PLC项目式教学、竞赛与工程实践

前言

第1章 PLC基础项目模块

1.1项目一PLC结构及其应用观察

任务一 拆装PLC保护盖、观察扩展口、编程口、通信线、输入输出端子的层叠排列、

后备电池

任务二 了解PLC的发展、特点和工业应用

1.2项目二 PLC接线与电气接线对比

任务一 用交流接触器实现电动机起保停控制

任务二 PLC编程软件的使用

任务三 PLC编程实现LED灯（或电动机）的点动控制

1.3项目三 常用软元件X、Y、T、C、M、D的观察

任务一 识别PLC各类软元件

任务二 熟悉梯形图绘图八点规则，编程时避免语法错误

任务三 观察有语法错误的梯形图的现象

任务四 观察定时器和计数器的工作原理

1.4项目四 按钮SB、SA实现灯起保停、延时、互锁控制

任务一 分清SA与SB的区别

任务二 设计PLC起保停控制梯形图

任务三 定时器实现灯（设备）延时5s起动和延时3.5s停止

任务四 编程实现两设备互锁工作

1.5项目五 定时器振荡实现设备轮流工作

任务一 编程实现指示灯1s闪1次

任务二 编程实现指示灯1s闪3次

1.6项目六 计数器实现设备不同工作方式的控制

任务一 比较计数器和定时器工作的不同

任务二 计数器实现灯闪次数的限制

任务三 计数器一分为多实现设备不同的工作方式

任务四 定时器＋计数器实现设备8h切换工作

1.7项目七 流水灯设计

任务一 学习步进法的使用要素

任务二 编程实现L1～L4 4个灯隔1s亮一个（每次只亮一个）

任务三 编程实现L1～L4 4个灯逐个点亮，再一起熄灭

1.8项目八 步进法实现交通灯控制

任务一 写出生活中交通灯的控制流程

任务二 划分交通灯的转移状态和转移条件，确定I/O接线图

任务三 写出交通灯单流程和并行流程结构的SFC

1.9项目九 步进电动机多速选择

任务一 根据步进电动机结构原理控制步进电动机1s转一个角度

任务二 编写一个可以选择步进电动机方向和工作速度的程序

本章小结

作业

第2章 PLC提高项目模块

2.1项目一 标准I/O接线图绘制

任务一 学习针对PLC的电气制图方法

任务二 画一个标准的I/O接线图

2.2项目二 奇妙的循环扫描

任务一 了解PLC循环扫描的工作原理

任务二 用一个定时器实现灯Y0 1s闪一次

2.3项目三 经验法与功能指令实现交通灯

任务一 用基本指令实现交通灯

任务二 功能指令实现绿灯时间可调

任务三 用MOV指令和触点比较指令实现交通灯

2.4项目四 五人抢答器设计

任务一 抢答任务分析

任务二 用七段数码管实现二进制0～9的译码显示

任务三 抢答器设计

2.5项目五 功能指令实现流水灯控制

任务一 学习左移、右移指令的使用

任务二 编程实现流水灯的控制要求

2.6项目六 四层电梯控制

2.7项目七 变频器的使用

任务一 学习变频器的基本结构与设置

任务二 用PU模式控制电动机运行

任务三 通过变频器外部开关实现电动机起停、正反转、三段速

任务四 变频器实现电动机七段速、十五段速控制

任务五 PLC控制变频器自动变速

本章小结

作业

第3章 光机电一体化竞赛技术

3.1项目一 光机电一体化设备的安装技术

任务一 准备安装工具，初步检测传感器好坏

任务二 阅读安装图，先易后难，先粗后精，逐一安装各部件

任务三 把各元件电气线路接入接线端子排

任务四 根据气路图连接气管并绑扎

任务五 连接PLC I/O接线图

任务六 熟悉各传感器的使用，初步检测各部件是否正常工作

3.2项目二 I/O接线图和气动系统图绘制的技巧

任务一 认识电气制图的一般规则

任务二 练习I/O接线图各元器件的绘制

任务三 练习气动图各元器件的绘制

任务四 绘制完整的I/O接线图和气动系统图

3.3项目三 2008年竞赛试题编程详解--程序思维的建立

任务一 第一次读题，找出全局性元素

任务二 第二次读题，开始编程

任务三 讨论试题可以出现的其他要求和用到的编程技巧

3.4项目四 细数机电一体化竞赛设备工作方式--破解各技术难点

任务一 从2009年全国竞赛题学习屏蔽算法的应用

任务二 用先进先出指令实现万能分拣和连续下料

任务三 运行过程中实现任意排列的实时改变

3.5项目五PLC故障诊断技术

本章小结

第4章 工程应用模块

4.1项目一用PU口实现变频器与触摸屏通信

任务一 制作变频器与触摸屏的通信线

任务二 设置变频器的通信参数

任务三 建立触摸屏组态界面

任务四 调试系统，解决实际问题和错漏之处

4.2项目二 变频器与FX0N3A在控制中的应用

任务一 校准FX0N3A的输入输出特性

任务二 连接变频器与PLC

任务三 编程实现变频器的调速

4.3项目三 用485BD实现变频器与PLC的通信

任务一 制作485BD与变频器的通信线

任务二 根据RS485的通信格式设置变频器参数和确定PLC指令

任务三 编写控制程序和使用触摸屏监视运行

4.4项目四 步进与伺服控制

任务一 用PLC直接控制步进电动机

任务二 用步进驱动器控制步进电动机

任务三 连接伺服驱动器与伺服电动机

任务四 PLC实现伺服控制

4.5项目五 用程序方法解决恒压供水的技术难题

任务一 分析恒压供水的系统结构和硬件需求

任务二 实现传统恒压供水的控制

任务三 寻求解决水锤效应的方法

本章小结

附录

附录A 基本指令学习

附录B 变频器参数一览表

附录C FX2N功能指令一览表

附录D 2010年全国机电一体化竞赛题

参考文献

《PLC项目式教学、竞赛与工程实践》围绕三菱PLC控制技术展开，除了学习PLC的接线、经验法和步进法编程、功能指令的应用外，还融合了变频、人机界面、传感器测量、气压传动、步进、伺服、通信等自动化技术。本书注重理论和实践的统一，所有内容以项目式展开，全书分成4章：第1章是PLC技术的基础使用，是入门者必须掌握的知识和技能；第2章结合变频器和工程算法讲述PLC系统设计的技巧，其中包括PLC的工作原理、常用功能指令的使用、四层电梯控制、变频器的使用；第3章面向中职光机电一体化设备组装与调试竞赛，从安装到程序设计再到调试，全面解读当前竞赛技术；第4章针对PLC工程应用而编写，包括PLC与变频器、变频器与触摸屏的通信方法，FX0N3A模拟量模块的接线与控制，步进与伺服驱动器的使用，水锤效应解决方法。
《PLC项目式教学、竞赛与工程实践》可以作为职业院校机电、电气、自动化类专业学习PLC的一体化教材和中职组全国机电一体化设备组装与调试竞赛的指导书，也可以作为机电一体化技术的应用参考书和高级电工、技师的实训教材。

《PLC项目式教学竞赛与工程实践》编著者李志谦。
本书可以作为职业院校机电、电气、自动化类专业学习PLC的一体化教材和中职组全国机电一体化设备组装与调试竞赛的指导书，也可以作为机电一体化技术的应用参考书和高级电工、技师的实训教材。