PLC 控制技術 (三菱 FX3U)

吕家将，武汉大学工学博士，副教授，江西省技术能手。近五年，主持省级课题3项，参与省级课题多3项。发表论文11篇，其中SCI论文5篇，中文核心论文3篇。获国家发明专利1项，实用新型专利4项。参编教材分别被评为“十二五”和“十三五”职业教育国家规划教材。 另外，自己参赛或指导学生参加职业技能竞赛，获得较多荣誉。近年积极参与帮扶区域中小企业活动，聚焦工业控制，助力企业升级产品，建立了企业教师工作室。

 

模塊一　基本指令篇

任務1　三相異步電動機點動控制　2

一、任務描述　2

二、知識準備　2

1．繼電控制概念　2

2．電動機點動繼電控制電氣原理圖　2

3．三菱FX3U-32M　PLC外部結構　3

4．PLC控制系統的本質　5

5．三菱PLC編程軟件GX　Works2　6

三、任務實施　7

1．分配PLC輸入/輸出埠　7

2．設計電氣原理圖　7

3．編寫並輸入PLC梯形圖程序　8

4．將PLC程序上傳至PLC並調試　8

四、每課一問　10

五、知識延伸　10

1．PLC發展歷史　10

2．主流PLC生產廠家　11

六、習題　12

任務2　三相異步電動機長動控制　13

一、任務描述　13

二、知識準備　13

1．PLC編程元件定義　13

2．位元件基本特徵　14

3．輸入繼電器X與輸出繼電器Y　14

4．梯形圖概述　14

5．標準位邏輯指令　15

6．PLC工作原理　16

三、任務實施　17

1．分配輸入/輸出埠　17

2．設計電氣原理圖　18

3．編寫PLC程序　18

四、每課一問　19

五、知識延伸　19

1．PLC的硬件組成　19

2．PLC的軟件組成　20

六、習題　20

任務3　三相異步電動機點長動控制　21

一、任務描述　21

二、知識準備　22

1．梯形圖編程特點　22

2．梯形圖編程原則　22

3．PLC編程註意事項　23

4．輔助繼電器M　23

5．置位和復位指令　24

6．編程思路　26

三、任務實施　26

1．分配PLC輸入/輸出埠　26

2．設計電氣原理圖　27

3．編寫PLC梯形圖程序　27

四、每課一問　27

五、知識延伸　28

PLC的主要性能指標　28

六、習題　29

任務4　三燈順序點亮控制　30

一、任務描述　30

二、知識準備　30

1．定時器概述　30

2．定時器的工作原理　31

3．開關電源　32

4．編程思路　32

三、任務實施　33

1．分配PLC輸入/輸出埠　33

2．設計電氣原理圖　33

3．編寫PLC梯形圖程序　33

四、每課一問　33

五、知識延伸　34

PLC控制應用領域　34

六、習題　35

任務5　設備三色燈控制　36

一、任務描述　36

二、知識準備　36

1．急停按鈕　36

2．PLC閃爍電路　36

3．編程思路　37

三、任務實施　39

1．分配PLC輸入/輸出埠　39

2．設計電氣原理圖　39

3．編寫PLC梯形圖程序　39

四、每課一問　39

五、知識延伸　39

1．語句表程序概述　39

2．梯形圖程序與語句表程序轉換示例　41

六、習題　43

任務6　產品計數與生產線傳送帶控制　44

一、任務描述　44

二、知識準備　45

1．PLC輸入電路原理與

源型/漏型接法　45

2．接近開關概述　46

3．接近開關的接線方法　47

4．計數器C　47

5．編程思路　49

三、任務實施　50

1．分配PLC輸入/輸出埠　50

2．設計電氣原理圖　50

3．編寫PLC梯形圖程序　51

四、每課一問　51

五、知識延伸　51

1．延時接力電路　51

2．PLC輸出電路　52

六、習題　53

任務7　數控機床冷卻液噴出控制　53

一、任務描述　53

二、知識準備　54

1．脈沖上升沿/下降沿指令　54

2．上升沿/下降沿微分輸出指令PLS/PLF　55

3．交替輸出指令ALT　55

4．編程思路　55

三、任務實施　57

1．分配PLC輸入/輸出埠　57

2．設計電氣原理圖　58

3．編寫PLC梯形圖程序　58

四、每課一問　58

五、知識延伸　59

1．PLC控制與繼電控制的區別　59

2．PLC控制優勢　59

六、習題　60

模塊二　功能指令篇

任務8　流水燈控制　63

一、任務描述　63

二、知識準備　63

1．位元件和字符件　63

2．數據寄存器D　63

3．位組件　64

4．功能指令概述　65

5．位左移指令SFTL　66

6．位右移指令SFTR　67

7．傳送指令MOV　67

8．編程思路　68

三、任務實施　69

1．分配PLC輸入/

　輸出埠　69

2．設計電氣原理圖　69

3．編寫PLC梯形圖程序　69

四、每課一問　69

五、知識延伸　70

1．變址寄存器　70

2．成批傳送指令BMOV　70

3．多點傳送指令FMOV　71

六、習題　72

任務9　霓虹燈自動循環運行控制　73

一、任務描述　73

二、知識準備　73

1．循環左移指令ROL　73

2．循環右移指令ROR　74

3．區間復位指令ZRST　74

4．子程序調用指令　75

5．編程思路　76

三、任務實施　77

1．分配PLC輸入/輸出埠　77

2．設計電氣原理圖　77

3．編寫PLC梯形圖程序　78

四、每課一問　79

五、知識延伸　79

1．字左移指令WSFL　79

2．字右移指令WSFR　79

3．條件跳轉指令CJ　80

六、習題　81

任務10　線性燈柱交替顯示控制　82

一、任務描述　82

二、知識準備　82

1．主控觸點指令

　MC/MCR　82

2．進制轉換　83

3．編程思路　84

三、任務實施　85

1．分配PLC輸入/

　輸出埠　85

2．設計電氣原理圖　85

3．編寫PLC梯形圖程序　86

四、每課一問　87

五、知識延伸　87

三菱PLC中斷處理　87

六、習題　88

任務11　競賽搶答器控制　89

一、任務描述　89

二、知識準備　90

1．觸點比較指令　90

2．七段解碼指令SEGD　90

3．編程思路　91

三、任務實施　93

1．分配PLC輸入/

　輸出埠　93

2．設計電氣原理圖　94

3．編寫PLC梯形圖程序　94

四、每課一問　95

五、知識延伸　95

數碼管顯示原理　95

六、習題　96

任務12　十字路口交通燈控制　97

一、任務描述　97

二、知識準備　98

1．BCD碼數碼管的顯示

　原理與接口　98

2．BCD轉換指令　99

3．編程思路　100

三、任務實施　101

1．分配PLC輸入/

　輸出埠　101

2．設計電氣原理圖　101

3．編寫PLC梯形圖程序　102

四、每課一問　103

五、知識延伸　103

BIN轉換指令　103

六、習題　104

任務13　簡易計算器設計　105

一、任務描述　105

二、知識準備　106

1．加法與減法指令　106

2．乘法與除法指令　106

3．7SEG碼時分顯示

　指令SEGL　107

4．編程思路　108

三、任務實施　110

1．分配PLC輸入/

　輸出埠　110

2．設計電氣原理圖　110

3．編寫PLC梯形圖程序　110

四、每課一問　111

五、知識延伸　111

1．BIN加一指令INC　111

2．BIN減一指令DEC　111

六、習題　112

任務14　數字踩雷游戲機設計　113

一、任務描述　113

二、知識準備　114

1．比較指令CMP　114

2．區間比較指令ZCP　114

3．編程思路　115

三、任務實施　115

1．分配PLC輸入/

　輸出埠　115

2．設計電氣原理圖　116

3．編寫PLC梯形圖程序　116

四、每課一問　118

五、知識延伸　118

產生隨機數指令RND　118

六、習題　118

任務15　料倉放料與推料模擬控制　119

一、任務描述　119

二、知識準備　120

1．編碼指令ENCO　120

2．解碼指令DECO　121

3．位1總和指令SUM　121

4．字邏輯運算指令　122

5．編程思路　123

三、任務實施　124

1．分配PLC輸入/

　輸出埠　124

2．設計電氣原理圖　125

3．編寫PLC梯形圖程序　125

四、每課一問　126

五、知識延伸　126

1．反轉傳送指令CML　126

2．ON位判定指令BON　126

六、習題　128

任務16　生產線產品“先進先出”

　分揀控制　129

一、任務描述　129

二、知識準備　130

1．移位寫入指令SFWR　130

2．移位讀出指令SFRD　130

3．編程思路　131

三、任務實施　132

1．分配PLC輸入/

　輸出埠　132

2．設計電氣原理圖　132

3．編寫PLC梯形圖程序　132

四、每課一問　134

五、知識延伸　135

讀取後入數據指令POP　135

六、習題　136

模塊三　狀態編程篇

任務17　運料小車往返運行控制　138

一、任務描述　138

二、知識準備　138

1．經驗編程法　138

2．狀態編程法　139

3．步序圖　139

4．以轉換為中心的狀態

　編程方法　140

5．使用步進順控指令的狀態

　編程方法　141

6．編程思路　143

三、任務實施　145

1．分配PLC輸入/

　輸出埠　145

2．設計電氣原理圖　145

3．編寫PLC梯形圖程序　146

四、每課一問　146

五、知識延伸　146

使用移位寄存器的狀態

　編程方法　146

六、習題　147

任務18　機械臂控制　147

一、任務描述　147

二、知識準備　148

1．SFC語言編程　148

2．SFC程序輸入方法　149

3．編程思路　152

三、任務實施　152

1．分配PLC輸入/

　輸出埠　152

2．設計電氣原理圖　152

3．編寫PLC順控梯形圖

　程序　153

四、每課一問　154

五、習題　154

任務19　選擇性工件傳輸機控制　155

一、任務描述　155

二、知識準備　155

1．SFC選擇分支　155

2．選擇分支的步進梯形圖

　編寫方法　156

3．編程思路　156

三、任務實施　157

1．分配PLC輸入/

　輸出埠　157

2．設計電氣原理圖　158

3．編寫PLC梯形圖程序　158

四、每課一問　158

五、習題　158

任務20　專用鑽床多工位同步加工

　控制　160

一、任務描述　160

二、知識準備　161

1．SFC並行分支　161

2．並行分支狀態流程圖的

　步進梯形圖編寫方法　161

3．編程思路　161

三、任務實施　163

1．分配PLC輸入/

　輸出埠　163

2．設計電氣原理圖　164

3．編寫PLC梯形圖

　程序　164

四、每課一問　166

五、知識延伸　166

虛擬步的使用　166

六、習題　166

任務21　生產流水線小車控制　167

一、任務描述　167

二、知識準備　168

編程思路　168

三、任務實施　170

1．分配PLC輸入/輸出埠　170

2．設計電氣原理圖　170

3．編寫PLC梯形圖程序　170

四、每課一問　174

五、習題　174

模塊四　應用提升篇

任務22　儲水塔電動機變頻控制　175

一、任務描述　175

二、知識準備　176

1．電動機轉速與變頻器

　概述　176

2．三菱FR-D700系列

　變頻器接線端子　177

3．PLC和變頻器的連接　178

三、任務實施　178

1．分配PLC輸入/

　輸出埠　178

2．設計電氣原理圖　179

3．編寫PLC梯形圖程序　179

四、每課一問　180

五、知識延伸　180

1．變頻器基本操作　180

2．變頻器運行模式設定　181

3．變頻器參數設置方法　182

六、習題　182

任務23　平版印刷機控制　183

一、任務描述　183

二、知識準備　183

1．觸摸屏概述　183

2．觸摸屏組態軟件介紹　184

3．MCGS項目創建　185

4．FX系列PLC模擬量輸入/

　輸出模塊及其編程　186

5．編程思路　190

三、任務實施　191

1．分配PLC輸入/

　輸出埠　191

2．設計電氣原理圖　191

3．編寫PLC梯形圖程序　192

四、每課一問　192

五、知識延伸　192

步進電動機　192

六、習題　194

任務24　成品入庫堆垛機控制　195

一、任務描述　195

二、知識準備　195

1．伺服系統概述　195

2．半閉環控制系統結構

　組成　196

3．定位控制基本要求與

　PLC定位指令　198

4．編程思路　200

三、任務實施　201

1．分配PLC輸入/

　輸出埠　201

2．設計電氣原理圖　202

3．編寫PLC梯形圖程序　202

四、每課一問　202

五、知識延伸　202

其他運動指令　202

六、習題　204

任務25　FX系列PLC組網控制　204

一、任務描述　204

二、知識準備　204

1．N∶N網絡通信概述　204

2．N∶N網絡通信硬件

　連接與參數設置　205

三、任務實施　206

1．分配PLC輸入/

　輸出埠　206

2．設計電氣原理圖　207

3．編寫PLC梯形圖程序　207

四、每課一問　207

五、知識延伸　208

三菱PLC網絡連接系統　208

六、習題　209