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微视频学工控系列 三菱PLC、变频器与触摸屏组态技术零基础入门到精通 ![]()
本书介绍了三菱PLC、变频器与触摸屏组态技术,主要内容有PLC基础与项目实战、三菱FX3S/3G/3U系列PLC介绍、三菱PLC编程与仿真软件的使用、 基本指令的使用与实例、 步进指令的使用与实例、应用指令的使用及举例、 PLC通信、变频器的原理与使用、变频器的典型电路与参数设置、变频器的选用、安装与维护、PLC与变频器的综合应用、三菱触摸屏(人机界面HMI)介绍、三菱GT Works3组态软件快速入门、GT Works3软件常用对象及功能的使用、三菱触摸屏操作和监视PLC全程实战。
本书具有起点低、由浅入深、语言通俗易懂等特点,并且内容结构安排符合学习认知规律。另外,本书配置了二维码教学视频,可帮助读者更快更直观掌握有关技能。 (1)零基础起步。图说指令,一看就懂,初学者可快速掌握入门知识。 (2)步步进阶。知识点层层递进,由浅入深,符合学习规律,便于教学和自学。 (3)紧密结合实践。大量典型实例,紧密结合工程实践,帮助读者可边学边用,解决设计经验不足的难题。超详细的设计方法解析,注重培养解决问题的方法和工程应用能力。 (4)微视频教学。数十段微视频,全方位、立体的学习方式。扫码即可观看。 前言 工控是指工业自动化控制,主要利用电子电气、机械、软件组合来实现工厂自动化控制,使工厂的生产和制造过程更加自动化、效率化、精确化,并具有可控性及可视性。工控技术的出现和推广带来了第三次工业革命,使工厂的生产速度和效率提高了300%以上。20世纪80年代初,国外先进的工控设备和技术进入我国,这些设备和技术大大推动了我国的制造业自动化进程,为我国现代化的建设作出了巨大的贡献。目前广泛使用的工业控制设备有PLC、变频器和触摸屏等。 PLC又称可编程序控制器,其外形像一只有很多接线端子和一些接口的箱子,接线端子分为输入端子、输出端子和电源端子,接口分为通信接口和扩展接口。通信接口用于连接计算机、变频器或触摸屏等设备,扩展接口用于连接一些特殊功能模块,增强PLC的控制功能。当用户从输入端子给PLC发送命令(如按下输入端子外接的开关)时,PLC内部的程序运行,再从输出端子输出控制信号,去驱动外围的执行部件(如接触器线圈),从而完成控制要求。PLC输出怎样的控制信号由内部的程序决定,该程序一般是在计算机中用专门的编程软件编写,再下载到PLC。 变频器是一种电动机驱动设备,在工作时,先将工频(50Hz或60Hz)交流电源转换成频率可变的交流电源并提供给电动机,只要改变输出交流电源的频率,就能改变电动机的转速。由于变频器输出电源的频率可连续变化,故电动机的转速也可连续变化,从而实现电动机无级变速调节。 触摸屏是一种带触摸显示功能的数字输入/输出设备,又称人机界面(HMI)。当触摸屏与PLC连接起来后,在触摸屏上不但可以对PLC进行操作,还可在触摸屏上实时监视PLC内部一些软元件的工作状态。要使用触摸屏操作和监视PLC,须在计算机中用专门的组态软件为触摸屏制作(又称组态)相应的操作和监视画面项目,再把画面项目下载到触摸屏。 为了让读者能更快更容易掌握工控技术,我们推出了“微视频学工控”丛书,首批图书包括《西门子PLC、变频器与触摸屏组态技术零基础入门到精通》《西门子PLC零基础入门到精通》《三菱PLC、变频器与触摸屏组态技术零基础入门到精通》和《三菱PLC零基础入门到精通》。 本丛书主要有以下特点: ◆起点低。读者只需具有初中文化程度即可阅读本套丛书。 ◆语言通俗易懂。书中少用专业化的术语,遇到较难理解的内容用形象比喻说明,尽量避免复杂的理论分析和烦琐的公式推导,阅读起来会感觉十分顺畅。 ◆内容解说详细。考虑到读者自学时一般无人指导,因此在编写过程中对书中的知识技能进行详细解说,让读者能轻松理解所学内容。 ◆图文并茂的表现方式。书中大量采用读者喜欢的直观、形象的图表方式表现内容,使阅读变得非常轻松,不易产生阅读疲劳。 ◆内容安排符合认知规律。本书按照循序渐进、由浅入深的原则来确定各章节内容的先后顺序,读者只需从前往后阅读图书,便会水到渠成。 ◆突出显示知识要点。为了帮助读者掌握书中的知识要点,书中用阴影和文字加粗的方法突出显示知识要点,指示学习重点。 ◆配套教学视频。扫码观看重要知识点的讲解和操作视频,便于读者更快、更直观地掌握相关技能。 ◆网络免费辅导。读者在阅读时遇到难理解的问题,可登录易天电学网:www.xxITee.com,观看有关辅导材料或向老师提问进行学习,读者也可以在该网站了解本套丛书的新书信息。 本书在编写过程中得到了许多教师的支持,在此一并表示感谢。由于编者水平有限,书中的错误和疏漏在所难免,望广大读者和同仁予以批评指正。 编者
目录
前言 第1章PLC基础与项目实战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4 1.3.1PLC的组成方框图4 1.3.2PLC各组成部分说明4 1.3.3PLC的工作方式8 1.3.4用实例说明PLC程序配合硬件线路的控制过程8 1.4PLC项目开发实战9 1.4.1三菱FX3U系列PLC硬件介绍9 1.4.2PLC控制双灯先后点亮的硬件线路及说明10 1.4.3DC24V电源适配器与PLC的电源接线12 1.4.4编程电缆及驱动程序的安装14 1.4.5编写程序并下载到PLC16 1.4.6项目实际接线19 1.4.7项目通电测试20 第2章三菱FX3S/3G/3U系列PLC介绍22 2.1概述22 2.1.1三菱FX系列PLC的一、二、三代机22 2.1.2三菱FX系列PLC的型号含义22 2.2三菱FX3SA/FX3S系列PLC(三代简易机型)介绍23 2.2.1面板说明23 2.2.2主要特性23 2.2.3常用基本单元的型号及I/O点数24 2.2.4规格概要25 2.3三菱FX3GA/FX3G/FX3GE/FX3GC系列PLC(三代标准机型)介绍26 2.3.1三菱FX3GA/FX3G系列PLC说明26 2.3.2三菱FX3GE系列PLC说明28 2.3.3三菱FX3GC系列PLC说明29 2.4三菱FX3U/FX3UC系列PLC(三代高端机型)介绍31 2.4.1三菱FX3U系列PLC说明31 2.4.2三菱FX3UC系列PLC说明34 2.5三菱FX1/FX2/FX3系列PLC电源、输入和输出端子的接线35 2.5.1电源端子的接线35 2.5.2三菱FX1/FX2/FX3GC/FX3UC系列PLC的输入端子接线36 2.5.3三菱FX3SA/FX3S/FX3GA/FX3G/FX3GE/FX3U系列PLC的输入端子接线39 2.5.4接近开关与PLC输入端子的接线40 2.5.5输出端子接线42 2.6三菱FX系列PLC的软元件说明44 2.6.1输入继电器(X)和输出继电器(Y)44 2.6.2辅助继电器(M)45 2.6.3状态继电器(S)47 2.6.4定时器(T)48 2.6.5计数器(C)49 2.6.6高速计数器52 2.6.7数据寄存器(D)54 2.6.8扩展寄存器(R)和扩展文件寄存器(ER)55 2.6.9变址寄存器(V、Z)55 2.6.10常数(十进制数K、十六进制数H、实数E)55 第3章三菱PLC编程与仿真软件的使用57 3.1编程基础57 3.1.1编程语言57 3.1.2梯形图的编程规则与技巧58 3.2三菱GX Developer编程软件的使用59 3.2.1软件的安装60 3.2.2软件的启动与窗口及工具说明63 3.2.3创建新工程66 3.2.4编写梯形图程序67 3.2.5梯形图的编辑71 3.2.6查找与替换功能的使用74 3.2.7注释、声明和注解的添加与显示76 3.2.8读取并转换FXGP/WIN格式文件79 3.2.9PLC与计算机的连接及程序的写入与读出80 3.2.10在线监视PLC程序的运行83 3.3三菱GX Simulator仿真软件的使用85 3.3.1安装GX Simulator仿真软件85 3.3.2仿真操作87 3.3.3软元件监视89 3.3.4时序图监视90 3.4三菱FXGP/WINC编程软件的使用90 3.4.1软件的安装和启动90 3.4.2程序的编写92 3.4.3程序的转换与写入PLC94 第4章基本指令的使用与实例96 4.1基本指令说明 96 4.1.1逻辑取及驱动指令96 4.1.2触点串联指令97 4.1.3触点并联指令97 4.1.4电路块并联指令97 4.1.5电路块串联指令98 4.1.6边沿检测指令99 4.1.7多重输出指令101 4.1.8主控和主控复位指令102 4.1.9取反指令104 4.1.10置位与复位指令104 4.1.11结果边沿检测指令104 4.1.12脉冲微分输出指令105 4.1.13空操作指令106 4.1.14程序结束指令107 4.2PLC基本控制线路与梯形图107 4.2.1启动、自锁和停止控制的PLC线路与梯形图107 4.2.2正、反转联锁控制的PLC接线图与梯形图109 4.2.3多地控制的PLC接线图与梯形图110 4.2.4定时控制的PLC接线图与梯形图111 4.2.5定时器与计数器组合延长定时控制的PLC接线图与梯形图113 4.2.6多重输出控制的PLC接线图与梯形图115 4.2.7过载报警控制的PLC接线图与梯形图116 4.2.8闪烁控制的PLC接线图与梯形图117 4.3喷泉的PLC控制系统开发实例118 4.3.1明确系统控制要求118 4.3.2确定输入/输出设备,并为其分配合适的I/O端子118 4.3.3绘制喷泉的PLC控制接线图118 4.3.4编写PLC控制程序118 4.3.5详解硬件接线图和梯形图的工作原理120 4.4交通信号灯的PLC控制系统开发实例121 4.4.1明确系统控制要求121 4.4.2确定输入/输出设备并为其分配合适的PLC端子121 4.4.3绘制交通信号灯的PLC控制接线图121 4.4.4编写PLC控制程序121 4.4.5详解硬件接线图和梯形图的工作原理122 第5章步进指令的使用与实例124 5.1状态转移图与步进指令124 5.1.1顺序控制与状态转移图124 5.1.2步进指令说明125 5.1.3步进指令在两种编程软件中的编写形式126 5.1.4状态转移图分支方式127 5.1.5用步进指令编程注意事项127 5.2液体混合装置的PLC控制系统开发实例128 5.2.1明确系统控制要求128 5.2.2确定输入/输出设备并分配合适的I/O端子129 5.2.3绘制PLC控制接线图129 5.2.4编写PLC控制程序129 5.2.5详解硬件接线图和梯形图的工作原理130 5.3简易机械手的PLC控制系统开发实例132 5.3.1明确系统控制要求132 5.3.2确定输入/输出设备并分配合适的PLC端子133 5.3.3绘制PLC控制接线图133 5.3.4编写PLC控制程序133 5.3.5详解硬件线路和梯形图的工作原理133 5.4大小铁球分检机的PLC控制系统开发实例136 5.4.1明确系统控制要求136 5.4.2确定输入/输出设备并分配合适的PLC端子136 5.4.3绘制PLC控制接线图136 5.4.4编写PLC控制程序137 5.4.5详解硬件接线图和梯形图的工作原理137 第6章应用指令的使用及举例140 6.1应用指令基础知识140 6.1.1应用指令的格式140 6.1.2应用指令的规则141 6.2应用指令使用说明142 6.2.1程序流程类指令142 6.2.2传送与比较类指令148 6.2.3四则运算与逻辑运算类指令153 6.2.4循环与移位类指令156 6.2.5数据处理类指令159 6.2.6高速处理类指令161 6.2.7外部I/O设备类指令163 6.2.8外部设备SER类指令166 6.2.9时钟运算指令169 6.2.10触点比较类指令172 第7章PLC通信175 7.1通信基础知识175 7.1.1通信方式175 7.1.2通信传输介质177 7.2通信接口设备178 7.2.1FX232BD通信板178 7.2.2FX422BD通信板180 7.2.3FX485BD通信板181 7.3PLC通信实例183 7.3.1PLC与打印机通信(无协议通信)183 7.3.2两台PLC通信(并联连接通信)185 7.3.3多台PLC通信(N∶N网络通信)189 第8章变频器的原理与使用195 8.1变频器的基本结构原理195 8.1.1异步电动机的两种调速方式195 8.1.2两种类型的变频器结构与原理196 8.2变频器的面板拆装与组件说明197 8.2.1外形197 8.2.2面板的拆卸与安装197 8.2.3变频器的面板及内部组件说明199 8.3变频器的端子功能与接线199 8.3.1总接线图199 8.3.2主回路端子接线及说明199 8.3.3输入、输出端子功能说明202 8.3.4通信接口206 8.4操作面板的使用209 8.4.1操作面板说明209 8.4.2运行模式切换的操作209 8.4.3输出频率、电流和电压监视的操作209 8.4.4输出频率设置的操作209 8.4.5参数设置的操作209 8.4.6参数清除的操作211 8.4.7变频器之间参数的复制操作211 8.4.8面板锁定的操作212 8.5变频器的运行操作213 8.5.1面板操作(PU操作)213 8.5.2外部操作214 8.5.3组合操作216 8.6常用参数说明219 8.6.1用户参数组读取选择参数220 8.6.2运行模式选择参数220 8.6.3转矩提升参数221 8.6.4频率相关参数222 8.6.5启动、加减速控制参数223 8.6.6点动控制参数224 8.6.7瞬时停电再启动参数225 8.6.8负载类型选择参数225 8.6.9MRS端子输入选择参数225 8.6.10禁止写入和逆转防止参数226 8.6.11高、中、低速设置参数227 8.6.12电子过流保护参数227 8.6.13端子2、4设定增益频率参数227 8.7三菱FR700与FR500系列变频器特点与异同比较228 8.7.1三菱FR700系列变频器的特点说明228 8.7.2三菱FRA700、FRF700、FRE700、FRD700、FRL700系列变频器异同比较229 8.7.3三菱FRA500系列变频器的接线图与端子功能说明231 8.7.4三菱FR500与FR700系列变频器的异同比较235 第9章变频器的典型电路与参数设置237 9.1电动机正转控制电路与参数设置237 9.1.1开关操作式正转控制电路237 9.1.2继电器操作式正转控制电路238 9.2电动机正反转控制电路与参数设置239 9.2.1开关操作式正反转控制电路239 9.2.2继电器操作式正反转控制电路240 9.3工频/变频切换电路与参数设置241 9.3.1变频器跳闸保护电路241 9.3.2工频与变频切换电路242 9.3.3参数设置243 9.4多挡速度控制电路与参数设置243 9.4.1多挡转速控制说明243 9.4.2多挡转速控制参数的设置244 9.4.3多挡转速控制电路245 9.5PID控制电路与参数设置246 9.5.1PID控制原理246 9.5.2PID控制参数设置247 9.5.3PID控制应用举例247 第10章变频器的选用、安装与维护250 10.1变频器的种类250 10.2变频器的选用251 10.2.1额定值251 10.2.2选用251 10.3变频器外围设备的选用252 10.3.1主电路外围设备的接线252 10.3.2熔断器的选用252 10.3.3断路器的选用252 10.3.4交流接触器的选用253 10.3.5交流电抗器的选用253 10.3.6直流电抗器的选用254 10.3.7热继电器的选用254 10.3.8噪声滤波器254 10.4变频器的安装、调试与维护255 10.4.1安装与接线255 10.4.2调试257 10.4.3维护258 10.4.4常见故障及原因259 第11章PLC与变频器的综合应用260 11.1PLC以开关量方式控制变频器的硬件连接与实例260 11.1.1PLC以开关量方式控制变频器的硬件连接260 11.1.2PLC以开关量方式控制实例1——电动机正反转控制261 11.1.3PLC以开关量方式控制变频器实例2——电动机多挡转速控制262 11.2PLC以模拟量方式控制变频器的硬件连接与实例267 11.2.1PLC以模拟量方式控制变频器的硬件连接267 11.2.2PLC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268 11.3PLC以RS485通信方式控制变频器的硬件连接与实例274 11.3.1有关PLC、变频器的RS485通信知识274 11.3.2PLC以RS485通信方式控制变频器正转、反转、加速、减速和停止的实例280 第12章三菱触摸屏(人机界面HMI)介绍285 12.1触摸屏基础知识285 12.1.1基本组成285 12.1.24种类型的触摸屏及工作原理285 12.2三菱GS21(GOT simple)系列触摸屏简介288 12.2.1型号含义与面板说明288 12.2.2技术规格288 12.3触摸屏与其他设备的连接290 12.3.1触摸屏与三菱FX系列PLC的以太网连接通信290 12.3.2触摸屏与三菱FX系列PLC的RS232/RS422连接通信292 12.3.3触摸屏与西门子S7200 PLC的RS232连接通信293 12.3.4触摸屏与西门子S7300/400 PLC的RS232连接通信294 第13章三菱GT Works3组态软件快速入门295 13.1GT Works3软件的安装与卸载295 13.1.1系统要求295 13.1.2软件的下载295 13.1.3软件的安装295 13.1.4软件的启动及卸载296 13.2用GT Works3软件组态和仿真一个简单的画面工程299 13.2.1工程的创建与保存299 13.2.2GT Designer3软件界面组成303 13.2.3组态触摸屏画面工程305 13.2.4触摸屏、PLC与仿真器( 仿真软件 )311 13.2.5编写PLC程序并启动PLC仿真器311 13.2.6启动触摸屏仿真器313 13.2.7画面工程的仿真测试314 第14章GT Works3软件常用对象及功能的使用316 14.1数值输入/显示对象的使用举例316 14.1.1组态任务316 14.1.2组态数值输入对象316 14.1.3组态文本对象318 14.1.4组态数值显示对象319 14.1.5组态字开关对象321 14.1.6画面操作测试323 14.2字符串显示/输入对象的使用举例324 14.2.1组态任务324 14.2.2组态字符串输入对象325 14.2.3组态数值显示对象326 14.2.4组态数值输入对象328 14.2.5组态字符串显示对象329 14.2.6组态文本对象331 14.2.7画面操作测试332 14.3注释显示的使用举例333 14.3.1组态任务333 14.3.2组态位注释对象333 14.3.3组态位开关对象336 14.3.4组态字注释对象337 14.3.5组态数值输入对象341 14.3.6组态简单注释对象342 14.3.7组态矩形对象343 14.3.8画面操作测试343 14.4多控开关、画面切换开关和扩展功能开关的使用举例345 14.4.1多控开关的使用与操作测试346 14.4.2画面切换开关的使用与操作测试350 14.4.3扩展功能开关的使用与操作测试356 14.5图表、仪表和滑杆的使用举例358 14.5.1图表的使用与操作测试359 14.5.2仪表和滑杆的使用与操作测试365 第15章三菱触摸屏操作和监视PLC全程实战 370 15.1实例开发规划370 15.1.1明确控制要求370 15.1.2选择设备并确定软元件和I/O端子370 15.1.3规划电气线路370 15.2编写PLC程序并下载到PLC371 15.2.1编写PLC程序371 15.2.2PLC与计算机的连接与通信设置372 15.2.3下载程序到PLC374 15.3用GT Works软件组态触摸屏画面工程374 15.3.1创建触摸屏画面工程374 15.3.2组态正转、停转和反转按钮开关374 15.3.3组态Y0、Y1指示灯379 15.3.4组态Y7~Y0状态监视器382 15.4下载画面工程到触摸屏384 15.4.1用USB电缆下载画面工程到触摸屏384 15.4.2用网线下载画面工程到触摸屏387 15.4.3用SD卡下载画面工程到触摸屏390 15.5触摸屏连接PLC的操作与监视测试393 15.5.1三菱触摸屏与FX型PLC的RS422/485通信连接与设置393 15.5.2三菱触摸屏与FX型PLC的RS232通信连接与设置394 15.5.3三菱触摸屏连接PLC进行电动机正反转操作与监视测试395
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