欧姆龙PLC技术完全攻略.pdf

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书籍描述

内容简介
攻克三菱PLC技术壁垒,学透三菱PLC技术精华“攻略”引自成语“攻城略地”,即“进攻占领”的意思。《欧姆龙PLC技术完全攻略》一书就是要攻克欧姆龙PLC技术壁垒,将PLC技术的学习诀窍、流程指南、注意要点、学习方法、应用技巧等告知,让读者省去摸索的时间,少走或不走弯路,完全把欧姆龙PLC技术学到手,实现事半功倍的效果。
本书以工程应用的开发设计为主线,从实用的角度出发,首先详尽介绍了欧姆龙PLC技术必需的基础知识,然后结合实际应用案例,引导读者循序渐进地掌握欧姆龙PLC的应用技术。本书内容主要包括快速打开PLC技术领域的大门、熟知欧姆龙PLC的主要硬件资源、善用欧姆龙系列 PLC的主要软件资源、掌握欧姆龙系列PLC的编程工具软件、探索PLC控制系统的设计及编程方法与技巧、传承PLC工程应用的基本编程环节和典型小系统设计、进行欧姆龙系列PLC开发应用的编程实践训练、进行PLC模拟量控制的工程应用开发实践、探索欧姆龙PLC通信与扩展的应用开发设计实践等。本书的宗旨是以“授人以渔”的方法,指导和引领PLC工程技术人员在掌握正确的设计理念和方法的基础上,以设计实践案例为示范和样板,与时俱进、举一反三,不断创新,真正能设计出PLC工程应用的精品。
本书内容翔实、图文并茂、讲解透彻、实用性强,可供从事PLC工程应用的技术人员学习使用,也可作为大中专院校相关专业的教材和参考书。

编辑推荐
本书主要具有如下特点:
1.内容全面、体系完备。本书从不同层面和深度,介绍利用PLC开发工具进行工程应用开发设计的全过程,内容翔实,覆盖面广。
2.实践性强、案例典型。本书注重实践性,书中所有案例都已经过验证,均可实现,并具有较强的代表性,读者可通过案例对相应技术点有清晰直观的了解。把握新知、结合实际。
3.本书对欧姆龙系列PLC产品的新知识、新特性、新功能做了详尽的介绍。书中很多技术点都是编著者已经在实际工作中大量运用的,它们是开发经验的提炼和总结,相信会给读者启迪和帮助。

目录
第1章快速打开PLC技术领域的大门
1.1PLC概述1
1.1.1PLC的诞生与发展1
1.1.2PLC的定义和标准8
1.1.3PLC的特点、功能及应用10
1.1.4PLC与“继电器接触器”控制系统、微机及集散控制系统的比较16
1.2PLC的基本结构及工作原理20
1.2.1PLC的基本结构20
1.2.2PLC的工作原理28
1.3PLC的技术性能33
1.3.1基本技术性能33
1.3.2PLC的内存分配及I/O点数35
1.4PLC的分类36
1.4.1按结构形式分类36
1.4.2按I/O点数和程序容量分类40
1.4.3按功能分类40
1.5PLC的编程语言41
1.5.1梯形图41
1.5.2指令表42
1.5.3顺序功能图42
1.5.4功能块图43
1.5.5结构文本及其他高级编程语言43
1.6快速打开PLC技术领域的大门之思考题143
第2章熟知欧姆龙PLC的主要硬件资源
2.1欧姆龙PLC概述44
2.1.1微型机系列46
2.1.2小型机系列46
2.1.3中型机系列47
2.1.4大型机系列48
2.2微型机中典型代表CPM1A系列PLC的硬件资源48
2.2.1CPM1A系列PLC的主机48
2.2.2I/O扩展单元50
2.2.3编程工具51
2.2.4特殊功能单元51
2.2.5CPM1A系列的继电器区及数据区51
2.2.6CPM1A系列PLC的功能简介53
2.2.7CPM1A系列PLC的通信功能54
2.3小型机中典型代表C系列和CQM1H系列PLC的硬件资源54
2.3.1C20PLC的硬件资源54
2.3.2C20P、C28P、C40P、C60P袖珍机的硬件资源59
2.3.3CQM1H系列PLC的硬件资源64
2.4中型机中典型代表PLC的硬件资源68
2.4.1中型机中C系列PLC系统组成69
2.4.2CS1系列PLC的硬件体系结构80
2.5大型机中典型代表PLC的硬件资源87
2.5.1具有数据处理和通信功能的C50087
2.5.2功能强大的C200088
2.6典型CJ系列PLC和CP1H系列PLC的硬件资源89
2.6.1典型CJ系列PLC的硬件资源89
2.6.2典型CP1H系列PLC的硬件资源98
2.7熟知欧姆龙PLC的主要硬件资源之思考题2117
第3章善用欧姆龙系列PLC的主要软件资源
3.1欧姆龙PLC的基本指令119
3.1.1欧姆龙PLC的十四条基本指令列表119
3.1.2常用基本指令的编程119
3.2程序结束指令和空操作指令128
3.3程序转移指令129
3.3.1分支和分支结束指令129
3.3.2跳转和跳转结束指令131
3.4数据处理指令131
3.4.1数据传送指令131
3.4.2数据移位指令136
3.4.3数据比较指令140
3.4.4数据转换指令142
3.5数据运算指令147
3.5.1清进位和置进位指令147
3.5.2十进制加法指令147
3.5.3十进制减法指令150
3.5.4十进制乘法指令152
3.5.5十进制除法指令153
3.6有关CQM1H系列PLC的其他指令155
3.6.1CQM1H系列PLC按助记符字母顺序排列的指令155
3.6.2CQM1H系列PLC特殊继电器功能158
3.6.3CQM1H系列PLC系统设定160
3.7善用欧姆龙系列PLC的主要软件资源之思考题3165
第4章掌握欧姆龙系列PLC的编程工具软件
4.1CXP编程软件167
4.1.1界面167
4.1.2脱机编程序174
4.1.3联机调程序175
4.1.4监控176
4.2SYSMAC—CPT软件183
4.2.1SYSMAC—CPT软件简介183
4.2.2SYSMAC—CPT软件的使用方法185
4.3掌握欧姆龙系列PLC的编程工具软件之思考题4188
第5章探索PLC控制系统的设计及编程方法与技巧
5.1PLC的应用设计189
5.1.1PLC的应用设计的主要内容189
5.1.2应用设计步骤189
5.2梯形图及编程方法195
5.2.1PLC基本编程方法——经验法195
5.2.2逻辑设计法203
5.2.3波形图(时序图)设计法206
5.2.4用功能表图(流程图)设计梯形图210
5.2.5设计法小结219
5.3探索PLC控制系统的设计及编程方法与技巧之思考题5220
第6章传承PLC工程应用的基本编程环节和典型小系统设计
6.1PLC工程应用的基本常用编程环节221
6.1.1延时电路221
6.1.2定时器的扩展221
6.1.3分频电路222
6.1.4脉冲发生器222
6.1.5多谐振荡电路223
6.1.6保持电路223
6.1.7比较电路(译码电路)224
6.1.8优先电路224
6.1.9计数器的扩展224
6.1.10单按钮启停控制电路224
6.2典型小系统PLC控制225
6.2.1电动机正/反转PLC控制225
6.2.2电动机Y/△启动PLC控制226
6.2.3绕线式异步电动机转子串电阻启动PLC控制228
6.2.4运料小车自动往返运动PLC控制229
6.2.5周期性通断PLC控制231
6.2.6传送带卡阻检测与报警PLC控制232
6.2.7多级带输送机PLC控制233
6.2.8分段传送带电动机PLC控制234
6.2.9产品检查与分选PLC控制235
6.2.10自动注油PLC控制237
6.2.11自动开关门PLC控制238
6.2.12汽车自动清洗PLC控制239
6.2.13瓶签检测PLC控制241
6.2.14液压动力滑台运动PLC控制242
6.2.15送料小车随机运动PLC控制244
6.2.16霓虹灯闪烁PLC控制245
6.2.17十字路口交通信号灯PLC控制247
6.2.18工业机械手PLC控制249
6.2.19搬运机械手PLC步进控制252
6.2.20三层楼电梯PLC控制253
6.2.21钻床钻探精度控制258
6.3PLC典型程序设计261
6.3.1自锁控制程序设计261
6.3.2互锁程序设计262
6.3.3顺序控制程序设计265
6.3.4互控程序设计267
6.3.5时间控制程序设计268
6.4传承PLC工程应用的基本编程环节和典型小系统设计之思考题6270
第7章进行欧姆龙系列PLC开发应用的编程实践训练
7.1欧姆龙系列PLC基本指令和常用指令的实践训练272
7.1.1实践训练1——自锁电路272
7.1.2实践训练2——S/R置位复位电路272
7.1.3实践训练3——逻辑块指令或装载电路(1)272
7.1.4实践训练4——逻辑块指令或装载电路(2)273
7.1.5实践训练5——分支指令行电路273
7.1.6实践训练6——跳转指令电路273
7.1.7微分上升和微分下降电路274
7.1.8保持指令电路274
7.1.9无条件接通电路275
7.1.10定时器(0.1,999.9s范围)电路275
7.1.11利用秒脉冲和计数器组成的定时器(1~9999s)电路275
7.1.12联锁和联锁解除电路275
7.2欧姆龙系列PLC的应用实践训练276
7.2.1三相电动机的PLC顺序控制276
7.2.2水塔水位的PLC自动控制277
7.2.3自控成型机的PLC自动控制279
7.2.4自动送料装车系统的PLC控制281
7.2.5多种液体自动混合控制系统的PLC控制282
7.2.6自控轧钢机的PLC控制284
7.2.7邮件分拣机的PLC控制288
7.2.8铁塔之光的PLC控制289
7.2.9全自动洗衣机的PLC控制300
7.2.10步进电动机的PLC控制304
7.2.11城市交通指挥灯的PLC控制310
7.2.12四层电梯的PLC控制314
7.2.13电镀生产线的PLC控制320
7.2.14小车运动的PLC控制326
7.2.15LED数码显示PLC控制330
7.2.16自动售货机的PLC控制331
7.2.17机械手装配搬运流水线的PLC控制336
7.2.18加工中心刀库的PLC控制345
7.3进行欧姆龙系列PLC开发应用的编程实践训练之思考题7353
第8章进行PLC模拟量控制的工程应用开发实践
8.1PLC对模拟量输入数据采集工程应用355
8.1.1模拟量输入单元的配置355
8.1.2量程变换367
8.1.3数字滤波371
8.2模拟量输出数据处理378
8.2.1模拟量输出单元的配置378
8.2.2量程逆变换384
8.2.3锯齿波发生器的程序设计387
8.3PLC温度控制系统的设计实践393
8.3.1PLC回路控制方案的确定393
8.3.2空调系统流程及控制要求395
8.3.3控制系统及I/O分配397
8.3.4CP1HPLC模拟量输入/输出单元398
8.3.5控制系统程序设计403
8.4基于PLC的聚合反应工艺控制系统设计实践421
8.4.1聚合反应工艺概述421
8.4.2控制系统硬件配置及I/O分配423
8.4.3控制系统软件流程及工作原理427
8.4.4PID参数设置及梯形图程序429
8.5基于PLC的乙醇精馏工艺控制系统设计实践434
8.5.1乙醇精馏工艺概述434
8.5.2控制系统硬件配置及I/O分配436
8.5.3控制系统软件流程及工作原理441
8.5.4LCB控制组态程序及PID参数设置443
8.6进行PLC模拟量控制的工程应用开发实践之思考题8449
第9章探索欧姆龙PLC通信与扩展的应用开发设计实践
9.1概述451
9.1.1I/O扩展451
9.1.2链接系统451
9.1.3串行通信453
9.1.4网络系统453
9.2远程I/O系统455
9.2.1远程I/O系统的特点和基本部件455
9.2.2远程I/O的系统构成459
9.2.3不同CPU型号间I/O模块的连接方法460
9.2.4链接适配器的使用461
9.2.5C200H远程I/O的设定方法461
9.2.6远程I/O系统总输入/输出点数463
9.2.7远程I/O系统的配线463
9.3PLC链接系统465
9.3.1系统特点465
9.3.2运行分级和轮流查询465
9.3.3系统构成466
9.3.4链接适配器的使用468
9.3.5链接适配器的连接469
9.3.6数据交换和编程471
9.4串行通信系统476
9.4.1上位机链接通信476
9.4.2RS232C通信482
9.4.3一对一PLC链接485
9.4.4NT链接486
9.4.5通信协议宏功能487
9.4.6串行通信指令493
9.5网络系统498
9.5.1以太网系统500
9.5.2Compo Bus设备网络500
9.5.3Compo Bus/SI/O网络507
9.5.4Controller Link PLC网络511
9.5.5SYSMACHET与SYSMAC Link系统511
9.5.6网络指令513
9.6PLC网络系统的设计及应用实例519
9.6.1PLC网络系统设计的一般原则519
9.6.2PLC网络系统的设计520
9.6.3PLC在大型市政供排水综合系统中的应用523
9.7探索欧姆龙PLC通信与扩展的应用开发设计实践之思考题9532
附录533
参考文献544

序言
可编程控制器(PLC)是近年才发展起来的一种新型工业用控制装置。它可以取代传统的“继电器接触器”控制系统实现逻辑控制、顺序控制、定时、计数等各种功能,中/大型高档PLC还能像微型计算机(PC)那样进行数字运算、数据处理、模拟量调节以及联网通信等。它具有通用性强、可靠性高、指令系统简单、编程简便易学、易于掌握、体积小、维修工作量少、现场连接方便等一系列显著优点,已广泛应用于机械制造、机床、冶金、采矿、建材、石油、化工、汽车、电力、造纸、纺织、装卸、环境保护等各行各业,已经分别过了DCS、智能控制仪表、IPC等工控设备的市场份额;在自动化领域,PLC与数控机床、工业机器人、CAD/CAM并称为现代工业技术的四大支柱并已跃居榜首;尤其在机电一体化产品中的应用更是越来越广泛,已成为改造和研发机电一体化产品理想的首选/优选控制器;其应用的深度和广度也代表了一个国家工业现代化的先进程度。随着中国日趋成为世界的加工中心,各类加工基地的建设,生产线、加工设备和加工中心的大量启用,PLC工程控制系统的应用还将进一步扩大。因此,学习PLC系统的意义十分重大,用好PLC的意义更为深远;学用PLC技术来实现对现代工程设备的稳定可靠控制、提升产品的竞争力,已成为目前推动这一技术发展的主要驱动力量。
为了推动PLC技术的普及应用,近年来国内外已出版的PLC书籍的确不少,但大都是侧重于肤浅地介绍PLC的一般工作原理,同时结合少量简单的编程练习和实验,而真正从工程实践应用的角度和深度详尽介绍PLC工程应用设计的书籍还不多见。PLC控制技术原理与PLC工程应用设计严重脱节,读者读完该书后不会应用先进的PLC高新技术改造技术落后的传统机电老设备和创新设计机电一体化新产品,甚至不知道PLC技术是怎样控制机电设备的,这就是目前图书市场上PLC控制技术某些书籍的严重弊端和缺陷。
为了克服这一弊端和缺陷,应化学工业出版社之约,我们已经组织编写出版了一些有关PLC工程应用设计的新书,由于它们浓墨重彩于工程应用设计实践,因此深受广大读者欢迎。
在众多类型的PLC中,日本的欧姆龙和三菱、德国的西门子、法国的施耐德、美国的AB公司是世界著名且为中国PLC市场大的5家供应商,其产品占据了市场份额的70%以上。尤其是欧姆龙公司的PLC有微型、小型、中型和大型四大类十多个型号及相关配套产品,各具特色,各有所长,在中国市场的占有率位居前列;特别是它的小型P型机在用户中享有很高的声誉。本书中的PLC选用了在我国引进早、应用广泛,在各类PLC书籍中选用也多、具有代表性、普遍性和先进性的欧姆龙公司的各种PLC,对其他公司/其他机型的PLC也具有较方便和实用的可移植性。
本书的写作意图不仅仅是满足一般低层次普及知识的需要,更偏重于中/高档次复杂控制系统的开发应用。它以工程应用的完全攻略为主线,从实用的角度出发,详尽介绍了PLC工程应用设计必需的技术基础;用“授人以渔”的方法,重点介绍了PLC基本指令的编程规则与技巧、PLC工程开发应用设计的方法;又给出了大量的工程应用设计实践案例,内容丰富,可读性、可用性和实践性强。榜样的力量是无穷尽的,完全攻略能给人提供攻克欧姆龙PLC技术的流程指南、注意要点、诀窍、方法和步骤等,给人以指引和启迪;设计实践案例能够提供示范、样板和经验,让读者省去摸索的时间,少走或不走弯路,完全把欧姆龙PLC学到手,达到事半功倍的效果;其宗旨就是引领PLC工程技术人员在掌握正确的设计理念和方法的基础上,以设计实践案例为示范和样板,与时俱进、举一反三,不断自主创新,真枪实弹地设计出PLC工程应用的精品来。
全书共有9章,内容包含:快速打开PLC技术领域的大门;熟知欧姆龙PLC的主要硬件资源;善用欧姆龙系列PLC的主要软件资源;掌握欧姆龙系列PLC的编程工具软件;探索PLC控制系统的设计及编程方法与技巧;传承PLC工程应用的基本编程环节和典型小系统设计;进行欧姆龙系列PLC开发应用的编程实践训练;进行PLC模拟量控制的工程应用开发实践;探索欧姆龙PLC通信与扩展的应用开发设计实践;附录和参考文献等。
本书由荣获2012年第十一届国家高技能人才培育突出贡献奖的海南省三亚技师学院/国家高技能人才培养示范基地、沈阳集团铁岭市华通开关有限公司、黑龙江东方影视传媒学院、三亚理工职业学院、哈尔滨华崴集团和 2014年通过了国家教育部教学质量评估的三亚学院等单位校企合作联合编写。本书的编写既是编者多年来从事教学研究和科研开发实践经验的概括和总结,又博采了目前各著作和教材之精华。参加本书编写工作的有高安邦教授(内容策划、制定编写大纲、前言、第4章、参考文献等)、沈阳集团铁岭市华通开关有限公司研发中心经理李逸博工程师(第9章)、黑龙江东方影视传媒学院马欣讲师/硕士(第7章)、三亚理工职业学院姜立功副院长(第8章)、三亚学院冉旭高级工程师(第2章)、哈尔滨华崴集团技术部罗泽艳工程师(第6章)、三亚技师学院杨晓锋(第2章)、吴多锦助讲(第3章)、缪丹丹(第5章)。全书由海南省三亚技师学院特聘教授/哈尔滨理工大学教授/硕士生导师高安邦主持编写和负责统稿;聘请了海南省三亚学院和三亚技师学院特聘教授/黑龙江农垦职业学院李贻玲教授、荣获了2012年第十一届国家技能人才培育突出贡献奖的三亚技师学院副院长张晓辉高级讲师/高级技师/高级考评员/技能大师和荣获了海南省2014年度先进教育工作者的三亚技师学院副院长陈武高级讲师进行审稿,他们对本书的编写提供了大力主持并提出了宝贵的编写意见,在此表示衷心的感谢!三亚技师学院的高家宏、高鸿升、佟星、郜普艳、李梦华、谢越发、谢礼德、樊文国、孙佩芳、王海丽、陈瑾、刘曼华、黄志欣、孙定霞、尚升飞、吴多锦、唐涛、钟其恒、王启名等,淮安信息职业技术学院的杨帅、薛岚、陈银燕、关士岩、陈玉华、毕洁廷、赵冉冉、刘晓艳、王玲、姚薇、邱少华、王宇航、马鑫、陆智华、余彬、邱一启、张纺、武婷婷、司雪美、朱颖、杨俊、周伟、陈忠、陈丹丹、杨智炜、霍如旭、张旭、宋开峰、陈晨、丁杰、姜延蒙、吴国松、朱兵、杨景、赵家伟、李玉驰、张建民、施赛健等也为本书做了大量的辅助性工作;在此表示衷心的感谢!本书的编写得到了海南省三亚技师学院、三亚理工职业学院、三亚学院、哈尔滨理工大学、黑龙江农垦职业学院和淮安信息职业技术学院的大力支持,在此也表示真诚的感激之意!
鉴于编者的水平和经验有限,书中不足之处在所难免,恳请读者和专家们不吝批评指正,以便今后更好地完善、充实和提高。

编者

文摘
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