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前言 1

第1章PLC基础项目模块 1

1.1项目一PLC结构及其应用观察 1

任务一 拆装PLC保护盖、观察扩展口、编程口、通信线、输入输出端子的层叠排列、后备电池 1

任务二 了解PLC的发展、特点和工业应用 1

1.2项目二PLC接线与电气接线对比 4

任务一 用交流接触器实现电动机起保停控制 4

任务二PLC编程软件的使用 7

任务三PLC编程实现LED灯（或电动机）的点动控制 12

1.3项目三 常用软元件X、 Y、 T、 C、M、D的观察 13

任务一 识别PLC各类软元件 13

任务二 熟悉梯形图绘图八点规则，编程时避免语法错误 16

任务三 观察有语法错误的梯形图的现象 17

任务四 观察定时器和计数器的工作原理 18

1.4项目四 按钮SB、 SA实现灯起保停、延时、互锁控制 19

任务一 分清SA与SB的区别 19

任务二 设计PLC起保停控制梯形图 19

任务三 定时器实现灯（设备）延时5s起动和延时3.5s停止 23

任务四 编程实现两设备互锁工作 24

1.5项目五 定时器振荡实现设备轮流工作 26

任务一 编程实现指示灯1s闪1次 26

任务二 编程实现指示灯1s闪3次 28

1.6项目六 计数器实现设备不同工作方式的控制 29

任务一 比较计数器和定时器工作的不同 29

任务二 计数器实现灯闪次数的限制 30

任务三 计数器一分为多实现设备不同的工作方式 31

任务四 定时器+计数器实现设备8h切换工作 33

1.7项目七 流水灯设计 34

任务一 学习步进法的使用要素 34

任务二 编程实现L1～L44个灯隔1s亮一个（每次只亮一个） 37

任务三 编程实现L1 ～ L4 4个灯逐个点亮，再一起熄灭 38

1.8项目八 步进法实现交通灯控制 40

任务一 写出生活中交通灯的控制流程 40

任务二 划分交通灯的转移状态和转移条件，确定I/O接线图 40

任务三 写出交通灯单流程和并行流程结构的SFC 41

1.9项目九 步进电动机多速选择 44

任务一 根据步进电动机结构原理控制步进电动机1s转一个角度 44

任务二 编写一个可以选择步进电动机方向和工作速度的程序 44

本章小结 47

作业 47

第2章PLC提高项目模块 49

2.1项目一标准I/O接线图绘制 49

任务一 学习针对PLC的电气制图方法 49

任务二 画一个标准的I/O接线图 52

2.2项目二奇妙的循环扫描 53

任务一 了解PLC循环扫描的工作原理 53

任务二 用一个定时器实现灯Y0 1s闪一次 54

2.3项目三 经验法与功能指令实现交通灯 55

任务一 用基本指令实现交通灯 55

任务二 功能指令实现绿灯时间可调 57

任务三用MOV指令和触点比较指令实现交通灯 60

2.4项目四 五人抢答器设计 62

任务一 抢答任务分析 62

任务二 用七段数码管实现二进制0～9的译码显示 63

任务三 抢答器设计 65

2.5项目五 功能指令实现流水灯控制 68

任务一 学习左移、右移指令的使用 68

任务二 编程实现流水灯的控制要求 68

2.6项目六 四层电梯控制 70

2.7项目七 变频器的使用 77

任务一 学习变频器的基本结构与设置 78

任务二用PU模式控制电动机运行 86

任务三 通过变频器外部开关实现电动机起停、正反转、三段速 87

任务四 变频器实现电动机七段速、十五段速控制 88

任务五PLC控制变频器自动变速 89

本章小结 90

作业 92

第3章 光机电一体化竞赛技术 94

3.1项目一 光机电一体化设备的安装技术 95

任务一 准备安装工具，初步检测传感器好坏 95

任务二 阅读安装图，先易后难，先粗后精，逐一安装各部件 97

任务三 把各元件电气线路接入接线端子排 112

任务四 根据气路图连接气管并绑扎 115

任务五 连接PLC I/O接线图 117

任务六 熟悉各传感器的使用，初步检测各部件是否正常工作 119

3.2项目二I/O接线图和气动系统图绘制的技巧 123

任务一 认识电气制图的一般规则 123

任务二 练习I/ O接线图各元器件的绘制 125

任务三 练习气动图各元器件的绘制 128

任务四 绘制完整的I/O接线图和气动系统图 128

3.3项目三2008年竞赛试题编程详解——程序思维的建立 132

任务一 第一次读题，找出全局性元素 132

任务二 第二次读题，开始编程 135

任务三 讨论试题可以出现的其他要求和用到的编程技巧 145

3.4项目四 细数机电一体化竞赛设备工作方式——破解各技术难点 147

任务一从2009年全国竞赛题学习屏蔽算法的应用 147

任务二 用先进先出指令实现万能分拣和连续下料 156

任务三 运行过程中实现任意排列的实时改变 162

3.5项目五PLC故障诊断技术 163

本章小结 166

第4章 工程应用模块 168

4.1项目一用PU口实现变频器与触摸屏通信 168

任务一 制作变频器与触摸屏的通信线 168

任务二 设置变频器的通信参数 169

任务三 建立触摸屏组态界面 171

任务四 调试系统，解决实际问题和错漏之处 174

4.2项目二 变频器与FXON-3A在控制中的应用 174

任务一 校准FX0N-3A的输入输出特性 174

任务二 连接变频器与PLC 178

任务三 编程实现变频器的调速 178

4.3项目三用485BD实现变频器与PLC的通信 179

任务一 制作485BD与变频器的通信线 179

任务二 根据RS-485的通信格式设置变频器参数和确定PLC指令 180

任务三 编写控制程序和使用触摸屏监视运行 186

4.4项目四 步进与伺服控制 190

任务一用PLC直接控制步进电动机 190

任务二 用步进驱动器控制步进电动机 194

任务三 连接伺服驱动器与伺服电动机 196

任务四PLC实现伺服控制 200

4.5项目五 用程序方法解决恒压供水的技术难题 201

任务一 分析恒压供水的系统结构和硬件需求 202

任务二 实现传统恒压供水的控制 204

任务三 寻求解决水锤效应的方法 211

本章小结 215

附录 216

附录A基本指令学习 216

附录B变频器参数一览表 220

附录C FX2N功能指令一览表 225

附录D 2010年全国机电一体化竞赛题 227

参考文献 238