編輯推薦
一體化教材,職業院校電氣類、機電類和電氣自動化類專業學生的PLC基礎教學和實訓指導,技能大賽用書,職業院校、中級電工、高級電工技能大賽輔導,考工培訓教材,中級電工、高級電工職業鑒定培訓,自學參考書,PLC從業人員和愛好者的自學參考。
內容簡介
《PLC運動控製技術應用設計與實踐(三菱)》是“任務驅動式PLC編程及運動控製技術應用係列教程”之一,主要內容包括:PLC運動控製技術概述、帶式傳送機的變頻調速控製、行走機械手的速度與位置控製、貨物傳輸與搬運係統的PLC網絡控製、人機界麵在行走機械手中的應用、PLC運動控製係統的設計與實踐。
《PLC運動控製技術應用設計與實踐(三菱)》的工程性與實踐性較強,簡明實用,對PLC用戶具有較大的參考價值。《PLC運動控製技術應用設計與實踐(三菱)》學練一體,可作為職業院校學生學習PLC運動控製技術的實訓教材,也可供從事自動化係統設計與開發的工程技術人員進行係統設計和應用時參考。
內頁插圖
目錄
前言
第1章 PLC運動控製技術概述
1.1 PLC運動控製技術
1.1.1 運動控製的概念
1.1.2 運動控製技術的基本要素
1.1.3 PLC與運動控製
1.1.4 運動控製係統的分類及其應用場閤
1.2 PLC運動控製係統的組成及各部分的作用
1.2.1 工作人員操作站
1.2.2 運動控製器
1.2.3 驅動器
1.2.4 伺服機構
1.2.5 檢測裝置
1.2.6 機械裝置
1.3 PLC運動控製技術實訓設備
1.3.1 FVI、METS3係統結構及其功能
1.3.2 係統的實訓內容
1.4 小結與作業
1.4.1 小結
1.4.2 作業
第2章 帶式傳送機的變頻調速控製
2.1 實訓任務
2.1.1 帶式傳送機的起動和正反轉控製
2.1.2 采用PLC實現帶式傳送機的簡單控製
2.1.3 采用PLC實現帶式傳送機的無級調速控製
2.1.4 帶式傳送機的閉環調速控製
2.2 小結與作業
2.2.1 小結
2.2.2 作業
第3章 行走機械手的速度與位置控製
3.1 實訓任務
3.1.1 采用光電編碼器、高速計數器和直流電動機實現行走機械手的定位控製
3.1.2 采用步進驅動係統實現行走機械手的速度與位置控製
3.1.3 采用伺服驅動係統實現行走機械手的速度與位置控製
3.2 小結與作業
3.2.1 小結
3.2.2 作業
第4章 貨物傳輸與搬運係統的PLC網絡控製
4.1 貨物傳輸與搬運係統的N:N網絡控製
4.1.1 係統組成
4.1.2 係統編程
4.2 貨物傳輸與搬運係統的CC-LINK網絡控製
4.2.1 應用FX2N-16CCI-M的CC-LINK網絡實現對貨物傳輸與搬運的控製
4.2.2 應用Q機的CC-LINK網絡實現對貨物傳輸與搬運的控製
4.3 小結與作業
4.3.1 小結
4.3.2 作業
第5章 人機界麵在行走機械手中的應用
5.1 觸摸屏
5.1.1 觸摸屏的特點及功能
5.1.2 觸摸屏的硬件
5.1.3 觸摸屏的軟件安裝
5.2 觸摸屏實訓任務
5.2.1 製作兩個按鈕控製行走機械手的左移動與右移動
5.2.2 製作行走機械手觸摸屏的監控界麵
5.3 組態王
5.3.1 組態王的特點
5.3.2 組態王的功能
5.3.3 組態王的安裝
5.4 組態王實訓任務
5.4.1 製作兩個按鈕控製行走機械手的左移動與右移動
5.4.2 製作行走機械手組態王的監控界麵
5.5 小結與作業
5.5.1 小結
5.5.2 作業
第6章 PLC運動控製係統的設計與實踐
6.1 倉儲控製係統的設計與實踐
6.1.1 加工製造係統終端貨物的識彆、分揀與人庫
6.1.2 載貨颱與庫位間貨物的傳送
6.1.3 倉庫貨物的調配
6.1.4 撥碼器在倉儲控製係統中的應用
6.1.5 利用觸摸屏實現倉儲控製係統的自動控製
6.2 柔性製造加工係統的應用設計與實踐
6.2.1 順序加工(工件流水加工的實現)
6.2.2 加工入庫(分類加工及人庫分揀)
6.2.3 柔性製造智能控製
6.2.4 柔性製造加工係統組態的實現
6.3 現代生産綫控製係統的應用設計與實踐
6.3.1 生産綫控製係統一(配套加工係統)
6.3.2 生産綫控製係統二(定量加工係統)
6.3.3 生産綫控製係統三(帶有初加工的裝配係統)
6.4 技能大賽通用試題
6.4.1 試題
6.4.2 試題二
6.5 小結與作業
6.5.1 小結
6.5.2 作業
附錄
附錄A Fx2N係列指令係統錶
附錄B Fx2N係列PLC特殊元件編號及
名稱檢索
參考文獻
精彩書摘
運動控製器可實現控製算法,如PID算法、模糊控製算法及各類校正算法等。總之,現代運動控製器可實現各種先進的控製算法。
PLC作為通用控製裝置,以其高可靠性、功能強、體積小、可以在綫修改程序、易於與計算機連接、能對模擬量進行控製等優異性能,在工業控製領域中得到大量運用,現已成為現代工業三大支柱之首。PLC已在流水綫、包裝綫、機械手、立體倉庫等設備上得到廣泛的應用,這些應用都屬於運動控製的範疇。
1.2.3 驅動器
驅動器是指將運動控製器輸齣的小信號放大以驅動伺服機構的部件。對於不同類彆的伺服機構,驅動器有電動、液動、氣動等類型。
PLC運動控製係統采用PLC作為運動控製器,通常驅動器為變頻器、伺服電動機驅動器、步進電動機環形驅動器等。
在一些對速度、位置的控製精度要求不高的場閤,在運動控製係統中可以采用變頻器控製交流電動機的方式來完成。在交流異步電動機的諸多調速方法中,變頻調速的性能最好,調速範圍大、靜態穩定性好、運行效率高。采用通用變頻器對交流異步電動機進行調速控製,由於使用方便、可靠性高,並且經濟效益顯著,使得這種方案逐步得到推廣。
步進驅動係統(步進電動機與驅動器組成的係統)主要應用在開環、控製精度及響應速度要求不太高的運動控製場閤,如程序控製係統、數字控製係統等。步進驅動係統的運行性能是電動機與驅動器兩者配閤所反映齣來的綜閤效果。效率、可靠性和驅動能力是步進電動機驅動電路所要解決的三大問題,三者之間彼此製約。驅動能力隨電源電壓的升高而增大,但電路的功耗一般也相應增大,使效率降低。可靠性則隨著驅動電路的功耗增大、溫度升高而降低。恒流驅動技術采用瞭能量反饋,提高瞭電源效率,改善瞭電動機矩頻特性,國內外步進電動機驅動器大多都采用這種驅動方式。
交流伺服電動機的驅動裝置采用瞭全數字式驅動控製技術後,使得驅動裝置硬件結構簡單,參數調整方便,輸齣的一緻性、可靠性增加。同時,驅動裝置可以集成復雜的電動機控製算法和智能控製功能,如增益自動調整、網絡通信等功能,大大提高瞭交流伺服係統的適用範圍。
1.2.4 伺服機構
伺服機構是PLC運動控製係統的重要組成部分,選擇運動控製係統的伺服機構首先應該是在整個工作過程中都能拖運負載,其次是選擇伺服機構必須考慮它的性能對控製係統的影響,最後要考慮的就是在低速運行時必須平衡而且扭矩脈動變化小,在高速運行時振動噪聲應該小。
運動控製係統伺服機構按工作介質可分為電動伺服機構、液壓伺服機構和氣動伺服機構。在中、小功率的運動控製係統中,電動伺服機構的應用比較廣泛。電動伺服機構即控製電動機,與一般電動機相比有如下優點:
(1)高可靠性執行元件是控製係統的重要組成部分,所以它的可靠性顯得十分重要。
(2)高精度係統的機械運動要精確滿足控製要求,這就要求執行元件具有高精度。
前言/序言
任務驅動式PLC編程及運動控製技術應用係列教程按不同的PLC型號和內容深淺分為八冊,讀者可按實際情況選擇不同的分冊進行閱讀學習,本書是其中之一。
可編程序控製器(PLC)是20世紀60年代發展起來的一種新型工業控製器。作為運動控製器,它遠遠超齣瞭原先PLC的概念,已廣泛應用於各種運動控製係統中。目前,運動控製領域已經發生瞭日新月異的變化,各種現代控製技術已被廣泛應用到各種工程實際中。例如,自適應控製、最優控製、魯棒控製、滑模變結構控製、模糊控製、神經網絡控製以及各種智能控製都已經深入到傳統的運動控製係統中,具有較高的靜動態性能的運動控製係統不斷湧現。
本書以三菱FX2N型PLC為例,主要介紹PLC運動控製係統的控製原理、PLC編程與調試、係統接綫、聯網以及監控係統設計等。
全書共分6章:第1章主要介紹運動控製係統的基本結構,PLC在運動控製中的應用,運動控製技術實訓設備的功能及其實訓內容;第2章介紹帶式傳送機變頻調速的各種控製方式及其應用;第3章介紹行走機械手的速度與位置控製的各種方法及其實踐;第4章介紹貨物傳輸與搬運係統的PLC網絡控製;第5章詳細介紹瞭人機界麵在行走機械手中的應用;第6章主要介紹倉儲、柔性製造加工、現代生産綫等典型的PLC運動控製係統的應用實例,介紹瞭PLC運動控製技術的應用與設計,並配有技能大賽通用試題。
本書工程性與實踐性比較強,簡明實用,對PLC用戶具有較大參考價值。本書可作為職業院校學生學習PLC運動控製技術的實訓教材,也可以作為技能大賽參考書。“學練一體”是本書的特點。本套教材配有第4章和第6章實訓內容的程序光盤。
本書由李全利任主編,翟津任副主編,對全書進行統稿,常鬥南任主審,審閱全書。第1章由於德穎編寫,第2章及前言由李全利編寫,第3章由韋孝平編寫,第4章由賈亦真編寫,第5章由方強編寫,第6章及附錄由翟津編寫。
《PLC運動控製技術應用設計與實踐(三菱)》—— 驅動未來,精益製造的實戰指南 一、 內容概述: 本書是一部專注於三菱PLC在運動控製領域應用的設計與實踐教程。全書緊密圍繞“任務驅動”這一核心理念,以解決實際工程問題為導嚮,深入淺齣地講解瞭三菱PLC運動控製技術的原理、方法與應用。內容涵蓋瞭從基礎的PLC指令理解,到復雜的伺服電機控製,再到整體運動控製係統的設計與調試,力求為讀者提供一套係統、全麵、實用的學習路徑。本書理論與實踐相結閤,特彆注重實際操作與案例分析,旨在幫助讀者快速掌握三菱PLC運動控製的核心技能,勝任各類自動化生産綫及設備的設計、開發與維護工作。 二、 目標讀者: 本書麵嚮以下人群: 1. 高校自動化、電氣工程、機電一體化等相關專業的學生: 為其提供紮實的理論基礎和豐富的實踐經驗,為未來的職業生涯奠定堅實基礎。 2. 從事PLC編程、自動化設備開發、生産綫設計及維護的工程師: 幫助其深化對三菱PLC運動控製技術的理解,提升項目開發效率和係統穩定性。 3. 對工業自動化和運動控製技術感興趣的從業人員: 提供一個係統學習的平颱,使其能夠快速掌握一項具有市場競爭力的核心技能。 4. 企業培訓部門: 可將其作為員工技能提升的重點教材,有效提高團隊的整體技術水平。 三、 核心內容詳解: 本書內容結構清晰,邏輯嚴謹,從入門到精通,循序漸進: 第一部分:PLC運動控製基礎與三菱PLC硬件選型 運動控製概述: 詳細闡述運動控製在現代工業自動化中的地位與作用,介紹運動控製的基本概念,如位置控製、速度控製、力矩控製等,並分析其在不同應用場景下的重要性。 三菱PLC硬件係列介紹: 重點介紹三菱FX係列、Q係列、L係列以及iQ-R係列等適用於運動控製的PLC平颱。詳細分析各係列PLC的硬件特點、性能參數、 I/O 點數、擴展能力以及在運動控製應用中的優勢與適用範圍,幫助讀者根據項目需求進行閤理的硬件選型。 三菱伺服驅動器與電機: 介紹三菱伺服驅動器的基本原理、工作模式(如脈衝模式、網絡模式)以及與PLC的連接方式。同時,詳細講解三菱伺服電機的種類、選型原則(如扭矩、速度、精度要求)及其在不同應用場景下的匹配方法。 運動控製指令集: 深入講解三菱PLC中用於運動控製的核心指令,包括: 定位指令: 如 `PLSV`(伺服速度定位)、`PLZR`(伺服相對位置定位)、`PLPW`(伺服絕對位置定位)等。詳細解釋指令的參數設置、執行邏輯以及在不同定位模式下的應用技巧。 速度控製指令: 如 `VSPD`(速度控製)、`XSFR`(伺服速度指令)等,講解如何通過這些指令精確控製伺服電機的運行速度。 迴原點指令: 如 `ORG`(伺服迴原點),分析迴原點的不同方式(如使用限位開關、Z相脈衝)及其在實際應用中的注意事項。 伺服報警與復位: 講解常見的伺服報警代碼,以及如何通過PLC指令對伺服驅動器進行復位和故障處理。 通信協議與網絡連接: 介紹三菱PLC與伺服驅動器之間常用的通信方式,如脈衝通信、SSCNETIII/H、CC-Link IE等。講解不同通信方式的優缺點,以及網絡配置與通信參數設置的關鍵步驟。 第二部分:PLC運動控製係統設計與編程實踐 任務驅動式項目分析: 強調從實際工程任務齣發,引導讀者學習如何對項目需求進行分析,明確運動控製的功能目標,如:單軸定位、多軸聯動、麯綫插補、飛剪同步等。 單軸定位應用設計與實現: 基本定位: 詳細演示如何使用PLC指令實現伺服電機的單軸絕對位置定位和相對位置定位,包括參數設置、點位錶格的創建與管理。 迴原點與限位: 講解如何配置迴原點功能,以及如何利用硬件限位開關和軟件限位來保護設備安全。 速度與加速度麯綫: 演示如何通過設置速度與加速度參數,實現平滑的啓動與停止,避免衝擊,提高係統運行效率。 多軸聯動與同步控製: 兩軸直綫插補: 講解如何通過PLC編程實現兩軸的直綫插補運動,完成特定的路徑運動。 兩軸圓弧插補: 演示如何進行圓弧插補的計算與編程,實現平滑的麯綫運動。 電子齒輪與電子凸輪: 深入講解電子齒輪和電子凸輪的概念及其在同步、跟隨等應用中的重要作用。通過實例演示如何配置電子齒輪實現簡單的速度跟隨,以及如何通過電子凸輪實現復雜的運動關係。 飛剪與捲繞同步應用: 重點分析飛剪和捲繞等典型運動控製應用場景,講解其工作原理,並提供詳細的PLC編程設計與實現步驟。包括如何實現切割點精確同步、捲繞速度與材料速度的精確匹配等。 PLC運動控製指令的高級應用: 伺服參數化設置: 介紹如何通過PLC程序動態調整伺服參數,以適應不同的負載情況,優化控製效果。 運動控製的異常處理: 講解在運動控製過程中可能齣現的異常情況,如堵轉、過載、通信中斷等,以及如何通過PLC程序進行有效的異常檢測與處理。 運動控製指令組閤應用: 演示如何將多種運動控製指令進行組閤,實現更復雜的運動功能。 觸摸屏(HMI)集成設計: 講解如何將三菱PLC運動控製係統與GT係列觸摸屏進行集成。演示如何設計直觀友好的操作界麵,實現參數設置、啓停控製、狀態顯示、報警查詢等功能,並實現PLC與HMI之間的數據交換。 第三部分:運動控製係統調試與故障排除 係統調試流程: 詳細介紹運動控製係統從硬件連接、參數配置到程序聯調的完整調試流程。 常用調試工具與方法: 介紹三菱PLC調試軟件(如GX Works2/3)中用於運動控製調試的功能,如在綫監視、強製輸齣、單步執行、波形監視等,並講解如何有效地利用這些工具。 伺服參數整定: 講解伺服參數(如PID參數)整定的基本方法和原則,如何根據實際運行情況進行調整,以達到最佳的控製性能。 常見運動控製故障分析與排除: 總結運動控製係統中可能齣現的典型故障,如定位不準、抖動、速度不穩、報警頻繁等,並提供詳細的故障分析思路和實用的排除技巧。 係統優化與性能提升: 針對已實現的運動控製係統,提供進一步優化和提升性能的建議,如通過改進算法、調整參數、優化程序結構等。 四、 光盤資源: 本書附帶一張光盤,內容包含: 豐富的PLC程序示例: 涵蓋本書介紹的各類典型應用場景,如單軸定位、多軸聯動、電子凸輪、飛剪等,為讀者提供可以直接參考和學習的編程範例。 工程項目案例文件: 包含一些完整的工程項目文件,供讀者進行深入學習和實踐。 相關軟件工具: 可能包含三菱PLC編程軟件的試用版或相關配套工具的下載鏈接。 相關技術資料: 補充性的技術文檔、操作手冊、FAQ等,方便讀者查閱。 五、 技術特點與創新: 任務驅動式教學: 告彆枯燥的理論講解,直接從解決實際工程問題齣發,讓讀者在實踐中學習,在應用中掌握。 三菱PLC應用聚焦: 專注於三菱PLC這一業界主流品牌,內容緊貼其産品特性和最新的技術發展。 理論與實踐深度融閤: 既有嚴謹的原理闡述,又有大量的實際操作步驟和案例分析,確保讀者學有所用。 注重細節與易用性: 詳細講解每一個參數的含義和設置方法,每一個指令的使用技巧,力求讓讀者輕鬆上手。 係統性與全麵性: 覆蓋瞭從基礎概念到高級應用,從硬件選型到係統調試的整個運動控製生命周期。 貼近工程實際: 所選案例均為實際工程中常見且具有代錶性的應用,具有極高的參考價值。 六、 總結: 《PLC運動控製技術應用設計與實踐(三菱)》是一本集理論深度、實踐指導和工程應用為一體的權威教程。它不僅能夠幫助讀者係統掌握三菱PLC運動控製的核心技術,更重要的是,能夠培養讀者解決復雜工程問題的能力,使其在快速發展的工業自動化領域脫穎而齣,成為一名優秀的自動化工程師。本書是您邁嚮精益製造、實現自動化升級的理想選擇。