《可編程控制器原理與程序設計(第2版)》在介紹低壓電器與交流電機電路設計的基礎上,詳細介紹歐姆龍公司的C200Ha系列、CP1H系列PLC產品,系統介紹PLC工作原理、程序設計與應用實例,目的就是幫助讀者學習和掌握PLC工作原理與程序設計。
大量的梯形圖設計和順序功能圖設計方面的例題,可以增加讀者學習的樂趣,并快速掌握PLC的硬件和程序設計,短時間內成為PLC程序設計高手。
為方便PLC教學,《可編程控制器原理與程序設計(第2版)》還提供了PLC實驗與課程設計方面的內容。
《可編程控制器原理與程序設計(第2版)》既可以作為高等院校自動化、測控技術與儀器、電氣工程、機械工程及其自動化等電類與非電類專業的教材,同時也可作為自動控制領域工作的電氣工程師及對控制有興趣的控制愛好者自學和參考用書。
可編程控制器(PLC)是以MCU為核心的工業控制裝置,具有高可靠性、靈活通用、易于編程、使用方便等特點,在工業自動化、機電一體化、改造傳統產業等方面得到普遍應用。
本書是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材,是在電子工業出版社2002年出版的《可編程控制器原理與程序設計》的基礎上修訂而成的。全書分為17章,前2章介紹低壓電器元件與交流電機的控制電路設計技術,為初學PLC的讀者鋪墊電氣控制方面的基礎知識;以12章的篇幅介紹日本歐姆龍公司的C200Ha系列中型機與CPUH系列小型機;其余章節介紹PLC程序設計、編程軟件與PLC實驗。附錄中給出PLC課程設計題目。本書具有如下特點:第一,詳細介紹了低壓電器與交流電機控制電路,使讀者熟悉電氣控制基礎知識。第二,詳細介紹了歐姆龍公司中型PLC系列2200HA,這是一款大量使用的PLC產品。第三,詳細介紹了歐姆龍公司高性能小型PLC系列,這樣讀者就可以從一本書中學會兩個系列的PLC工作原理。
第四,介紹了梯形圖與順序流程圖程序設計方法。
第五,給出了兩種類型PLC的應用實例。
本書以學生為本,加強能力培養,力求通俗易懂,理論聯系實際,加強工程應用。
本書既可以作為高等院校自動化、測控技術與儀器、電氣工程、機械自動化等電類與非電類專業的教材,同時也可作為自動控制領域工作的電氣工程師及對控制有興趣的控制愛好者自學和參考用書。
本書由太原理工大學謝克明、夏路易主編。張國鈞編寫第1、2、14、15章與附錄;李鐵鷹編寫第3章;閻高偉編寫第10、12、13章;田建艷編寫第11章;謝剛編寫第9章;續欣瑩編寫第4章;謝瑁編寫第5章;王芳編寫第16章;謝克明編寫第8章;夏路易編寫第6、7章;鄭晟編寫第17章。全書由謝克明和夏路易統稿。
本書提供配套的電子課件,可登錄電子工業出版社的華信教育資源網注冊后免費下載。
本書在編寫過程中參考了歐姆龍公司的技術手冊以及相關PLC教材,編者在這里表示感謝。此外還要感謝電子工業出版社凌毅女士,感謝她為本書的編輯和出版所做的辛勤工作。
由于編者水平有限,書中難免有錯誤和不當之處,敬請讀者批評指正。
第1章 常用低壓電器元器件
1.1 交流接觸器
1.2 熱繼電器
1.3 熔斷器
1.4 刀開關、低壓斷路器
1.5 (中間)繼電器
1.6 時間繼電器
1.7 指示燈
1.8 控制按鈕開關
1.9 萬能轉換開關
習題1
第2章 交流電機控制電路設計基礎
2.1 異步鼠籠電機的啟動與停車控制電路
2.2 交流異步鼠籠電機的正轉與反轉控制電路
2.3 電機的點動控制電路
2.4 兩臺電機的順序啟動與同時停車的控制電路
2.5 帶有自耦變壓器的降壓啟動控制電路
習題2
第3章 可編程控制器基礎
3.1 概論
3.1.1 可編程控制器的定義
3.1.2 PLC的特點
3.1.3 可編程控制器的應用
3.1.4 可編程控制器的發展
3.1.5 可編程控制器分類
3.1.6 可編程控制器的主要技術指標
3.1.7 學習PLC的關鍵
3.2 可編程控制器的一般結構
3.2.1 基本結構
3.2.2 PLC各部分電路介紹
3.3 可編程控制器的工作原理
3.3.1 工作原理
3.3.2 可編程控制器中的存儲區
3.3.3 可編程控制器的編程語言
3.3.4 可編程控制器的指令系統
3.3.5 可編程控制器的編程
3.4 梯形圖
3.4.1 梯形圖的由來
3.4.2 梯形圖與繼電器控制圖的區別
3.4.3 梯形圖編程前該準備的內容
3.5 PLC控制系統設計
3.5.1 可編程控制器設計原則
3.5.2 PLC系統設計步驟
3.6 歐姆龍公司中型PLC簡介
3.6.1 歐姆龍公司簡介
3.6.2 歐姆龍C200H系列PLC
3.6.3 歐姆龍C200HS系列PLC
3.6.4 歐姆龍C200Ha系列PLC
3.7 歐姆龍小型PLC系列
習題3
第4章 C200H僅系列PLC硬件
4.1 底板、電源與CPU
4.1.1 底板
4.1.2 電源
4.1.3 CPU
4.2 I/O單元
4.2.1 輸入/輸出單元的一般問題
4.2.2 輸入單元端子的接線
4.2.3 輸出單元端子的接線
4.2.4 高密度I/O單元
4.2.5 B7A接口單元
4.2.6 其他單元
4.3 PLC的通信、安裝環境和外接按鈕
4.3.1 PLC與計算機之間的RS-232通信
4.3.2 PLC安裝環境
4.3.3 PLC外接按鈕
4.4 存儲區
4.4.1 數據區域概述
4.4.2 數據區域結構
4.5 內部繼電器區域
4.6 專用繼電器區域
4.7 輔助繼電器區域
4.8 數據存儲器區域
4.9 其他繼電器區域
4.1 0擴展數據存儲器區域
習題4
第5章 C200Ha系列PLC指令系統
5.1 編程基礎和常用指令
5.1.1 梯形圖
5.1.2 基本術語
5.1.3 助記符程序
5.1.4 梯形圖指令
5.2 定時器和計數器
5.2.1 定時器指令TIM
5.2.2 高速定時器指令TIMH
5.2.3 計數器指令CNT
5.2.4 可逆計數器指令CNTR(12)
5.3 數據操作指令
5.3.1 數據移位指令
5.3.2 數據傳送指令
5.3.3 數據比較指令
5.3.4 數據轉換指令
5.3.5 BCD碼運算指令
5.3.6 二進制運算指令
5.3.7 特殊算術指令
5.3.8 邏輯指令
5.4 其他指令
5.4.1 子程序和中斷指令
5.4.2 步程序指令
5.4.3 特殊指令
5.4.4 高級I/O指令
習題5
第6章 可編程控制器的梯形圖程序設計
6.1 程序設計方法概述
6.2 梯形圖設計方法
6.2.1 梯形圖設計注意事項
6.2.2 常用梯形圖程序
6.3 梯形圖設計舉例
6.4 繼電器電路圖轉換成梯形圖
習題6
第7章 可編程控制器SFC程序設計
7.1 SFC設計方法
7.1.1 SFC基礎
7.1.2 SFC圖的結構
7.2 SFC描述實際問題舉例
7.3 SFC圖轉換成梯形圖
習題7
第8章 C200Ha的模擬量單元
8.1 MAD01模擬量輸入/輸出模塊參數及設置
8.1.1 一般特性說明
8.1.2 模擬量與數據之間的對應關系
8.1.3 單元設置與接線
8.1.4 IR區域
8.1.5 DM區域
8.2 模擬量輸入功能
8.2.1 設定輸入通道及輸入信號范圍
8.2.2 平均值處理
8.2.3 峰值保持功能
8.2.4 斷線檢測功能
8.3 模擬量輸出功能
8.3.1 設置輸出和信號范圍
8.3.2 輸出保持功能
8.3.3 寫入被轉換數值
8.3.4 啟動和停止轉換
8.3.5 轉換數據超出范圍
8.4 MAD01模擬量單元的其他功能
8.4.1 比例變換功能
8.4.2 偏移量和增益調整
8.5 MAD01單元使用舉例
習題8
第9章 C200H僅系列PLC串行通信
9.1 上位機鏈接通信
9.1.1 上位機鏈接設置
9.1.2 上位機鏈接通信
9.2 無通信協議的RS-232c通信
9.2.1 通信設置
9.2.2 幀結構
9.2.3 通信步驟
9.2.4 通信示例
9.3 兩臺PLC互連
9.4 NT鏈接
習題9
第10章 CP1H系列PIC硬件
10.1 CP1H系列PLC概述
10.2 CP1HPLC輸入/輸出單元和接線
10.2.1 數字量(開關量)輸入單元
10.2.2 數字量輸出單元
10.3 CP1H的存儲區分配
10.3.1 CP1H存儲區介紹
10.3.2 通道I/0區域(CIO)
10.3.3 中間繼電器區
10.3.4 數據存儲區(DM)
10.3.5 功能區
10.4 CP1H與CP1L的對比
習題10
第11章 CP1H系列PIC指令系統
11.1 CP1H指令概述
11.1.1 CP1H編程語言
11.1.2 指令構成
11.1.3 指令的動作選項
11.1.4 執行指令對標志位的影響
11.2 CP1HPLC基本指令
11.2.1 基本輸入/輸出和邏輯指令
11.2.2 基本時序控制指令
11.3 定時器/計數器指令
11.3.1 定時器指令
11.3.2 計數器指令
11.4 數據操作類指令和應用
11.4.1 數據傳送指令
11.4.2 數據比較指令
11.4.3 數據移位指令
11.4.4 數據轉換指令
11.5 指令應用舉例
習題11
第12章 CP1H模擬量功能
12.1 CP1H模擬量輸入/輸出
12.1.1 CP1H模擬量輸入/輸出參數及設置
12.1.2 CP1H模擬量輸入和輸出的使用
12.2 CP1H模擬量輸入/輸出舉例
習題12
第13章 CP1H系列PLC的通信功能
13.1 無協議通信
13.1.1 通信參數設置
13.1.2 無協議通信時發送和接收的數據幀
13.1.3 無協議通信的實現
13.1.4 無協議通信的實例介紹
13.2 PCLink通信方式
13.3 NT鏈接
13.4 上位鏈接
13.4.1 上位鏈接系統的通信形式
13.4.2 上位機鏈接通信協議(HOSTLINK協議)
13.4.3 上位機鏈接通信示例
習題13
第14章 CH200a系列PIC應用實例
第15章 CP1H系列PIC應用實例
第16章 可編程控制器實驗
16.1 實驗裝置介紹
16.2 熟悉指令實驗
16.2.1 基本指令實驗
16.2.2 定時器和計數器指令實驗
16.2.3 特殊工作位的使用實驗
16.2.4 簡單功能指令實驗
16.3 模擬量單元實驗
16.4 簡單設計性實驗
16.5 有趣的控制實驗
16.6 綜合實驗
第17章 可編程控制器編程軟件CX-P
17.1 有關軟件使用的一些說明
17.1.1 軟件安裝
17.1.2 軟件的啟動
17.1.3 菜單簡要說明
17.1.4 工程工作區
17.1.5 工具條
17.2 CX-P使用舉例
17.2.1 簡單梯形圖程序
17.2.2 具有定時器和計數器的程序
17.2.3 具有功能指令的程序
17.2.4 模擬量單元的程序
附錄A 可編程控制器課程設計
A.1 課程設計過程舉例
A.2 課程設計題目
參考文獻
(1)正轉啟動。正轉啟動按鈕SB,按下,其常開觸點動作閉合,正轉接觸器KM1線圈回路接通,線圈得電,主觸點接通,電機以ABC的相序正轉啟動。
(2)正轉運行。電機正向啟動后,工作人員將正轉啟動按鈕SB,放開,正轉啟動按鈕觸點復位,這時正轉接觸器KM的線圈,因電路中正轉接觸器KM。的輔助觸點動作所形成的自鎖控制電路而繼續得電,保證了電機正常的正轉運行。
(3)正向停車。當電機正轉工作結束,需使其停車時,可按下停車按鈕SBA,串聯在正轉接觸器線圈回路中的停車按鈕的常閉觸點動作斷開,使正轉接觸器線圈的控制回路斷電,線圈失電,主觸點復位,電機正向停車。
(4)反轉啟動。按下反轉啟動按鈕SB2,使SB2的常開觸點動作閉合,接觸器KM2線圈得電并動作,主電路中電源經:KMZ的主觸點給電機供電,電機反轉啟動。
(5)反轉運行。電機反向啟動后,操作人員放開反向啟動按鈕SB2,反向啟動按鈕復位斷開,這時與反轉啟動按鈕SB2并聯的接觸器KMZ的常開輔助觸點,因其線圈得電而閉合,形成自鎖控制,可以繼續給反向運行接觸器KM。線圈供電,使電機繼續反向運行。
(6)反向停車。按下停車按鈕SB3,串聯在反向運行接觸器KM2線圈回路的停車按鈕的常閉觸點動作斷開,線圈失電復位,電機反向供電主電路斷開,電機停車。
……