PLC与变频器技术项目实训 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨玲 编

图书标签:

• PLC
• 变频器
• 工业控制
• 自动化
• 实训
• 项目
• 电机控制
• 电气工程
• 编程
• 调试

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040334463

版次：1

商品编码：10903710

包装：平装

开本：16开

出版时间：2011-12-01

用纸：胶版纸

页数：208

字数：320000

正文语种：中文

编辑推荐

中等职业学校电气技术应用专业教学用书

内容简介

《PLC与变频器技术项目实训》是中等职业教育国家规划教材配套教学用书，是根据相关专业教学基本要求并参照国家职业技能标准编写而成。
《PLC与变频器技术项目实训》主要内容包括FX系列PLC的应用、FR系列变频器的原理与操作、数据通信三个模块，以及相关实训。
《PLC与变频器技术项目实训》可作为职业院校电气技术应用专业教材，亦可供机电类工程人员在维修电工中高级工和技师培训及考证训练时使用，也可作为生产一线工程技术人员解决问题的参考指南。

目录

模块1 FX系列PLC的应用
1.1 PLC的基本知识
1.1.1 PLC的性能指标
1.1.2 PLC的组成
1.1.3 FX系列PLC的特点与规格
1.1.4 FX2N系列PLC的软元件
实训一 认识FX系列可编程序控制器
任务1认识FX系列PLC的输入／输出接点及公共端口（COM）
任务2熟悉FX系列PLC的编程界面
习题1
1.2 FX2N系列PLC基本指令
1.2.1 基本指令概述
1.2.2 基本指令编程
实训二 FX系列PLC基本指令编程实训
任务3电动机运行控制
任务4灯光闪烁控制
习题2
1.3 步进控制指令及状态编程方法
1.3.1 FX2N系列PLC步进指令
1.3.2 多流程步进指令
实训三步进指令编程实训1（单流程控制）
任务5指示灯顺序控制
任务6彩灯控制
任务7工业用洗衣机控制
实训四步进指令编程实训2（多流程控制）
任务8十字路口交通灯控制
任务9多个指示灯顺序（并行分支）控制
任务10多个指示灯顺序（选择分支）控制
习题3
1.4 FX2N功能指令编程及应用
1.4.1 劝能指令概述
1.4.2 与数据通信有关的功能指令
习题4

模块2 FR系列变频器的原理与操作
2.1 变频器简单工作原理
2.1.1 概述
2.1.2 变频调速的控制方式
2.1.3 变频器的基本组成
2.1.4 变频器的分类
2.1.5 变频器的额定参数介绍
2.1.6 变频器的主要功能
实训五 FR-S500和FR-E700系
列变频器接线及简单操作实训
任务11 FR-S500系列变频器接线及简单操作
任务12 FR-E700系列变频器接线及简单操作
任务13 异步电动机的变频调速旋钮操作
习题5
2.2 变频器的运行操作模式
2.2.1 变频器的运行操作模式
2.2.2 变频器基本参数
实训六 变频器控制电动机3速运行操作实训
任务14 变频器控制电动机单向3速运行
任务15 变频器控制电动机正反向3速运行
习题6
2.3 变频器的其他功能设置
2.3.1 跳变频率参数
2.3.2 瞬时停电再启动参数
2.3.3 多段速度运行
2.3.4 变频器在空调制冷系统中的应用
实训七 变频器的其他信号及控制电
动机多速运行操作实训
任务16 频率跳变设定及运行
任务17 瞬时停电再启动参数设定及运行
任务18 变频器控制电动机正反向七速运行
任务19 变频器控制电动机正反向十五速运行
实训八 PLC（步进指令）与变频器综合应用实训
任务20 通过PLC与变频器控制电动机单向多段速运行
任务21通过PLC与变频器控制电动机正反向多段速运行
任务22通过PLC与变频器控制洗衣机运行
习题7

模块3 数据通信
3.1 数据通信的基础概念
3.1.1 数据通信的系统组成
3.1.2 数据通信方式
3.1.3 串行通信接口
3.1.4 FX泵列设备通信连接方式
习题8
3.2 FX系列PLC通信接口模块
3.2.1 FX2N-232BD通信接口模块
3.2.2 FX2N-485BD通信接口模块
3.2.3 FX2N系列PLC之间通信
示例
习题9
3.3 FX系列PLC与变频器的通信
3.3.1 FX系列PLC与三菱系列变频器RS485的串行通信协议
3.3.2 PLC通信格式
3.3.3 FX系列PLC与变频器通信的相关参数
3.3.4 变频器PU接口通过RS485的通信格式
3.3.5 PLC与变频器之间通信示例习题10
3.4 MT5000系列触摸屏的通信
3.4.1 MT5000系列触摸屏的基本操作
3.4.2 MT5000系列触摸屏操作举例
实训九 通信应用实训
任务23 PLC控制打印机
任务24 触摸屏、PLC与变频器的通信控制
习题11

附录
附录A FXZN系列PLC应用指令览表
附录B FXZN系列PLC特殊辅助继电器功能
附录C FR-S500变频器功能览表
附录D FR-E700变频器功能览表
参考文献

《自动化控制系统设计与应用》 前言 在当今工业生产日益精细化、智能化和自动化的浪潮中，对先进自动化控制技术的掌握已成为企业核心竞争力的关键。从大型生产线的协同运作，到单机设备的精准调控，自动化控制系统无处不在，深刻地影响着生产效率、产品质量、能源消耗乃至安全生产的方方面面。本书旨在为广大工程技术人员、高校学生及自动化技术爱好者提供一个全面、系统、深入的理论知识与实践技能相结合的学习平台。我们将从自动化控制系统的基本原理出发，逐步深入到工业现场实际应用的各个层面，涵盖常用控制元器件的选择与应用、PLC（可编程逻辑控制器）在工业自动化中的角色、变频器在电机调速控制中的关键作用，以及这些核心技术如何融合成完整的自动化解决方案。 本书的编写力求理论严谨与实践贴合，不仅讲解“是什么”，更强调“为什么”和“怎么做”。我们不仅会介绍各种技术概念，还会通过丰富的案例分析和实操指导，帮助读者理解技术在实际工程中的应用逻辑和方法。通过阅读本书，读者将能够： 理解工业自动化控制系统的基本架构、组成部分及工作原理。 掌握PLC的编程基础、指令系统、硬件配置及在实际项目中的应用技巧。 深入了解变频器的选型、安装、接线、参数设置及故障诊断与排除。 学习如何将PLC与变频器有机结合，实现复杂的运动控制、过程控制及多轴联动等高级应用。 掌握自动化系统设计的基本流程，包括需求分析、方案设计、元器件选型、程序开发、系统调试及维护。 提升解决实际工程问题的能力，培养独立完成小型自动化项目设计与实施的能力。 本书的内容编排循序渐进，从基础理论到高级应用，从原理讲解到案例实战，力求使读者在掌握核心技术的同时，也能建立起完整的自动化系统设计思维。无论您是初涉自动化领域的学生，还是希望提升技能的在职工程师，亦或是对工业自动化充满好奇的技术爱好者，本书都将是您宝贵的参考与学习资源。 第一章 工业自动化控制系统的基本概念与发展 本章将为读者构建一个关于工业自动化控制系统的宏观认识。我们将从工业自动化的起源和发展历程出发，阐述其在现代工业生产中的地位和重要性。随后，深入探讨自动化控制系统的基本组成，包括检测部分（传感器）、决策部分（控制器，如PLC）和执行部分（执行器，如电机、阀门等）。我们将详细讲解不同类型的控制系统，如开环控制与闭环控制的原理、区别与应用场景，以及连续控制与离散控制的特点。此外，本章还将介绍自动化控制系统的信息化、智能化发展趋势，如MES（制造执行系统）、SCADA（数据采集与监视控制系统）等，为读者理解PLC和变频器在更广泛的系统中所扮演的角色奠定基础。 第二章 传感器与执行器的原理及应用 在任何自动化控制系统中，传感器是感知外界环境和设备状态的“眼睛”，而执行器则是根据控制器指令进行动作的“手脚”。本章将详细介绍各类常用工业传感器的工作原理、技术特性、选型原则及典型应用。涵盖的传感器类型包括： 位移传感器：接触式、非接触式，如限位开关、接近开关、光电传感器、编码器等，用于检测物体的位置、位移和行程。 速度传感器：用于检测旋转或直线运动的速度，如测速发电机、霍尔传感器等。 压力传感器：测量液体或气体的压力。 温度传感器：测量环境或介质的温度，如热电偶、热电阻、红外测温仪等。 液位传感器：检测容器内液体的存量。 力传感器：测量施加在物体上的力。 同时，本章也将深入讲解各类执行器的原理、选型要点和应用方式，包括： 电机驱动器：电动机（交流、直流）、步进电机、伺服电机等，以及它们驱动方式的概述。 气动执行器：气缸、气动阀门等，及其在自动化控制中的应用。 液压执行器：液压缸、液压马达等。 电磁阀与继电器：作为低功率控制信号与高功率执行器之间的接口。 通过本章的学习，读者将能够根据具体应用需求，正确选择和配置合适的传感器与执行器，为后续的系统设计打下坚实的基础。 第三章 可编程逻辑控制器（PLC）基础理论与指令系统 PLC是现代工业自动化控制的核心。本章将系统地介绍PLC的基本概念、硬件组成、工作原理以及核心的编程技术。 PLC的基本概念与发展：介绍PLC的定义、优势、发展历程及其在工业控制中的地位。 PLC的硬件组成：详细讲解CPU模块、输入模块、输出模块、通信模块、电源模块、特殊功能模块（如模拟量、高速计数、定位等）的功能和作用。 PLC的工作原理：深入分析PLC的扫描周期（读取输入、执行程序、刷新输出）、CPU的工作流程、内存组织结构等。 PLC的编程语言：重点介绍IEC 61131-3国际标准定义的几种PLC编程语言，包括： 梯形图（LD）：这是最常用、最直观的编程语言，我们将在后续章节通过大量实例深入讲解。 指令表（IL）：一种低级语言，类似于汇编。 结构化文本（ST）：一种高级文本语言，类似于Pascal。 功能块图（FBD）：一种图形化语言，适合描述信号流。 顺序功能图（SFC）：一种图形化语言，适合描述顺序控制。 PLC的指令系统：详细介绍PLC常用的基本指令，如逻辑运算指令（AND, OR, XOR, NOT）、位操作指令（SET, RESET, OUT）、定时器指令（TON, TOF, TP）、计数器指令（CTU, CTD, CTUD）、比较指令（<, >, =, <=, >=, <>）、传送指令（MOV, SWAP）以及一些常用功能指令。 PLC的编程软件与调试：介绍主流PLC厂商的编程软件界面、常用功能（如在线监控、强制输入/输出、变量表等）以及程序调试的基本方法。 第四章 PLC的梯形图编程实例分析与应用 梯形图作为PLC最广泛使用的编程语言，其易读性和直观性使其成为电气工程师的首选。本章将通过大量典型的工业控制实例，详细讲解如何运用梯形图实现各种控制功能。 基本逻辑控制：自锁、互锁、延时启动、延时停止、单稳态触发等。 计数与分度控制：实现产品计数、批次生产、分度定位等。 定时与周期控制：实现设备定时启停、周期性动作、报警延时等。 顺序控制：例如，一个简单的物料输送系统，通过PLC控制皮带输送机、气缸的启停，实现物料的自动搬运。 多机联锁与协调控制：例如，多台泵组的切换控制、流水线生产中的设备协同工作。 报警与故障处理：通过PLC程序实现对设备异常状态的监测和报警提示。 简单数据处理与传送：例如，数据的读取、存储与比较。 每一个实例都将包含：明确的控制需求、硬件配置示意图、详细的梯形图程序解析、程序执行流程分析以及可能的调试注意事项。通过这些实例，读者将能够掌握将实际控制需求转化为PLC梯形图程序的方法。 第五章 变频器的原理、选型与基本应用 变频器是实现交流电机调速控制的关键设备。本章将深入剖析变频器的核心技术，指导读者如何正确选择和使用变频器。 变频器的基本工作原理：介绍变频器的结构（整流、中间直流环节、逆变）以及VVVF（电压/频率恒定比）调速、矢量控制、转矩控制等调速方式的原理。 变频器的主要技术参数：电压等级、功率等级、额定电流、过载能力、启停转矩、调速范围、效率、保护功能等，以及这些参数对选型的重要性。 变频器的选型原则： 根据负载特性选型：恒转矩负载、风机/水泵负载、恒功率负载等。 根据电机参数选型：额定功率、额定电压、额定电流。 根据供电环境和安装条件选型：电源波动、环境温度、湿度、防护等级（IP等级）。 根据控制要求选型：简单的启停控制、多段速控制、PID调节、通信控制等。 变频器的安装与接线：详细讲解变频器的安装注意事项（散热、电磁干扰）、电源侧接线、电机侧接线、控制信号接线（模拟量、数字量、通信接口）、接地要求等。 变频器的基本参数设置：讲解常用参数的意义和设置方法，如： 电机参数设置：额定电压、额定频率、额定电流、极数、功率等。 运行参数设置：加减速时间、最高/最低频率、基准频率、多段速设置。 控制方式设置：V/F控制、矢量控制、PWM模式。 保护参数设置：过载保护、欠压/过压保护、过温保护。 运行指令选择：端子控制、面板控制、通信控制。 变频器的基本应用实例： 风机水泵的恒压/恒流量控制：利用变频器内置PID功能实现节能控制。 皮带输送机的速度调节：根据生产需要调整输送速度。 卷绕设备的张力控制：实现恒张力卷绕。 第六章 PLC与变频器的集成应用与项目实战 本章是本书的核心，将重点讲解如何将PLC和变频器这两大核心技术有机结合，实现更复杂的自动化控制系统。 PLC控制变频器的方式： 数字量控制：通过PLC的数字输出点控制变频器的启停、正反转、多段速选择等。 模拟量控制：通过PLC的模拟输出（如0-10V，4-20mA）向变频器输出频率指令，实现平滑的无级调速。 通信控制：通过PLC的通信接口（如RS485、RS232、Ethernet）与变频器进行通信，实现参数设置、状态监控、频率指令等高级功能。重点介绍Modbus RTU/TCP等常用通信协议。 典型集成应用项目解析： 项目一：多层包装机的同步控制 需求分析：一台PLC控制多台变频器，分别驱动不同区域的输送带和包装机构，要求各部分协调工作，实现精确的包装位置控制。 方案设计：PLC作为主控制器，通过通信方式与各变频器建立联系，PLC根据包装需求生成同步指令，发送给变频器。 硬件选型与接线。 PLC程序设计：包括主程序、通信子程序、多段速控制逻辑、位置反馈处理等。 变频器参数设置：设置通信参数、本地控制参数、速度参数等。 系统调试与优化。 项目二：恒压供水系统设计 需求分析：根据用户用水量自动调节水泵转速，维持供水管网压力恒定。 方案设计：PLC接收压力传感器的反馈信号，进行PID运算，输出模拟量信号给变频器，变频器根据指令调节水泵电机转速。 硬件选型与接线（压力传感器、PLC模拟量模块、变频器）。 PLC程序设计：PID算法实现、模拟量输入/输出处理、泵的启停逻辑。 变频器参数设置：PID参数、加减速参数、低速保护等。 系统调试与性能评估。 项目三：数控送料机控制系统 需求分析：根据设定的长度要求， PLC控制变频器驱动送料电机，实现物料的精确送料。 方案设计：PLC接收上位机指令或通过面板输入送料长度，结合编码器反馈，控制变频器输出精确的转速和运行时间，实现精确送料。 硬件选型与接线（编码器、PLC高速计数模块、变频器）。 PLC程序设计：高速计数器使用、送料逻辑、定位控制。 变频器参数设置：用于定位的转速和加减速控制。 系统调试与精度验证。 自动化系统集成中的常见问题与解决方案：电磁兼容性（EMC）问题、接地问题、通信中断问题、参数不匹配问题、安全保护设计等。 第七章 自动化系统调试、维护与故障诊断 系统的成功运行离不开细致的调试和有效的维护。本章将指导读者如何系统地对自动化控制系统进行调试，并掌握日常维护和故障诊断的基本技能。 系统调试流程： 静态调试：检查接线、电气连接、元器件安装等。 单模块调试：分别对传感器、执行器、PLC模块、变频器等进行独立功能测试。 联调与联动测试：按照程序逻辑，逐步测试各功能模块的协同工作。 参数调试与优化：对PLC程序和变频器参数进行精细调整，以达到最佳的运行效果。 压力测试与稳定性评估：在不同工况下运行系统，观察其稳定性和可靠性。 系统维护与保养： 定期检查：电气连接、线缆、元器件外观、通风散热等。 清洁与除尘：保持控制柜和元器件的清洁。 软件备份与更新：定期备份PLC程序和变频器参数，及时进行必要的更新。 操作记录与文档管理：建立详细的运行和维护记录。 常见故障的诊断与排除： PLC相关故障：程序运行异常、输入/输出信号丢失、通信错误、硬件故障等。 变频器相关故障：过载报警、过压/欠压报警、过温报警、输出缺相、通信故障等。 传感器/执行器故障：信号异常、动作不正常、损坏等。 综合故障分析：结合系统工作流程，分析故障可能的原因，并提出相应的排除方法。 利用诊断工具：PLC编程软件的诊断功能、变频器的故障代码显示、万用表的使用等。 附录 常用电子元器件符号与标识。 PLC常用指令助记符速查表。 变频器常用参数设置参考表。 工业通信协议简介（如Modbus）。 结语 本书的编写是一次将理论知识与工程实践相结合的尝试。我们希望通过对PLC和变频器技术的深入讲解和项目实战的详细剖析，能够帮助读者真正掌握自动化控制的核心技术，并将其灵活应用于实际的工程项目中。工业自动化的道路充满挑战，但也充满机遇。掌握先进的自动化技术，就是掌握了驱动生产力发展的关键。愿本书成为您在自动化领域探索与实践的得力助手，祝您在自动化控制技术的学习与应用之路上取得丰硕的成果！

评分☆☆☆☆☆

读完《PLC与变频器技术项目实训》，我感觉自己仿佛完成了一次“数字化工厂”的深度探险。这本书的独到之处在于，它不是简单地罗列PLC和变频器的功能和指令，而是将它们置于一个完整的项目框架下进行讲解。从一个基础的生产线控制需求出发，循序渐进地引导读者完成从方案设计、硬件选型、程序编写到系统调试的整个过程。这种“以终为始”的学习方式，让我深刻理解了PLC和变频器在实际应用中的价值和意义。书中对于不同类型变频器在不同工况下的选型建议，以及与之匹配的PLC控制策略，都给出了非常详尽的指导。我特别欣赏书中对一些复杂控制逻辑的分解和讲解，例如如何利用PID算法实现更精密的温度或压力控制，如何通过多轴联动实现复杂的运动轨迹。这些内容不仅具有很高的理论深度，而且结合了大量的实际案例，让我能够清晰地看到理论是如何转化为实际生产力的。此外，书中还穿插了许多关于安全生产和节能降耗的考虑，这体现了作者的专业性和前瞻性，也让我意识到，在追求自动化效率的同时，也要关注可持续发展。这本书不仅适合学生学习，对于已经在自动化领域工作的工程师来说，也是一本很好的参考书，可以帮助拓宽思路，提升解决复杂问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最大冲击，莫过于它在“动手能力”培养方面的极致追求。我一直觉得，学习PLC和变频器，如果仅仅停留在理论层面，就像纸上谈兵，永远无法真正掌握精髓。而《PLC与变频器技术项目实训》恰恰打破了这一僵局。它提供了一系列精心设计的项目，每一个项目都包含了明确的目标、详细的步骤以及关键的技术要点。我跟着书中的指导，一步步搭建实训平台，连接硬件，编写程序，调试设备，整个过程充满了挑战，但也充满了成就感。书中对于不同类型PLC的编程风格和指令集进行了对比分析，并提供了不同品牌变频器的参数设置和通信方式的讲解，这让我能够更灵活地根据实际需求选择合适的技术方案。我尤其受益于书中关于故障诊断和排除的章节，它教会了我如何通过分析各种异常现象，快速定位问题所在，并给出有效的解决方案。这在实际工作中是至关重要的。这本书的语言风格非常直观，避免了空洞的理论说教，而是用大量的图例、表格和代码片段来辅助说明，使得复杂的概念变得易于理解。我感觉自己不仅仅是在学习技术，更是在学习一种解决问题的“思维模式”和“工程实践”。

评分☆☆☆☆☆

《PLC与变频器技术项目实训》这本书，给我最直观的感受就是“干货满满”，而且实用性极强。它避开了那些过于理论化、脱离实际的章节，而是直接将读者带入到真实的工业自动化项目场景中。这本书不仅仅是教授如何操作PLC和变频器，更重要的是教会我们如何运用它们去解决实际生产中的问题。书中的每一个项目都紧密结合了当下工业发展的热点和难点，比如能源管理、生产效率提升等。我尤其喜欢书中对于一些常用控制算法的讲解，例如步进控制、位置控制、张力控制等，以及如何将这些算法用PLC和变频器实现。书中提供的代码示例清晰明了，并且附带了详细的注释，这对于我这种喜欢通过模仿来学习的人来说，简直是福音。而且，书中还介绍了如何进行PLC和变频器的安全操作规程，以及一些常见的维护保养知识，这些都是在学校里难以学到的宝贵经验。这本书让我深刻认识到，自动化技术不仅仅是冰冷的机器和代码，更是解决实际问题、提高生产效率、保障生产安全的重要工具。对于想要快速掌握PLC和变频器核心技术，并将其应用于实际工作的读者，我强烈推荐这本书，它绝对是一本物超所值的“案头宝典”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的独特之处在于，它巧妙地将PLC和变频器的“软”与“硬”进行了高度融合，提供了一种非常接地气的学习体验。它没有回避实际工程中可能遇到的各种细节问题，反而将这些细节作为学习的重点。比如，在讲解变频器参数设置时，它会详细说明每一个参数的含义，以及在不同应用场景下的调整方法，而不是简单地列出几个常用参数。在PLC编程方面，它不仅介绍了基础的梯形图、指令表，还深入讲解了结构化文本和功能块的应用，并且强调了如何编写出易于维护和扩展的程序。书中关于通信协议的介绍，例如RS485、EtherNet/IP等，也让我对工业现场的数据交换有了更清晰的认识。最让我印象深刻的是，书中提供的几个综合性项目，涵盖了从设备选型到系统集成的全过程，这让我能够将之前零散的知识点串联起来，形成一个完整的知识体系。这种“实战演练”式的学习方式，让我对PLC和变频器在自动化生产中的实际应用有了更深刻的理解，也增强了我独立完成自动化项目的信心。这本书更像是一位经验丰富的导师，带着我一步一步探索工业自动化的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是工业自动化领域的“启蒙之光”！作为一名初入行不久的工程师，我一直在寻找一本能够将理论知识与实际操作紧密结合的教材，这本书恰好满足了我的需求。它不像有些书籍那样枯燥乏味，充斥着晦涩难懂的公式和概念，而是以项目实训为主线，将PLC和变频器的核心技术融入到一个个生动有趣的工业场景中。我尤其喜欢书中对常见工业自动化问题的分析和解决方案，例如如何设计一个完整的自动上下料系统，如何实现精确的电机速度控制，以及如何处理各种信号的输入输出。书中给出的详细步骤和图文并茂的解释，让我能够一步一步地跟着操作，仿佛置身于真实的工厂车间。而且，书中还提供了很多实用的编程技巧和调试方法，这对于我这个新手来说，简直是“救命稻草”。以前遇到一些棘手的问题，总是要花费大量的时间去查阅资料，现在有了这本书，很多问题都能迎刃而解。最重要的是，这本书不仅仅是传授技术，更重要的是培养我们解决实际问题的能力和独立思考的思维方式。它让我明白，学习自动化技术不仅仅是为了掌握几条指令，而是为了能够运用这些技术去创造价值，去解决工业生产中的实际难题。强烈推荐给所有对工业自动化感兴趣的读者，尤其是初学者，这本书一定会成为你学习道路上不可或缺的伙伴。