FX3U PLC技术项目教程

本书以三菱FX3U系列PLC为对象，着眼于知识应用和能力培养，结合PLC相关1+X职业技能等级证书及岗位工作任务需求，采用“项目驱动，任务导向”模式，包含大量实例，使“理论”和“实践”融为一体。本书有6个项目，包括PLC认知、PLC软元件及基本指令的程序设计、PLC步进顺控指令的程序设计、PLC功能指令的程序设计、模拟量模块和PLC通信应用、PLC控制系统的工程应用。每个项目由多个任务构成，每个任务包括能力目标、知识目标、任务导入、基础知识、任务实施,有的任务包括技能扩展和知识拓展。每个项目后有自测题、思考与习题，并融入思政元素。本书注重培养学生的技术应用能力、创新能力、分析和解决问题能力及良好的职业素养。本书可作为高职高专院校机电类、电气类和电子类相关专业“PLC技术及应用”课程的教材，也可供电气工程技术人员参考。

项目1 PLC认知1任务1.1 三相电动机直接起停电气控制11.1.1 低压开关类电器11.1.2 熔断器51.1.3 按钮开关61.1.4 交流接触器61.1.5 热继电器101.1.6 电气原理图111.1.7 电气安装接线图121.1.8 电气控制线路的分析121.1.9 电气控制线路的安装与调试12[知识拓展] 电气制图及电气图形符号国家标准13任务1.2 PLC硬件认知151.2.1 PLC的定义171.2.2 PLC的基本组成181.2.3 PLC的工作原理201.2.4 PLC的编程语言211.2.5 PLC的特点221.2.6 PLC的应用与发展221.2.7 PLC岗位需求和职业要求231.2.8 FX系列PLC的选型241.2.9 FX系列PLC的基本构成241.2.10 FX3U系列PLC的外部结构及其接线251.2.11 FX5U产品简介271.2.12 PLC的安装27[知识拓展] FX3U和FX2N的差异28任务1.3 PLC编程软件GX Works2的使用291.3.1 GX Works2概述301.3.2 工程的创建331.3.3 梯形图程序的创建341.3.4 SFC程序的创建381.3.5 程序的读写和在线监视运行431.3.6 程序的模拟与调试471.3.7 梯形图导出指令表481.3.8 新工程的创建481.3.9 程序输入481.3.10 转换491.3.11 程序调试491.3.12 程序保存50[自测题]50[思考与习题]51项目2 PLC软元件及基本指令的程序设计53任务2.1 电动机连续运行控制532.1.1 编程元件532.1.2 编程指令542.1.3 I/O分配562.1.4 硬件接线562.1.5 程序设计572.1.6 运行和调试57[知识拓展] SET、RST指令58任务2.2 电动机顺序起动控制582.2.1 常数K/H592.2.2 定时器（T）592.2.3 I/O分配602.2.4 硬件接线602.2.5 程序设计612.2.6 运行和调试61[技能拓展] 闪烁电路、延时接通和断开电路61任务2.3 电动机两地起停控制622.3.1 电路块的并联连接指令632.3.2 电路块的串联连接指令632.3.3 I/O分配642.3.4 硬件接线642.3.5 程序设计642.3.6 运行和调试64[知识拓展] 梯形图的编程规则65任务2.4 电动机单按钮起停控制662.4.1 辅助继电器662.4.2 脉冲边沿检测指令672.4.3 I/O分配682.4.4 硬件接线682.4.5 程序设计692.4.6 运行和调试69[知识拓展] 脉冲输出指令69任务2.5 电动机正反转自动循环控制702.5.1 计数器简介712.5.2 计数器的分类712.5.3 I/O分配722.5.4 硬件接线732.5.5 程序设计732.5.6 运行和调试73[技能拓展] 长延时电路和常闭触点输入信号的处理74任务2.6 电动机星-三角降压起动控制752.6.1 主控移位和复位指令762.6.2 多重输出指令762.6.3 I/O分配772.6.4 硬件接线782.6.5 程序设计782.6.6 运行和调试78[知识拓展] PLC控制系统设计79[自测题]81[思考与习题]83项目3 PLC步进顺控指令的程序设计85任务3.1 自动运料小车控制853.1.1 步进顺控概述863.1.2 状态继电器863.1.3 顺序功能图863.1.4 步进顺控指令873.1.5 顺序功能图与梯形图之间的转换883.1.6 顺控梯形图编程应注意的问题903.1.7 I/O分配913.1.8 硬件接线913.1.9 顺序功能图设计913.1.10 将顺序功能图转换成梯形图923.1.11 运行和调试93[技能拓展] 连续、单周期和单步工作方式的编程93任务3.2 按钮式人行横道红绿灯控制953.2.1 并行性分支953.2.2 并行性分支顺序功能图及梯形图953.2.3 I/O分配973.2.4 硬件接线973.2.5 顺序功能图设计973.2.6 将顺序功能图转换成梯形图973.2.7 运行和调试99任务3.3 产品分拣控制993.3.1 选择性分支993.3.2 选择性分支顺序功能图及其梯形图1003.3.3 I/O分配1023.3.4 硬件接线1023.3.5 顺序功能图设计1033.3.6 将顺序功能图转换成梯形图1043.3.7 运行和调试105[自测题]105[思考与习题]107项目4 PLC功能指令的程序设计109任务4.1 电动机运行时间控制1094.1.1 功能指令的形式1094.1.2 功能指令的数据结构1104.1.3 数据寄存器1104.1.4 变址寄存器1114.1.5 数据传送指令1114.1.6 触点比较指令1124.1.7 算术运算指令1134.1.8 I/O分配1144.1.9 硬件接线1144.1.10 程序设计1144.1.11 运行和调试115[知识拓展] 二进制数加1和减1运算115任务4.2 循环灯光控制1164.2.1 循环右移、循环左移指令1164.2.2 带进位的循环移位指令1174.2.3 I/O分配1184.2.4 硬件接线1184.2.5 程序设计1194.2.6 运行和调试120[知识拓展] 位右移和位左移指令120任务4.3 5路抢答器控制1214.3.1 调用子程序和子程序返回指令1214.3.2 主程序结束指令1224.3.3 I/O分配1224.3.4 硬件接线1224.3.5 程序设计1224.3.6 运行和调试124[知识拓展] 条件跳转、中断、监视定时器和循环指令1244.3.7 条件跳转指令1244.3.8 中断指令1244.3.9 监视定时器指令1264.3.10 循环指令127任务4.4 台车呼叫控制1274.4.1 数据比较指令1284.4.2 I/O分配1294.4.3 硬件接线1294.4.4 程序设计1304.4.5 运行和调试130[知识拓展] 数据区间比较、移位传送、取反、块传送、多点传送、求BCD码和求BIN码指令1314.4.6 数据区间比较指令（FNC11）1314.4.7 移位传送指令（FNC13）1314.4.8 取反指令（FNC14）1324.4.9 块传送指令（FNC15）1334.4.10 多点传送指令（FNC16）1334.4.11 求BCD码和求BIN码指令（FNC18、FNC19）134[自测题]135[思考与习题]136项目5 模拟量模块和PLC通信应用138任务5.1 电热水炉温度控制1385.1.1 数据通信方式1395.1.2 通信扩展板1415.1.3 模拟量模块1425.1.4 模拟量输入模块1425.1.5 特殊功能模块的读/写指令1445.1.6 I/O分配和接线1455.1.7 程序设计1455.1.8 运行和调试146[知识拓展] 模拟量输出模块FX2N-2DA146任务5.2 电动机变频调速控制1475.2.1 RS-485串行通信1485.2.2 变频器的操作1515.2.3 外部设备应用指令1565.2.4 I/O分配1575.2.5 硬件接线1575.2.6 参数设置1585.2.7 程序设计1585.2.8 运行和调试161[技能拓展] 开关量控制变频器运行程序设计161任务5.3 三层停车场车位控制1625.3.1 N︰N通信网络的特性1635.3.2 N︰N通信网络的安装和连接1645.3.3 N︰N通信网络的组建1645.3.4 七段数码管相关指令1675.3.5 PLC型号的选择1695.3.6 I/O分配1695.3.7 硬件接线1695.3.8 链接软元件分配1715.3.9 程序设计1715.3.10 运行和调试176[自测题]177[思考与习题]178项目6 PLC控制系统的工程应用180任务6.1 用触摸屏对电动机正反转控制1806.1.1 触摸屏简介1806.1.2 GS2107-WTBD 的功能及基本工作模式1816.1.3 GT Designer3软件的使用1816.1.4 I/O分配及硬件接线1906.1.5 程序设计1906.1.6 画面设计1916.1.7 运行和调试195任务6.2 用步进电动机对剪切机控制1956.2.1 步进控制系统1966.2.2 脉冲输出指令1996.2.3 I/O分配并确定PLC型号1996.2.4 步进电动机的选择1996.2.5 系统连接2006.2.6 程序设计2006.2.7 运行和调试200任务6.3 自动化生产线控制2016.3.1 自动化生产线教学实训台简介2026.3.2 供料单元的组成及功能2066.3.3 冲压加工单元的组成及功能2076.3.4 装配单元的组成及功能2086.3.5 分拣单元的组成及功能2096.3.6 输送单元的组成及功能2106.3.7 位置控制指令2106.3.8 供料单元的控制及实施2136.3.9 冲压加工单元的控制及实施2166.3.10 装配单元的控制及实施2176.3.11 分拣单元的控制及实施2226.3.12 输送单元的控制及实施2276.3.13 系统全线运行控制及实施233任务6.4 机器视觉对位平台控制—工业相机和PLC联动2436.4.1 机器视觉2436.4.2 欧姆龙视觉系统2446.4.3 产品控制要求2466.4.4 PLC与机器视觉系统的硬件接线和I/O分配2466.4.5 视觉系统软件设置2476.4.6 PLC程序编制2556.4.7 调试运行255[自测题]256[思考与习题]257附录259附录A FX3U PLC常用特殊辅助继电器与特殊数据寄存器功能表259附录B FX系列PLC功能指令表260参考文献268