可編程控制器技術(第三版)——任務一認識PLC主編何瓊任務一認識PLC

任務目標任務描述任務實施任務檢查與評價知識鏈接鞏固與拓展

任務目標（1）了解PLC產生的背景、發展過程及在工業控制領域中的應用現狀。（2）熟悉三菱FX系列PLC外觀，能正確進行輸入輸出器件的接線（3）初步掌握PLC的硬件組成結構。（4）提高自我學習、信息處理等方法能力。任務描述任務內容認識PLC，學會PLC基本單元的安裝接線。實施條件教學做一體化教室，PLC實訓裝置（含FX3U-48MRPLC基本單元)，個人計算機（安裝有PLC編程軟件），電工常用工具若干，連接導線。任務實施步驟一

查閱資料了解PLC定義及應用領域。步驟二收集市場上起主導地位的PLC品牌外觀、系列、型號及分類等。步驟三FX3U系列PLC基本單元的安裝。步驟四FX3U系列PLC基本單元的接線。

任務檢查與評價一級指標比例二級指標比例得分信息收集與自主學習40%1.明確任務5%

2.獨立進行信息資訊收集3%

3.制定合適的學習計劃2%

4.充分利用現有的學習資源5%

5.使用不同的行動方式學習15%

6.排除學習干擾，自我監督與控制10%

PLC認知、安裝與接線50%1.PLC的認知10%

2.實訓臺的認知10%

3.接線情況15%

4.布線工藝15%

職業素養與職業規范10%1.設備操作規范性2%

2.材料利用效率，接線及材料損耗2%

3.工具、儀器、儀表使用情況2%

4.現場安全、文明情況2%

5.團隊分工協作情況2%

總計100%知識鏈接一、PLC的定義PLC的中文名稱為可編程控制器。世界上第一臺可編程控制器美國數字設備公司（DEC）于1969年研制出來的，投入到通用汽車公司的生產線中，取得了好的效果。1987年，國際電工委員會(InternationalElectricalCommittee，IEC)在的第3稿中對PLC作了如下的定義：“PLC是一種數字運算的電子系統，專為工業環境下應用而設計。它采用可編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、定時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備，都應按照易于與工業控制系統形成一個整體、易于擴展其功能的原則而設計。”

二、MELSEC-F系列PLC簡介日本三菱公司生產的PLC有MELSEC-Q系列、F系列、L系列、QS/WS系列、iQ-R系列、iQ-F系列等。其中F（FX）系列選型指南中保留的老產品還有FX2N、FX2NC、FX1N、FX1NC、FX1S等系列，它們在國內有很大的保有量。FX3U、FX3UC、FX3G系列是三菱第三代小型PLC，性能有大幅度提高。FX3U、FX3UC是FX2N、FX2NC系列的升級產品，FX3G是FX1N系列的升級產品。2015年，MELSECiQ-F系列（FX5U系列），以基本性能的提升、與驅動產品的連接、軟件環境的改善為亮點，作為FX3U系列的升級產品隆重問世。知識鏈接圖1-1FX3U系列PLC圖1-2FX5U系列PLC知識鏈接1.FX3U系列PLC基本單元型號說明（1）FX3U為系列名稱。（2）○○為輸入/輸出（I/O）合計點數。（3）M為基本單元。（4）□/□為輸入輸出方式：R/ES為DC24V（源型/漏型）輸入，繼電器輸出；T/ES為DC24V（源型/漏型）輸入，晶體管漏型輸出；T/ESS為DC24V（源型/漏型）輸入，晶體管源型輸出。FX3U系列PLC有輸入輸出分別為8/8點、16/16點、24/24點、32/32點、40/40點和64/64點的基本單元，最后可以擴展到384個I/O點，有交流電源型和直流電源型，有繼電器輸出、晶體管源型輸出和漏型輸出型。知識鏈接2.FX3U系列PLC基本單元的外視圖圖1-4FX3U系列PLC基本單元外視圖知識鏈接3.FX3U系列PLC基本單元的結構框圖圖1-5PLC結構框圖知識鏈接三、PLC分類與應用領域

目前PLC的種類非常多，型號和規格也不統一，了解PLC的分類有助于PLC的選型和應用。1.PLC的分類PLC的分類通常以輸入輸出點數（I/O點數）的多少來分類，I/O總點數在256點以下的，稱為小型機，一般適用于控制單臺設備和開發機電一體化產品；I/O總點數在256～2048點之間的，稱為中型機，適用于復雜的邏輯控制系統以及自動生產線的過程控制場合；I/O總點數在大于2048點的，稱為大型機，適用于設備自動化控制、過程控制、過程自動化控制和過程監控系統等。知識鏈接2.PLC的應用領域目前，PLC在國內外廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環保及文化娛樂等各個行業。隨著PLC性價比的不斷提高，其應用范圍越來越大，主要有以下幾個方面。（1）開關量邏輯控制（2）運動控制（3）過程控制（4）數據處理（5）通信聯網知識鏈接四、FX3U系列PLC的安裝及接線1．PLC的安裝PLC的安裝方式有兩種：一是直接利用螺釘安裝；二是利用DIN導軌安裝，這就需要先將DIN導軌固定好，再將PLC及各種擴展單元卡上DIN導軌。安裝時，還要注意在PLC周圍留組散熱及接線空間。2.PLC的端子排列PLC在工作前必須正確接入控制系統，和PLC連接的主要有PLC的電源接線、輸入輸出器件的接線及通信線等。圖1-6為FX3U-48MR/ES（FX3U-48MT/ES）的接線端子排列圖，其外部端子包括PLC的電源端子、輸入端子和輸出端子。從型號可以知道，屬于AC電源DC輸入形式。知識鏈接圖1-6FX3U-48MR/ES（FX3U-48MT/ES）PLC接線端子排列圖知識鏈接3.輸入端子的接線圖1-7漏型輸入接線圖1-8源型輸入接線知識鏈接4.輸出端子的接線圖1-9晶體管漏型輸出接線圖圖1-10晶體管源型輸出接線圖知識鏈接圖1-11繼電器輸出接線圖知識鏈接鞏固與拓展

一、

鞏固自測1.PLC的定義是什么？2.PLC主要應用領域？二、

拓展任務1.到圖書館或網絡查找資料，并分小組討論，PLC的連線與繼電器控制的連線與什么區別？2.查閱三菱FX3U系列可編程控制器用戶手冊（硬件篇），說出FX3U系列基本單元的型號。3.按圖1-12所示的接線圖在實訓裝置上連線謝

謝！可編程控制器技術(第三版)——任務二PLC編程軟件的使用主編何瓊

任務二PLC編程軟件的使用任務目標任務描述任務實施任務檢查與評價知識鏈接鞏固與拓展

任務目標（1）了解PLC的編程語言。（2）熟悉GXWorks2軟件的使用方法。（3）能利用編程軟件輸入程序、下載、監視、模擬調試等。任務描述任務內容將如圖2-1所示的梯形圖程序，下載到PLC里，開啟監視模式，并模擬調試。實施條件教學做一體化教室，PLC實訓裝置（含FX3U-48MRPLC基本單元)，個人計算機（安裝有PLC編程軟件），電工常用工具若干，連接導線。圖2-1梯形圖任務實施步驟一

準備工作通電檢查實訓裝置是否正常，檢查PLC與計算機的連接是否正常，置PLC于“STOP”狀態。步驟二選擇合適的PLC編程語言。步驟三選擇合適的PLC編程工具。步驟四打開編程軟件GXWorks2，正確輸入、下載程序到PLC，開啟監視模式，并模擬調試。

任務檢查與評價一級指標比例二級指標比例得分編程軟件的使用90%1.新建工程10%

2.輸入梯形圖20%

3.程序的輸入與下載20%

4.在線監視20%

5.菜單工具的熟練使用20%

職業素養與職業規范10%1.設備操作規范性2%

2.材料利用效率，接線及材料損耗2%

3.工具、儀器、儀表使用情況2%

4.現場安全、文明情況2%

5.團隊分工協作情況2%

總計100%知識鏈接

一、PLC編程語言PLC是一種適合用于工業環境的計算機，不光有硬件，軟件也必不可少。PLC的軟件包括系統軟件與用戶程序。系統軟件由PLC制造廠商固化在機內，用以控制PLC本身的動作，其質量的好壞很大程度上影響PLC的性能。很多情況下，通過改進系統軟件就可在不增加任何設備的條件下，大大改善PLC的性能。因此PLC的生產廠商對PLC的系統軟件都非常重視，其功能也越來越強。本教材主要以日本三菱公司FX3U產品為例介紹其編程語言。

1．梯形圖（LD）梯形圖是一種以圖形符號及其在圖中的相互關系來表示控制關系的編程語言，是從繼電器電路圖演變過來的，是使用得最多的PLC圖形編程語言，如圖2-2所示。知識鏈接圖2-2梯形圖

2.指令表（IL）指令表又稱語句表。PLC的指令是一種與微機匯編語言中的指令相似的助記符表達式，由指令組成的程序叫做指令表程序。圖2-2梯形圖對應的指令表如圖2-3所示。

知識鏈接圖2-3指令表3．狀態轉移圖(SFC)

狀態轉移圖，是一種位于其他編程語言之上的圖形語言，用來編制順序控制程序，在后續內容中將作詳細介紹。如圖2-4所示為狀態轉移圖。圖2-4狀態轉移圖知識鏈接4．功能塊圖(FBD)

這是一種類似于數字邏輯門電路的編程語言，有數字電路基礎的人很容易掌握。如圖2-5所示。圖2-5功能塊圖知識鏈接5．結構文本(ST)結構文本(ST)是為IEC61131-3標準創建的一種專用高級編程語言。與梯形圖相比，它能實現復雜的數學運算，編寫的程序非常簡潔和緊湊。二、編程工具及編程軟件的使用FX系列PLC編程的輸入主要依靠手持編程器（HPP）和計算機編程。手持編程器體積小，攜帶方便，樣子像一只小型的手持計算器，FX系列PLC的常用手持編程器為FX-20P和FX-30P。除了使用手持編程器外，大部分人更習慣用計算機編程，這就要求配專門的編程軟件，三菱FX3U系列PLC常用的編程軟件有GXWorks2和GXDeveloper編程軟件等。本書選用GXWorks2編程軟件為例來講解。知識鏈接

1．新建簡單工程知識鏈接圖2-6創建新工程2．梯形圖的繪制知識鏈接圖2-7梯形圖寫入窗口3．梯形圖的轉換圖2-8程序轉換出錯知識鏈接4．程序的寫入與讀取（1）連接目標的設置圖2-10連接目標設置對話框知識鏈接（2）程序的寫入和讀取單擊“在線”→“PLC寫入”或單擊工具欄上的PLC寫入工具，就可以打開“PLC寫入”對話框，進行相關設置并執行，已編制好的程序將被寫入到PLC中。單擊“在線”→“PLC讀取”或單擊工具欄上的PLC讀取工具，就可以打開“PLC讀取”對話框，進行相關的選擇及設定并執行，就可將PLC中的程序讀入到計算機。在PLC讀取或寫入對話框中，可以對讀取或寫入的文件種類進行選擇，也可以對軟元件數據及程序的范圍進行設定。在GXWorks2中