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第1部分：FA技术中级实训指导 1

第1章 小型PLC系统 1

1.1 PLC系统简介 1

1.1.1 PLC的由来 1

1.1.2 PLC的定义 1

1.1.3 PLC的特点 1

1.1.4 PLC的分类 1

1.1.5 PLC的编程语言 2

1.1.6 PLC的发展趋势 2

1.1.7 PLC的应用领域 3

1.2 三菱FX小型机简介 3

1.2.1 三菱FX系列型号的含义 3

1.2.2 三菱FX系列PLC的技术指标 4

1.2.3 三菱FX系列PLC的硬件系统 5

1.2.4 三菱FX系列PLC的软件系统 11

1.3 三菱GX Developer软件的使用方法 25

1.3.1 三菱MELSOFT软件简介 25

1.3.2 GX Developer软件简介 26

1.3.3 GX Developer软件的使用 26

第2章 用PLC改造继电-接触式控制电路 34

2.1 机床常用电器及选择 34

2.1.1 开关电器 34

2.1.2 主令电器 36

2.1.3 熔断器 38

2.1.4 交流接触器 39

2.1.5 继电器 41

2.2 机床控制电路的基本环节 45

2.2.1 三相异步电动机的起动控制电路 45

2.2.2 电动机的正、反转自动循环控制电路 48

2.2.3 双速电动机的高、低速控制电路 48

2.2.4 三相异步电动机的制动控制电路 49

2.2.5 电动机控制的保护环节 51

2.3 编程法 52

2.3.1 经验法 52

2.3.2 顺序控制法 52

2.3.3 解析法 53

2.3.4 程序设计的基本步骤 53

2.3.5 经验编程法设计梯形图 54

2.3.6 经验编程法应用实例 55

2.4 逻辑改造法 58

2.4.1 控制原理分析 58

2.4.2 分配PLC的输入点和输出点（I/O分配）并画出PLC硬件接线图 59

2.4.3 根据继电器电路写出各线圈的逻辑表达式 60

2.4.4 根据I/O分配将逻辑表达式中的各元件的线圈和触点用对应的输入和输出继电器来替代 60

2.4.5 画出梯形图 61

2.5 用PLC改造电气控制系统应注意的问题 61

2.5.1 继电器响应的滞后性 62

2.5.2 充分理解PLC的工作方式 62

2.5.3 关于中间单元的设置 63

2.5.4 常闭触点提供的输入信号的处理 63

2.5.5 热继电器的使用 64

2.5.6 尽量减少PLC的输入和输出点数 64

2.5.7 外部负载的额定电压 64

2.6 用PLC改造电气控制系统技能训练 64

2.6.1 训练目的 64

2.6.2 训练设备 64

2.6.3 训练步骤及要求 64

2.6.4 评分标准 65

2.6.5 对应电路 66

第3章 FX2N PLC数字量控制 71

3.1 PLC实训台产品简述 71

3.1.1 PLC实训台概述 71

3.1.2 各功能模块简介 72

3.2 PLC控制系统的开发流程 77

3.2.1 PLC控制系统设计的基本原则与内容 77

3.2.2 PLC控制系统设计与调试的步骤 78

3.2.3 分配I/O点并设计PLC外围硬件电路 80

3.2.4 程序设计 80

3.2.5 硬件实施 81

3.2.6 联机调试 81

3.2.7 整理和编写技术文件 81

3.3 PLC开关量控制开发示例 81

3.3.1 训练目的 81

3.3.2 训练设备 81

3.3.3 实训基础知识 81

3.3.4 训练内容及步骤 82

3.4 PLC简单开关量控制练习题 93

3.4.1 PLC控制系统设计要求 93

3.4.2 PLC控制系统设计实习要求 93

3.4.3 基本单元程序 93

第2部分：FA技术高级实训指导 95

第4章 FX2N PLC功能指令与SFC编程方式 95

4.1 功能指令及其应用 95

4.1.1 功能指令概述 95

4.1.2 常用功能指令及其应用 97

4.1.3 程序流控制指令及其应用 100

4.1.4 传送比较指令及其应用 105

4.1.5 四则运算和逻辑运算指令及其应用 110

4.2 步进控制指令 114

4.2.1 状态元件 114

4.2.2 STL和RET指令 114

4.2.3 步进梯形图与步进原理图 115

4.3 SFC编程方式 118

4.3.1 SFC简述 118

4.3.2 顺序控制指令的基本规则 118

4.3.3 GX Developer编写SFC程序 119

4.3.4 顺序控制指令的应用 126

4.4 功能指令应用举例 127

4.4.1 跳转指令 127

4.4.2 子程序调用指令CALL 128

4.4.3 子程序返回指令SRET 129

4.4.4 主程序结束指令FEND 129

4.4.5 循环指令FOR,NEXT 130

4.4.6 中断指令 131

第5章 模拟量控制 133

5.1 模拟量控制系统原理 133

5.2 常用模拟量模块 135

5.2.1 PLC特殊功能模块的应用 136

5.2.2 FXON-3A模块应用 138

5.2.3 FX2N-4AD模块应用 145

5.2.4 FX2N-2DA模块应用 148

5.3 PID控制器 151

5.3.1 PID控制器原理 151

5.3.2 PID调节器各校正环节的作用 152

5.3.3 PID参数整定 152

5.4 典型模拟量控制举例 155

5.5 PLC模拟量控制练习题 161

第6章 人机界面 162

6.1 MCGS触摸屏概述 162

6.1.1 MCGS触摸屏简介 162

6.1.2 MCGS嵌入版组态软件的工作方式 163

6.1.3 MCGS的安装方法 163

6.1.4 工程的上传与下载 166

6.2 实时数据库 170

6.2.1 实时数据库的概念 170

6.2.2 定义数据对象 170

6.2.3 数据对象的类型 171

6.2.4 数据对象的属性设置 172

6.3 用户窗口组态 175

6.3.1 用户窗口概述 175

6.3.2 用户窗口的使用方法 176

6.3.3 创建图形对象 179

6.3.4 定义动画连接 181

6.4 设备窗口 189

6.4.1 MCGS与FX2N的连接方法 189

6.4.2 MCGS与S7-200之间的通信 193

6.4.3 MCGS与S7-300之间的通信 194

6.5 主控窗口 196

6.5.1 基本属性 197

6.5.2 启动属性 198

6.5.3 内存属性 198

6.5.4 系统参数 200

6.5.5 存盘参数 200

6.6 运行策略 201

6.6.1 运行策略的类型 201

6.6.2 策略构件 202

6.6.3 组态策略 202

第7章 运动控制系统 206

7.1 交流电动机原理 206

7.1.1 交流异步电动机和同步电动机的调速 206

7.1.2 不同调速方式的工作原理 208

7.1.3 变频调速原理 211

7.1.4 变频器的频率给定 214

7.1.5 变频器的运转指令方式 218

7.2 交直交变频器的基本构造 221

7.3 三菱A700变频器的初步认识 223

7.4 变频器运行模式与参数设置 229

7.5 物料分拣输送带变频器的系统设计 233

7.6 步进系统工作原理与系统结构 237

7.6.1 步进系统工作原理 237

7.6.2 步进电动机的控制 238

7.7 伺服系统工作原理与系统结构 246

7.7.1 交流伺服电动机 246

7.7.2 直流伺服电动机 247

7.7.3 交直流伺服电动机的区别 248

7.7.4 伺服系统的性能要求 248

7.7.5 系统结构 248

7.8 伺服系统的应用 250

7.9 典型运动控制系统举例 252

7.9.1 变频器在系统中的应用 252

7.9.2 步进电动机控制系统的应用 254

7.9.3 伺服控制系统应用 256

7.10 PLC与运动控制综合运用练习题 263

第3部分：技师新技术研修 265

第8章 大中型PLC系统 265

8.1 西门子S7系列PLC概述 265

8.2 S7-300系列PLC硬件系统构成 266

8.2.1 导轨 266

8.2.2 电源模块 267

8.2.3 CPU模块 267

8.2.4 信号模块 269

8.2.5 其他模块 269

8.2.6 S7-300PLC硬件安装方法 270

8.3 STEP7编程软件 270

8.3.1 创建一个新项目 270

8.3.2 硬件组态 271

8.3.3 编写用户程序 279

8.3.4 程序调试 281

8.3.5 删除CPU中的程序 285

8.4 程序块 286

8.4.1 组织块 287

8.4.2 功能和系统功能 288

8.4.3 功能块和系统功能块 288

8.4.4 数据块 288

8.5 程序设计基础 291

8.5.1 内部资源 291

8.5.2 常用位逻辑操作指令 296

8.5.3 常用数字操作指令 298

8.6 模拟量信号处理 300

8.6.1 模拟量采集 301

8.6.2 模拟量输出 304

8.7 练习题 307

第9章 Profibus现场总线 310

9.1 现场总线技术简介 310

9.1.1 现场总线的技术优势 310

9.1.2 现场总线的种类 311

9.2 Profibus-DP网络简介 312

9.2.1 Profibus-DP网络体系结构 312

9.2.2 Profibus传输技术 314

9.2.3 Profibus网络的结构 315

9.2.4 Profibus-DP网络接线方法 316

9.3 Profibus-DP网络通信实例 317

9.3.1 S7-300与ET200M之间的通信实例 317

9.3.2 S7-300之间的Profibus-DP通信 321

9.3.3 S7-300与S7-200之间的Profibus-DP通信 327

9.3.4 S7-300与MM440之间的Profibus-DP通信 336

9.4 练习题 341

参考文献 343