PLC应用技术（第3版）(微课版) （附实训工单）

本书按照项目导向、任务驱动的模式编写，突出PLC 的实际应用，重点介绍三菱公司生产的FX系列PLC 的工作原理、硬件资源和应用技术，还介绍FX3U 与FX2N 的差异，书中所有的应用实例及指令对上述两个系列的PLC 都适用。全书共8 个项目，主要内容包括认识PLC、PLC 编程元件和基本逻辑指令应用、PLC 步进顺控指令应用、PLC 功能指令应用、PLC 特殊功能模块应用、PLC 与触摸屏、PLC 与变频器、PLC 的工程应用实例。本书附录讲解了FX3U 系列PLC 的指令、三菱PLC 编程软件以及FX3U 系列PLC 常用的特殊辅助继电器的使用方法等内容，供读者查阅。 本书既可作为高职高专院校机电、电气、电子类专业的教材，也可作为相关工程技术人员的参考书。

黄中玉，湖北荆州人，1982年毕业于华中科技大学机械系，中共党员，湖北三峡职业技术学院教授、教学名师。曾在相关企业从事过七年的技术工作，长期从事机电控制、数控技术方面的教学教研工作。主编教材有《PLC应用技术》、《电气控制与PLC技术》；相关论文有《基于有效职业学习原则的“PLC应用技术”课程设计》、《数控机床PLC步进顺控编程新方法解析》、《使用PLC模拟量输出模块对输入模块进行偏置增益校准的方法研究》等，指导学生参加“西门子杯中国智能制造挑战赛”获全国决赛一等奖；指导学生参加“工业机器人应用”大赛获省赛一等奖。

项目一 认识PLC.....................................................1 一、继电器-接触器控制系统...........................1 二、PLC　的产生及定义....................................3 三、PLC　的特点及分类....................................5 四、PLC　的应用及发展趋势............................8 五、PLC　的基本组成........................................9 六、PLC　的编程语言......................................14 七、PLC　的内部等效电路及工作过程..........15 八、FX　系列PLC 简介...................................18 习题............................................................................25 项目二　PLC 编程元件和基本逻辑指令 应用..............................................................26 【项目导读】....................................................26 【学习目标】....................................................26 【素质目标】....................................................26 【思维导图】....................................................26 任务一　三相电动机的全压启停控制....................27 一、任务分析..................................................27 二、相关知识——I/O　继电器、基本逻辑 指令（一）　..............................................27 三、任务实施..................................................30 四、知识拓展——常闭触点的输入信号处理、 置位/复位指令（SET/RST）..................31 五、任务拓展——三相异步电动机的两地启 停控制......................................................33 任务二　三相异步电动机的正、反转运行控制....34 一、任务分析..................................................34 二、相关知识——PLC　基本逻辑 指令（二）　..............................................35 三、任务实施..................................................36 四、知识拓展——主控触点（MC/MCR） 指令..........................................................36 五、任务拓展——机床工作台的自动往复 运动控制..................................................38 任务三　三相异步电动机的延时启动控制............38 一、任务分析..................................................38 二、相关知识——定时器、辅助继电器......38 三、任务实施..................................................41 四、知识拓展——定时器延时扩展电路、 定时器振荡电路、定时器自复位电路、 积算定时器..............................................41 五、任务拓展——两台电动机的顺序启停 控制..........................................................45 任务四　进库物品的统计监控................................45 一、任务分析..................................................45 二、相关知识——计数器..............................45 三、任务实施..................................................46 四、知识拓展——32　位加/减双向计数器、 通用计数器的自复位电路......................47 五、任务拓展——间歇润滑装置的自动 控制..........................................................50 任务五　洗手间的冲水清洗控制............................50 一、任务分析..................................................50 二、相关知识——上升沿/下降沿微分指令 （脉冲输出指令）　....................................51 三、任务实施..................................................52 四、知识拓展——边沿检测指令..................53 任务六　LED 数码管的显示设计...........................54 一、任务分析..................................................54 二、相关知识——梯形图程序设计规则与 梯形图程序优化、经验设计法..............55 三、任务实施..................................................57 四、知识拓展——PLC　控制系统设计..........59 五、任务拓展——酒店自动门的开关 控制..........................................................60 综合实训　竞赛抢答器控制系统设计....................60 习题............................................................................61 实战演练　3 人抢答控制设计.................................63 项目三　PLC 步进顺控指令应用.....................64 【项目导读】....................................................64 【学习目标】....................................................64 【素质目标】....................................................64 【思维导图】....................................................64 PLC　应用技术（第3 版）（微课版）（附实训工单） 2 任务一　自动送料小车的运行控制........................　65 一、任务分析.................................................　65 二、相关知识——PLC　状态继电器及单一 流向的步进顺控设计法.........................　65 三、任务实施.................................................　68 四、知识拓展——步进顺控程序的其他 编制方式.................................................　71 五、任务拓展——多个传输带的自动 控制.........................................................　72 任务二　按钮式人行横道交通信号灯控制............　72 一、任务分析.................................................　72 二、相关知识——并行分支结构的步进顺控 设计法.....................................................　73 三、任务实施.................................................　75 四、知识拓展——流程跳转、分支与汇合的 组合及其编程.........................................　77 任务三　物料分拣机构的自动控制........................　79 一、任务分析.................................................　79 二、相关知识——选择分支结构的步进顺控 设计法.....................................................　80 三、任务实施.................................................　81 四、知识拓展——单流程与多流程状态 转移图.....................................................　84 五、任务拓展——剪板机的自动工作 控制.........................................................　84 综合实训　十字路口交通信号灯的控制................　84 习题...........................................................................　84 实战演练　设计一个用PLC 控制的液体搅拌 装置控制系统.......................................　86 项目四　PLC 功能指令应用...............................　87 【项目导读】...................................................　87 【学习目标】...................................................　87 【素质目标】...................................................　87 【思维导图】...................................................　87 任务一　设备维护提醒装置....................................　88 一、任务分析.................................................　88 二、相关知识——功能指令的操作数及表达 形式、数据长度和指令类型、传输指令、 比较指令.................................................　88 三、任务实施.................................................　93 四、知识拓展——区间比较指令ZCP、触点 比较指令、块传输指令BMOV、多点 传输指令FMOV、区间复位 指令ZRST................................................94 任务二　电子四则运算器的设计............................96 一、任务分析..................................................96 二、相关知识——四则运算指令..................97 三、任务实施..................................................99 四、知识拓展——加1　指令和减1 指令、 逻辑运算指令..........................................99 任务三　霓虹灯的闪烁控制..................................101 一、任务分析................................................101 二、相关知识——移位指令........................101 三、任务实施................................................103 四、知识拓展——译码（解码）指令、 编码指令................................................106 五、任务拓展——设计广告字牌的灯光闪烁 控制系统................................................107 任务四　变地址数据显示的控制..........................107 一、任务分析................................................107 二、相关知识——变址寄存器、二进制数与 BCD　码变换指令、七段译码指令、位传 输指令....................................................108 三、任务实施................................................111 四、任务拓展——送料小车多地点随机 卸料的PLC　控制...................................113 任务五　寻找数组最大值及求和运算...................113 一、任务分析................................................113 二、相关知识——条件跳转指令、子程序 指令、循环指令....................................113 三、任务实施................................................116 四、任务拓展——酒店自动门的开关 控制（子任务编程）　............................117 综合实训　自动售货机PLC 控制设计.................117 习题..........................................................................117 实战演练　智慧停车场控制..................................118 项目五　PLC 特殊功能模块应用....................119 【项目导读】..................................................119 【学习目标】..................................................119 【素质目标】..................................................119 目录 3 【思维导图】..................................................119 任务一　电热水炉温度控制..................................119 一、任务分析................................................119 二、相关知识................................................120 三、任务实施................................................124 四、知识拓展................................................124 任务二　PLC 与计算机的通信.............................127 一、任务分析................................................127 二、相关知识——FX3U　与计算机之间RS- 232C　通信..............................................128 三、任务实施................................................131 四、知识拓展................................................132 习题..........................................................................133 实战演练　恒流供水系统控制设计......................133 项目六　PLC 与触摸屏.......................................134 【项目导读】..................................................134 【学习目标】..................................................134 【素质目标】..................................................134 【思维导图】..................................................134 任务　触摸屏控制的碱液配制系统......................135 一、任务分析................................................135 二、相关知识................................................135 三、任务实施................................................137 四、知识拓展——三菱人机界面介绍........142 五、任务拓展——三相异步电动机正反转 运行的触摸屏控制................................143 习题..........................................................................144 实战演练　水塔水位自动控制系统设计..............144 项目七　PLC 与变频器.......................................145 【项目导读】..................................................145 【学习目标】..................................................145 【素质目标】..................................................145 【思维导图】..................................................145 任务　钢琴琴弦绕丝机的电气控制......................145 一、任务分析................................................146 二、相关知识................................................146 三、任务实施................................................155 四、知识拓展——PLC　与变频器的通信 应用........................................................157 习题..........................................................................161 实战演练　电动机自动变频运行控制..................161 项目八　PLC 的工程应用实例........................162 【项目导读】..................................................162 【学习目标】..................................................162 【素质目标】..................................................162 【思维导图】..................................................162 任务一　C650 卧式车床PLC 控制系统..............162 一、任务分析................................................162 二、相关知识——C650　卧式车床的电力拖动 形式、C650　卧式车床控制电路与PLC 型 号的选择................................................163 三、任务实施................................................164 任务二　气动机械手的自动运行控制..................167 一、任务分析................................................167 二、相关知识——具有多种工作方式的步进顺 控设计法................................................168 三、任务实施................................................168 四、知识拓展——状态初始化指令............173 综合实训　单台供水泵的PLC 控制系统............175 习题..........................................................................175 实战演练　自动线上供料装置的PLC 控制系统 设计......................................................175 附录A　FX3U 系列PLC 基本逻辑指令 总表............................................................177 附录B　FX3U 系列PLC 常用功能指令表.....179 附录C　三菱PLC 编程软件的使用 方法............................................................189 任务一　SWOPC-FXGP/WIN-C 编程软件的 使用方法..................................................189 一、SWOPC-FXGP/WIN-C　编程软件 简介........................................................189 二、编程软件的安装....................................189 三、硬件连接与参数设置............................189 四、SWOPC-FXGP/WIN-C　编程软件的 主要界面................................................190 五、编辑程序................................................191 PLC　应用技术（第3 版）（微课版）（附实训工单） 4 六、调试及运行...........................................　193 任务二　GX Works2 编程软件的使用方法........　194 一、GX　Works2 编程软件简介..................　194 二、编程软件的安装...................................　195 三、硬件连接...............................................　195 四、GX　Works2 编程软件的主要界面.......　195 五、编辑程序...............................................　197 六、程序仿真调试........................................200 七、调试及运行............................................201 附录D　FX3U 系列PLC 常用的特殊 辅助继电器.........................................204 参考文献......................................................................212