本書以中高級電工和可編程序控制系統(tǒng)設計師等職業(yè)標準所要求的知識技能為藍本,以訓練學生的PLC編程技能及PLC與變頻器、觸摸屏綜合應用能力為目標,詳細介紹三菱FX3U系列PLC、FR-E700系列變頻器和GOT2000系列觸摸屏應用技術。全書用任務驅動的方式組織教材內容,通過合作企業(yè)的實際工程任務和常用案例設計與開發(fā),培養(yǎng)實際工程應用能力。
本書包括7個項目,具體分為19個實際工程任務。7個項目分別是探秘可編程控制器,三相異步電動機典型控制電路設計,順序控制系統(tǒng)設計,復雜工程控制系統(tǒng)設計,探秘變頻器,探秘觸摸屏,PLC、變頻器與觸摸屏綜合控制系統(tǒng)設計。
本書可作為高等職業(yè)院校機電一體化技術、智能控制技術、電氣自動化技術等專業(yè)及裝備制造大類、電子信息大類相關專業(yè)人才培養(yǎng)的教材,也可供工控領域工程技術人員參考。
1.7個項目19個任務,介紹三菱FX3U PLC、FR-E700 變頻器和GOT2000 觸摸屏應用。
2.以企業(yè)典型工程任務為載體,選材注重實用、新穎。
3.以中高級電工和可編程序控制系統(tǒng)設計師等職業(yè)標準為指導。
4.教學資源豐富,包括微課、動畫、延伸閱讀、PPT和習題答案、源程序。
黨的二十大報告指出:“加快建設制造強國、質量強國、航天強國、交通強國、網絡強國、數(shù)字中國。實施產業(yè)基礎再造工程和重大技術裝備攻關工程,支持專精特新企業(yè)發(fā)展,推動制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展!币獙崿F(xiàn)上述目標,關鍵是利用現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱之一的PLC與變頻器、觸摸屏等設備構建功能齊全、操作簡便的自動控制系統(tǒng)。鑒于三菱公司生產的FX3U系列PLC、FR-E700系列變頻器和GOT2000系列觸摸屏在企業(yè)、學校使用廣泛的情況,編者以《三菱PLC、變頻器與觸摸屏綜合應用技術》為基礎,結合多年的工程應用及裝備制造專業(yè)群教學經驗,協(xié)同合作企業(yè)工程技術人員共同編寫了本書,旨在培養(yǎng)學生或具有一定電氣控制基礎知識的工程技術人員較快掌握FX3U系列PLC、FR-E700系列變頻器和GOT2000系列觸摸屏綜合工程應用能力。本書特點如下:
1 內容精簡實用, 語言通俗易懂
本書根據高職院校生源特點,本著“理論淺、應用多、內容新”的原則精簡教學內容,刪減了大量在工程應用中根本不用或很少使用的內部結構分析和理論計算。在文字敘述上,采用通俗易懂的語言,盡量克服以往學生對PLC、變頻器和觸摸屏相關課程知難而退的心理障礙。
2 采用任務驅動編寫模式, 適合理實一體化教學
本書在教學內容的組織上采用任務驅動編寫模式,在講解基本知識點的基礎上,設計了“任務描述”“關聯(lián)知識”“任務實施”“崗課融通拓展”等模塊,強調工程應用能力的培養(yǎng)。在版面安排上,提供了大量圖片、圖表,采用圖文并茂的編排形式,提高內容的直觀性和形象性,便于理解和掌握理論知識,同時也為學生自學創(chuàng)造了條件。
3 考核評價體系體現(xiàn)職業(yè)技能要求
任務實施考核評價標準根據國家職業(yè)技能鑒定中心相關職業(yè)技能鑒定規(guī)范(考核大綱)編制,參照職業(yè)技能鑒定模式進行考核評價,可為實行“1+X”證書制度奠定基礎;同時使學生增強執(zhí)行工藝紀律意識,有利于按工藝標準進行設計、裝配和調試自動化控制系統(tǒng)。
4 以工程實例為載體, 選材新穎
本書以企業(yè)典型工程任務為載體,選材注重實用、新穎。內容編排采取循序漸進、由淺入深、夠用和實用原則,將理論與實踐緊密結合起來,符合讀者的認知規(guī)律。
5 配套資源豐富, 適合信息化教學
本書為新形態(tài)一體化教材,采用雙色印刷,配備有教、學、做一體化設計的專業(yè)教學資源庫,內容豐富,功能完善。其中數(shù)字化教學資源包括微課、動畫、案例、延伸閱讀、PPT和習題庫等。
目錄中有“*”號的部分建議作為選講內容。在學時較少的情況下,建議首先刪減這些內容。刪去這些內容不會影響知識體系的完整性和內容的連貫性。
本書由湖南有色金屬職業(yè)技術學院李響初任主編,進行全書的選例、設計和統(tǒng)稿工作。李響初編寫了項目3、項目4;湖南有色金屬職業(yè)技術學院章建林編寫了項目1;湖南有色金屬職業(yè)技術學院劉娜編寫了項目6,并負責微課視頻錄制以及電子課件制作等工作;長沙民政職業(yè)技術學院譚剛林編寫了項目2;湖南現(xiàn)代物流職業(yè)技術學院沈治國編寫了項目5;株洲中車時代電氣股份有限公司李先強編寫了項目7,并負責企業(yè)項目的選取。參加本書項目實驗、繪圖與教學資源整理工作的還有張俏、彭琨、朱朝霞、劉雨佳、王艷霞等。本書的出版得到了湖南省教育科學“十四五”規(guī)劃2024年度重大委托課題(課題編號:XJK24ZDWT004)的大力支持,在此表示感謝。
在編撰本書過程中,參考了大量的同類教材以及國內外書刊資料,并應用了其中的一些資料。限于篇幅,難以一一列舉,在此一并向有關作者表示衷心的感謝。
由于編者水平有限,書中難免有疏漏之處,敬請讀者批評指正,不勝感激。
李響初,湖南有色金屬職業(yè)技術學院,教授,2019年、2020年湖南省教育廳高職院校專業(yè)技能考核評審專家、畢業(yè)設計抽查評審專家。主要研究方向為現(xiàn)代職業(yè)教育體制機制改革、專業(yè)群建設績效評價研究等,主持或主要參加22項省部級等課題研究。
與機械工業(yè)出版社等出版社合作出版了《三菱PLC、變頻器與觸摸屏綜合應用技術》等教材8部;與中國電力出版社等合作出版電類科技書6部。
項目1 探秘可編程控制器任務
1.1認識PLC
【關聯(lián)知識】
1.1.1PLC起源與特點
1.1.2PLC基本結構與工作原理
1.1.3PLC典型應用與發(fā)展前景
【任務實施】
1.1.4撰寫PLC應用調研報告
1.1.5下載課程學習資源
任務1.2認識三菱FX3U系列PLC
與工作環(huán)境
【關聯(lián)知識】
1.2.1FX3U系列PLC硬件資源
1.2.2FX3U系列PLC軟元件資源
1.2.3認識三菱FX3U系列PLC編程語言
【任務實施】
1.2.4認識實訓室的三菱FX系列PLC
1.2.5連接三菱FX3U系列PLC輸入、輸出電路
研討與訓練
項目2 三相異步電動機典型控制電路設計任務
2.1起保?刂齐娐吩O計
【關聯(lián)知識】
2.1.1LD、LDI、OUT指令
2.1.2AND、ANI、OR、ORI指令
2.1.3SET、RST指令
2.1.4END指令
2.1.5GX-Works2編程軟件
【任務實施】
2.1.6電動機起保?刂齐娐吩O計
*2.1.7崗課融通拓展:電動機連續(xù)與點動混合控制電路設計
任務2.2正反轉控制電路設計
【關聯(lián)知識】
2.2.1ORB、ANB指令
2.2.2MPS、MRD、MPP指令
2.2.3MC、MCR指令
2.2.4PLC程序優(yōu)化技巧初探
【任務實施】
2.2.5電動機正反轉控制電路設計
*2.2.6課證融通拓展:電動機順序控制電路設計
任務2.3-△減壓起動控制電路設計
【關聯(lián)知識】
2.3.1定時器(T)
2.3.2計數(shù)器(C)
【任務實施】
2.3.3電動機-△減壓起動控制電路設計
*2.3.4崗課融通拓展:工作臺自動往返控制電路設計
任務2.4繞線轉子異步電動機串轉子電阻減壓起動控制電路設計
【關聯(lián)知識】
2.4.1PLS、PLF指令
2.4.2LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF指令
【任務實施】
2.4.3減壓起動控制電路設計
*2.4.4課賽融通拓展:車庫自動開關門控制器設計
研討與訓練
項目3 順序控制系統(tǒng)設計
任務3.1自動混料罐控制系統(tǒng)設計
【關聯(lián)知識】
3.1.1認識順序功能圖(SFC)
3.1.2STL、RET指令
3.1.3SFC的編程方法
【任務實施】
3.1.4自動混料罐控制系統(tǒng)設計與實施
*3.1.5崗課融通拓展:某品牌鉆孔動力頭控制系統(tǒng)設計
任務3.2大、小球分揀傳送機控制系統(tǒng)設計
【關聯(lián)知識】
3.2.1認識多分支順序功能圖(SFC)
3.2.2PLC控制系統(tǒng)設計與選型原則
【任務實施】
3.2.3大、小球分揀傳送機控制系統(tǒng)設計與實施
*3.2.4課賽融通拓展:某品牌搬運機械手控制系統(tǒng)設計
研討與訓練
項目4 復雜工程控制系統(tǒng)設計
任務4.14路競賽搶答器控制系統(tǒng)設計
【關聯(lián)知識】
4.1.1認識功能指令
4.1.2CJ指令
4.1.3CALL、SRET指令
4.1.4MOV指令
4.1.5ZRST指令
4.1.6SEGD指令
【任務實施】
4.1.74路競賽搶答器控制系統(tǒng)設計與實施
*4.1.8崗課融通拓展:某品牌生產線輸送帶控制系統(tǒng)設計
任務4.2智能電動小車控制系統(tǒng)設計
【關聯(lián)知識】
4.2.1CMP指令
4.2.2LD=、LD>、LD<、LD<>、LD<=、LD>=指令
【任務實施】
4.2.3智能電動小車控制系統(tǒng)設計與實施
*4.2.4崗課融通拓展:某智能轎車噴流水線控制系統(tǒng)設計
任務4.3霓虹燈廣告屏控制系統(tǒng)設計
【關聯(lián)知識】
4.3.1SFTR、SFTL指令
4.3.2ROR、ROL指令
【任務實施】
4.3.3霓虹燈廣告屏控制系統(tǒng)設計與實施
*4.3.4課證融通拓展:某景區(qū)花式噴泉控制系統(tǒng)設計
研討與訓練
項目5 探秘變頻器
任務5.1認識變頻器
【關聯(lián)知識】
5.1.1變頻器的產生與定義
5.1.2變頻器基本結構與控制原理
5.1.3變頻器典型應用與發(fā)展前景
【任務實施】
5.1.4撰寫變頻器應用調研報告
5.1.5下載課程學習資源
任務5.2認識三菱FR-E700系列變頻器和工作環(huán)境
【關聯(lián)知識】
5.2.1初識三菱FR-E700系列變頻器
5.2.2三菱FR-E700系列變頻器操作面板
【任務實施】
5.2.3認識實訓室三菱FR-E700系列變頻器
5.2.4連接三菱FR-E700系列變頻器主電路、控制電路
任務5.3化工企業(yè)變頻控制系統(tǒng)設計
【關聯(lián)知識】
5.3.1變頻器技術規(guī)格、產品選型及使用注意事項
5.3.2三菱FR-E700系列變頻器運行模式和參數(shù)設置
【任務實施】
5.3.3化工企業(yè)變頻控制系統(tǒng)設計與實施
研討與訓練
項目6 探秘觸摸屏
任務6.1認識觸摸屏
【關聯(lián)知識】
6.1.1觸摸屏的產生與定義
6.1.2觸摸屏基本結構與工作原理
6.1.3觸摸屏典型應用與發(fā)展前景
【任務實施】
6.1.4撰寫觸摸屏應用調研報告
6.1.5下載課程學習資源
任務6.2認識三菱GOT2000系列觸摸屏和工作環(huán)境
【關聯(lián)知識】
6.2.1初識三菱GOT2000系列觸摸屏
6.2.2三菱GOT2000系列觸摸屏運行與操作
【任務實施】
6.2.3認識實訓室三菱GOT2000系列觸摸屏
任務6.3按鈕式人行橫道交通信號燈控制系統(tǒng)設計
【關聯(lián)知識】
6.3.1觸摸屏技術規(guī)格、產品選型及使用注意事項
6.3.2認識GT-Works3觸摸屏組態(tài)設計軟件
【任務實施】
6.3.3按鈕式人行橫道交通信號燈控制系統(tǒng)設計與實施
研討與訓練
項目7 PLC、變頻器與觸摸屏綜合控制系統(tǒng)設計
任務7.1多地控制生產線N∶N通信網絡控制系統(tǒng)設計
【關聯(lián)知識】
7.1.1認識數(shù)據通信
7.1.2認識 FX系列PLC通信功能
7.1.3認識并聯(lián)鏈接與N∶N鏈接
【任務實施】
7.1.4多地控制生產線N∶N通信網絡控制系統(tǒng)設計與實施
任務7.2工業(yè)洗衣機控制系統(tǒng)設計
【關聯(lián)知識】
7.2.1PLC與變頻器的通信
7.2.2PLC與觸摸屏的通信
【任務實施】
7.2.3工