PLC、变频器、触摸屏应用技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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吴元修，王文华 编

图书标签:

• PLC
• 变频器
• 触摸屏
• 工业控制
• 自动化
• 电气工程
• 技术应用
• 编程
• 维修
• 实操

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302344810

版次：1

商品编码：11478520

品牌：清华大学

包装：平装

开本：16开

出版时间：2014-05-01

页数：207

内容简介

　　《PLC、变频器、触摸屏应用技术》共有4个模块10个工作任务，以三菱公司的FX2N系列可编程控制器为例，以基于工作过程的任务作为载体，介绍了PLC的硬件结构和工作原理、PLC的内部编程元件和指令系统、编程软件的使用和梯形图的设计方法，以及触摸屏与变频器的具体使用方法。从应用角度出发，基于典型工作任务的设计与安装等工程实例编写，旨在培养读者PLC技术在生产一线的应用能力，使读者学会PLC控制系统的设计方法，熟悉PLC控制系统施工与质量验收规范，了解国内外PLC技术发展动向，具有PLC控制系统的设计、安装、调试与维护能力，具有利用PLC完成中等复杂程度机电设备控制系统的改造设计能力。
　　《PLC、变频器、触摸屏应用技术》可作为高职高专院校电气自动化技术、机电一体化技术和数控技术等专业的教材使用，也可供企业工程技术人员自学和作为培训教材使用。

目录

模块1PLC基本逻辑指令应用

任务1认识可编程控制器

任务2电动机正/反转控制系统设计与安装

任务3电动机�病髌舳�控制系统设计与安装

模块2PLC顺序控制指令应用

任务4交通信号灯控制系统设计与安装

模块3PLC特殊功能指令应用

任务5电镀生产线控制系统设计与安装

任务6机械手控制系统设计与安装

任务7步进电动机控制系统设计与安装

任务8刨花板拌胶机控制系统设计与安装

模块4触摸屏与变频器应用

任务9抢答器控制系统设计与安装

任务10异步电动机变频调速控制系统设计与安装

参考文献

前言/序言

　　为满足高等职业教育的需要，培养实际动手能力强、岗位技能水平高、具有现场操作技能的高等技术应用型人才，适应不断发展的自动化技术人才市场需求，作者参考相关职业技能鉴定规范和技术工人等级考核标准，编写了这本教材。
　　本书的编写体现了淡化理论、培养技能、重在应用的原则，强化职业技能的应用，努力帮助学习者提高自学水平，提供自学渠道。
　　本书共分4个模块，10个工作任务，以FX2N可编程控制器为例，以基于工作过程的任务为载体，介绍了PLC的硬件结构和工作原理、PLC的内部编程元件和指令系统、编程软件的使用和梯形图的设计方法，以及触摸屏与变频器的具体使用方法。
　　本书由多名一线教师参加编写，具体分工为： 王文华老师编写模块1，亓秀玲老师编写模块2，吴元修老师编写模块3中的任务5、任务6和任务7，秦贞龙老师编写模块3中的任务8，狄敬国老师编写模块4，全书由吴元修老师统稿。
　　本书与山东泰山钢铁集团相关分厂和科室合作完成，他们对任务载体的选择和教学设计提出了宝贵意见。本书编写过程中还得到了宋健老师的大力支持和帮助。对上述单位和个人一并表示衷心感谢。
　　由于编者水平有限，书中难免存在错漏之处，诚请读者批评指正，以便修订完善。
　　编者2014年1月

工业自动化核心技术：PLC、变频器、触摸屏深度解析与实战应用 引言： 在现代工业生产日益智能化、自动化的浪潮中，可编程逻辑控制器（PLC）、变频器和触摸屏作为工业自动化领域的三大核心支柱，其重要性不言而喻。它们如同流水线上的神经中枢、动力心脏和直观交互界面，共同 orchestrate 着复杂多变的生产流程，实现效率的飞跃和品质的提升。本书并非一本单纯的技术手册，而是致力于为广大工业自动化从业者、电气工程专业学生以及对工业控制技术充满兴趣的技术爱好者，提供一个全面、深入且极具实践价值的学习平台。我们将以扎实的理论基础为导引，以海量的实际案例为载体，带领读者一步步解锁PLC、变频器、触摸屏的奥秘，掌握它们在不同工业场景下的灵活运用，最终能够独立完成自动化系统的设计、集成与维护。 第一部分：PLC——工业自动化的大脑与逻辑控制器 PLC（Programmable Logic Controller）作为工业自动化系统的核心控制单元，其作用相当于工业生产的“大脑”。它能够接收来自传感器、开关等输入设备的状态信号，经过内部程序逻辑的处理，输出控制信号给执行机构（如电机、电磁阀等），从而实现对生产过程的精确控制。 PLC的基本原理与结构： 我们将从PLC的诞生背景、发展历程入手，深入剖析其核心组成部分，包括中央处理器（CPU）、存储器（程序存储器、数据存储器）、输入/输出（I/O）接口模块、电源模块等。理解各模块的功能及其相互作用，是掌握PLC的基础。 PLC的编程语言： 本书将重点讲解在工业自动化领域应用最为广泛的几种PLC编程语言，包括梯形图（Ladder Diagram, LD）、指令表（Instruction List, IL）、结构化文本（Structured Text, ST）、功能块图（Function Block Diagram, FBD）和顺序功能图（Sequential Function Chart, SFC）。我们将逐一介绍每种语言的语法结构、指令集以及适用场景，并通过大量实例演示如何使用这些语言编写出高效、可靠的控制程序。例如，在处理复杂的逻辑判断时，ST的灵活性和LD的直观性各有千秋，我们将展示如何根据实际需求选择最合适的编程方式。 PLC的通信与网络： 现代工业生产中，PLC并非孤立存在，而是需要与其他设备、上位机甚至云端进行信息交互。因此，理解PLC的通信协议至关重要。本书将深入探讨RS-232、RS-485等串行通信，以及Ethernet/IP、Profinet、Modbus TCP/IP等工业以太网通信协议。我们将讲解不同通信方式的原理、拓扑结构、通信参数设置以及如何在实际项目中构建稳定可靠的通信网络。 PLC的硬件选型与应用： 针对不同规模和复杂度的工业项目，选择合适的PLC硬件是关键。我们将分析不同品牌（如西门子、三菱、罗克韦尔等）PLC的特点、性能指标、I/O点数、扩展能力以及价格定位，为读者提供科学的选型依据。同时，我们将结合具体的工业应用场景，如生产线控制、包装机械、注塑机、起重设备等，演示如何根据工艺要求选择合适的PLC型号和I/O模块，并进行实际的接线与配置。 PLC的故障诊断与维护： 自动化系统的高可靠性要求对PLC的故障诊断与维护能力提出了挑战。本书将系统介绍PLC常见的故障类型（如输入输出故障、通信故障、程序错误、硬件损坏等），以及相应的诊断方法和排查技巧。我们将讲解如何利用PLC的诊断功能、在线监视工具、错误代码等，快速定位问题并进行修复，最大程度地减少停机时间。 第二部分：变频器——工业电机的“变速箱”与节能专家 变频器（Variable Frequency Drive, VFD），又称变频调速器，是专门用于控制交流电机（如异步电动机）转速的电力电子装置。它通过改变供给电机的电源频率和电压，实现对电机转速的平滑、精确调节，从而满足不同工况下的运行需求，同时实现显著的节能效果。 变频器的基本原理与构成： 本书将首先阐述变频器的工作原理，即“AC-DC-AC”的变频过程。我们将详细解析变频器的内部结构，包括整流单元、平波电抗器、逆变单元、控制单元等，并解释各部分的功能以及它们如何协同工作。 变频器的控制方式： 变频器的控制方式直接影响到电机的运行性能。本书将重点介绍几种主要的控制方式：V/f（电压/频率）控制、矢量控制（包括无传感器矢量控制和有传感器矢量控制）以及伺服控制。我们将深入剖析各种控制方式的优缺点，以及它们在不同负载特性下的适用性。例如，在需要高精度速度控制和动态响应的场合，矢量控制是不可替代的选择。 变频器的功能参数设置： 变频器拥有丰富的参数，通过对这些参数的合理设置，可以实现各种复杂的控制功能。本书将详细解读变频器常用的关键参数，例如：额定功率、额定电压、最高频率、最高输出电压、加减速时间、载波频率、保护参数（过载、过压、欠压、过温等）、多段速设置、PID调节设置等。我们将结合实际应用，演示如何根据电机规格、负载特性和工艺要求，精确地设置这些参数，以获得最佳的运行效果。 变频器的通信与联网： 与PLC类似，变频器也需要与外部系统进行通信和协调。本书将介绍变频器常用的通信接口和协议，如RS-485（Modbus RTU）、CANopen、Ethernet/IP等，并演示如何通过这些接口实现变频器的远程控制、参数读取和状态监视。 变频器的实际应用案例： 变频器在工业生产中应用极其广泛。本书将聚焦于一些典型应用场景，如： 风机水泵类负载： 如何通过变频器实现节能运行，解决传统方式下“大马拉小车”的能源浪费问题。 起重运输设备： 如何实现重载启动、平稳运行和精确定位。 皮带输送线： 如何实现不同速度段的切换和物料的精确输送。 加工中心： 如何配合PLC实现主轴转速的精确控制，提高加工精度。 恒压供水系统： 如何通过变频器实现水泵转速的自动调节，维持恒定的供水压力。 变频器的选型、安装与维护： 本书将指导读者如何根据电机功率、电源电压、使用环境、控制精度要求等因素，正确选型变频器。同时，我们将提供变频器的正确安装方法（包括布线、接地、通风散热等）以及日常维护和故障排除的实用技巧，例如如何识别和处理过载、接地故障、通信错误等。 第三部分：触摸屏——工业自动化的直观交互窗口 触摸屏（Human-Machine Interface, HMI），作为人机交互的载体，极大地简化了操作人员与自动化设备之间的沟通。它将复杂的工业控制信息以直观、友好的图形界面呈现出来，允许操作人员通过触摸进行参数设定、状态监控、故障报警处理等，是实现自动化生产精细化管理的关键组成部分。 触摸屏的基本原理与类型： 我们将首先介绍触摸屏的感应原理，并分类介绍电阻式、电容式、红外式等不同类型的触摸屏技术，以及它们在工业应用中的优劣势。 触摸屏组态软件的使用： 触摸屏的配置和编程主要依赖于其配套的组态软件。本书将选取市面上主流的触摸屏品牌（如威纶通、昆仑通态、西门子、Eview等）的组态软件，详细讲解其功能模块，包括： 画面创建与编辑： 如何绘制各种图形对象（按钮、指示灯、数值显示、滑块、仪表盘等），设置颜色、字体、大小和位置。 对象属性与联动： 如何将画面对象与PLC的寄存器、变量进行绑定，实现数据的读写和状态的实时显示。 控件的应用： 如何使用各种功能控件，如多页切换、趋势图、报警记录、数据报表、配方管理等，丰富用户界面。 脚本编程： 对于更复杂的功能需求，例如自定义逻辑、数据处理等，本书将介绍触摸屏自带的脚本语言（如Basic脚本、C脚本等）的应用。 触摸屏与PLC的数据通信： 触摸屏与PLC之间的数据交换是实现人机交互的核心。本书将详细讲解如何配置触摸屏与不同品牌、不同通信协议（如Modbus TCP/IP, Profinet, RS-485等）的PLC建立通信连接。我们将演示如何设置通信参数、选择数据地址、定义读写区域，确保数据的实时、准确传输。 触摸屏的实际应用项目： 我们将通过一系列完整的项目案例，展示触摸屏在不同工业场景下的应用： 单机设备监控界面： 为一台独立的包装机或注塑机设计一套操作和监控界面，包括启动停止、参数设定、报警显示等。 多设备联动控制界面： 设计一个生产线的总控画面，能够监控和控制多台PLC控制的设备，实现整线协同工作。 数据采集与报表生成： 如何利用触摸屏采集生产过程中的关键数据（如产量、良品率、温度、压力等），并生成日报、月报等报表。 故障诊断与报警处理： 设计直观的报警提示界面，便于操作人员快速识别故障原因并进行处理。 触摸屏的安装、调试与维护： 本书将提供触摸屏的物理安装指导（如开孔、固定、接线等）以及软件调试的流程。同时，我们将分享触摸屏常见的故障排除方法，例如通信中断、画面显示异常、触摸失灵等。 第四部分：整合应用与进阶技巧 在掌握了PLC、变频器、触摸屏各自的基础知识后，本书的第四部分将着重于它们的整合应用，并引入一些进阶的自动化设计理念与实践。 PLC、变频器、触摸屏一体化系统设计： 本部分将通过多个大型、综合性的工业自动化项目案例，演示如何将PLC、变频器、触摸屏有机地结合起来，构建一个完整的、高性能的自动化系统。例如，一个完整的食品包装生产线项目，将涉及： PLC作为主控制器： 负责协调整条生产线的动作，控制传送带、包装机、封口机等各环节的PLC。 变频器控制传送带速度： 根据产品类型和生产需求，通过PLC指令或触摸屏设定，精确控制传送带的运行速度，实现高效率和高节拍。 触摸屏作为人机交互平台： 提供整个生产线的监控界面，包括各设备状态显示、参数设定、产量统计、报警信息等，并支持配方管理、操作员权限控制等功能。 PLC与变频器的深度协同控制： 除了基本的启停和调速，我们将探讨PLC与变频器之间更高级的协同控制，例如： PID闭环控制： 利用PLC的PID指令和变频器的模拟量输出，实现对温度、压力、流量等工艺参数的精确闭环控制。 力矩补偿与恒张力控制： 在卷绕、放卷等应用中，如何通过PLC与变频器配合，实现恒定的张力控制。 多电机同步控制： 在一些特殊的机械设备中，如何利用PLC协调多台变频器，实现多台电机精确同步运行。 PLC、变频器、触摸屏的工业以太网应用： 随着工业4.0和工业物联网（IIoT）的发展，工业以太网的应用越来越普遍。本书将详细介绍如何在PLC、变频器、触摸屏之间构建基于Ethernet/IP、Profinet等工业以太网的通信网络，并演示如何实现数据的实时交换、远程诊断和与MES/SCADA系统的集成。 数据采集与MES/SCADA系统集成： 讲解如何通过PLC和触摸屏采集生产过程中的关键数据，并将其上传到MES（制造执行系统）或SCADA（监控与数据采集）系统，以实现生产过程的可视化、数据分析和优化管理。 自动化系统的安全与可靠性设计： 强调在自动化系统设计中，安全性和可靠性的重要性。我们将讨论： PLC的冗余设计： 在关键应用中，如何通过PLC冗余配置提高系统的可用性。 变频器的保护机制： 如何利用变频器自身的保护功能和外部传感器，防止设备损坏。 触摸屏的用户权限管理： 防止误操作和非授权访问。 EMC（电磁兼容性）设计： 确保自动化设备在复杂的工业环境中稳定运行。 未来趋势与发展展望： 简要介绍工业自动化领域的新技术、新趋势，如工业物联网、人工智能在工业控制中的应用、边缘计算等，为读者打开更广阔的视野。 结语： 本书的目标是成为您在工业自动化学习道路上的一位得力助手。通过理论与实践的紧密结合，我们希望能够帮助您建立起对PLC、变频器、触摸屏技术的深刻理解，并具备独立解决实际工程问题的能力。本书的内容涵盖了从基础概念到高级应用，力求全面、详实，让您在掌握核心技术的同时，也能洞悉行业的发展脉搏。无论您是初学者还是经验丰富的工程师，都能从中获得启发和帮助，共同推动工业自动化的进步。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出版，我只能用“误人子弟”来形容。从书名上看，我期待的是一本能够指导我如何将PLC、变频器和触摸屏这三者有机结合，在实际工业场景中实现自动化控制的技术手册。我希望能从中学习到如何根据不同的工艺需求，选择合适的PLC型号和I/O模块，如何精确地配置变频器以满足电机运行的要求，以及如何设计直观易懂的触摸屏界面来方便操作人员进行监控和控制。然而，这本书的内容，完全没有达到我的预期。PLC的部分，对各种指令的解释生硬而枯燥，缺乏生动的比喻和贴切的例子，让人难以理解其真正的应用场景。变频器的章节，更像是对产品说明书的拙劣模仿，只是简单地罗列了一些技术参数，却没有深入剖析这些参数之间的相互关系以及它们对电机性能的影响。而触摸屏的部分，则显得尤为薄弱，仅仅是介绍了几个基础的控件，对于如何实现复杂的逻辑联动和数据交互，几乎没有任何提及。读完这本书，我感觉自己对这些设备仍然是一知半解，离实际应用还有十万八千里。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容，我实在不敢恭维。虽然名字听起来挺吸引人的，什么PLC、变频器、触摸屏，这些都是工业自动化领域的核心设备，理论上应该涵盖很多实用的知识。但翻开目录，我看到的是一堆空泛的理论和不知所云的术语堆砌。例如，关于PLC的章节，洋洋洒洒写了几十页，却几乎没有一个实际的接线图，也没有具体的编程实例。更多的是对“顺序控制”、“逻辑控制”等概念的抽象描述，这对于一个想要实际操作、解决问题的初学者来说，简直是天书。更不用说变频器和触摸屏部分了，简直是一笔带过，像是在走过场，完全没有深入讲解不同品牌、型号设备的选型、调试、参数设置等关键环节。整本书读下来，我感觉自己像是在听一场关于自动化理论的哲学讲座，却丝毫没有获得任何能够指导我实际工作的技能。如果有人问我这本书到底讲了什么，我只能苦笑，因为它似乎什么都没讲。

评分☆☆☆☆☆

对于这本书，我的失望之情溢于言表。我原以为它能提供一些关于PLC、变频器和触摸屏实际应用的案例分析，甚至是一些解决常见问题的技巧。然而，这本书的实际内容，简直就是一场“理论的狂欢”，而“实践的盛宴”则付之阙如。它充斥着大量的通用性描述，比如“PLC是工业控制的核心”、“变频器能够实现电机的无级调速”、“触摸屏是人机交互的友好界面”等等，这些都是小学生都知道的常识。书中对PLC编程，只是泛泛地提到了梯形图、指令表等几种基本编程语言，却没有提供任何详细的编程逻辑讲解，更别提复杂的PID控制、伺服控制等高级应用了。变频器的部分，则更多地强调了其“节能”、“高效”的优点，却对实际操作中的限矩控制、转矩提升、载波频率设置等关键参数的意义和调整方法语焉不详。至于触摸屏，书中更是将其描绘成一个“万能的交互工具”，却忽略了实际应用中，如何进行画面设计、控件选择、数据联动、报警处理等一系列复杂而必要的操作。读完这本书，我感觉自己像是被灌输了一堆华丽但无用的辞藻，对于实际的工作毫无助益。

评分☆☆☆☆☆

我不得不说，这本书的内容，完全没有达到我作为一名对工业自动化感兴趣的读者的期望。从书名来看，我以为这本书会详细讲解PLC、变频器和触摸屏在实际生产中的应用，比如如何利用PLC进行逻辑控制、如何使用变频器实现电机调速，以及如何通过触摸屏构建直观的人机交互界面。然而，书中对这些核心内容的阐述，却显得异常肤浅和空洞。PLC部分，与其说是技术讲解，不如说是一份枯燥的理论概述，对于实际编程中的各种指令和功能，作者只是简单地罗列，却没有给出任何可操作的示例，更不用说复杂的逻辑设计和算法应用了。变频器的章节，也只是泛泛而谈，对于如何在不同行业、不同设备中选择合适的变频器，以及如何进行精准的参数调试以达到最佳的节能效果，完全没有涉及。触摸屏的内容，更是让人摸不着头脑，书中更多的是在讨论触摸屏的“交互性”和“用户体验”，而对于实际的画面设计、控件配置、数据通信等技术细节，则语焉不详。总而言之，这本书的内容，就像是在空中楼阁，缺乏任何扎实的根基和实际的落地。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容，实在是令人大失所望。作为一个对工业自动化领域充满好奇的读者，我抱着学习PLC、变频器和触摸屏技术的心态购买了它。我期望能够通过这本书，掌握一些基础的理论知识，更重要的是，能够获得一些实际的操作指导和解决问题的思路。然而，这本书的内容，充斥着大量陈旧过时、过于理论化的描述，几乎没有涉及任何具有实际意义的应用案例。例如，在PLC章节中，作者花费了大量的篇幅去介绍PLC的硬件结构和基本工作原理，但对于如何实际编写程序来解决一个具体的控制问题，却含糊其辞。对于变频器，书中仅仅是简单地提到了它的功能，却对如何根据不同的负载特性选择合适的变频器型号，以及如何进行具体的参数设置和故障排除，几乎只字未提。而触摸屏的部分，更是令人费解，作者似乎将重点放在了对触摸屏“概念”的阐述上，却忽略了如何实际进行人机界面的设计和开发，如何实现数据的采集、显示和控制。总而言之，这本书的内容，与“应用技术”这个书名，简直是风马牛不相及。