圖解PLC、變頻器與觸摸屏技術完全自學手冊

第1章 PLC快速入門1
1.1認識PLC1
1.1.1什麼是PLC1
1.1.2PLC控制與繼電器控制比較2
1.2PLC分類與特點3
1.2.1PLC的分類3
1.2.2PLC的特點4
1.3PLC的基本組成5
1.3.1PLC的組成方框圖5
1.3.2PLC各部分說明6
1.4PLC的工作原理9
1.4.1PLC的工作方式9
1.4.2PLC用戶程序的執行過程9
1.5三菱FXGP/WIN?C編程軟件的使用10
1.5.1軟件的安裝和啟動10
1.5.2程序的編寫11
1.5.3程序的轉換與傳送13
1.6PLC控制系統開發舉例15
1.6.1PLC控制系統開發的一般流程15
1.6.2電動機正反轉的PLC應用系統開發舉例15

第2章 三菱FX系列PLC介紹18
2.1概述18
2.1.1三菱FX系列各類型PLC的特點18
2.1.2三菱FX系列PLC型號的命名方法19
2.1.3三菱FX2N PLC基本單元面板說明20
2.2三菱FX PLC的硬件接線22
2.2.1電源端子的接線22
2.2.2三菱FX1S、FX1N、FX1NC、FX2N、FX2NC、FX3UC PLC的輸入端子接線22
2.2.3三菱FX3U、FX3G PLC的輸入端子接線25
2.2.4無觸點接近開關與PLC輸入端子的接線26
2.2.5三菱FX系列PLC的輸出端子接線28
2.3三菱FX系列PLC的軟元件說明30
2.3.1輸入繼電器（X）和輸出繼電器（Y）30
2.3.2輔助繼電器（M）31
2.3.3狀態繼電器（S）34
2.3.4定時器（T）35
2.3.5計數器（C）36
2.3.6高速計數器38
2.3.7數據寄存器（D）41
2.3.8變址寄存器（V、Z）42
2.3.9常數（K、H）42
2.4三菱FX系列PLC規格概要42
2.4.1三菱FX1S、FX1N、FX1NC PLC規格概要43
2.4.2三菱FX2N、FX2NCPLC規格概要45
2.4.3三菱FX3U、FX3UC、FX3G PLC規格概要46

第3章 三棱編程與仿真軟件的使用49
3.1編程基礎49
3.1.1編程語言49
3.1.2梯形圖的編程規則與技巧50
3.2三菱GX Developer編程軟件的使用51
3.2.1軟件的安裝52
3.2.2軟件的啟動與窗口及工具說明55
3.2.3創建新工程58
3.2.4編寫梯形圖程序59
3.2.5梯形圖的編輯63
3.2.6查找與替換功能的使用66
3.2.7注釋、聲明和注解的添加與顯示68
3.2.8讀取並轉換FXGP/WIN格式文件71
3.2.9PLC與計算機的連接及程序的寫入與讀出72
3.2.10在線監視PLC程序的運行75
3.3三菱GX Simulator仿真軟件的使用76
3.3.1安裝GX Simulator仿真軟件77
3.3.2仿真操作78
3.3.3軟元件監視80
3.3.4時序圖監視80

第4章 基本指令的使用及實例82
4.1基本指令說明82
4.1.1邏輯取及驅動指令82
4.1.2觸點串聯指令83
4.1.3觸點並聯指令83
4.1.4串聯電路塊的並聯指令83
4.1.5並聯電路塊的串聯指令84
4.1.6邊沿檢測指令85
4.1.7多重輸出指令86
4.1.8主控和主控復位指令88
4.1.9取反指令89
4.1.10置位與復位指令89
4.1.11結果邊沿檢測指令90
4.1.12脈沖微分輸出指令91
4.1.13空操作指令91
4.1.14程序結束指令92
4.2PLC基本控制線路與梯形圖92
4.2.1啟動、自鎖和停止控制的PLC線路與梯形圖92
4.2.2正、反轉聯鎖控制的PLC線路與梯形圖94
4.2.3多地控制的PLC線路與梯形圖94
4.2.4定時控制的PLC線路與梯形圖96
4.2.5定時器與計數器組合延長定時控制的PLC線路與梯形圖97
4.2.6多重輸出控制的PLC線路與梯形圖98
4.2.7過載報警控制的PLC線路與梯形圖99
4.2.8閃爍控制的PLC線路與梯形圖100
4.3噴泉的PLC控制系統開發實例100
4.3.1明確系統控制要求100
4.3.2確定輸入/輸出設備，並為其分配合適的I/O端子101
4.3.3繪制噴泉的PLC控制線路圖101
4.3.4編寫PLC控制程序101
4.3.5詳解硬件線路和梯形圖的工作原理101
4.4交通信號燈的PLC控制系統開發實例103
4.4.1明確系統控制要求103
4.4.2確定輸入/輸出設備並為其分配合適的PLC I/O端子103
4.4.3繪制交通信號燈的PLC控制線路圖104
4.4.4編寫PLC控制程序104
4.4.5詳解硬件線路和梯形圖的工作原理104

第5章 步進指令的使用及實例107
5.1狀態轉移圖與步進指令107
5.1.1順序控制與狀態轉移圖107
5.1.2步進指令說明108
5.1.3步進指令在兩種編程軟件中的編寫形式109
5.1.4狀態轉移圖分支方式109
5.1.5用步進指令編程注意事項111
5.2液體混合裝置的PLC控制系統開發實例112
5.2.1明確系統控制要求112
5.2.2確定輸入/輸出設備並分配合適的I/O端子112
5.2.3繪制PLC控制線路圖112
5.2.4編寫PLC控制程序113
5.2.5詳解硬件線路和梯形圖的工作原理113
5.3簡易機械手的PLC控制系統開發實例116
5.3.1明確系統控制要求116
5.3.2確定輸入/輸出設備並分配合適的I/O端子116
5.3.3繪制PLC控制線路圖116
5.3.4編寫PLC控制程序117
5.3.5詳解硬件線路和梯形圖的工作原理117
5.4大小鐵球分揀機的PLC控制系統開發實例119
5.4.1明確系統控制要求119
5.4.2確定輸入/輸出設備並分配合適的I/O端子120
5.4.3繪制PLC控制線路圖120
5.4.4編寫PLC控制程序121
5.4.5詳解硬件線路和梯形圖的工作原理121
5.5交通信號燈的PLC控制系統開發實例123
5.5.1明確系統控制要求123
5.5.2確定輸入/輸出設備並分配合適的I/O端子123
5.5.3繪制PLC控制線路圖124
5.5.4編寫PLC控制程序124
5.5.5詳解硬件線路和梯形圖的工作原理124

第6章 應用指令使用詳解128
6.1應用指令的格式與規則128
6.1.1應用指令的格式128
6.1.2應用指令的規則129
6.2應用指令使用詳解130
6.2.1程序流程控制指令131
6.2.2傳送與比較指令135
6.2.3四則運算與邏輯運算指令140
6.2.4循環與移位指令144
6.2.5數據處理指令150
6.2.6高速處理指令154
6.2.7方便指令161
6.2.8外部I/O設備指令169
6.2.9外部設備（SER）指令178
6.2.10浮點運算186
6.2.11高低位變換指令187
6.2.12時鍾運算指令187
6.2.13格雷碼變換指令192
6.2.14觸點比較指令193

第7章 模擬量模塊的使用195
7.1模擬量輸入模塊FX2N-4AD195
7.1.1外形195
7.1.2接線196
7.1.3性能指標196
7.1.4輸入輸出曲線197
7.1.5增益和偏移說明197
7.1.6緩沖存儲器（BFM）功能說明198
7.1.7實例程序200
7.2模擬量輸出模塊FX2N-4DA202
7.2.1外形202
7.2.2接線202
7.2.3性能指標203
7.2.4輸入輸出曲線203
7.2.5增益和偏移說明203
7.2.6緩沖存儲器（BFM）功能說明204
7.2.7實例程序206
7.3溫度模擬量輸入模塊FX2N-4AD-PT208
7.3.1外形208
7.3.2PT100型溫度傳感器與模塊的接線208
7.3.3性能指標209
7.3.4輸入輸出曲線210
7.3.5緩沖存儲器（BFM）功能說明210
7.3.6實例程序212

第8章 通信213
8.1通信基礎知識213
8.1.1通信方式213
8.1.2通信傳輸介質215
8.2通信接口設備216
8.2.1FX2N-232-BD通信板216
8.2.2FX2N-422-BD通信板218
8.2.3FX2N-485-BD通信板219
8.3PLC通信221
8.3.1PLC與打印機通信（無協議通信）221
8.3.2兩台PLC通信（並聯連接通信）223
8.3.3多台PLC通信（N∶N網絡通信）227

第9章 變頻器的調速原理與基本組成234
9.1異步電動機的兩種調速方式234
9.2變頻器的基本結構及原理235
9.2.1交?直?交型變頻器的結構與原理235
9.2.2交?交型變頻器的結構與原理236

第10章 變頻器的使用237
10.1外形與結構237
10.1.1外形與型號含義237
10.1.2結構237
10.1.3面板的拆卸238
10.2端子功能與接線239
10.2.1總接線圖及端子功能說明239
10.2.2主回路接線241
10.2.3控制回路接線244
10.2.4PU接口的連接246
10.3操作面板的使用248
10.3.1操作面板介紹248
10.3.2操作面板的使用249
10.4操作運行252
10.4.1外部操作運行252
10.4.2PU操作運行254
10.4.3組合操作運行255
10.5常用控制功能與參數設置256
10.5.1操作模式選擇功能與參數256
10.5.2頻率相關功能與參數256
10.5.3啟動、加減速控制功能與參數258
10.5.4點動控制功能與參數259
10.5.5轉矩提升功能與參數260
10.5.6制動控制功能與參數260
10.5.7瞬時停電再啟動功能與參數261
10.5.8控制方式功能與參數262
10.5.9電子過流保護功能與參數（Pr.9）262
10.5.10負載類型選擇功能與參數262
10.5.11MRS端子輸入選擇功能與參數263
10.5.12禁止寫入和逆轉防止功能與參數264
10.6三菱FR-700系列變頻器介紹264
10.6.1三菱FR-700系列變頻器的特點說明264
10.6.2三菱FR-A700、FR-F700、FR-E700和FR-D700系列變頻器比較265
10.6.3三菱FR-A700系列變頻器的接線圖及端子功能說明267
10.6.4三菱FR-500與FR-700系列變頻器的比較269

第11章 變頻器的典型控制功能及應用電路272
11.1電動機正轉控制功能及電路272
11.1.1開關控制式正轉控制電路272
11.1.2繼電器控制式正轉控制電路273
11.2電動機正反轉控制功能及電路274
11.2.1開關控制式正、反轉控制電路274
11.2.2繼電器控制式正、反轉控制電路275
11.3工頻與變頻切換功能及電路276
11.3.1變頻器跳閘保護電路276
11.3.2工頻與變頻的切換電路277
11.4多擋速控制功能及電路278
11.4.1多擋轉速控制端子278
11.4.2多擋控制參數的設置279
11.4.3多擋轉速控制電路280
11.5程序控制功能及應用281
11.5.1程序控制參數設置281
11.5.2程序運行控制端子282
11.5.3程序控制應用舉例282
11.6PID控制功能及應用283
11.6.1PID控制原理283
11.6.2PID控制參數設置284
11.6.3PID控制應用舉例285

第12章 變頻器的選用、安裝與維護287
12.1變頻器的種類287
12.2變頻器的選用與容量計算288
12.2.1額定值288
12.2.2選用288
12.2.3容量計算289
12.3變頻器外圍設備的選用292
12.3.1主電路外圍設備的接線292
12.3.2熔斷器的選用292
12.3.3斷路器的選用292
12.3.4交流接觸器的選用292
12.3.5交流電抗器的選用293
12.3.6直流電抗器的選用294
12.3.7制動電阻294
12.3.8熱繼電器的選用295
12.3.9噪聲濾波器296
12.4變頻器的安裝、調試與維護296
12.4.1安裝與接線296
12.4.2調試298
12.4.3維護300
12.4.4常見故障及原因300

第13章 觸摸屏與PLC的綜合應用302
13.1觸摸屏結構與類型302
13.1.1基本組成302
13.1.2種類與工作原理302
13.1.3常用類型觸摸屏的性能比較305
13.2三菱觸摸屏型號參數及硬件連接306
13.2.1參數規格306
13.2.2型號含義306
13.2.3觸摸屏與PLC、變頻器等硬件設備的連接307
13.3三菱GT Designer 觸摸屏軟件的使用308
13.3.1軟件的安裝與窗口介紹308
13.3.2軟件的使用312
13.3.3畫面數據的上傳與下載314
13.4用觸摸屏操作PLC實現電動機正反轉控制的開發實例318
13.4.1根據控制要求確定需要為觸摸屏制作的畫面318
13.4.2用GT Designer軟件制作各個畫面並設置畫面切換方式318
13.4.3連接計算機與觸摸屏並下載畫面數據327
13.4.4用PLC編程軟件編寫電動機正反轉控制程序327
13.4.5觸摸屏、PLC和電動機控制線路的硬件連接和觸摸操作測試327

第14章 PLC與應頻器的綜合應用329
14.1PLC以開關量方式控制變頻器的硬件連接與實例329
14.1.1PLC以開關量方式控制變頻器的硬件連接329
14.1.2PLC以開關量方式控制變頻器實例一——電動機正反轉控制330
14.1.3PLC以開關量方式控制變頻器實例二——電動機多擋轉速控制331
14.2PLC以模擬量方式控制變頻器的硬件連接與實例336
14.2.1PLC以模擬量方式控制變頻器的硬件連接336
14.2.2PLC以模擬量方式控制變頻器的實例——中央空調冷卻水流量控制337
14.3PLC以RS?485通信方式控制變頻器的硬件連接與實例343
14.3.1變頻器和PLC的RS-485通信口343
14.3.2變頻器與PLC的RS-485通信連接344
14.3.3RS?485通信電纜的制作346
14.3.4PLC（計算機）與變頻器的RS-485通信基礎知識346
14.3.5PLC以RS-485通信方式控制變頻器正轉、反轉、加速、減速和停止的實例352

附錄A 三菱FX系列PLC的特殊軟元件（輔助繼電器M、數據寄存器D）357
附錄B 三菱FX系列PLC指令系統362
附錄C 三菱FR?500系列變頻器參數表367