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本書介紹了三菱PLC、變頻器與觸摸屏組態技術，主要內容有PLC基礎與項目實戰、三菱FX3S/3G/3U繫列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、應用指令的使用及舉例、 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、變頻器的選用、安裝與維護、PLC與變頻器的綜合應用、三菱觸摸屏（人機界面HMI）介紹、三菱GT Works3組態軟件快速入門、GT Works3軟件常用對像及功能的使用、三菱觸摸屏操作和監視PLC全程實戰。
本書具有起點低、由淺入深、語言通俗易懂等特點，並且內容結構安排符合學習認知規律。另外，本書配置了二維碼教學視頻，可幫助讀者更快更直觀掌握有關技能。

目錄
前言

第1章PLC基礎與項目實戰1
1.1認識PLC1
1.1.1什麼是PLC1
1.1.2PLC控制與繼電器控制比較1
1.2PLC分類與特點3
1.2.1PLC的分類3
1.2.2PLC的特點4
1.3PLC組成與工作原理4
1.3.1PLC的組成方框圖4
1.3.2PLC各組成部分說明4
1.3.3PLC的工作方式8
1.3.4用實例說明PLC程序配合硬件線路的控制過程8
1.4PLC項目開發實戰9
1.4.1三菱FX3U繫列PLC硬件介紹9
1.4.2PLC控制雙燈先後點亮的硬件線路及說明10
1.4.3DC24V電源適配器與PLC的電源接線12
1.4.4編程電纜及驅動程序的安裝14
1.4.5編寫程序並下載到PLC16
1.4.6項目實際接線19
1.4.7項目通電測試20

第2章三菱FX3S/3G/3U繫列PLC介紹22
2.1概述22
2.1.1三菱FX繫列PLC的一、二、三代機22
2.1.2三菱FX繫列PLC的型號含義22
2.2三菱FX3SA/FX3S繫列PLC（三代簡易機型）介紹23
2.2.1面板說明23
2.2.2主要特性23
2.2.3常用的型號及I/O點數24
2.2.4規格概要25
2.3三菱FX3GA/FX3G/FX3GE/FX3GC繫列PLC（三代標準機型）介紹26
2.3.1三菱FX3GA/FX3G繫列PLC說明26
2.3.2三菱FX3GE繫列PLC說明28
2.3.3三菱FX3GC繫列PLC說明29
2.4三菱FX3U/FX3UC繫列PLC（三代高端機型）介紹31
2.4.1三菱FX3U繫列PLC說明31
2.4.2三菱FX3UC繫列PLC說明34
2.5三菱FX1/FX2/FX3繫列PLC電源、輸入和輸出端子的接線35
2.5.1電源端子的接線35
2.5.2三菱FX1/FX2/FX3GC/FX3UC繫列PLC的輸入端子接線36
2.5.3三菱FX3SA/FX3S/FX3GA/FX3G/FX3GE/FX3U繫列PLC的輸入端子接線39
2.5.4接近開關與PLC輸入端子的接線40
2.5.5輸出端子接線42
2.6三菱FX繫列PL件說明44
2.6.1輸入繼電器（X）和輸出繼電器（Y）44
2.6.2輔助繼電器(M)45
2.6.3狀態繼電器（S）47
2.6.4定時器（T）48
2.6.5計數器（C）49
2.6.6高速計數器52
2.6.7數據寄存器（D）54
2.6.8擴展寄存器（R）和擴展文件寄存器（ER）55
2.6.9變址寄存器（V、Z）55
2.6.10常數（十進制數K、十六進制數H、實數E）55

第3章三菱PLC編程與仿真軟件的使用57
3.1編程基礎57
3.1.1編程語言57
3.1.2梯形圖的編程規則與技巧58
3.2三菱GX Developer編程軟件的使用59
3.2.1軟件的安裝60
3.2.2軟件的啟動與窗口及工具說明63
3.2.3創建新工程66
3.2.4編寫梯形圖程序67
3.2.5梯形圖的編輯71
3.2.6查找與替換功能的使用74
3.2.7注釋、聲明和注解的添加與顯示76
3.2.8讀取並轉換FXGP/WIN格式文件79
3.2.9PLC與計算機的連接及程序的寫入與讀出80
3.2.10在線監視PLC程序的運行83
3.3三菱GX Simulator仿真軟件的使用85
3.3.1安裝GX Simulator仿真軟件85
3.3.2仿真操作87
3.3件監視89
3.3.4時序圖監視90
3.4三菱FXGP/WINC編程軟件的使用90
3.4.1軟件的安裝和啟動90
3.4.2程序的編寫92
3.4.3程序的轉換與寫入PLC94

第4章基本指令的使用與實例96
4.1基本指令說明 96
4.1.1邏輯取及驅動指令96
4.1.2觸點串聯指令97
4.1.3觸點並聯指令97
4.1.4電路塊並聯指令97
4.1.5電路塊串聯指令98
4.1.6邊沿檢測指令99
4.1.7多重輸出指令101
4.1.8主控和主控復位指令102
4.1.9取反指令104
4.1.10置位與復位指令104
4.1.11結果邊沿檢測指令104
4.1.12脈衝微分輸出指令105
4.1.13空操作指令106
4.1.14程序結束指令107
4.2PLC基本控制線路與梯形圖107
4.2.1啟動、自鎖和停止控制的PLC線路與梯形圖107
4.2.2正、反轉聯鎖控制的PLC接線圖與梯形圖109
4.2.3多地控制的PLC接線圖與梯形圖110
4.2.4定時控制的PLC接線圖與梯形圖111
4.2.5定時器與計數器組合延長定時控制的PLC接線圖與梯形圖113
4.2.6多重輸出控制的PLC接線圖與梯形圖115
4.2.7過載報警控制的PLC接線圖與梯形圖116
4.2.8閃爍控制的PLC接線圖與梯形圖117
4.3噴泉的PLC控制繫統開發實例118
4.3.1明確繫統控制要求118
4.3.2確定輸入/輸出設備，並為其分配合適的I/O端子118
4.3.3繪制噴泉的PLC控制接線圖118
4.3.4編寫PLC控制程序118
4.3.5詳解硬件接線圖和梯形圖的工作原理120
4.4交通信號燈的PLC控制繫統開發實例121
4.4.1明確繫統控制要求121
4.4.2確定輸入/輸出設備並為其分配合適的PLC端子121
4.4.3繪制交通信號燈的PLC控制接線圖121
4.4.4編寫PLC控制程序121
4.4.5詳解硬件接線圖和梯形圖的工作原理122

第5章步進指令的使用與實例124
5.1狀態轉移圖與步進指令124
5.1.1順序控制與狀態轉移圖124
5.1.2步進指令說明125
5.1.3步進指令在兩種編程軟件中的編寫形式126
5.1.4狀態轉移圖分支方式127
5.1.5用步進指令編程注意事項127
5.2液體混合裝置的PLC控制繫統開發實例128
5.2.1明確繫統控制要求128
5.2.2確定輸入/輸出設備並分配合適的I/O端子129
5.2.3繪制PLC控制接線圖129
5.2.4編寫PLC控制程序129
5.2.5詳解硬件接線圖和梯形圖的工作原理130
5.3簡易機械手的PLC控制繫統開發實例132
5.3.1明確繫統控制要求132
5.3.2確定輸入/輸出設備並分配合適的PLC端子133
5.3.3繪制PLC控制接線圖133
5.3.4編寫PLC控制程序133
5.3.5詳解硬件線路和梯形圖的工作原理133
5.4大小鐵球分檢機的PLC控制繫統開發實例136
5.4.1明確繫統控制要求136
5.4.2確定輸入/輸出設備並分配合適的PLC端子136
5.4.3繪制PLC控制接線圖136
5.4.4編寫PLC控制程序137
5.4.5詳解硬件接線圖和梯形圖的工作原理137

第6章應用指令的使用及舉例140
6.1應用指令基礎知識140
6.1.1應用指令的格式140
6.1.2應用指令的規則141
6.2應用指令使用說明142
6.2.1程序流程類指令142
6.2.2傳送與比較類指令148
6.2.3四則運算與邏輯運算類指令153
6.2.4循環與移位類指令156
6.2.5數據處理類指令159
6.2.6高速處理類指令161
6.2.7外部I/O設備類指令163
6.2.8外部設備SER類指令166
6.2.9時鐘運算指令169
6.2.10觸點比較類指令172

第7章PLC通信175
7.1通信基礎知識175
7.1.1通信方式175
7.1.2通信傳輸介質177
7.2通信接口設備178
7.2.1FX232BD通信板178
7.2.2FX422BD通信板180
7.2.3FX485BD通信板181
7.3PLC通信實例183
7.3.1PLC與打印機通信（無協議通信）183
7.3.2兩臺PLC通信（並聯連接通信）185
7.3.3多臺PLC通信（N∶N網絡通信）189

第8章變頻器的原理與使用195
8.1變頻器的基本結構原理195
8.1.1異步電動機的兩種調速方式195
8.1.2兩種類型的變頻器結構與原理196
8.2變頻器的面板拆裝與組件說明197
8.2.1外形197
8.2.2面板的拆卸與安裝197
8.2.3變頻器的面板及內部組件說明199
8.3變頻器的端子功能與接線199
8.3.1總接線圖199
8.3.2主回路端子接線及說明199
8.3.3輸入、輸出端子功能說明202
8.3.4通信接口206
8.4操作面板的使用209
8.4.1操作面板說明209
8.4.2運行模式切換的操作209
8.4.3輸出頻率、電流和電壓監視的操作209
8.4.4輸出頻率設置的操作209
8.4.5參數設置的操作209
8.4.6參數清除的操作211
8.4.7變頻器之間參數的復制操作211
8.4.8面板鎖定的操作212
8.5變頻器的運行操作213
8.5.1面板操作(PU操作)213
8.5.2外部操作214
8.5.3組合操作216
8.6常用參數說明219
8.6.1用戶參數組讀取選擇參數220
8.6.2運行模式選擇參數220
8.6.3轉矩提升參數221
8.6.4頻率相關參數222
8.6.5啟動、加減速控制參數223
8.6.6點動控制參數224
8.6.7瞬時停電再啟動參數225
8.6.8負載類型選擇參數225
8.6.9MRS端子輸入選擇參數225
8.6.10禁止寫入和逆轉防止參數226
8.6.11高、中、低速設置參數227
8.6.12電子過流保護參數227
8.6.13端子2、4設定增益頻率參數227
8.7三菱FR700與FR500繫列變頻器特點與異同比較228
8.7.1三菱FR700繫列變頻器的特點說明228
8.7.2三菱FRA700、FRF700、FRE700、FRD700、FRL700繫列變頻器異同比較229
8.7.3三菱FRA500繫列變頻器的接線圖與端子功能說明231
8.7.4三菱FR500與FR700繫列變頻器的異同比較235

第9章變頻器的典型電路與參數設置237
9.1電動機正轉控制電路與參數設置237
9.1.1開關操作式正轉控制電路237
9.1.2繼電器操作式正轉控制電路238
9.2電動機正反轉控制電路與參數設置239
9.2.1開關操作式正反轉控制電路239
9.2.2繼電器操作式正反轉控制電路240
9.3工頻/變頻切換電路與參數設置241
9.3.1變頻器跳閘保護電路241
9.3.2工頻與變頻切換電路242
9.3.3參數設置243
9.4多擋速度控制電路與參數設置243
9.4.1多擋轉速控制說明243
9.4.2多擋轉速控制參數的設置244
9.4.3多擋轉速控制電路245
9.5PID控制電路與參數設置246
9.5.1PID控制原理246
9.5.2PID控制參數設置247
9.5.3PID控制應用舉例247

第10章變頻器的選用、安裝與維護250
10.1變頻器的種類250
10.2變頻器的選用251
10.2.1額定值251
10.2.2選用251
10.3變頻器外圍設備的選用252
10.3.1主電路外圍設備的接線252
10.3.2熔斷器的選用252
10.3.3斷路器的選用252
10.3.4交流接觸器的選用253
10.3.5交流電抗器的選用253
10.3.6直流電抗器的選用254
10.3.7熱繼電器的選用254
10.3.8噪聲濾波器254
10.4變頻器的安裝、調試與維護255
10.4.1安裝與接線255
10.4.2調試257
10.4.3維護258
10.4.4常見故障及原因259

第11章PLC與變頻器的綜合應用260
11.1PLC以開關量方式控制變頻器的硬件連接與實例260
11.1.1PLC以開關量方式控制變頻器的硬件連接260
11.1.2PLC以開關量方式控制實例1——電動機正反轉控制261
11.1.3PLC以開關量方式控制變頻器實例2——電動機多擋轉速控制262
11.2PLC以模擬量方式控制變頻器的硬件連接與實例267
11.2.1PLC以模擬量方式控制變頻器的硬件連接267
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268
11.3PLC以RS485通信方式控制變頻器的硬件連接與實例274
11.3.1有關PLC、變頻器的RS485通信知識274
11.3.2PLC以RS485通信方式控制變頻器正轉、反轉、加速、減速和停止的實例280

第12章三菱觸摸屏（人機界面HMI）介紹285
12.1觸摸屏基礎知識285
12.1.1基本組成285
12.1.24種類型的觸摸屏及工作原理285
12.2三菱GS21（GOT simple）繫列觸摸屏簡介288
12.2.1型號含義與面板說明288
12.2.2技術規格288
12.3觸摸屏與其他設備的連接290
12.3.1觸摸屏與三菱FX繫列PLC的以太網連接通信290
12.3.2觸摸屏與三菱FX繫列PLC的RS232/RS422連接通信292
12.3.3觸摸屏與西門子S7200 PLC的RS232連接通信293
12.3.4觸摸屏與西門子S7300/400 PLC的RS232連接通信294

第13章三菱GT Works3組態軟件快速入門295
13.1GT Works3軟件的安裝與卸載295
13.1.1繫統要求295
13.1.2軟件的下載295
13.1.3軟件的安裝295
13.1.4軟件的啟動及卸載296
13.2用GT Works3軟件組態和仿真一個簡單的畫面工程299
13.2.1工程的創建與保存299
13.2.2GT Designer3軟件界面組成303
13.2.3組態觸摸屏畫面工程305
13.2.4觸摸屏、PLC與仿真器（ 仿真軟件 ）311
13.2.5編寫PLC程序並啟動PLC仿真器311
13.2.6啟動觸摸屏仿真器313
13.2.7畫面工程的仿真測試314

第14章GT Works3軟件常用對像及功能的使用316
14.1數值輸入/顯示對像的使用舉例316
14.1.1組態任務316
14.1.2組態數值輸入對像316
14.1.3組態文本對像318
14.1.4組態數值顯示對像319
14.1.5組態字開關對像321
14.1.6畫面操作測試323
14.2字符串顯示/輸入對像的使用舉例324
14.2.1組態任務324
14.2.2組態字符串輸入對像325
14.2.3組態數值顯示對像326
14.2.4組態數值輸入對像328
14.2.5組態字符串顯示對像329
14.2.6組態文本對像331
14.2.7畫面操作測試332
14.3注釋顯示的使用舉例333
14.3.1組態任務333
14.3.2組態位注釋對像333
14.3.3組態位開關對像336
14.3.4組態字注釋對像337
14.3.5組態數值輸入對像341
14.3.6組態簡單注釋對像342
14.3.7組態矩形對像343
14.3.8畫面操作測試343
14.4多控開關、畫面切換開關和擴展功能開關的使用舉例345
14.4.1多控開關的使用與操作測試346
14.4.2畫面切換開關的使用與操作測試350
14.4.3擴展功能開關的使用與操作測試356
14.5圖表、儀表和滑杆的使用舉例358
14.5.1圖表的使用與操作測試359
14.5.2儀表和滑杆的使用與操作測試365

第15章三菱觸摸屏操作和監視PLC全程實戰 370
15.1實例開發規劃370
15.1.1明確控制要求370
15.1.2選擇設備並件和I/O端子370
15.1.3規劃電氣線路370
15.2編寫PLC程序並下載到PLC371
15.2.1編寫PLC程序371
15.2.2PLC與計算機的連接與通信設置372
15.2.3下載程序到PLC374
15.3用GT Works軟件組態觸摸屏畫面工程374
15.3.1創建觸摸屏畫面工程374
15.3.2組態正轉、停轉和反轉按鈕開關374
15.3.3組態Y0、Y1指示燈379
15.3.4組態Y7～Y0狀態監視器382
15.4下載畫面工程到觸摸屏384
15.4.1用USB電纜下載畫面工程到觸摸屏384
15.4.2用網線下載畫面工程到觸摸屏387
15.4.3用SD卡下載畫面工程到觸摸屏390
15.5觸摸屏連接PLC的操作與監視測試393
15.5.1三菱觸摸屏與FX型PLC的RS422/485通信連接與設置393
15.5.2三菱觸摸屏與FX型PLC的RS232通信連接與設置394
15.5.3三菱觸摸屏連接PLC進行電動機正反轉操作與監視測試395

前言
工控是指工業自動化控制，主要利用電子電氣、機械、軟件組合來實現工廠自動化控制，使工廠的生產和制造過程更加自動化、效率化、精確化，並具有可控性及可視性。工控技術的出現和推廣帶來了第三次工業革命，使工廠的生產速度和效率提高了300%以上。20世紀80年代初，國外先進的工控設備和技術進入我國，這些設備和技術大大推動了我國的制造業自動化進程，為我國現代化的建設作出了巨大的貢獻。目前廣泛使用的工業控制設備有PLC、變頻器和觸摸屏等。
PLC又稱可編程序控制器，其外形像一隻有很多接線端子和一些接口的箱子，接線端子分為輸入端子、輸出端子和電源端子，接口分為通信接口和擴展接口。通信接口用於連接計算機、變頻器或觸摸屏等設備，擴展接口用於連接一些特殊功能模塊，增強PLC的控制功能。當用戶從輸入端子給PLC發送命令（如按下輸入端子外接的開關）時，PLC內部的程序運行，再從輸出端子輸出控制信號，去驅動外圍的執行部件（如接觸器線圈），從而完成控制要求。PLC輸出怎樣的控制信號由內部的程序決定，該程序一般是在計算機中用專門的編程軟件編寫，再下載到PLC。
變頻器是一種電動機驅動設備，在工作時，先將工頻（50Hz或60Hz）交流電源轉換成頻率可變的交流電源並提供給電動機，隻要改變輸出交流電源的頻率，就能改變電動機的轉速。由於變頻器輸出電源的頻率可連續變化，故電動機的轉速也可連續變化，從而實現電動機無級變速調節。
觸摸屏是一種帶觸摸顯示功能的數字輸入/輸出設備，又稱人機界面（HMI）。當觸摸屏與PLC連接起來後，在觸摸屏上不但可以對PLC進行操作，還可在觸摸屏上實時監視PLC內部件的工作狀態。要使用觸摸屏操作和監視PLC，須在計算機中用專門的組態軟件為觸摸屏制作（又稱組態）相應的操作和監視畫面項目，再把畫面項目下載到觸摸屏。
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本書在編寫過程中得到了許多教師的支持，在此一並表示感謝。由於編者水平有限，書中的錯誤和疏漏在所難免，望廣大讀者和同仁予以批評指正。

編者