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上篇 PLC、变频器应用与实训第1章 FX系列PLC及其编程工具1

1.1 PLC概述1

1.1.1 概况1

1.1.2 外部结构2

1.1.3 内部硬件3

1.1.4 内部结构5

1.1.5 软件6

1.1.6 软元件7

1.1.7 编程语言8

1.2 编程工具的使用10

1.2.1 GX Developer编程软件概述10

1.2.2 编程软件的安装10

1.2.3 程序的编制11

1.2.4 程序的写入、读出14

实训1 GX Developer编程软件的基本操作15

1.2.5 程序的编辑17

1.2.6 其他功能18

实训2 GX Developer编程软件的综合操作19

思考题21

第2章 PLC基本逻辑指令及其应用22

2.1 基本逻辑指令22

2.1.1 逻辑取及驱动线圈指令LD/LDI/OUT22

2.1.2 触点串、并联指令AND/ANI/OR/ORI23

实训3 基本逻辑指令实训（一）24

2.1.3 电路块连接指令ORB/ANB27

2.1.4 多重输出电路指令MPS/MRD/MPP28

实训4　基本逻辑指令实训（二）29

2.1.5 置位与复位指令SET/RST30

2.1.6 脉冲输出指令PLS/PLF30

2.1.7 运算结果脉冲化指令MEP/MEF31

2.1.8 脉冲式触点指令LDP/LDF/ANDP/ANDF/ORP/ORF32

2.1.9 主控触点指令MC/MCR33

2.1.10 逻辑运算结果取反指令INV34

2.1.11 空操作和程序结束指令NOP/END34

实训5 基本逻辑指令实训（三）35

2.2 程序的执行过程36

2.2.1 内部处理阶段36

2.2.2 通信服务阶段36

2.2.3 输入处理阶段36

2.2.4 程序处理阶段37

2.2.5 输出处理阶段37

2.2.6 扫描周期37

2.2.7 程序执行过程37

2.2.8 双线圈输出39

实训6 程序执行过程的实训39

2.3 常用基本电路的程序设计40

2.3.1 起保停程序40

2.3.2 定时器的应用程序42

2.3.3 计数器的应用程序42

2.3.4 振荡程序43

实训7 基本逻辑指令的应用实训44

2.4 PLC程序设计47

2.4.1　梯形图的基本规则47

2.4.2　梯形图程序设计的技巧48

2.4.3　程序设计的方法49

2.4.4　程序设计举例50

实训8　基本逻辑指令的复杂应用实训53

思考题56

第3章　PLC步进顺控指令及其应用58

3.1　状态转移图及步进顺控指令58

3.1.1　状态转移图58

3.1.2　步进顺控指令60

3.1.3　状态转移图的理解60

3.2　步进顺控的编程方法60

3.2.1　状态转移图的编程方法60

3.2.2　编程注意事项61

3.3　单流程的程序设计62

3.3.1　设计方法和步骤62

3.3.2　程序设计实例62

实训9　单流程程序设计实训65

3.4　选择性流程的程序设计67

3.4.1　选择性流程及其程序设计67

3.4.2　程序设计实例68

实训10　选择性流程程序设计实训69

3.5 并行性流程的程序设计70

3.5.1 并行性流程及其程序设计70

3.5.2 程序设计实例72

实训11 并行性流程的程序设计实训74

思考题77

第4章 PLC功能指令、特殊模块及其应用79

4.1 功能指令的基本规则79

4.1.1 功能指令的表达形式79

4.1.2 数据长度和指令类型80

4.1.3 操作数的类型81

4.2 常用功能指令简介82

4.2.1 程序流程指令82

4.2.2 传送与比较指令82

4.2.3 算术与逻辑运算指令84

4.2.4 循环与移位指令86

4.2.5 数据处理指令87

4.2.6 外部设备I/O指令88

4.2.7 触点比较指令89

4.2.8 编程实例90

实训12　8站小车呼叫的PLC控制91

4.3 特殊功能模块94

4.3.1 温度A/D输入模块FX2N-4AD-PT94

实训13 FX2N-4AD-PT的应用实训97

4.3.2 D/A输出模块FX2N-2DA99

实训14 FX2N-2DA的应用实训100

思考题102

第5章 PLC相关知识103

5.1 PLC的分类103

5.1.1 按输入／输出点数分103

5.1.2 按结构形式分103

5.1.3 按生产厂家分104

5.2 FX系列PLC概述104

5.2.1　概况104

5.2.2　型号含义104

5.2.3 FX1S系列PLC104

5.2.4 FX1N系列PLC105

5.2.5 FX2N系列PLC105

5.2.6 FX3U系列PLC105

5.2.7　一般技术指标106

5.3　PLC的特点107

5.4　PLC的应用领域及发展趋势108

5.4.1 PLC的应用领域108

5.4.2　PLC的发展趋势109

思考题109

第6章　通用变频器基础知识110

6.1　三相交流异步电动机的调速110

6.1.1　调速的原理110

6.1.2　调速的基本方法110

6.2　通用变频器的结构112

6.2.1　外部结构112

6.2.2　内部结构115

6.3　变频器的工作原理119

6.3.1　基本控制方式119

6.3.2　逆变的基本原理120

6.3.3　逆变器122

6.3.4　智能功率模块IPM125

6.3.5 脉宽调制（PWM）型变频器125

6.4　变频器的功能及参数126

6.4.1　频率给定功能126

6.4.2　频率控制功能127

6.4.3　运行控制功能128

6.4.4　其他功能130

6.5　变频器的PU操作131

6.5.1　主接线131

6.5.2　操作面板132

6.5.3　PU单元的操作132

实训15　PU单元控制变频器的运行136

6.6　变频器的EXT运行操作138

6.6.1 外部端子138

6.6.2　外部运行操作142

实训16　外部信号控制变频器的运行143

6.7　变频器的组合操作144

6.7.1　组合运行方式144

6.7.2　参数设置144

实训17　PU与外部组合方式控制变频器的运行145

6.8　变频器的相关知识147

6.8.1 变频器的主要用途147

6.8.2　变频器的发展趋势147

6.8.3　变频器的分类148

6.8.4　变频器的容量选择149

思考题150

下篇　PLC、变频器、触摸屏综合应用与实训第7章　PLC与变频器的综合应用151

7.1　变频器的多段调速及应用151

7.1.1 变频器的多段调速151

7.1.2 注意事项152

实训18　电梯轿厢开关门控制系统152

7.2　变频器的程序运行及应用155

7.2.1　参数设置156

7.2.2　控制端子156

7.2.3　程序运行方式157

7.2.4　应用实例158

实训19 工业洗衣机控制系统160

7.3 变频—工频的切换及应用163

7.3.1 控制原理图163

7.3.2 相关参数及端子164

7.3.3 动作过程165

实训20 变频—工频互切换的恒压供水系统167

7.4 变频器的PID控制及应用172

7.4.1　PID控制概述172

7.4.2 变频器的PID功能174

7.4.3　PID控制实例177

实训21　变频器PID控制的恒压供水系统178

7.5　PLC的PID控制及其应用181

7.5.1 PLC的PID指令181

7.5.2　模拟输入／输出模块FX0N-3A182

实训22　PLC的PID控制的恒压供水系统183

第8章　PLC、变频器、触摸屏的通信及其应用188

8.1　PLC与PLC通信及应用188

8.1.1 FX2N-485-BD通信板188

8.1.2　PLC的并行通信189

实训23　PLC的1:1网络通信191

8.1.3 PLC的N:N通信193

实训24　3台PLC的N:N网络通信196

8.2　PLC与触摸屏通信及应用200

8.2.1　触摸屏概述200

8.2.2　运行原理202

8.2.3　调试软件202

实训25　触摸屏与PLC控制的电动机正反转209

8.3　变频器与触摸屏通信及应用213

8.3.1　变频器通信参数213

8.3.2　触摸屏通信设定214

实训26　触摸屏直接监控变频器的运行216

8.4　PLC与变频器通信及应用221

8.4.1 PLC的相关功能指令221

8.4.2 变频器的RS-485通信224

实训27　通过RS-485通信实现单台电动机的变频运行228

实训28　通过RS-485通信控制多台电动机的变频运行232

第9章　PLC、变频器、触摸屏的工程应用238

9.1　PLC、变频器在机床控制系统中的应用238

9.1.1 龙门刨床概述238

9.1.2 龙门刨床拖动系统存在的问题241

9.1.3　龙门刨床拖动系统变频调速的可行性分析241

9.1.4　变频调速方案分析242

9.1.5 变频改造后的效果242

实训29　PLC、变频器在刨床控制系统中的综合应用242

9.2　PLC、变频器在电梯中的应用247

9.2.1　电梯的结构248

9.2.2 电梯系统存在的问题249

9.2.3　改造的可行性分析250

9.2.4 变频调速方案分析250

实训30　PLC、变频器在三层电梯综合控制中的应用250

9.3　PLC、变频器、触摸屏在中央空调系统中的应用257

9.3.1 中央空调系统的组成257

9.3.2 中央空调系统存在的问题258

9.3.3　节能改造的可行性分析258

9.3.4　变频调速方案分析259

9.3.5　循环水系统的变频调速260

9.3.6 变频改造后的效果261

实训31 中央空调循环水节能系统的综合控制261

附录A　可编程控制器实训装置简介270

附录B　FX2N的性能规格273

附录C　FX系列PLC的软元件274

附录D　FX系列PLC功能指令一览表275

附录E　FX-20P-E型手持式编程器281

附录F　FR-A540变频器参数表287

附录G　变频器出错（报警）定义294

参考文献301