PLC、變頻器與人機界面實戰手冊（三菱篇）

目錄
前言 
第1章PLC基礎與三菱PLC入門實戰1 
1.1 PLC與PLC控制1 
1.1.1 什麼是PLC1
1.1.2 PLC控制與繼電器控制比較1
1.2 PLC種類與特點2 
1.2.1 PLC的種類2
1.2.2 PLC的特點3
1.3 PLC的組成與工作原理4 
1.3.1 PLC的組成框圖4
1.3.2 CPU與存儲器5
1.3.3 輸入接口電路5
1.3.4 輸出接口電路5
1.3.5 通信接口、擴展接口與電源6
1.3.6 PLC的工作方式7
1.3.7 用實例講解PLC控制電路的軟、硬件工作過程8
1.4 三菱PLC入門實戰9 
1.4.1 三菱FX3U 系列PLC硬件介紹9
1.4.2 PLC控制雙燈先後點亮的硬件電路及說明9
1.4.3 DC24V電源適配器與PLC的電源接線12
1.4.4 編程電纜及驅動程序的安裝13
1.4.5 編寫程序並下載到PLC14
1.4.6 實物接線17
1.4.7 通電測試17 

第2章三菱FX3U 系列PLC介紹19 
2.1 三菱FX3U 、FX3UC 系列PLC介紹19 
2.1.1 三菱FX3U 系列PLC說明19
2.1.2 三菱FX3UC 系列PLC說明20
2.2 三菱FX系列PLC的電源、輸入和輸出端子接線21 
2.2.1 電源端子的接線21 2.2.2 三菱FX1/FX2/FX3GC/FX3UC 系列PLC的輸入端子接線23
2.2.3 三菱FX3SA/FX3S/FX3GA/FX3G/FX3GE/FX3U 系列PLC的輸入端子接線24
2.2.4 接近開關與PLC輸入端子的接線26
2.2.5 輸出端子接線28
2.3 三菱FX系列PLC的軟元件介紹30 
2.3.1 輸入繼電器和輸出繼電器30
2.3.2 輔助繼電器31
2.3.3 狀態繼電器34
2.3.4 定時器34 
2.3.5 計數器36
2.3.6 數據寄存器38
2.3.7 擴展寄存器和擴展文件寄存器39
2.3.8 變址寄存器39
2.3.9 常數39 

第3章三菱PLC編程與仿真軟件的使用40 
3.1 編程基礎40 
3.1.1 編程語言40
3.1.2 梯形圖的編程規則與技巧41
3.2 三菱GX Developer編程軟件的使用42 
3.2.1 軟件的啟動與窗口及工具說明42
3.2.2 創建新工程45
3.2.3 編寫梯形圖程序45
3.2.4 梯形圖的編輯50
3.2.5 查找與替換功能的使用53
3.2.6 讀取並轉換FXGP/WIN格式文件55
3.2.7 在線監視PLC程序的運行56
3.3 三菱GX Simulator仿真軟件的使用58 
3.3.1 仿真操作58
3.3.2 軟元件監視59
3.3.3 時序圖監視60

第4章基本指令的使用與實例61 
4.1 基本指令說明61 
4.1.1 邏輯取及驅動指令61
4.1.2 觸點串聯指令61
4.1.3 觸點並聯指令62
4.1.4 串聯電路塊的並聯指令63
4.1.5 並聯電路塊的串聯指令63
4.1.6 邊沿檢測指令64
4.1.7 多重輸出指令65
4.1.8 主控和主控復位指令66 4.1.9 取反指令68
4.1.10 置位與復位指令69
4.1.11 結果邊沿檢測指令69
4.1.12 脈衝微分輸出指令70
4.1.13 空操作指令71
4.1.14 程序結束指令71
4.2 PLC基本控制電路與梯形圖72 
4.2.1 起動、自鎖和停止控制的PLC電路與梯形圖72
4.2.2 正、反轉聯鎖控制的PLC電路與梯形圖73
4.2.3 多地控制的PLC電路與梯形圖74
4.2.4 定時控制的PLC電路與梯形圖74
4.2.5 定時器與計數器組合延長定時控制的PLC電路與梯形圖77
4.2.6 多重輸出控制的PLC電路與梯形圖78
4.2.7 過載報警控制的PLC電路與梯形圖79
4.2.8 閃爍控制的PLC電路與梯形圖80
4.3 噴泉的三菱PLC控制實例81 
4.3.1 系統控制要求81
4.3.2 I/O端子及輸入/輸出設備81
4.3.3 PLC控制電路81
4.3.4 PLC控製程序及說明81
4.4 交通信號燈的三菱PLC控制實例83 
4.4.1 系統控制要求83
4.4.2I/O端子及輸入/輸出設備84
4.4.3 PLC控制電路84 
4.4.4 PLC控製程序及說明84

第5章步進指令的使用與實例87 
5.1 狀態轉移圖與步進指令87 
5.1.1 順序控制與狀態轉移圖87
5.1.2 步進指令說明88
5.1.3 步進指令在兩種編程軟件中的編寫形式89
5.1.4 狀態轉移圖分支方式90
5.1.5 步進指令編程注意事項90
5.2 液體混合裝置的三菱PLC控制實例91 
5.2.1 系統控制要求91
5.2.2 I/O端子及輸入/輸出設備91
5.2.3 PLC控制電路92
5.2.4 PLC控製程序及說明93
5.3 簡易機械手的三菱PLC控制實例95 
5.3.1 系統控制要求95
5.3.2 I/O端子及輸入/輸出設備95
5.3.3 PLC控制電路96 5.3.4 PLC控製程序及說明96
5.4 大小鐵球分揀機的三菱PLC控制實例98 
5.4.1 系統控制要求98
5.4.2 I/O端子及輸入/輸出設備98
5.4.3 PLC控制電路99
5.4.4 PLC控製程序及說明99 

第6章應用指令的使用與實例102 
6.1 應用指令基礎102 
6.1.1 應用指令的格式102
6.1.2 應用指令的規則102
6.2 應用指令的使用說明及舉例104 
6.2.1 程序流程類指令104
6.2.2 比較與傳送類指令108
6.2.3 四則運算與邏輯運算類指令113
6.2.4 循環與移位類指令117
6.2.5 數據處理類指令120
6.2.6 高速處理類指令122
6.2.7 外部I/O設備類指令124
6.2.8 時鐘運算指令127
6.2.9 觸點比較類指令129 

第7章PLC的擴展與模擬量模塊的使用133 
7.1 PLC的擴展133 
7.1.1 擴展輸入/輸出的編號分配133
7.1.2 特殊功能單元/模塊的單元號分配134
7.2 模擬量輸入模塊134 
7.2.1 外形與規格134
7.2.2 接線端子與接線135
7.2.3 電壓/電流輸入模式的設置136
7.2.4 設置偏置和增益改變輸入特性137
7.2.5 讀取AD轉換成的數字量139
7.2.6 測量平均次數的設置140
7.2.7 AD模塊初始化（恢復出廠值）的程序140
7.3 模擬量輸出模塊141 
7.3.1 外形141
7.3.2 接線端子與接線141
7.3.3 電壓/電流輸出模式的設置142
7.3.4 設置偏置和增益改變輸出特性143
7.3.5 兩種向DA模塊寫入數字量的程序145
7.3.6 DA模塊初始化（恢復出廠值）的程序146
7.4 溫度模擬量輸入模塊1467.4.1 外形和規格146
7.4.2 PT100型溫度傳感器與模塊的接線146
7.4.3 不同溫度單位的輸入特性與設置147
7.4.4 溫度值的存放與讀取149 
7.4.5 測量平均次數的設置150
7.4.6 錯誤狀態的讀取與清除150 

第8章三菱變頻器的使用153 
8.1 變頻器的基本結構原理153 
8.1.1 異步電動機的兩種調速方式153
8.1.2 兩種類型的變頻器結構與原理153
8.2 三菱FR- A740型變頻器的面板組件介紹155 
8.2.1 外形155
8.2.2 面板的拆卸與安裝155
8.2.3 變頻器面板及內部組件說明155
8.3 變頻器的端子功能與接線157 
8.3.1 總接線圖157
8.3.2 主迴路端子接線及說明158
8.3.3 輸入/輸出端子功能說明159
8.4 變頻器操作面板的使用164 
8.4.1 操作面闆說明164
8.4.2 運行模式切換164
8.4.3 輸出頻率、電流和電壓監視165
8.4.4 輸出頻率設置166
8.4.5 參數設置166
8.4.6 參數清除167
8.4.7 變頻器之間參數複製167
8.4.8 面板鎖定168
8.5 變頻器的運行操作168 
8.5.1 面板操作168
8.5.2 外部操作169
8.5.3 組合操作171
8.6 常用參數說明173 
8.6.1 用戶參數組讀出選擇參數174
8.6.2 運行模式選擇參數174
8.6.3 轉矩提升參數175
8.6.4 頻率相關參數175 
8.6.5 起動、加減速控制參數178
8.6.6 點動控制參數178
8.6.7 瞬時停電再起動參數179 
8.6.8 負載類型選擇參數180
8.6.9 MRS端子輸入選擇參數180 
8.6.10 禁止寫入和逆轉防止參數181
8.6.11 高、中、低速設置參數181
8.6.12 電子過電流保護參數181
8.6.13 端子2、4設定增益頻率參數182 

第9章變頻器應用電路183 
9.1 電動機正轉控制電路與參數設置183 
9.1.1 開關操作式正轉控制電路183
9.1.2 繼電器操作式正轉控制電路183
9.2 電動機正反轉控制電路與參數設置183 
9.2.1 開關操作式正反轉控制電路185
9.2.2 繼電器操作式正反轉控制電路185
9.3 工頻/變頻切換電路與參數設置186 
9.3.1 變頻器跳閘保護電路186
9.3.2 工頻與變頻切換電路186
9.3.3 參數設置188
9.4 多檔速度控制電路與參數設置189 
9.4.1 多檔轉速控制說明189
9.4.2 多檔轉速控制參數的設置189
9.4.3 多檔轉速控制電路190
9.5 PID控制電路與參數設置191 
9.5.1 PID控制原理191
9.5.2 PID控制參數設置192
9.5.3 PID控制應用舉例193 

第10章變頻器的選用、安裝與維護195 
10.1 變頻器的選用195 
10.1.1 額定值195
10.1.2 選用195
10.2 變頻器外圍設備的選用196 
10.2.1 主電路外圍設備的接線196
10.2.2 熔斷器的選用196
10.2.3 斷路器的選用196
10.2.4 交流接觸器的選用197
10.2.5 熱繼電器的選用198
10.3 變頻器的安裝、調試與維護198 
10.3.1 安裝與接線198
10.3.2 調試201
10.3.3 常見故障及原因202 

第11章PLC與變頻器綜合應用204 
11.1 PLC以開關量方式控制變頻器的硬件連接與實例204
11.1.1 PLC以開關量方式控制變頻器的硬件連接204
11.1.2 PLC以開關量方式控制變頻器實例一204
11.1.3 PLC以開關量方式控制變頻器實例二207
11.2 PLC以模擬量方式控制變頻器的硬件連接與實例210 
11.2.1 PLC以模擬量方式控制變頻器的硬件連接210
11.2.2 PLC以模擬量方式控制變頻器實例210 

第12章三菱人機界面介紹218 
12.1 觸摸屏基礎知識218 
12.2 三菱GS21系列人機界面簡介218 
12.2.1 型號含義與面闆說明218
12.2.2 技術規格220
12.3 人機界面與其他設備的連接221 
12.3.1 人機界面與三菱FX系列PLC的以太網連接221
12.3.2 人機界面與三菱FX系列PLC的RS- 232/RS- 422連接221
12.3.3 人機界面與西門子S7- 200 PLC的RS- 232連接222
12.3.4 人機界面與西門子S7- 300/400 PLC的RS- 232連接223 

第13章三菱GT Works3組態軟件快速入門226 
13.1 GT Works3軟件的安裝226 
13.2 用GT Works3軟件組態和仿真一個簡單的畫面工程227 
13.2.1 工程的創建與保存227
13.2.2 GT Designer3軟件界面組成229
13.2.3 組態人機界面畫面工程230
13.2.4 人機界面、PLC與仿真器235
13.2.5 編寫PLC程序並啟動PLC仿真器236
13.2.6 啟動人機界面仿真器236
13.2.7 畫面工程的仿真測試237 

第14章GT Works3軟件常用對象的使用239 
14.1 數值輸入/顯示對象的使用舉例239 
14.1.1 組態任務239
14.1.2 組態數值輸入對象239 
14.1.3 組態文本對象241
14.1.4 組態數值顯示對象242
14.1.5 組態字開關對象243
14.1.6 畫面操作測試244
14.2 字符串顯示/輸入對象的使用舉例245 
14.2.1 組態任務245
14.2.2 組態字符串輸入對象246
14.2.3 組態數值顯示對象247
14.2.4 組態數值輸入對象248 
14.2.5 組態字符串顯示對象249 
14.2.6 組態文本對象250
14.2.7 畫面操作測試251
14.3 註釋顯示的使用舉例252 
14.3.1 組態任務252
14.3.2 組態位註釋對象252
14.3.3 組態位開關對象255
14.3.4 組態字註釋對象256
14.3.5 組態數值輸入對象256
14.3.6 組態簡單註釋對象256
14.3.7 組態矩形對象256
14.3.8 畫面操作測試256
14.4 多控開關、畫面切換開關和擴展功能開關的使用舉例263 
14.4.1 多控開關的使用與操作測試264
14.4.2 畫面切換開關的使用與操作測試268
14.4.3 擴展功能開關的使用與操作測試273
14.5 圖表、儀表和滑桿的使用舉例275 
14.5.1 圖表的使用與操作測試275
14.5.2 儀表和滑桿的使用與操作測試280

第15章三菱人機界面操控PLC開發實戰284 
15.1 實例開發規劃284 
15.1.1 明確控制要求284
15.1.2 選擇設備並確定軟元件和I/O端子284
15.1.3 規劃電路285
15.2 編寫PLC程序並下載到PLC285 
15.2.1 編寫PLC程序285
15.2.2 PLC與計算機的連接與通信設置285
15.2.3 下載程序到PLC286
15.3 用GT Works軟件組態人機界面畫面工程288 
15.3.1 創建人機界面畫面工程288
15.3.2 組態正轉、停轉和反轉按鈕開關288
15.3.3 組態Y0、Y1指示燈290
15.3.4 組態Y7～Y0狀態監視器291
15.4 下載畫面工程到人機界面293 
15.4.1 用USB電纜下載畫面工程到人機界面293
15.4.2 用網線下載畫面工程到人機界面295
15.4.3 用SD卡下載畫面工程到人機界面297
15.5 三菱人機界面連接PLC的操作與監視測試299 
15.5.1 三菱人機界面與FX系列PLC的RS- 422/485通信連接與設置300
15.5.2 三菱人機界面與FX系列PLC的RS- 232通信連接與設置300
15.5.3 三菱人機界面連接PLC進行電動機正反轉操作與監視測試301