可编程序控制器应用实训（三菱机型）.pdf

高等职业教育教学改革示范教材自动化类专业规划教材系列 可编程序控制器应用实训（三菱机型）苏家健 顾 阳 主编 周政新 主审 Publishing House of Electronics Industry 北京BEIJING 内 容 简 介 本书依据高等职业技术院校工业生产自动化专业高技能型人才培养要求以及高职的教学要求和办学特点，采用“项目导向、任务驱动”的编写方法，介绍了 FX2N可编程序控制器的应用实训。本教材的内容包含以下几个方面：第一，通过对基本指令、步进顺序控制指令和功能指令的学习和实训，学会编制各种应用程序；第二，通过对 PLC 的基本功能模块的学习和实训，学会使用 PLC 功能模块；第三，通过生产流水线的 PLC 应用工程设计，使学生对 PLC 工程应用有一个基本的了解；第四，通过综合维修电工职业技能的中级、高级、技师培训实训，使学生的职业技术水平有所提升。本教材可作为高等职业教育工业生产自动化、机电一体化、机械工程与自动化、电气自动化、工业企业自动化等相关专业高技能型人才培养的实训教材，也可作为工程技术人员和技术工人职业培训的参考用书。未经许可，不得以任何方式复制或抄袭本书之部分或全部内容。版权所有，侵权必究。图书在版编目(CIP)数据 可编程序控制器应用实训：三菱机型苏家健，顾阳主编北京：电子工业出版社，2009.1（高等职业教育教学改革示范教材自动化类专业规划教材系列）ISBN 978-7-121-07593-3.可 .苏顾 .可编程序控制器高等学校：技术学校教材 .TP332.3 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2008）第 164995 号 策划编辑：王昭松 责任编辑：王昭松 印 刷：装 订：出版发行：电子工业出版社 北京市海淀区万寿路 173 信箱 邮编 100036 开 本：7871 092 1/16 印张：12.5 字数：320 千字 印 次：2009 年 1 月第 1 次印刷 印 数：4 000 册 定价：20.00 元 凡所购买电子工业出版社图书有缺损问题，请向购买书店调换。若书店售缺，请与本社发行部联系，联系及邮购电话：（010）88254888。质量投诉请发邮件至 ，盗版侵权举报请发邮件至 。服务热线：（010）88258888。前 言 为贯彻落实高技能人才培养体系建设“十一五”规划纲要和国家对高等职业教育发展的要求，坚持以就业为导向的职业教育办学方针，推进高等职业技术院校课程和教材的改革，特编写可编程序控制器应用实训（三菱机型）教材。本教材以 FX2N型 PLC 为蓝本，根据高等职业教育的特点，由浅入深，从经验法编程、步进控制和功能指令的实际应用出发，结合维修电工考证中的 PLC 训练实例，逐步向读者讲解PLC 实际应用和职业技能培训知识。本书的主要特点如下：（1）从职业需求分析和职业技能培训要求出发精选教材内容，切实落实够用、适用的教学指导思想。（2）以技能训练为主体，以相关知识为支撑，较好地处理理论教学与技能训练的关系。（3）教材编写中采用项目导向、任务驱动的编写方法，主题鲜明，重点突出。（4）所举的实例较多，有利于读者模仿。本书共有 12 个项目，由上海第二工业大学苏家健和顾阳主编。其中，项目 3、项目 4、项目 5、项目 6、项目 7、项目 12 由苏家健编写；项目 1、项目 2、项目 8、项目 9、项目 10、项目 11 由顾阳编写，全书由周政新教授担任主审。本书可作为高等职业教育工业生产自动化、机电一体化、机械工程与自动化、电气自动化、工业企业自动化等相关专业高技能型人才培养的实训教材，也可供工程技术人员和技术人员职业培训参考使用。本书在编写过程中，得到了电子工业出版社的大力支持，同时参考了参考文献中所列资料的有关内容，在此一并表示感谢。由于编者的水平有限，在编写过程中难免存在错误和不足之处，恳请广大读者批评指正。编 者 2008 年 8 月 目 录 项目 1 PLC 基础（1）任务 1 可编程控制器的构成及工作原理 （1）知识链接 1 可编程控制器的硬件组成（1）知识链接 2 可编程控制器的软件组成（3）知识链接 3 可编程控制器的工作原理（4）任务 2 FX2N系列 PLC 机器硬件认识及使用（5）任务 3 编程器与编程软件的功能及使用（10）知识链接 1 三菱 SWOPC-FXGP/WIN-C 编程软件简介（10）知识链接 2 三菱 SWOPC-FXGP/WIN-C 编程软件的使用程序的创建、保存（10）知识链接 3 三菱 SWOPC-FXGP/WIN-C 编程软件的使用程序的输入、编辑（12）项目 2 基本逻辑指令及定时器、计数器基础（14）任务 1 基本指令的使用（14）知识链接 1 FX2N系列可编程控制器主要编程元件（14）知识链接 2 基本指令（15）知识链接 3 定时器与计数器（22）任务 2 定时器和计数器实训（24）任务 3 三相异步电动机的正反转控制（27）任务 4 三电机的循环启停运转控制设计（28）任务 5 十字路口交通灯控制（29）任务 6 三相鼠笼式异步电动机星/三角形换接启动控制（31）任务 7 装配流水线的模拟控制（33）任务 8 自动配料系统的模拟控制（34）任务 9 轧钢机控制系统的模拟（37）任务 10 邮件分拣系统模拟（39）项目 3 中级维修电工 PLC 实训（42）任务 1 用 PLC 控制水塔水位自动运行电路系统（42）任务 2 用 PLC 控制三彩灯闪烁电路（43）任务 3 用 PLC 控制传输带电机的运行系统（45）任务 4 用 PLC 控制智力竞赛抢答装置（46）任务 5 用 PLC 控制加热炉自动上料装置（48）任务 6 用 PLC 控制钻孔动力头电路（50）任务 7 用 PLC 控制仓库门自动开闭控制电路（51）任务 8 用 PLC 控制三相异步电机 Y-启动主电路系统（52）任务 9 用 PLC 控制三相异步电机 Y-启动继电器控制电路系统（54）任务 10 用 PLC 控制装料小车的自动控制系统（55）项目 4 步进指令控制（57）任务 1 单流程步进指令（57）知识链接 单流程步进指令及应用（57）任务 2 全自动洗衣机的控制系统（61）项目 5 维修电工高级实训（64）任务 1 配料小车的 PLC 控制（64）任务 2 混料罐的 PLC 控制（69）任务 3 机械手的 PLC 控制（73）任务 4 PLC 控制机械滑台（77）任务 5 PLC 控制红绿灯信号（81）项目 6 多流程步进指令控制（87）任务 1 多分支状态转移图的处理（87）知识链接 1 多分支状态转移图（87）知识链接 2 选择性分支状态转移图的编程实训指导（89）知识链接 3 并联性分支状态转移图的编程实训指导（89）任务 2 三台电机的循环启停运转控制设计（89）任务 3 双门通道的自动控制（90）任务 4 化工生产的液体混合控制（92）任务 5 PLC 控制双工作台工作（95）任务 6 半自动钻孔工作站的顺序控制（98）任务 7 输送带自动控制系统（99）任务 8 化工加热反应釜控制（101）项目 7 维修电工技师实训（102）任务 1 用 PLC 控制反应炉的动作（102）任务 2 用 PLC 控制拣球的动作（104）任务 3 用 PLC 控制污水处理过程（105）任务 4 用 PLC 控制自动喷漆过程（107）任务 5 用 PLC 控制喷水池的动作（109）任务 6 输送带控制（112）任务 7 用 PLC 控制运料小车的动作（113）任务 8 用 PLC 控制机械手进行拣瓶工作（115）任务 9 用 PLC 控制装箱计数流水线工作（117）任务 10 用 PLC 控制压模流水线工作（118）项目 8 FX2N功能指令基础（121）任务 1 功能指令应用基础（121）知识链接 功能指令的概述（121）任务 2 用 PLC 功能指令实现电动机的 Y-启动控制（127）任务 3 用 PLC 实现闪光信号灯的闪光频率控制（128）任务 4 用 PLC 控制密码锁（129）任务 5 简易定时、报时器（130）任务 6 外置数计数器（131）项目 9 数据处理指令应用与实训（133）任务 1 数据处理指令（133）知识链接 数据处理指令简介（133）任务 2 彩灯控制电路（141）任务 3 流水灯光控制（141）任务 4 步进电动机控制（143）任务 5 用单按钮实现五台电动机的启停控制（145）项目 10 程序控制类应用指令与实训（147）任务 1 程序控制类指令及应用基础（147）知识链接 程序控制类指令（147）任务 2 求数组脉冲的最大值（151）任务 3 用 PLC 控制台车的呼叫系统（151）任务 4 广告牌边框饰灯控制（154）项目 11 功能模块实训（156）任务 1 特殊功能模块的类型及使用（156）知识链接 1 FX 系列 PLC 特殊功能模块的类型（156）知识链接 2 FX2N系列 PLC 特殊功能模块的安装及使用（156）任务 2 模拟量输入模块 FX2N4AD 实训（158）任务 3 模拟量输出模块 FX2N2DA 实训（162）任务 4 铂电阻输入模块 FX2N4ADPT 实训（164）任务 5 高速计数模块 FX2N1HC 的应用（168）项目 12 可编程控制器课程设计实训（171）任务 1 了解可编程控制器课程设计（171）知识链接 1 可编程控制器课程设计总体要求（171）知识链接 2 可编程控制器课程设计选题（173）任务 2 长度判别和端面加工单元（174）任务 3 翻转和外圆加工单元（175）任务 4 加料机械手单元（176）任务 5 钻孔、镗孔、倒角单元（177）任务 6 表面清洗、化学处理单元（178）任务 7 零件排列、装箱单元（179）任务 8 全线节拍控制单元（181）附录 A （182）参考文献 （190）1 项目 1 PLC基础 任务 1 可编程控制器的构成及工作原理 知识链接 1 可编程控制器的硬件组成 PLC 硬件结构主要由中央处理器（CPU）、存储器（RAM，ROM）、输入/输出接口（I/O接口）、电源及编程设备几大部分组成。PLC 的硬件结构框图如图 1.1 所示。图 1.1 PLC 的硬件结构框图 1中央处理器（CPU）中央处理器是可编程控制器的核心，它在系统程序的控制下，完成逻辑运算、数学运算、协调系统内部各部分工作等任务。可编程控制器中采用的 CPU 一般有三大类，一类为通用微处理器，如 80286、80386 等；一类为单片机芯片，如 8031、8096 等；另外还有位处理器，如 AMD2900、AMD2903 等。一般来说，可编程控制器的档次越高，CPU 的位数也越多，运算速度也越快，指令功能也越强。现在常见的可编程控制器多为 8 位或者 16 位机。2存储器 存储器是可编程控制器存放系统程序、用户程序及运算数据的单元。和一般计算机一样，可编程控制器的存储器有只读存储器（ROM）和随机读写存储器（RAM）两大类。可编程控制器的存储器区域按用途不同，可分为程序区和数据区。程序区为用来存放用户程序的区域，一般有数千个字节。用来存放用户数据的区域一般要小一些。在数据区中，各类数据存放的位置都有严格的划分。由于可编程控制器是为熟悉继电接触器系统的工程技术人员使用的，可编程控制器的数据单元都叫做继电器，如输入继电器、定时器、计数器等。2 不同用途的继电器在存储区中占有不同的区域。每个存储单元都有不同的地址编号。3输入/输出接口 输入/输出接口是可编程控制器和工业控制现场各类信号连接的部分。输入口用来接收生产过程的各种参数。输出口用来送出可编程控制器运算后得出的控制信息，并通过机外的执行机构完成工业现场的各类控制。可编程控制器为不同的接口需求设计了不同的接口单元。主要有以下几种。（1）开关量输入接口。它的作用是把现场的开关量信号变成可编程控制器内部处理的标准信号。开关量输入接口按可接纳的外信号电源的类型不同分为直流输入单元、交/直流输入单元及交流输入单元几