三菱FX5U可编程控制器与触摸屏技术

本书是常州纺织服装职业技术学院与三菱电机自动化（中国）有限公司合作编写的项目化教材。本书编写基于工作导向的项目化教学改革方向，将行业企业典型、实用、操作性强的工程项目引入课堂，充分发挥行动导向教学的示范辐射作用，可作为高职高专院校自动化类相关专业的教材，也可供“双师型”教师和工控技术人员参考。 本书采用项目化编写方式，由5个项目组成，主要内容包括：FX5U PLC与触摸屏基础知识，FX5U PLC内置模块与触摸屏的典型应用，FX5U PLC、触摸屏与变频器的典型应用，FX5U PLC、触摸屏与伺服电动机的典型应用，FX5U PLC、触摸屏与FX540SSCS运动控制模块的典型应用。每个项目由3～5个训练任务组成，引领读者学习和实践由三菱触摸屏、FX5U PLC、变频器、伺服驱动器、通信协议等集成的小型工控系统，指导读者亲手打造自己的实验室，完成“任务了解→PLC程序设计→触摸屏界面设计→联机调试→评价提高”的学习过程，在体验任务成功的喜悦中，使读者实现成为工控高手的梦想。

前言

项目1FX5U PLC与触摸屏基础知识

任务1认识FX5U PLC及编程软件GX Works3

任务2认识三菱触摸屏及编程软件GT Designer3

任务3FX5U PLC与触摸屏模拟联机调试与运行项目2FX5U PLC内置模块与触摸屏的典型应用

任务1FX5U PLC与触摸屏以太网通信监控

任务2FX5U PLC与触摸屏直流电动机调速控制

任务3FX5U PLC与触摸屏温度采集监控

任务4FX5U PLC、触摸屏与步进电动机转速监控项目3FX5U PLC、触摸屏与变频器的典型应用

任务1认识三菱E700系列变频器及参数设置

任务2FX5U PLC模拟量输出控制变频器运行频率

任务3FX5U PLC与变频器通信协议监控

任务4FX5U PLC与变频器参数设置监控

任务5FX5U PLC与变频器MODBUS通信监控项目4FX5U PLC、触摸屏与伺服电动机的典型应用

任务1认识伺服驱动器

任务2单轴伺服丝杠定位监控

任务3XY棋盘格双轴控制项目5FX5U PLC、触摸屏与FX540SSCS运动控制模块的典型应用

任务1认识FX540SSCS运动控制模块

任务2认识MRJ4W222B伺服驱动器

任务3双轴运动控制伺服监控附录三菱FX5U PLC指令汇总参考文献

ISBN：978-7-111-63921-3

装订：平装

编辑：高亚云

开本：16开

出版日期： 2019-12-19

字数：284 千字

定价：35.0

本书以图文并茂的形式介绍了PLC技术、变频器技术、触摸屏技术快速入门知识与综合应用，内容包括PLC快速入门、三菱FX系列PLC介绍、三菱编程与仿真软件的使用、基本指令的使用及案例、步进指令的使用及实例、应用指令使用详解、模拟量模块的使用、PLC通信、变频器的调速原理与基本组成、变频器的使用、变频器的典型控制功能及应用电路、变频器的选用、安装与维护、触摸屏与PLC的综合应用、PLC与变频器的综合应用。

项目1 简单灯控电路设计

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项目训练

知识链接

1.1 三菱FX系列PLC介绍

1.2 编程软件的使用与梯形图设计

1.2.1FXGP软件的启动

1.2.2建立新文件

1.2.3编辑梯形图

1.2.4程序传送

1.2.5保存梯形图

1.2.6程序监控

知识扩展

1.3 可编程控制器的概念与特点

1.3.1可编程控制器的概念

1.3.2可编程控制器的产生和发展

1.3.3可编程控制器的主要特点

1.3.4可编程控制器的主要功能及应用领域

1.4 可编程控制器的系统结构组成与作用

1.4.1可编程控制器的系统结构组成

1.4.2可编程控制器各部分的作用及常用类型

1.5 可编程控制器的工作原理

1.5.1循环扫描原理

1.5.2建立输入/输出映像区

1.6 可编程控制器的工作过程

1.6.1PLC工作的全过程

1.6.2输入/输出滞后现象

1.7 可编程控制器的主要技术性能与分类

1.7.1主要技术性能

1.7.2可编程控制器的分类

技能拓展1 PLC的简单编程与运行

项目考核与评价

思考与训练题1

项目2 竞赛抢答器的设计

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项目训练

知识链接

2.1 PLC的基本指令及其编程方法（一）

2.1.1LD、LDI、OUT指令

2.1.2AND、ANI指令

2.1.3OR、ORI指令

2.1.4ANB指令

2.1.5ORB指令

2.1.6SET、RST指令

2.1.7PLS、PLF指令

2.1.8NOP指令

2.1.9END指令

2.2 可编程控制器常见编程语言

2.2.1梯形图（LD）

2.2.2指令表（IL）

2.2.3顺序功能图（SFC）

2.3 手持编程器FX-20P的使用

2.3.1FX20P的结构

2.3.2FX20P的编程操作

知识扩展

2.4 数字逻辑设计法

2.4.1数字逻辑关系

2.4.2数字逻辑设计步骤

技能拓展2 抢答显示程序设计

项目考核与评价

思考与训练题2

项目3 七段数码管的设计

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项目训练

知识链接

3.1 PLC的基本指令及其编程方法（二）

3.1.1堆栈指令（MPS/MRD/MPP）

3.1.2主控指令MC/MCR

3.1.3边沿检测指令（LDP/LDF、ANDP/ANDF、ORP/ORF）

3.2 定时器T及计数器C的使用

3.2.1定时器T的类型与使用方法

3.2.2计数器C的类型与使用方法

知识扩展

3.3 事件分析设计法

技能拓展3 钻孔动力头的PLC控制设计

技能拓展4 七段数码管的数字显示设计

项目考核与评价

思考与训练题3

项目4 三相异步电动机/△自动降压启动设计

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项目训练

知识链接

4.1 自锁、联锁控制编程

4.1.1自锁控制（自保持控制）

4.1.2联锁控制

4.2 时间控制编程

4.2.1用两个定时器组成振荡电路

4.2.2长延时控制

4.2.3断开延时电路

4.2.4接通/断开延时电路

4.3 顺序控制编程

4.3.1连续式顺序控制

4.3.2定时器式顺序控制

4.3.3计数器式顺序控制

知识拓展

4.4 特殊辅助继电器

4.5 PLC功能指令及其编程方法（一）

4.5.1功能指令的基本规则

4.5.2循环与移位类指令

技能拓展5 三相异步电动机正反转系统设计

技能拓展6 楼道声控灯的设计

技能拓展7 三相电动机延时启动控制设计

项目考核与评价

思考与训练题4

项目5 交通信号灯的控制设计

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项目训练

知识链接

5.1 步进指令STL和RET

5.2 跳转与重复编程方法

5.3 选择结构与并行结构功能图

5.3.1选择结构功能图

5.3.2并行结构功能图

5.3.3分支与汇合组合编程

知识扩展

5.4 状态初始化指令IST

5.5 条件跳转指令CJ

技能拓展8 按钮人行横道交通灯控制设计

技能拓展9 交通灯自动控制设计

项目考核与评价

思考与训练题5

项目6 机械手控制设计

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项目训练

知识链接

6.1 可编程控制器控制系统设计的原则与步骤

6.1.1系统设计的基本原则

6.1.2系统设计的步骤

6.2 可编程控制器的选择

6.2.1机型的选择

6.2.2容量的选择

6.2.3I/O模块的选择

6.2.4电源模块的选择

6.3 可编程控制器的布局

6.3.1PLC使用环境条件

6.3.2PLC的元件安装

6.3.3PLC的I/O连接

6.3.4外部接线

知识扩展

6.4 梯形图经验设计法

6.4.1梯形图经验设计法的步骤

6.4.2常用基本环节梯形图程序

6.5 机械手多种工作方式运行的程序设计

技能拓展10 三相异步电动机正反转控制

技能拓展11 某机械手控制设计

技能拓展12 双速电动机调速系统设计

技能拓展13 钻孔动力头控制设计

项目考核与评价

思考与训练题6

项目7 电梯控制设计

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项目训练

知识链接

7.1 减少可编程控制器所需输入点数的方法

7.2 可编程控制器常见故障分析

知识扩展

7.3 继电器控制电路移植法设计梯形图

7.4 PLC功能指令及其编程方法（二）

技能拓展14 电梯轿厢外按钮控制设计

项目考核与评价

思考与训练题7

项目8 电热水炉温度控制设计

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项目训练

知识链接

8.1 PLC模拟量输入模块FX2N-2AD

知识扩展

8.2 PLC模拟量输出模块FX2N-2DA

技能拓展15 用FX2N-2DA模块实现模拟量电压或电流输出

项目考核与评价

思考与训练题8

项目9 变频恒压供水系统的控制设计

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项目训练

知识链接

9.1 变频器的认知

9.2 变频器的工作原理

9.3 变频器的性能指标

9.4 变频器的日常维护

9.5 三菱FR-A540变频器的使用

9.6 三菱FR-E500系列通用变频器的使用

知识拓展

9.7 变频器的操作与控制

技能拓展16 三泵生活/消防双恒压供水系统设计

项目考核与评价

思考与训练题9

附录A FX2N系列PLC基本指令总表

附录B FX2N系列PLC功能指令总表

附录C FX2N系列PLC的特殊辅助继电器

附录D FX系列PLC错码一览表

参考文献

本书从三菱PLC实用编程方法和技巧入手，通过实例的编程方法详细剖析编程的特点和技能。考虑一般书籍功能指令（也叫应用指令）介绍较少。本市加大了功能指令的介绍。并通过一例多解的方法，展示编程的技巧，开阔读者编程的思路。本书适用于有一定可编程控制器基础知识的读者，可供相关机电工程技术人员参考，也可作为高等院校的自动化、电气工程及其自动化、机械工程及其自动化、电子工程自动化、机电一体化等相关专业的本科、专科院校师生的参考书。

目录

第1部分PLC理论基础

第1章FX系列PLC结构和工作原理

1.1FX系列可编程控制器的结构组成

1.1.1概述

1.1.2FX3U型PLC基本单元的外形结构

1.2PLC的基本工作原理

1.2.1PLC的等效电路

1.2.2PLC的工作过程

1.2.3PLC的接线图和梯形图的绘制方法

1.3PLC的输入/输出接口电路

1.3.1开关量输入接线

1.3.2开关量输出接口模块

1.4PLC中的软元件

1.4.1输入/输出继电器(X、Y)

1.4.2辅助继电器(M)

1.4.3状态继电器(S)

1.4.4定时器(T)

1.4.5计数器(C)

1.4.6数据寄存器(D)

1.4.7指针(P、I)

习题

第2章基本逻辑指令

2.1单接点指令

2.1.1普通单接点指令

2.1.2边沿单接点指令

2.2连接导线指令

2.2.1接点组连接导线指令

2.2.2回路分支导线指令

2.3接点逻辑取反指令

2.3.1接点逻辑取反指令的基本用法

2.3.2边沿常闭接点

2.3.3边沿接点M2800~M3071的特点

2.4接点边沿导通指令

2.4.1MEP指令

2.4.2MEF指令

2.5逻辑线圈指令

2.5.1普通线圈指令

2.5.2置位线圈指令和复位线圈指令

2.5.3边沿线圈指令

2.5.4主控线圈指令和主控复位线圈指令

2.6空操作和结束指令

2.6.1空操作指令

2.6.2结束指令

习题

第3章步进顺控指令

3.1步进梯形图指令与状态转移图

3.1.1步进梯形图指令

3.1.2状态转移图和步进梯形图

3.1.3SFC图和STL图编程注意事项

3.1.4状态转移条件的有关处理方法

3.2SFC图的跳转与分支

3.2.1SFC图的跳转

3.2.2SFC图的分支

习题

第4章应用指令

4.1应用指令概述

4.1.1应用指令的图形符号和指令

4.1.2应用指令的格式

4.1.3应用指令中的数值

4.2程序流程指令

4.2.1条件跳转指令(CJ)

4.2.2子程序调用(CALL)、子程序返回(SRET)和主程序结束

指令(FEND)

4.2.3中断指令(IRET、EI、DI)

4.3传送比较指令

4.3.1比较指令(CMP)

4.3.2区间比较指令(ZCP)

4.3.3传送指令(MOV)

4.3.4取反传送指令(CML)

4.3.5交换指令(XCH)

4.3.6BCD交换指令(BCD)

4.3.7BIN交换指令(BIN)

4.4四则逻辑运算

4.4.1BIN加法指令(ADD)

4.4.2BIN减法指令(SUB)

4.4.3BIN乘法指令(MUL)

4.4.4BIN除法指令(DIV)

4.4.5BIN加1指令(INC)

4.4.6BIN减1指令(DEC)

4.4.7逻辑字与、或、异或指令(WAND、WOR、WXOR)

4.5循环移位

4.5.1循环右移指令(ROR)

4.5.2循环左移指令(ROL)

4.5.3循环带进位右移指令(RCR)

4.5.4循环带进位左移指令(RCL)

4.5.5位右移指令(SFTR)

4.5.6位左移指令(SFTL)

4.5.7字右移指令(WSFR)

4.5.8字左移指令(WSFL)

4.5.9位移写入指令(SFWR)

4.5.10位移读出指令(SFRD)

4.6数据处理

4.6.1全部复位指令(ZRST)

4.6.2译码指令(DECO)

4.6.3编码指令(ENCO)

4.6.41的个数指令(SUM)

4.6.5报警器置位指令(ANS)和报警器复位指令(ANR)

4.7方便指令

4.7.1状态初始化指令(IST)

4.7.2凸轮控制(绝对方式)指令(ABSD)

4.7.3凸轮控制(增量方式)指令(INCD)

4.7.4示教定时器指令(TTMR)

4.7.5特殊定时器指令(STMR)

4.7.6交替输出指令(ALT)

4.8外部设备I/O

4.8.1十字键输入指令(TKY)

4.8.2十六键输入指令(HKY)

4.8.3数字开关指令(DSW)

4.8.4七段码译码指令(SEGD)

4.9时钟数据运算

4.9.1时钟数据比较指令(TCMP)

4.9.2时钟数据区间比较指令(TZCP)

4.9.3时钟数据加法指令(TADD)

4.9.4时钟数据减法指令(TSUB)

4.9.5时、分、秒数据的秒转换指令(HTOS)

4.9.6秒数据的［时、分、秒］转换指令(STOH)

4.9.7时钟数据读出指令(TRD)

4.9.8时钟数据写入指令(TWR)

4.9.9计时表指令(HOUR)

4.10比较型接点

4.10.1比较型接点指令

4.10.2比较型接点的改进

习题

第2部分PLC开发基础

第5章布尔代数在PLC中的应用

5.1PLC控制电路的基本组成

5.2PLC位元件的状态和值

5.3PLC中的接点种类

5.4布尔代数的基本逻辑运算

5.5梯形图逻辑表达式的基本定律

5.6常用公式

5.7基本逻辑电路的类型

5.8PLC组合电路的设计方法

5.9逻辑代数化简法

5.10卡诺图化简法

习题

第6章PLC设计基本方法

6.1PLC控制设计的基本要求

6.2PLC控制设计的基本步骤

6.3输入/输出接线图的设计

6.4PLC基本设计编程方法

6.5PLC的输入/输出接线方式

6.6满足PLC控制设计的基本要求

习题

第7章PLC编程软件

7.1编程软件的基本操作

7.2程序编辑操作

7.3程序的传送

7.4在线监视

7.5程序的仿真

第3部分PLC综合实例

第8章感应型电动机控制

实例8.1三台电动机顺序定时起动同时停止

实例8.2单按钮控制三台电动机顺序起动，顺序停止

实例8.3三台电动机定时顺序起动，定时逆序停止

实例8.4单按钮控制三台电动机顺序起动，逆序停止

实例8.5控制n台电动机顺序起动，逆序停止

实例8.6六台电动机顺序起动，逆序停止

实例8.7两台电动机同时起动，第二台延时停止

实例8.8两台电动机限时起动，限时停止

实例8.9电动机软起动、停止控制

实例8.10组合钻床

实例8.11绕线型电动机转子串电阻时间原则起动

实例8.12可逆星三角降压起动、点动、连动、反接制动控制

第9章电梯控制

实例9.1四层电梯楼层七段数码管显示

实例9.2四层电梯楼层外部解码数码显示

实例9.3五层电梯楼层数字信号灯显示

实例9.4五层电梯控制

第10章典型机械装置控制

实例10.1大小球分拣传送机械手

实例10.2电镀自动生产线PLC控制

实例10.3传送带机械手控制

实例10.4气动机械手控制

实例10.5气动机械手多种操作方式控制

实例10.6气动机械手IST指令控制

实例10.7装卸料小车控制

附录AFX3U·FX3UC可编程控制器软元件表

附录B应用指令一览表

附录C特殊辅助继电器