的基本構(gòu)成
    7.2.2 變頻器的基本工作原理及其控制
    7.2.3 PLC模擬量擴(kuò)展模塊的配置及應(yīng)用
    7.2.4 PID調(diào)節(jié)及PID指令
  7.3 課堂演示——PLC控制的恒壓供水泵站實(shí)例
  7.4 技能訓(xùn)練
  邊學(xué)邊議
知識(shí)模塊八 PLC與計(jì)算機(jī)的通信
  8.1 教學(xué)組織
  8.2 教學(xué)內(nèi)容
    8.2.1 計(jì)算機(jī)通信的基礎(chǔ)知識(shí)
    8.2.2 PLC與PLC通信的基礎(chǔ)知識(shí)
    8.2.3 FX2N系列PLC與PC的通信
    8.2.4 FX2N系列PLC與PLC的通信
  8.3 課堂演示——兩臺(tái)FX2N系列PLC的并行通信
  8.4 技能訓(xùn)練
  邊學(xué)邊議
知識(shí)模塊九 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
  9.1 教學(xué)組織
  9.2 教學(xué)內(nèi)容
    9.2.1.PLC在兩種液體混合裝置控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
    9.2.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟
    9.2.3 PLC的選型原則和方法
    9.2.4 PLC應(yīng)用程序的基本設(shè)計(jì)方法
    9.2.5 節(jié)省PLC I/O點(diǎn)數(shù)的方法
    9.2.6 PLC控制系統(tǒng)的抗干擾措施
  9.3 技能訓(xùn)練
  邊學(xué)邊議
附錄A FX2N系列可編程控制器應(yīng)用指令總表
附錄B FX2N功能技術(shù)指標(biāo)
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：一、PLC的產(chǎn)生與定義繼電器控制系統(tǒng)是將接觸器、繼電器、定時(shí)器等各種電器元件及其觸頭通過(guò)導(dǎo)線連接起來(lái)，形成一定的邏輯關(guān)系，從而達(dá)到相應(yīng)的控制目的。繼電器控制系統(tǒng)產(chǎn)生于20世紀(jì)20年代，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、便于掌握，在一定范圍內(nèi)能滿足控制要求，所以它在工業(yè)控制中一直占有主導(dǎo)地位。這種控制系統(tǒng)是由實(shí)際的物理器件組成，靠硬接線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，因此存在設(shè)備體積大、接線復(fù)雜、動(dòng)作速度慢、功能少而固定、可靠性差、難于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能等缺點(diǎn)。當(dāng)生產(chǎn)工藝改變時(shí)，繼電器控制系統(tǒng)原有的接線和控制面板就要更換，缺乏通用性和靈活性。20世紀(jì)60年代末期，美國(guó)汽車(chē)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，要求生產(chǎn)線能隨生產(chǎn)要求或市場(chǎng)要求的變化作出相應(yīng)的改變，這往往要求整個(gè)控制系統(tǒng)也應(yīng)重新設(shè)計(jì)配置。為了能夠適應(yīng)新的生產(chǎn)工藝的要求，尋求一種比繼電器更可靠、功能更齊全、響應(yīng)速度更快的新型工業(yè)控制器勢(shì)在必行。1968年，美國(guó)最大的汽車(chē)制造商通用汽車(chē)公司（GM公司）對(duì)繼電器控制系統(tǒng)公開(kāi)招標(biāo)，并從用戶角度提出了新一代控制器應(yīng)具備的十大條件，引起了開(kāi)發(fā)熱潮。這十大條件是：（1）編程方便，可現(xiàn)場(chǎng)修改程序；（2）維修方便，采用插件式結(jié)構(gòu)；（3）可靠性高于繼電器控制系統(tǒng)；（4）體積小于繼電器控制柜；（5）數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)；（6）成本可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)；（7）輸入可為市電；（8）輸出可為市電，容量要求在2A以上，可直接驅(qū)動(dòng)接觸器等；（9）擴(kuò)展時(shí)原系統(tǒng)改變最少；（10）用戶存儲(chǔ)器大于2KB。這十項(xiàng)指標(biāo)歸納起來(lái)，就是現(xiàn)在PLC的最基本的功能。其核心要求體現(xiàn)為四點(diǎn)：（1）用計(jì)算機(jī)代替繼電器控制柜；（2）用程序代替硬接線；（3）輸入／輸出電平可與外部裝置直接相連；（4）結(jié)構(gòu)易于擴(kuò)展。

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