可編程控制器原理及應用

前言

可編程控制器（PLC）是以微處理器為核心，將微型計算機技術(shù)、自動化技術(shù)及通信技術(shù)融為一體的新型高可靠性的工業(yè)自動化控制裝置。可編程控制器控制技術(shù)作為電氣控制領域的新技術(shù)，經(jīng)過30多年的發(fā)展，在功能和技術(shù)指標以及軟／硬件等各方面都已經(jīng)成熟。它具有控制能力強、可靠性高、配置靈活、編程簡單、使用方便、易于擴展等優(yōu)點，被廣泛應用于各行各業(yè)生產(chǎn)自動控制中，可編程控制器正在迅速地改變著工廠自動控制的面貌和進程?？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。本書以日本三菱公司FX2N系列微型整體式PLC為主要參考機型，對其常用指令和基本應用進行了介紹，本書在編寫時力求由淺入深，從最為簡單的電氣控制系統(tǒng)開始，以大量實際應用的實例介紹了PLC在工程中的實用技術(shù)。通過本書的學習，讀者能夠初步掌握PLC的有關控制理論與應用技能。如需進一步學習，讀者可以從PLC廠商的相關網(wǎng)站或通過查閱各種手冊，了解和學習PLC較為復雜的指令及應用。PLC是一門實踐性極強的課程，盡管它與繼電器控制系統(tǒng)有很多相似之處，但其輸入／輸出配線等運用細節(jié)仍然是應該引起初學者足夠重視的。本書在編排內(nèi)容時，在大部分模塊的“教學內(nèi)容”之后安排有“課堂演示”及“技能訓練”等實踐環(huán)節(jié)，讀者可通過實訓過程來學習和掌握PLC的基本應用。

內(nèi)容概要

本書以三菱FX2N系列PLC為例，依據(jù)“項目式教學模式”，介紹可編程控制器的基本工作原理、基本指令，并在此基礎上，以實際應用為例，著重介紹PLC的編程應用技術(shù)。
本書主要分為9大知識模塊，具體包括電動機正反轉(zhuǎn)控制、交通信號燈控制、天塔之光、機械手控制、可編程控制器與人機界面、PLC在z3040搖臂鉆床控制中的應用、PLC在恒壓供水系統(tǒng)中的應用、PLC與計算機的通信和PLC控制系統(tǒng)設計等內(nèi)容。
本書敘述通俗易懂，所選實例涉及面廣、具有代表性，是通過實踐學習可編程控制器應用開發(fā)的好幫手。
本書可作為高職高專院校電子信息類專業(yè)的教材，還可作為開發(fā)及應用PLC的工程技術(shù)人員的參考書。
★本書配有電子教案，需要者可登錄出版社網(wǎng)站，免費下載。

書籍目錄

知識模塊一 電動機正反轉(zhuǎn)控制
  1.1 教學組織
  1.2 教學內(nèi)容
    1.2.1 PLC概述
    1.2.2 眥的編程語言
    1.2.3 梯形圖編程規(guī)則
    1.2.4 觸點及線圈類指令
    1.2.5 PLC的接線
  1.3 課堂演示——電動機正反轉(zhuǎn)控制實例
  1.4 技能訓練
  邊學邊議
知識模塊二 交通信號燈控制
  2.1 教學組織
  2.2 教學內(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
    2.2.7 定時器與計數(shù)器指令
    2.2.8 常用定時控制程序
  2.3 課堂演示——交通信號燈控制實例
  2.4 技能訓練
  邊學邊議
知識模塊三 天塔之光
  3.1 教學組織
  3.2 教學內(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題
    3.2.3 移位，區(qū)間復位指令
    3.2.4 棧操作指令
  3.3 課堂演示——天塔之光控制實例
  3.4 技能訓練
  邊學邊議
知識模塊四 機械手控制
  4.1 教學組織
  4.2 教學內(nèi)容
    4.2.1 順序控制設計方法
    4.2.2 機械手的控制
  4.3 技能訓練
  邊學邊議
知識模塊五 可編程控制器與人機界面
  5.1 教學組織
  5.2 教學內(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 技能訓練
  邊學邊議
知識模塊六 PLC在Z3040搖臂鉆床控制中的應用
  6.1 教學組織
  6.2 教學內(nèi)容
    6.2.1 Z3040搖臂鉆床電器設備的分布
    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 技能訓練
  邊學邊議
知識模塊七 PLC在恒壓供水系統(tǒng)中的應用
  7.1 教學組織
  7.2 教學內(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模擬量擴展模塊的配置及應用
    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例
  7.4 技能訓練
  邊學邊議
知識模塊八 PLC與計算機的通信
  8.1 教學組織
  8.2 教學內(nèi)容
    8.2.1 計算機通信的基礎知識
    8.2.2 PLC與PLC通信的基礎知識
    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FX2N系列PLC的并行通信
  8.4 技能訓練
  邊學邊議
知識模塊九 PLC控制系統(tǒng)設計
  9.1 教學組織
  9.2 教學內(nèi)容
    9.2.1.PLC在兩種液體混合裝置控制系統(tǒng)中的應用
    9.2.2 PLC控制系統(tǒng)設計的一般步驟
    9.2.3 PLC的選型原則和方法
    9.2.4 PLC應用程序的基本設計方法
    9.2.5 節(jié)省PLC I/O點數(shù)的方法
    9.2.6 PLC控制系統(tǒng)的抗干擾措施
  9.3 技能訓練
  邊學邊議
附錄A FX2N系列可編程控制器應用指令總表
附錄B FX2N功能技術(shù)指標
參考文獻

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、定時器等各種電器元件及其觸頭通過導線連接起來，形成一定的邏輯關系，從而達到相應的控制目的。繼電器控制系統(tǒng)產(chǎn)生于20世紀20年代，因其結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、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地位。這種控制系統(tǒng)是由實際的物理器件組成，靠硬接線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)，因此存在設備體積大、接線復雜、動作速度慢、功能少而固定、可靠性差、難于實現(xiàn)較復雜的控制功能等缺點。當生產(chǎn)工藝改變時，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60年代末期，美國汽車制造業(yè)競爭激烈，要求生產(chǎn)線能隨生產(chǎn)要求或市場要求的變化作出相應的改變，這往往要求整個控制系統(tǒng)也應重新設計配置。為了能夠適應新的生產(chǎn)工藝的要求，尋求一種比繼電器更可靠、功能更齊全、響應速度更快的新型工業(yè)控制器勢在必行。1968年，美國最大的汽車制造商通用汽車公司（GM公司）對繼電器控制系統(tǒng)公開招標，并從用戶角度提出了新一代控制器應具備的十大條件，引起了開發(fā)熱潮。這十大條件是：（1）編程方便，可現(xiàn)場修改程序；（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)可直接送入管理計算機；（6）成本可與繼電器控制柜競爭；（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)動接觸器等；（9）擴展時原系統(tǒng)改變最少；（10）用戶存儲器大于2KB。這十項指標歸納起來，就是現(xiàn)在PLC的最基本的功能。其核心要求體現(xiàn)為四點：（1）用計算機代替繼電器控制柜；（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)易于擴展。

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