《電氣自動化工程師自學寶典（精通篇》主要內容包括PLC基礎與簡單項目實戰、三菱FX3S/3G/3U系列PLC介紹、三菱PLC編程與仿真軟件的使用、基本指令的使用與實例、步進指令的使用與實例、應用指令的使用與實例、PLC擴展與模擬量模塊的使用、PLC通信、變頻器的原理與使用、變頻器的典型電路與參數設置、PLC與變頻器的綜合應用、三菱通用伺服驅動器介紹、伺服驅動器三種工作模式應用舉例、步進驅動器的使用與應用實例、西門子精彩系列觸摸屏（SMART LINE）入門、西門子WinCC組態軟件快速入門、西門子觸摸屏操作和監視三菱PLC實戰。
前言
第1章 PLC基礎與簡單項目實戰 1
1.1 認識PLC1
1.1.1 什么是PLC1
1.1.2PLC控制與繼電器控制比較1
1.2 PLC分類與特點3
1.2.1 PLC的分類3
1.2.2 PLC的特點4
1.3 PLC組成與工作原理5
1.3.1 PLC的組成框圖5
1.3.2 PLC各組成部分說明5
1.3.3 PLC的工作方式8
1.3.4 例說PLC程序控制硬件的工作過程9
1.4 PLC項目開發實戰10
1.4.1 三菱FX 3U系列PLC硬件介紹10
1.4.2PLC控制雙燈先后點亮的硬件電路及說明10
1.4.3DC24V電源適配器與PLC的電源接線13
1.4.4 編程電纜（下載線）及驅動程序的安裝15
1.4.5 編寫程序并下載到PLC17
1.4.6 項目實際接線21
1.4.7 項目通電測試22
第2章 三菱FX3S/3G/3U 系列PLC介紹 24
2.1 概述24
2.1.1 三菱FX系列PLC的三代機型24
2.1.2 三菱FX系列PLC的型號含義24
2.2 三菱FX3SA 、FX3S 系列PLC介紹25
2.2.1 面板說明25
2.2.2 主要特性26
2.2.3 常用基本單元的型號及IO點數26
2.2.4 規格概要272.3 三菱FX3GA 、FX3G 、FX3GE 、FX3GC 系列PLC介紹28
2.3.1 三菱FX3GA 、FX3G 系列PLC簡介28
2.3.2 三菱FX3GE 系列PLC簡介31
2.3.3 三菱FX3GC 系列PLC簡介32
2.4 三菱FX3U 、FX3UC 系列PLC（三代高端機型）介紹
2.4.1 三菱FX3U 系列PLC簡介34
2.4.2 三菱FX3UC 系列PLC簡介372.5 三菱FX系列PLC電源、輸入和輸出端子的接線39
2.5.1 電源端子的接線39
2.5.2 三菱FX1 、FX2 、FX3GC 、FX3UC 系列PLC的輸入端子接線41
2.5.3 三菱FX3SA 、FX3S 、FX3GA 、FX3G 、FX3GE 、FX3U 系列PLC的輸入端子接線43
2.5.4 接近開關與PLC輸入端子的接線44
2.5.5 輸出端子接線46
2.6 三菱FX系列PLC的軟元件說明48
2.6.1 輸入繼電器（X）和輸出繼電器（Y）49
2.6.2 輔助繼電器（M）49
2.6.3 狀態繼電器（S）52
2.6.4 定時器（T）53
2.6.5 計數器（C）54
2.6.6 高速計數器57
2.6.7 數據寄存器（D）59
2.6.8 擴展寄存器（R）和擴展文件寄存器（ER）60
2.6.9 變址寄存器（V、Z）61
2.6.10 常數61
第3章 三菱PLC編程與仿真軟件的使用 62
3.1 編程基礎62
3.1.1 編程語言62
3.1.2 梯形圖的編程規則與技巧63
3.2 三菱GX Developer編程軟件的使用65
3.2.1 軟件的安裝65
3.2.2 軟件的啟動與窗口及工具說明68
3.2.3 創建新工程71
3.2.4 編寫梯形圖程序72
3.2.5 梯形圖的編輯76
3.2.6 查找與替換功能的使用79
3.2.7 注釋、聲明和注解的添加與顯示81
3.2.8 讀取并轉換FXGP/WIN格式文件84
3.2.9 PLC與計算機的連接及程序的寫入與讀出85
3.2.10 在線監視PLC程序的運行88
3.3 三菱GX Simulator仿真軟件的使用89
3.3.1 GX Simulator的安裝90
3.3.2 仿真操作91
3.3.3 軟元件監視93
3.3.4 時序圖監視94
3.4 三菱FXGP/WIN-C編程軟件的使用94
3.4.1 軟件的安裝和啟動94
3.4.2 程序的編寫96
3.4.3 程序的轉換與寫入PLC98
第4章 基本指令的使用與實例 99
4.1 基本指令說明99
4.1.1 邏輯取及驅動指令99
4.1.2 觸點串聯指令100
4.1.3 觸點并聯指令100
4.1.4 串聯電路塊的并聯指令100
4.1.5 并聯電路塊的串聯指令101
4.1.6 邊沿檢測指令102
4.1.7 多重輸出指令103
4.1.8 主控和主控復位指令105
4.1.9 取反指令107
4.1.10 置位與復位指令107
4.1.11 結果邊沿檢測指令108
4.1.12 脈沖微分輸出指令108
4.1.13 空操作指令109
4.1.14 程序結束指令109
4.2 PLC基本控制電路與梯形圖110
4.2.1 起動、自鎖和停止控制的PLC電路與梯形圖110
4.2.2 正、反轉聯鎖控制的PLC電路與梯形圖112
4.2.3 多地控制的PLC電路與梯形圖113
4.2.4 定時控制的PLC電路與梯形圖114
4.2.5 定時器與計數器組合延長定時控制的PLC電路與梯形圖116
4.2.6 多重輸出控制的PLC電路與梯形圖118
4.2.7 過載報警控制的PLC電路與梯形圖119
4.2.8 閃爍控制的PLC電路與梯形圖120
4.3 噴泉的PLC控制系統開發實例121
4.3.1 明確系統控制要求121
4.3.2 確定輸入/輸出設備，分配 I/O端子122
4.3.3 繪制噴泉的PLC控制電路圖122
4.3.4 編寫PLC控制程序122
4.3.5 詳解硬件電路和梯形圖的工作 原理123
4.4 交通信號燈的PLC控制系統開發實例124
4.4.1 明確系統控制要求124
4.4.2 確定輸入/輸出設備，分配I/O端子125
4.4.3 繪制交通信號燈的PLC控制電路圖125
4.4.4 編寫PLC控制程序125
4.4.5 詳解硬件電路和梯形圖的工作原理126
第5章 步進指令的使用與實例 128
5.1 狀態轉移圖與步進指令128
5.1.1 順序控制與狀態轉移圖128
5.1.2 步進指令說明129
5.1.3 步進指令在兩種編程軟件中的編寫形式130
5.1.4 狀態轉移圖分支方式130
5.1.5 用步進指令編程的注意事項132
5.2 液體混合裝置的PLC控制系統開發實例133
5.2.1 明確系統控制要求133
5.2.2 確定輸入/輸出設備，分配 I/O端子133
5.2.3 繪制PLC控制電路圖133
5.2.4 編寫PLC控制程序134
5.2.5 詳解硬件電路和梯形圖的工作原理135
5.3 簡易機械手的PLC控制系統開發實例137
5.3.1 明確系統控制要求137
5.3.2 確定輸入/輸出設備，分配I/O端子138
5.3.3 繪制PLC控制電路圖138
5.3.4 編寫PLC控制程序138
5.3.5 詳解硬件電路和梯形圖的工作原理139
5.4 大小鐵球分揀機的PLC控制系統開發實例141
5.4.1 明確系統控制要求141
5.4.2 確定輸入/輸出設備，分配I/O端子142
5.4.3 繪制PLC控制電路圖142
5.4.4 編寫PLC控制程序142
5.4.5 詳解硬件電路和梯形圖的工作原理144
第6章 應用指令的使用與實例 146
6.1 應用指令基礎知識146
6.1.1 應用指令的格式146
6.1.2 應用指令的規則147
6.1.3 PLC數值的種類及轉換149
6.2 程序流程類指令151
6.2.1 指令一覽表151
6.2.2 指令精解151
6.3 傳送與比較類指令156
6.3.1 指令一覽表156
6.3.2 指令精解157
6.4 四則運算與邏輯運算類指令162
6.4.1 指令一覽表162
6.4.2 指令精解163
6.5 循環與移位類指令168
6.5.1 指令一覽表168
6.5.2 指令精解169
6.6 數據處理類指令176
6.6.1 指令一覽表176
6.6.2 指令精解176
6.7 高速處理類指令178
6.7.1 指令一覽表178
6.7.2 指令精解179
6.8 外部I/O設備類指令186
6.8.1 指令一覽表186
6.8.2 指令精解187
6.9 外部設備SER類指令197
6.9.1 指令一覽表197
6.9.2 指令精解197
6.10 時鐘運算類指令207
6.10.1 指令一覽表207
6.10.2 指令精解208
6.11 觸點比較類指令215
6.11.1 觸點比較LD類指令215
6.11.2 觸點比較AND類指令216
6.11.3 觸點比較OR類指令217
第7章PLC擴展與模擬量模塊的使用 218
7.1 PLC的擴展218
7.1.1 擴展輸入/輸出（I/O）的編號分配218
7.1.2 特殊功能單元/模塊的單元號分配219
7.2 模擬量輸入模塊220
7.2.1 外形220
7.2.2 接線221
7.2.3 性能指標221
7.2.4 輸入輸出曲線221
7.2.5 增益和偏移說明222
7.2.6 緩沖存儲器（BFM）功能說明223
7.2.7 實例程序2257.3 模擬量輸出模塊227
7.3.1 外形227
7.3.2 接線228
7.3.3 性能指標228
7.3.4 輸入輸出曲線229
7.3.5 增益和偏移說明229
7.3.6 緩沖存儲器（BFM）功能說明230
7.3.7 實例程序232
第8章 PLC通信 234
8.1 通信基礎知識234
8.1.1 通信方式234
8.1.2 通信傳輸介質237
8.2 通信接口設備238
8.2.1 FX-232-BD通信板238
8.2.2 FX-422-BD通信板240
8.2.3 FX-485-BD通信板2418.3 PLC通信實例243
8.3.1PLC與打印機通信（無協議通信）243
8.3.2 兩臺PLC通信（并聯連接通信）245
8.3.3 多臺PLC通信（ N∶ N網絡通信）249
第9章 變頻器的原理與使用 256
9.1 變頻器的基本結構原理256
9.1.1 異步電動機的兩種調速方式256
9.1.2 兩種類型的變頻器結構與原理256
9.2 三菱FR-A740型變頻器的面板拆裝與組件說明258
9.2.1 外形258
9.2.2 面板的拆卸與安裝259
9.2.3 變頻器的面板及內部組件說明259
9.3 三菱FR-A740型變頻器的端子功能與接線261
9.3.1 總接線圖261
9.3.2 主電路端子接線及說明262
9.3.3 輸入、輸出端子功能說明264
9.3.4 通信接口268
9.4 變頻器操作面板的使用271
9.4.1 操作面板說明271
9.4.2 運行模式切換的操作271
9.4.3 輸出頻率、電流和電壓監視的操作271
9.4.4 輸出頻率設置的操作272
9.4.5 參數設置的操作273
9.4.6 參數清除的操作274
9.4.7 變頻器之間參數復制的操作274
9.4.8 面板鎖定的操作275
9.5 變頻器的運行操作276
9.5.1 面板操作（PU操作）276
9.5.2 外部操作277
9.5.3 組合操作279
9.6 常用參數說明282
9.6.1 用戶參數組讀取選擇參數283
9.6.2 運行模式選擇參數283
9.6.3 轉矩提升參數284
9.6.4 頻率相關參數285
9.6.5 起動、加減速控制參數287
9.6.6 點動控制參數288
9.6.7 瞬時停電再起動參數288
9.6.8 負載類型選擇參數289
9.6.9 MRS端子輸入選擇參數289
9.6.10 禁止寫入和逆轉防止參數290
9.6.11 高、中、低速設置參數291
9.6.12 電子過電流保護參數291
9.6.13 端子2、4設定增益頻率參數291
9.7 三菱FR-700與FR-500系列變頻器特點與異同比較292
9.7.1 三菱FR-700系列變頻器的特點說明292
9.7.2 三菱FR-A700、FR-F700、FR- E700、FR-D700、FR-L700系列變頻器異同比較293
9.7.3 三菱FR-A500系列變頻器的接線圖與端子功能說明293
9.7.4 三菱FR-500與FR-700系列變頻器的異同比較299
第10章 變頻器的典型電路與參數設置 301
10.1 電動機正轉控制電路與參數設置301
10.1.1 開關操作式正轉控制電路301
10.1.2 繼電器操作式正轉控制電路302
10.2 電動機正反轉控制電路與參數設置303
10.2.1 開關操作式正反轉控制電路303
10.2.2 繼電器操作式正反轉控制電路304
10.3 工頻/變頻切換電路與參數設置305
10.3.1 變頻器跳閘保護電路305
10.3.2 工頻與變頻切換電路306
10.3.3 參數設置307
10.4 多檔速度控制電路與參數設置308
10.4.1 多檔轉速控制說明308
10.4.2 多檔轉速控制參數的設置309
10.4.3 多檔轉速控制電路309
10.5 PID控制電路與參數設置311
10.5.1 PID控制原理311
10.5.2 PID控制參數設置311
10.5.3 PID控制應用舉例312
第11章 PLC與變頻器的綜合應用 314
11.1PLC以開關量方式控制變頻器的硬件連接與實例314
11.1.1PLC以開關量方式控制變頻器的硬件連接314
11.1.2PLC以開關量方式控制變頻器實例一———電動機正反轉控制315
11.1.3PLC以開關量方式控制變頻器 實例二———電動機多檔轉速控制317
11.2PLC以模擬量方式控制變頻器的硬件連接與實例322
11.2.1PLC以模擬量方式控制變頻器的硬件連接322
11.2.2PLC以模擬量方式控制變頻器的實例———中央空調冷卻水流量控制322
第12章 三菱通用伺服驅動器介紹 330
12.1 交流伺服系統的組成及說明330
12.1.1 工作在位置控制模式時的系統組成及說明330
12.1.2 工作在速度控制模式時的系統組成及說明331
12.1.3 工作在轉矩控制模式時的系統組成及說明331
12.1.4 伺服驅動器的結構與原理331
12.2 伺服驅動器的面板與型號說明333
12.2.1 面板介紹333
12.2.2 型號說明334
12.2.3 規格335
12.3 伺服驅動器與輔助設備的總接線335
12.3.1MR-J2S-100A以下的伺服驅動器與輔助設備的總接線336
12.3.2MR-J2S-100A以上的伺服驅動器與輔助設備的總接線337
12.4 伺服驅動器的接頭引腳功能及內部接口電路337
12.4.1 接頭引腳的排列規律337
12.4.2 接頭引腳的功能及內部接口電路338
12.5 伺服驅動器的接線339
12.5.1 數字量輸入引腳的接線339
12.5.2 數字量輸出引腳的接線341
12.5.3 脈沖輸入引腳的接線342
12.5.4 編碼器脈沖輸出引腳的接線345
12.5.5 模擬量輸入引腳的接線346
12.5.6 模擬量輸出引腳的接線346
12.5.7 電源、再生制動電阻、伺服電動機及起停保護電路的接線347
第13章 伺服驅動器三種工作模式應用舉例 349
13.1 速度控制模式的應用舉例與標準接線349
13.1.1 伺服電動機多段速運行控制實例349
13.1.2 工作臺往返限位運行控制實例353
13.1.3 速度控制模式的標準接線358
13.2 轉矩控制模式的應用舉例與標準接線360
13.2.1 卷紙機的收卷恒張力控制實例360
13.2.2 轉矩控制模式的標準接線364
13.3 位置控制模式的應用舉例與標準接線365
13.3.1 工作臺往返定位運行控制實例365
13.3.2 位置控制模式的標準接線368
第14章 步進驅動器的使用與應用實例 370
14.1 步進驅動器介紹370
14.1.1 外形370
14.1.2 內部組成與原理370
14.1.3 步進驅動器的接線及說明371
14.1.4 步進電動機的接線及說明373
14.1.5 細分設置374
14.1.6 工作電流的設置375
14.1.7 靜態電流的設置375
14.1.8 脈沖輸入模式的設置376
14.2 步進電動機正反向定角循環運行控制電路及編程377
14.2.1 控制要求377
14.2.2 控制電路圖377
14.2.3 細分、工作電流和脈沖輸入模式的設置378
14.2.4 編寫PLC控制程序378
14.3 步進電動機定長運行控制電路及編程381
14.3.1 控制要求381
14.3.2 控制電路圖381
14.3.3 細分、工作電流和脈沖輸入模式的設置383
14.3.4 編寫PLC控制程序383
第15章 西門子精彩系列觸摸屏（SMART LINE）入門 386
15.1 西門子精彩系列觸摸屏（SMART LINE）介紹386
15.1.1 SMART LINE觸摸屏的特點386
15.1.2 常用型號及外形386
15.1.3 觸摸屏主要部件說明387
15.1.4 技術規格387
15.2 觸摸屏與其他設備的連接389
15.2.1 觸摸屏的供電接線389
15.2.2 觸摸屏與組態計算機（PC）的以太網連接389
15.2.3 觸摸屏與西門子PLC的連接390
15.2.4 觸摸屏與三菱、施耐德和歐姆龍PLC的連接391
15.3 觸摸屏的操作設置393
15.3.1 觸摸屏的屏幕鍵盤393
15.3.2 觸摸屏的啟動393
15.3.3 觸摸屏的控制面板394
15.3.4 觸摸屏的數據備份和恢復395
15.3.5 觸摸屏的以太網參數設置395
15.3.6 觸摸屏的畫面方向、設備信息和觸摸位置校準395
15.3.7 觸摸屏傳送通道的開啟399
第16章 西門子WinCC組態軟件快速入門 401
16.1WinCC flexible SMART V3軟件的安裝與卸載401
16.2 用WinCC軟件組態一個簡單的項目403
16.2.1 項目的創建與保存403
16.2.2 組態變量404
16.2.3 組態畫面407
16.2.4 項目的模擬運行412
第17章 西門子觸摸屏操作和監視三菱 PLC實戰 413
17.1 明確要求、規劃變量和電路413
17.1.1 控制要求413
17.1.2 選擇PLC和觸摸屏型號，分配變量413
17.1.3 設備連接與控制電路4141
7.2 編寫和下載PLC程序414
17.2.1 編寫PLC程序414
17.2.2 PLC與計算機的連接與設置415
17.2.3 下載PLC程序416
17.3 組態和下載觸摸屏畫面項目416
17.3.1 創建觸摸屏畫面項目文件416
17.3.2 組態觸摸屏與PLC的連接416
17.3.3 組態變量417
17.3.4 組態指示燈419
17.3.5 組態按鈕419
17.3.6 組態狀態值監視器421
17.3.7 組態說明文本421
17.3.8 下載項目到觸摸屏423
17.3.9 無法下載項目的常見原因及解決方法424
17.3.10 用ProSave軟件更新觸摸屏版本427
17.4 觸摸屏連接PLC實際操作測試428
17.4.1 觸摸屏與PLC的硬件連接428
17.4.2 觸摸屏操作和監視PLC通電測試428
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