基本信息
書名:PLC應用技術(三菱機型)(高職)
:40.00元
作者:張世生 著
齣版社:西安電子科技大學齣版社
齣版日期:2018-04-01
ISBN:9787560647999
字數:
頁碼:
版次:1
裝幀:平裝
開本:16
商品重量:
編輯推薦
內容提要
本書以日本三菱公司的可編程序控製器(PLC)為主,講解瞭PLC的硬件結構和工作原理;軟元件數據類型、基本指令、編程軟件GX Works2、仿真軟件的使用方法;應用指令,梯形圖的邏輯設計法、經驗設計法、狀態設計(SFC)法;PLC的模擬量采集變換與輸齣控製、變頻與步進伺服驅動、三菱工業網絡、L和Q係列PLC係統、觸摸屏及組態王組態、PLC係統設計。書中提供的實訓項目重點突齣、由易到難、內容全麵、結閤實際、便於掌握。
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本書可作為大專院校工業自動化、電氣工程及其自動化、應用電子、計算機應用、機電一體化及其他有關專業的教材,也可作為工程技術人員的自學和培訓教材,對三菱係列PLC的用戶具有很大的參考價值。
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目錄
作者介紹
序言
《工業自動化控製係統設計與實踐:基於三菱PLC的創新應用》 內容概要: 本書是一本深度探討工業自動化控製係統設計與實踐的專業書籍,重點聚焦於三菱PLC(可編程邏輯控製器)在現代工業生産中的創新應用。全書以理論與實踐相結閤的模式,係統闡述瞭從基礎概念到高級應用的全過程,旨在為讀者提供一套全麵、實用、前沿的自動化控製解決方案。內容涵蓋瞭工業自動化發展趨勢、PLC硬件選型與接綫、梯形圖、指令錶、順序功能圖、結構化文本等多種編程語言的深入講解,並通過大量三菱PLC機型(如FX係列、Q係列、L係列等)的實際案例,展示瞭如何高效地進行邏輯控製、運動控製、過程控製以及數據通信等關鍵技術。 詳細內容: 第一部分:工業自動化基礎與PLC原理 工業自動化發展曆程與未來趨勢: 本部分將首先帶領讀者迴顧工業自動化從早期機械化、電氣化到集成化、智能化、網絡化的發展脈絡。重點分析物聯網(IoT)、大數據、人工智能(AI)等新興技術如何深刻地改變著工業自動化控製係統的架構和功能。探討柔性製造、智能工廠、數字孿生等前沿概念,為讀者構建宏觀的行業認知框架。 PLC概述、組成與工作原理: 詳細介紹PLC(Programmable Logic Controller)的定義、在工業控製中的核心地位及其相對於傳統繼電器控製的優勢。深入剖析PLC的基本組成部分,包括中央處理器(CPU)、存儲器(Memory)、輸入/輸齣(I/O)模塊、電源模塊和通信模塊等,並闡述它們之間協同工作的原理,如掃描周期、掃描過程中的輸入刷新、程序執行、輸齣更新等。 PLC硬件選型與基本連接: 提供一套係統的PLC硬件選型指南,幫助讀者根據實際工程需求(如I/O點數、處理速度、通信需求、環境適應性、預算等)選擇閤適的三菱PLC係列和型號。詳細講解PLC的各種輸入輸齣接口(數字量、模擬量)、擴展模塊的類型和功能,以及PLC與傳感器、執行器、人機界麵(HMI)、變頻器等外部設備的物理接綫方法,強調安全規範和電氣知識的重要性。 第二部分:三菱PLC編程語言與技巧 PLC編程基礎與梯形圖(LD): 深入講解PLC編程的基本概念,包括地址、指令、綫圈、觸點等。詳細介紹最常用的編程語言——梯形圖(Ladder Diagram, LD)的構成元素(如常開觸點、常閉觸點、綫圈、跳轉指令、定時器、計數器等),並通過一係列簡單到復雜的邏輯控製案例,如電機啓停控製、燈光閃爍、聯鎖控製、狀態監測等,教授讀者如何運用梯形圖實現各種邏輯功能。 指令錶(IL)與結構化文本(ST): 介紹指令錶(Instruction List, IL)作為一種低級編程語言的特點、語法和應用場景,以及其與梯形圖的相互轉換。重點講解結構化文本(Structured Text, ST)的強大功能,包括變量聲明、賦值、條件語句(IF-THEN-ELSE)、循環語句(FOR, WHILE, REPEAT)、函數、過程等,通過實例演示如何使用ST語言編寫更復雜的算法和數學運算,特彆是在處理數據分析、PID控製算法等場景中的優勢。 順序功能圖(SFC)與步進梯形圖(STL): 闡述順序功能圖(Sequential Function Chart, SFC)在描述和實現順序控製方麵的直觀性和高效性,重點講解步(Step)、遷移動作(Transition)、轉移條件(Transition Condition)、並行區域等SFC的核心概念。介紹步進梯形圖(Step Ladder, STL)如何將SFC映射到梯形圖指令,方便理解和調試。通過多工序、多狀態的生産綫控製案例,展示SFC在優化控製邏輯、提高可讀性和可維護性方麵的價值。 其他高級編程語言與應用: 簡要介紹其他三菱PLC支持的編程語言,如功能塊圖(Function Block Diagram, FBD),並探討其在特定應用中的適用性。 第三部分:三菱PLC核心功能模塊應用 定時器(Timer)與計數器(Counter)詳解: 詳細講解三菱PLC內置的各種定時器(ON延時、OFF延時、可逆定時器等)和計數器(加計數、減計數、可逆計數器、脈衝計數器等)的功能、參數設置及應用方法。通過實例演示如何利用定時器實現延時啓動、周期性動作,以及利用計數器實現生産數量統計、裏程碑計數等。 比較指令(Comparator)與數學運算(Arithmetic Operations): 深入講解三菱PLC提供的各種比較指令(如大於、小於、等於、不等於、大於等於、小於等於)和數學運算指令(加、減、乘、除、取餘、移位等)。通過實際案例,教授如何利用這些指令進行數據處理、報警判斷、範圍控製、狀態轉換以及實現復雜的計算邏輯。 移位寄存器(Shift Registers)與數據處理: 介紹移位寄存器的原理、類型及其在數據傳輸、狀態指示、序列輸齣等方麵的應用。講解三菱PLC的數據存儲方式(如D寄存器、M寄存器、T/C寄存器等),以及如何進行數據塊的讀寫、數據類型轉換、數據比較與排序等高級數據處理操作。 第四部分:三菱PLC在實際工程中的應用 數字量輸入/輸齣(DI/DO)與基本控製: 重點講解如何利用三菱PLC的數字量輸入模塊接收傳感器信號(如按鈕、限位開關、傳感器),以及如何利用數字量輸齣模塊驅動執行器(如繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥)。通過詳細案例,指導讀者完成電機的正反轉控製、泵的啓停控製、液位控製、生産綫簡單動作聯鎖等經典控製場景的設計與實現。 模擬量輸入/輸齣(AI/AO)與過程控製: 詳細介紹模擬量輸入模塊(如電壓、電流信號采集)和模擬量輸齣模塊(如控製變頻器、調節閥)的工作原理、接綫方式和編程技巧。通過實例,深入講解PID(比例-積分-微分)控製算法在溫度控製、壓力控製、流量控製等過程控製領域的應用,以及如何在三菱PLC中實現PID算法的參數整定與優化。 通信功能與工業網絡: 深入講解三菱PLC的通信接口(如RS-232, RS-485, Ethernet/IP)及其支持的通信協議(如Modbus RTU/TCP, CC-Link, MELSEC-NET)。詳細介紹如何通過通信功能實現PLC之間的數據交換、PLC與HMI(人機界麵)的通信、PLC與上位計算機(SCADA係統)的數據采集與監控。通過實際案例,指導讀者構建分布式控製係統、實現生産過程的遠程監控與管理。 特殊功能模塊應用: 介紹三菱PLC提供的各種特殊功能模塊,如高速計數模塊、定位模塊(伺服/步進電機控製)、溫度測量模塊、稱重模塊等。通過具體的應用案例,展示如何利用這些模塊實現高精度測量、快速響應、精確運動控製、稱重報警等復雜功能,極大地拓展PLC的應用範圍。 人機界麵(HMI)設計與集成: 介紹HMI在工業自動化係統中的作用,以及如何選擇閤適的三菱HMI産品。重點講解HMI與PLC的通信配置、畫麵設計(按鈕、指示燈、儀錶、文本框、趨勢圖、報警顯示等)、數據點關聯、變量顯示與輸入、事件處理等。通過案例演示,實現操作員與自動化設備的直觀交互,提高生産效率和管理水平。 變頻器(VFD)與電機驅動控製: 詳細講解變頻器在調速控製中的重要作用,以及如何通過三菱PLC控製變頻器實現電機的平滑啓動、停止、調速、正反轉等。介紹變頻器與PLC的通信方式(如模擬量控製、串行通信控製),並給齣具體的接綫與編程示例。 數據記錄與故障診斷: 講解如何在三菱PLC中實現生産數據的記錄功能,例如將關鍵工藝參數、報警信息、生産計數等存儲到內部寄存器或外部存儲介質中。介紹PLC的自診斷功能、故障代碼的解讀以及常見的故障排除方法,幫助讀者快速定位和解決生産過程中的問題。 第五部分:高級應用與前沿技術 安全控製與冗餘係統: 探討工業自動化中的安全問題,介紹安全PLC(Safety PLC)的概念和應用。講解如何設計和實現具有冗餘功能的控製係統(如雙CPU冗餘、電源冗餘、通信冗餘)以提高係統的可靠性和可用性。 工業物聯網(IIoT)與智能工廠集成: 展望工業自動化與物聯網技術的融閤。介紹如何將三菱PLC與其他物聯網設備(如傳感器、網關)集成,實現數據的雲端上傳、遠程監測、預測性維護和智能決策。指導讀者理解智能工廠的概念,並為實現工廠的數字化轉型奠定基礎。 虛擬化與仿真技術: 介紹PLC仿真軟件在程序開發、調試和驗證中的重要作用。指導讀者如何利用仿真工具進行離綫編程和模擬運行,降低實際項目調試的風險和成本,提高開發效率。 本書特色: 三菱PLC係列全麵覆蓋: 深入介紹三菱FX係列、Q係列、L係列等主流PLC機型,滿足不同用戶的需求。 理論與實踐深度結閤: 每一項技術都配有詳細的原理講解和貼近實際的工程案例。 循序漸進的學習路徑: 從基礎概念到高級應用,由淺入深,適閤初學者和有經驗的工程師。 豐富的圖文示例: 大量電路圖、接綫圖、程序截圖和流程圖,直觀易懂。 解決實際工程難題: 聚焦於解決工業現場常見的控製問題,提供實用的解決方案。 前沿技術展望: 引入工業物聯網、智能工廠等最新概念,引導讀者把握行業發展方嚮。 適用讀者: 工業自動化領域的工程技術人員、電氣工程師、自動化控製工程師。 從事PLC編程、係統集成、設備維護的專業人士。 高等院校自動化、電氣工程、機械電子等相關專業的師生。 對工業自動化技術感興趣的廣大技術愛好者。 通過本書的學習,讀者將能夠熟練掌握三菱PLC的各項功能,獨立完成各種工業自動化控製係統的設計、編程、調試與維護工作,並在實際工作中提齣創新性的解決方案,為企業提升生産效率、降低運營成本、實現智能化升級提供強有力的技術支持。
這本書在講解特定功能的實現時,展示瞭三菱PLC特有的編程哲學,這纔是區分它與其他通用PLC書籍的關鍵所在。例如,在處理定時器和計數器時,三菱的“預設值/當前值”的設定邏輯,在書中被解釋得極其到位,特彆是它如何與掃描周期進行聯動計算,這直接影響到現場控製的精度。作者用瞭一個非常形象的比喻,將PLC的運行比作一個高速運轉的流水綫操作員,強調瞭“時間片”的概念,使得原本抽象的周期性任務變得具體可感。這套基於三菱生態係統的講解模式,確保瞭讀者在後續接觸到更高級的Q係列或L係列模塊時,能夠快速適應其編程環境和指令集,因為核心思想是一脈相承的。然而,如果能加入一些實際的硬件選型指南,比如在什麼負載條件下應該選擇哪一款CPU模塊,或者如何根據I/O點數和通信需求閤理搭配擴展單元,那這本書的“落地”能力會更上一層樓,真正實現從理論到采購的全流程指導。