本书是国家职业教育专业教学资源库机电一体化技术专业建设项目配套教材。本书以三菱FX系列可编程控制器的应用为主线,全面而系统地介绍了PLC控制系统与外围设备,包括PLC的结构、工作原理、内部组件、指令系统、编程方法、组态技术和现场总线通信技术;常用传感器、文本屏、触摸屏、步进电机、伺服电机等的应用。全书深入浅出地介绍了PLC的输入、输出单元的内部电路特点,接口电路的设计,控制程序设计与调试方法,项目设计开发过程等,有利于使用者自学。
本书依据高职教育和应用企业对技术技能人才的培养要求,由多年从事PLC应用工程项目开发和PLC课程教学的工程师编写,力求全面介绍PLC应用系统,使学生掌握关键技术,达到工程综合应用的目的。本书打破了以往教材的编写思路,立足应用型人才的培养目标,将理论教学、实验操作和综合设计训练有机结合,将硬件设计与软件设计相结合,将使用方法介绍和计算机编程操作相结合,以大量典型的应用实例,使学生在由容易到复杂的项目任务引领下,通过学习、思考,一步一步掌握PLC课程的知识要点。本书具有以下特点。
1.内容新颖实用,紧跟时代
本书以国内应用广泛、具有很高性价比的三菱FX系列PLC为例,介绍PLC的组成、指令系统、编程方法、组态技术和现场总线通信技术,同时还介绍多个实际自动化控制产品的设计开发。以CXWorks2编程软件为平台,编程、监控、模拟仿真功能强。
2.案例典型丰富,由易到难,层层深入
在项目的设置上力求难易程度循序渐进,可使学生通过自己的思考、老师的引导得以实现;既能较全面地运用PLC课程的主要知识点,也兼顾一些相关课程内容;适应工作中知识内容运用的多样性。不追求知识的面面俱到,而力求学生掌握基本的方法、思路,同时培养学生的思维能力和学习能力,从而为今后的可持续发展打好工程应用能力方面的基础。
3.内容广泛全面,启发引导,主动思考
选取有实用价值或有应用前景的实际控制电路,使学生不觉得抽象、空洞,从而提高学习的积极性和兴趣。鼓励学生的创新思维,同一个加工工艺控制过程用不同的编程方式、不同的设计方法来实现,以加深对所学知识的理解和深化。内容紧跟当前工程生产实际,紧扣当前用人单位需求和学生就业市场。
4.实践项目组织结构合理
基础实践项目围绕PLC的基本应用,实行“三级指导”(即任务描述、相关知识、实施过程),使教、学、练紧密结合。综合实践项目包括设计要求、相关知识、项目分析、项目实施,可系统培养学生的综合应用能力。延伸阅读与拓展内容,可以进一步培养和提高学生的设计能力、创新意识和创新能力。即使没有实训设备,也能在仿真条件下调试、验证程序设计。
5.引入真实企业项目全局设计,培养学生工程应用能力
本书在体系架构方面,分为基础实践篇和综合实践篇。基础实践篇的每个项目均分为若干任务,逐步学习相关基础知识。综合实践篇包括8个项目,由简单到复杂,由浅入深地详细介绍了实际应用项目,项目的选取力求相关知识覆盖全面.系统应用范围广,重视培养学生的工程应用能力。项目后附有思考与练习,便于教师教学和学生自学,有助于学生尽快领悟书中的知识要素。
6.应用现代信息技术,配套在线开放课程,提升学习效率和效果
以微课、动画、技能操作视频、仿真等丰富的数字化资源作为支撑,构建新形态的教材形式。所有信息化教学资源在书中相应位置都有资源标注,并借助现代信息技术在书中的关键知识点和技能点的配套资源旁插入了二维码标识,可以通过使用手机扫描二维码的方式,观看配套资源,让学习变得方便快捷。
本书可作为机电类、电子信息类各专业的选用教材,也可供工程技术人员参考。
本书由温贻芳、李洪群、王月芹任主编,徐黎任副主编。项目1由仲蓁蓁编写;项目2、8、10由温贻芳编写;项目3由崔秋丽编写;项目4由徐月兰编写;项目5、7由王月芹编写;项目6、9由徐黎编写;项目11、12、13由李洪群编写;项目14由朱巍峰编写。企业工程师蒋兴年、杨培生参与了编写与审定。
本书是高职教学改革中新形态一体化教材建设的一次探索和尝试。限于编者的水平,书中难免存在缺点和不妥之处,恳请读者批评指正。作者信箱liss02@163.com。
第一篇 基础实践
项目1认识PLC
任务1.1 PLC应用感知
任务描述
相关知识
1.1.1 可编程控制器的由来
1.1.2 可编程控制器的发展
1.1.3 可编程控制器的特点和基本应用
任务实施
1.1.4 收集PLC相关信息
1.1.5 撰写PLC应用调研报告
1.1.6 下载课程学习资源
思考与练习
任务1.2 认识PLC和熟悉实践环境
任务描述
相关知识
1.2.1 三菱Fx系列可编程控制器介绍
1.2.2 按钮/行程开关与PLc的连接
任务实施
1.2.3 认识三菱Fx PLC
1.2.4 连接PLc输入信号
延伸阅读
1.2.5 实训室安全操作规范
1.2.6 PLC主要生产厂家
思考与练习
任务1.3 正确使用接近传感器
任务描述
相关知识
1.3.1 常用接近传感器
1.3.2 接近传感器的PNP、NPN之分
任务实施
1.3.3 选择合适的传感器
1.3.4 连接传感器到PLC输入端口
任务拓展
1.3.5 传感器选型实践
思考与练习
项目2设计电动机控制电路
任务2.1 设计启保停电路
任务描述
相关知识
2.1.1 可编程控制器的工作原理
2.1.2 Fx系列PLC的内部软继电器及其编号
2.1.3 PLC输出单元电路及外部负载的连接
2.1.4 Gxworks2编程软件
2.1.5 PLC的编程语言
任务实施
2.1.6 Gx works2编程软件的安装
2.1.7 电动机单向运转启停电路的设计
思考与练习
任务2.2 设计电动机正反转联锁控制电路
任务描述
……
项目3设计竞赛抢答器
项目4设计霓虹灯控制系统
项目5十字路口交通灯控制系统设计
项目6数字踩雷游戏机的设计
第二篇 综合实践
项目74层电梯控制
项目8机械手自动控制及组态设计
项目9生产流水线小车的控制
项目10快速卷帘门风淋控制系统
项目11微滤机控制系统
项目12胶塞清洗机远程监控系统
项目13自动灌胶机控制系统
项目14 生产线中机器人的控制