PLC技術與應用理實一體化教程（簡體書）

《PLC技術與應用理實一體化教程》是一部以日本三菱公司FX2NPLC為樣機、基於“任務引領型課程”開發方法而編寫的又一新作。它凸現工學結合、學用一致，理實並重、“教、學、做”一體化的現代教學特色，從注重對職教學生進行高素質和高技能培養與提高的實用角度出發，將課程教學目標分解為11個學習（工作）任務（項目）：即用PLC實現對電動機的啟動控制；用PLC實現對電動機的正反轉控制；用PLC實現對電動機/△減壓啟動控制；自動軋鋼機的PLC控制；小車自動往返運行的PLC控制；城市路口交通指揮燈的PLC控制；PLC控制的八組搶答器設計；搬運機械手的PLC控制系統設計；PLC在恒溫控制過程中的應用設計；典型機床成套設備的PLC控制改造設計；PLC實現通信功能應用。每一個任務又科學地構建了“任務引入、任務分析、知識鏈接、任務實施、知識擴展、技能拓展（做一做）、思維拓展與實例、思考與練習”等多個環節，使學生完成“資訊、計劃、決策、實施、檢查、評價等”一個完整的工作過程；經過教師啟發式理論教學和學生們的強化實踐訓練，理實一體、師生互動，最終完成本課程的教學目標。
《PLC技術與應用理實一體化教程》可作為不同層次職業教育院校相關專業的教材及參考書；也可供教學、科研和工礦企事業單位的工程技術人員在學習掌握PLC技術以及設計改造傳統機電控制設備時進行參考。

序
前言
任務1 用PLC實現對電動機的啟動控制
【知識點】
【能力目標】
1.1 任務引入
1.2 任務分析
1.3 知識鏈
1.3.1 繼電器控制基礎
1.3.2 初識可編程序控制器（PLC）
1.3.3 FX2N PLC快速入門
1.3.4 SWOPC?FXGP/WIN?C編程軟件簡介
1.3.5 FX2N PLC梯形圖程序簡介
1.3.6 PLC最常用的幾條順控指令
1.4 任務實施
1.4.1 I/O分配
1.4.2 繪製PLC硬件接線圖及硬件連接
1.4.3 設計梯形圖程序
1.4.4 程序調試與運行
1.5 知識擴展
1.5.1 FX2N PLC硬件結構
1.5.2 PLC的工作過程
1.5.3 PLC的輸入/輸出過程
1.5.4 PLC的等效電路
1.5.5 PLC的工作原理
1.5.6 PLC的主要性能指標
1.5.7 PLC的安裝與配線
1.6 技能拓展
1.6.1 控制要求
1.6.2 操作過程
1.6.3 評價標準
1.7 思考與練習

任務2 用PLC實現對電動機的正反轉控制
【知識點】
【能力目標】
2.1 任務引入
2.2 任務分析
2.3 知識鏈接
2.3.1 FX2N PLC的八大編程元（器）件
2.3.2 FX2N PLC的脈衝觸點指令（LDP、LDF、ANDP、ANDF、QRP、ORF指令）
2.3.3 FX2N PLC的脈衝輸出微分指令（PLS和PLF指令）
2.3.4 FX2N PLC的置位/複位指令（SET/RST指令）
2.3.5 PLC梯形圖的編程規則與技巧
2.4 任務實施
2.4.1 I/O分配
2.4.2 繪製PLC硬件接線圖及硬件連接
2.4.3 設計梯形圖程序和語句表程序
2.4.4 程序調試與運行
2.5 知識擴展
2.5.1 FX2N系列PLC梯形圖編輯器各菜單的操作方法及功能
2.5.2 FX2N系列PLC語句表編輯器主要菜單的操作方法及功能
2.6 技能拓展
做一做：試進行機床工作臺自動循環控制的PLC改造設計、安裝與調試
2.6.1 控制要求
2.6.2 操作過程
2.6.3 評價標準
2.7 思維拓展與實例：時控順啟逆停
2.8 思考與練習

任務3 用PLC實現對電動機/△減壓啟動控制
【知識點】
【能力目標】
3.1 任務引入
3.2 任務分析
3.3 知識鏈接
3.3.1 FX2N系列PLC定時器指令
3.3.2 定時器斷開延時定時、通/斷延時、瞬動電路
3.3.3 定時器的長延時擴展電路
3.3.4 最大限時控制電路
3.3.5 最小限時控制電路
3.3.6 順序延時電路
3.3.7 主控觸點（MC/MCR）指令
3.3.8 棧操作（MPS/MRD/MPP）指令
3.4 任務實施
3.4.1 I/O分配
3.4.2 繪製PLC硬件接線圖及硬件連接
3.4.3 設計梯形圖程序和語句表程序
3.5 知識擴展
3.5.1 速度繼電器
3.5.2 電動機的反接制動控制電路
3.5.3 電動機串電阻減壓啟動和反接制動控制電路的PLC改造
3.6 技能拓展
做一做：試進行電動機單管能耗制動控制電路的PLC控制改造
3.6.1 控制要求
3.6.2 操作過程
3.6.3 評價標準
3.7 思維拓展與實例：電動機的綜合PLC控制
3.8 思考與練習

任務4 自動軋鋼機的PLC控制
【知識點】
【能力目標】
4.1 任務引入
4.2 任務分析
4.3 知識鏈接
4.3.1 FX2N PLC計數器指令
4.3.2 計數器的大計數擴展電路
4.3.3 掃描計數電路
4.3.4 FX2N PLC的取反（INV）、空操作（NOP）及結束（END）指令
4.3.5 FX2N PLC 27條順控邏輯指令的功能歸納總結
4.4 任務實施
4.4.1 I/O分配
4.4.2 繪製PLC硬件接線圖及硬件連接
4.4.3 設計梯形圖程序
4.4.4 程序調試與運行
4.5 知識擴展
4.5.1 FX2N PLC的應用指令概述
4.5.2 移位類指令
4.6 技能拓展
做一做：天塔之光的PLC控制
4.6.1 控制要求
4.6.2 操作過程
4.6.3 評價標準
4.7 思維拓展與實例
4.7.1 水塔水位的PLC自動控制
4.7.2 汽車清洗機的PLC自動控制
4.7.3 用移位指令實現對燈光的PLC控制
4.8 思考與練習

任務5 小車自動往返運行的PLC控制
【知識點】
【能力目標】
5.1 任務引入
5.2 任務分析
5.3 知識鏈接
5.3.1 順序控制與順序控制設計法
5.3.2 狀態轉移圖
5.3.3 步進（狀態）梯形圖
5.3.4 順序控制編程舉例
5.4 任務實施
5.4.1 建立狀態轉移圖
5.4.2 將狀態轉移圖（SFC）轉換成狀態梯形圖（STL）、指令表程序
5.4.3 程序調試與運行
5.5 知識擴展
5.5.1 編制SFC的規則
5.5.2 編制SFC的注意事項
5.5.3 常用SFC的結構
5.6 技能拓展
做一做：兩種液體混合的PLC控制
5.6.1 控制要求
5.6.2 操作過程
5.6.3 評價標準
5.7 思維拓展與實例
5.7.1 4台電動機正啟/逆停時序控制
5.7.2 PLC實現雙頭鑽床系統控制
5.7.3 使用“啟?保?停”電路的編程方法完成順序控制
5.7.4 使用以轉換為中心的編程方法完成順序控制
5.7.5 使用仿STL指令編程方法完成順序控制
5.8 思考與練習

任務6 城市路口交通指揮燈的PLC控制
【知識點】
【能力目標】
6.1 任務引入
6.2 任務分析
6.3 知識鏈接
6.3.1 FX2N PLC系統中常用的基本控制環節
6.3.2 識讀PLC梯形圖和指令語句表的方法和步驟
6.4 任務實施
6.4.1 I/O分配
6.4.2 繪製PLC硬件接線圖及硬件連接
6.4.3 設計梯形圖程序和語句表程序
6.4.4 程序調試與運行
6.5 知識擴展：PLC控制系統的設計
6.5.1 PLC控制系統設計概要
6.5.2 PLC的接口電路設計
6.5.3 PLC的電源電路設計
6.6 技能拓展
做一做：氣動機械手的PLC控制設計
6.6.1 控制要求
6.6.2 操作過程
6.6.3 評價標準
6.7 思維拓展與實例
6.7.1 城市交通指揮燈的其他參考程序
6.7.2 霓虹燈廣告屏的PLC控制
6.8 思考與練習

任務7 PLC控制的八組搶答器設計
【知識點】
【能力目標】
7.1 任務引入
7.2 任務分析
7.3 知識鏈接
7.3.1 比較指令[CMP、ZCP（FNC10、FNC11）]
7.3.2 傳送指令[MOV（FNC12）]
7.3.3 BCD碼變換指令[BCD（FNC18）]
7.4 任務實施
7.4.1 I/O分配
7.4.2 PLC的I/O實際接線圖
7.4.3 設計梯形圖程序
7.4.4 程序調試與運行
7.5 知識擴展：PLC在工業應用中的若干注意問題
7.5.1 PLC型號選擇與硬件配置的確定
7.5.2 降低PLC控制系統硬件費用的方法
7.5.3 提高PLC控制系統可靠性的措施
7.5.4 數據變換指令
7.6 技能拓展
做一做：PLC對自動售貨機系統的控制設計
7.6.1 控制要求
7.6.2 操作過程
7.6.3 評價標準
7.7 思維拓展與實例
7.7.1 帶有犯規顯示的八組搶答器PLC控制設計
7.7.2 PLC在四層電梯控制系統的應用設計
7.8 思考與練習

任務8 搬運機械手的PLC控制系統設計
【知識點】
【能力目標】
8.1 任務引入
8.2 任務分析
8.3 知識鏈接
8.3.1 條件跳轉指令[CJ（FNC 00）]
8.3.2 狀態初始化指令[IST（FNC 60）]
8.3.3 複雜系統的設計方法
8.4 任務實施
8.4.1 搬運機械手PLC選型與硬件設計
8.4.2 I/O分配表及原理接線圖
8.4.3 梯形圖程序的設計
8.4.4 設計結果的討論
8.5 知識擴展
8.5.1 邏輯錯誤故障檢測診斷法
8.5.2 附加觸點連接診斷法
8.5.3 時間限制法
8.6 技能拓展
做一做：具有多種工作方式送料小車的PLC控制系統設計
8.6.1 控制要求
8.6.2 操作過程
8.6.3 評價標準
8.7 思維拓展與實例
8.7.1 搬運機械手PLC控制的另一種設計實踐示範
8.7.2 四工位組合機床的PLC控制設計
8.8 思考與練習

任務9 PLC在恒溫控制過程中的應用設計
【知識點】
【能力目標】
9.1 任務引入
9.2 任務分析
9.3 知識鏈接
9.3.1 加法指令[ADD（FNC 20）]
9.3.2 減法指令[SUB（FNC 21）]
9.3.3 乘法指令[MUL（FNC 22）]
9.3.4 除法指令[DIV（FNC 23）]
9.3.5 加1指令[INC（FNC 24）]
9.3.6 減1指令[DEC（FNC 25）]
9.3.7 特殊功能模塊數據讀出指令[FROM（FNC 78）]
9.3.8 特殊功能模塊數據寫入指令[TO（FNC 79）]
9.4 任務實施
9.4.1 I/O分配
9.4.2 繪製PLC硬件接線圖及硬件連接
9.4.3 設計梯形圖程序
9.4.4 程序調試與運行
9.5 知識擴展
9.5.1 模擬量輸入模塊FX2N?4AD
9.5.2 模擬量輸出模塊FX2N?4DA
9.5.3 A?D、D?A轉換一體化模塊FX0N?3A
9.5.4 PID過程控制模塊FX2N?2LC
9.5.5 三菱公司特殊功能模塊一覽
9.6 技能拓展
做一做：FX2N?4AD/FX2N?4DA的應用實驗
9.6.1 控制要求
9.6.2 操作過程
9.6.3 評價標準
9.7 思維拓展與實例：PLC實現壓力控制
9.7.1 工作任務
9.7.2 任務分析
9.7.3 知識平臺
9.7.4 解決方案
9.8 思考與練習

任務10 典型機床成套設備的PLC控制改造設計
【知識點】
【能力目標】
10.1 任務引入
10.2 任務分析
10.3 知識鏈接
10.3.1 C650型普通臥式車床的電氣控制系統
10.3.2 利用PLC對機床控制進行技術改造的基本思路
10.3.3 利用PLC對機床控制進行技術改造的常用方法
10.3.4 將機床電路圖轉換成為功能相同的PLC的外部接線圖和梯形圖的
主要步驟
10.3.5 識讀和分析機床PLC控制梯形圖和語句表程序的常用方法和主要步驟
10.4 任務實施
10.4.1 I/O分配
10.4.2 繪製PLC硬件接線圖及硬件連接
10.4.3 設計梯形圖程序
10.4.4 程序設計說明
10.5 知識擴展：C5225型立式車床的PLC控制改造設計
10.5.1 C5225型立式車床的機械結構和主要運動
10.5.2 電路特點及拖動要求
10.5.3 C5225型立式車床的電氣控制電路
10.5.4 C5225型立式車床PLC控制系統設計
10.6 技能拓展
做一做：Z3040搖臂鑽床的PLC控制改造設計
10.6.1 控制要求
10.6.2 操作過程
10.6.3 評價標準
10.7 思維拓展與實例：某龍門鑽床的PLC控制系統工程應用設計
10.7.1 龍門鑽床簡化結構示意圖和工藝說明
10.7.2 龍門鑽床工藝過程功能表圖
10.7.3 選擇PLC，畫出龍門鑽床PLC工程應用設計的I/O端子實際接線圖
10.7.4 設計梯形圖程序
10.8 思考與練習

任務11 PLC實現通信功能應用
【知識點】
【能力目標】
11.1 任務引入
11.2 任務分析
11.3 知識鏈接
11.3.1 串行通信基本原理
11.3.2 串行通信電氣標準
11.3.3 通信協議
11.3.4 通信特殊功能模塊FX2N?16CCL?M
11.3.5 通信用特殊功能模塊FX2N?232/422/485?BD
11.3.6 通信擴展板的實用接線
11.3.7 通信網絡
11.4 任務實施
11.4.1 模塊選型與鏈接
11.4.2 硬件連線
11.4.3 程序編寫
11.4.4 任務實施結果的探討
11.5 技能拓展
做一做：PLC與打印機的通信
11.5.1 通信編程指令
11.5.2 PLC與打印機的通信操作過程
11.5.3 評價標準
11.6 思維拓展與實例
11.6.1 PLC與計算機、打印機的通信實例
11.6.2 PLC與計算機通信、顯示實例
11.6.3 16位數據通信
11.7 思考與練習

附錄
附錄A FX2N系列PLC內部軟元件分配一覽表
附錄B 三菱FX系列PLC指令一覽表
參考文獻