三菱FX3u PLC应用基础与编程入门 李金城编 科技 书籍

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李金城编著 著
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店铺: 文轩网旗舰店
出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121297250
商品编码:11542461414
丛书名: 工控技术精品丛书
开本:16开
出版时间:2016-08-01
页数:626
字数:1018000

具体描述













PLC技术在现代工业自动化中的重要性与发展趋势 在当今工业生产高度集成化、智能化发展的浪潮中,可编程逻辑控制器(PLC)作为自动化控制的核心单元,扮演着至关重要的角色。从传统的离散制造到复杂的流程控制,PLC的应用贯穿于各个工业领域,为提高生产效率、优化资源配置、保障产品质量以及实现柔性化生产提供了强大的技术支撑。 PLC的基本原理与功能 PLC是一种专为工业自动化设计的数字电子装置,它能够通过编程来控制各种生产机械和生产过程。其核心在于“可编程”这一特性,这意味着用户可以通过编写特定的程序来定义控制逻辑,从而实现对各种输入信号(如传感器、按钮)的采集和处理,并根据预设的逻辑关系输出控制信号,驱动执行器(如电机、阀门、继电器)完成相应的动作。 PLC的基本工作原理是通过扫描的方式循环执行用户编写的程序。在每一次扫描周期中,PLC会首先读取所有输入模块的状态,然后根据程序逻辑进行运算,最后更新所有输出模块的状态。这种快速、可靠的循环扫描机制保证了PLC能够实时响应生产过程的变化,并做出准确的控制决策。 PLC的功能远不止简单的开关量控制,现代PLC已经集成了多种先进功能,包括: 模拟量处理: 能够读取和输出模拟信号(如温度、压力、流量),实现更精密的控制。 高速计数与脉冲输出: 适用于需要精确测量或控制速度的应用,如伺服电机控制、编码器信号处理。 通信功能: 支持多种工业通信协议(如RS-232/485、Ethernet/IP、PROFINET),能够与其他PLC、人机界面(HMI)、上位机系统进行数据交换和协同工作,构建复杂的分布式控制系统。 运动控制: 部分高性能PLC具备强大的运动控制能力,可以集成伺服驱动器,实现多轴联动、轨迹规划等高级运动控制功能。 数据处理与诊断: 能够进行数据记录、报表生成、故障诊断和远程监控,极大地提升了工业生产的可管理性和维护效率。 PLC在各行业的广泛应用 PLC的应用领域几乎涵盖了所有工业部门: 制造业: 在汽车制造、电子产品组装、食品饮料加工、纺织印染等行业,PLC广泛用于生产线的自动化控制,如物料输送、机器人协作、装配检测、包装封口等。 能源行业: 在电力、石油、天然气等领域,PLC用于发电厂的机组控制、变电站的监控、油气管道的调度和安全联锁等。 基础设施建设: 在水处理厂、污水处理厂、交通信号控制、楼宇自动化等系统中,PLC发挥着至关重要的作用,保障着城市运转的顺畅和居民生活的便利。 环保领域: 在废气处理、废水净化、垃圾焚烧等环保设备中,PLC用于精确控制工艺参数,确保环保效果。 PLC技术的发展趋势 随着工业4.0和智能制造的深入推进,PLC技术正朝着以下方向发展: 智能化与集成化: 新一代PLC集成了更多的智能功能,如人工智能算法、机器学习能力,能够进行自适应控制和故障预测。同时,PLC与MES(制造执行系统)、ERP(企业资源计划)等信息系统的集成度越来越高,实现了信息流和控制流的深度融合。 网络化与无线化: 工业以太网通信已成为主流,PLC之间以及PLC与上位机之间的通信更加高效、可靠。无线通信技术在部分场景下的应用也逐渐增多,提高了部署的灵活性。 安全性的提升: 随着工业网络攻击的威胁增加,PLC的安全防护能力越来越受到重视,从硬件到软件都增加了多重安全机制。 易用性与开发效率: 软件编程环境更加图形化、人性化,支持多种编程语言(如Ladder Diagram, Function Block Diagram, Structured Text),降低了编程门槛,提高了开发效率。 边缘计算的融合: PLC逐渐融合边缘计算能力,能够在本地进行数据预处理和分析,减少对云端的依赖,提高响应速度。 理解PLC应用的关键要素 要成功应用PLC,需要掌握以下几个关键要素: 硬件选型: 根据具体的控制需求、I/O点数、通信要求、环境条件等选择合适的PLC型号和扩展模块。 编程语言: 熟悉IEC 61131-3标准定义的PLC编程语言,选择最适合项目需求的语言进行开发。 系统集成: 能够将PLC与其他自动化设备(如HMI、变频器、传感器)进行有效集成,构建完整的自动化系统。 故障诊断与维护: 掌握PLC的故障排除方法,能够快速定位问题并进行修复,保障生产的连续性。 安全意识: 在设计和编程过程中,充分考虑电气安全和操作安全,避免潜在的危险。 PLC技术作为现代工业自动化的基石,其重要性不言而喻。随着技术的不断进步,PLC将继续在推动工业向更高效、更智能、更可持续的方向发展中发挥核心作用。

用户评价

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这本书在对三菱FX3u PLC编程语言的介绍上,给我带来了极大的启发。除了大家熟知的梯形图,李金城老师还对指令表(IL)、功能块图(FBD)以及顺序功能图(SFC)等编程方式进行了详尽的阐述。对于指令表,他并没有把它写成枯燥的汇编式指令堆砌,而是将其与梯形图的逻辑对应起来,让我理解了指令表在实现一些特定逻辑时的简洁高效。在介绍功能块图时,书中展示了如何利用预定义的块来构建复杂的控制系统,这对于需要模块化编程的场景非常有帮助。而最让我眼前一亮的是顺序功能图(SFC)的讲解。通过SFC,我第一次直观地看到了一个完整的自动化流程是如何被一步步分解和实现的,包括状态、转移、步指令等,这些概念的引入,让我从整体上把握了程序的执行流程,极大地提升了我对复杂工艺流程编程的能力。书中的SFC示例也非常经典,能够很好地引导读者理解其应用。

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这本书简直是为我这种PLC新手量身定做的!拿到书的那一刻,我就被它厚实的内容和严谨的编排吸引了。打开第一章,作者李金城并没有直接抛出枯燥的指令,而是从PLC的基本概念、发展历程以及在工业自动化中的核心作用入手,循序渐进地构建了我对PLC的整体认知框架。这比我之前看的一些直接讲指令的书籍要友好太多了。书中的插图和图示非常丰富,将抽象的概念具象化,比如PLC的内部结构、输入输出模块的工作原理,都通过清晰的图解得到了生动展示,让我这个初学者也能一目了然。更难得的是,作者在讲解基本概念时,并没有回避一些技术细节,而是用一种非常易于理解的方式进行了阐述,比如关于扫描周期、中断响应的解释,都让我对PLC的实时性有了更深刻的体会。而且,书中对三菱FX3u系列PLC的硬件特点、扩展性以及在不同应用场景下的优势进行了详细介绍,这让我对这款PLC的性能有了直观的认识,也为我后续的学习打下了坚实的基础。总而言之,这本书的前期铺垫做得非常扎实,为我顺利进入PLC编程的大门扫清了许多障碍,让我充满了学习的信心和兴趣。

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这本书在关于PLC的安全性和可靠性方面的讨论,让我印象深刻。在工业自动化领域,程序的稳定运行至关重要,一旦出现故障,可能会导致巨大的经济损失甚至安全事故。李金城老师在书中专门辟出章节,详细阐述了如何通过合理的编程设计来提高PLC程序的可靠性。比如,他讲解了如何通过冗余设计来避免单点故障,如何利用错误处理机制来应对突发情况,以及如何进行程序的自诊断和报警。书中还提到了PLC硬件的选型、安装和维护注意事项,这些细节的关注,让我认识到,一个稳定运行的自动化系统,不仅仅是编程技巧的体现,更是从硬件到软件全方位的考量。这种对细节的严谨态度,让我对PLC的应用有了更深刻的理解。

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这本书在对三菱FX3u PLC的通信功能进行介绍时,给我打开了新的视野。之前我一直以为PLC只是一个独立的控制器,但这本书让我了解到,PLC可以与其他设备进行“对话”。李金城老师详细讲解了FX3u PLC在RS-232C、RS-485以及以太网等通信接口的应用,并给出了具体的编程方法。例如,书中通过一个案例,演示了如何利用PLC与变频器进行通信,实现对电机转速的远程控制和参数的读取。这让我意识到,PLC在构建更复杂的自动化系统,比如SCADA系统或者MES系统中,扮演着至关重要的角色。书中的讲解非常细致,不仅有通信协议的原理介绍,还有实际的通信指令和参数设置示例,让我能够动手实践,真正理解PLC是如何实现与其他设备的无缝集成的。

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这本书对于PLC的扩展模块和特殊功能单元的介绍,让我看到了FX3u系列PLC的强大潜力。李金城老师详细介绍了FX3u系列PLC可以外接的各种扩展模块,比如模拟量输入/输出模块、高速计数模块、定位模块等,并结合实际应用场景,讲解了如何利用这些模块来扩展PLC的功能。例如,在讲解定位模块时,书中提供了一个关于“伺服电机精确运动控制”的案例,让我了解了如何通过PLC编程来控制伺服电机的启停、速度、位置,实现高精度的自动化运动。这些内容的学习,让我明白,FX3u PLC并非仅仅是一个基础的控制器,通过合理的配置和编程,它可以胜任更加复杂和精密的自动化任务。

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书中关于PLC程序调试和故障排除的部分,是我认为最具实用价值的内容之一。在实际的PLC应用中,程序的调试和故障排除是不可避免的环节。李金城老师在这方面给出了非常详细的指导。他介绍了多种常用的调试方法,比如单步执行、强制输出、在线监视等,并结合具体的程序段,演示了如何利用这些工具来查找和定位程序中的错误。更重要的是,书中还提供了一些常见的PLC故障分析案例,以及相应的排除思路和方法。这对于我这种新手来说,无疑是雪中送炭,让我能够更有条理、更高效地解决在实际编程中遇到的各种问题。

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这本书的章节编排非常人性化,让我在学习过程中能够循序渐进,避免了“消化不良”。它不是上来就讲深奥的内容,而是从最基础的PLC硬件构成、通信原理讲起,逐步深入到指令集、编程方法。当我掌握了基础概念后,再学习更复杂的指令和编程技巧,就会觉得轻松很多。而且,书中对于每个章节的知识点都进行了清晰的划分,并配有相应的练习题,这让我能够及时巩固所学内容,检验自己的掌握程度。我特别喜欢的是,在一些关键性的章节后面,作者会给出一个小型的综合性练习,让我尝试将前面学到的多个知识点融会贯通。这种“由浅入深、由易到难”的学习路径,对于我这种初学者来说,简直是福音,让我能够一步一个脚印地扎实掌握PLC编程技术。

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我对这本书最满意的一点就是它深入浅出的编程讲解。李金城老师在介绍梯形图(LD)指令时,真的是把每一个基础指令都拆解得非常透彻。例如,在讲解触点指令(NO/NC)时,他不仅给出了指令的符号和功能描述,还结合了实际的电路图和PLC的输入输出状态,演示了触点在不同状态下的逻辑关系,甚至还用简单的逻辑推理来解释其工作原理,这让我这种刚接触PLC的人也能轻松理解。随后,他还引入了线圈指令、定时器、计数器等常用指令,每一个指令的讲解都伴随着详细的实例,比如如何使用定时器实现延时启动,如何用计数器进行产品计数。这些例子贴近实际生产应用,让我能够立刻将学到的知识应用到模拟场景中。更值得赞赏的是,书中并没有止步于指令的介绍,而是进一步讲解了如何组合这些指令来构建复杂的控制逻辑,例如如何利用AND/OR指令实现多条件判断,如何利用SET/RST指令进行状态的置位和复位。这些内容对我来说是真正解决了“学了会,但不知道怎么用”的困境,让我看到了将理论转化为实际控制的可能性。

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这本书在案例分析部分做得非常出色,几乎可以说是我的“实战宝典”。李金城老师挑选的案例都非常贴近工业现场,涵盖了从简单的物料搬运到复杂的生产线控制。例如,书中有一个关于“自动灌装机控制”的案例,详细讲解了如何利用FX3u PLC来控制电机的启停、阀门的开关、传感器的信号采集,以及如何通过编程实现精确的灌装量控制。这个案例让我看到了PLC在实际生产中的强大应用能力。更重要的是,在讲解每个案例时,书都遵循了一个清晰的逻辑:首先分析实际需求,然后绘制出控制流程图,接着给出详细的PLC编程步骤,包括输入输出点的分配、程序的结构设计、关键指令的使用,最后还对程序进行了调试和优化。这种完整的案例分析模式,让我不仅仅是学习了某个特定的功能,而是学会了如何去分析一个实际的自动化问题,并用PLC去解决它。

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读完这本书,我感觉自己对三菱FX3u PLC的掌握程度有了质的飞跃。它不仅仅是一本技术手册,更像是一位经验丰富的老师,循循善诱地引导我进入PLC的世界。书中丰富的案例、详尽的讲解,以及对实用技巧的强调,都让我受益匪浅。我尤其欣赏作者的写作风格,语言清晰流畅,逻辑性强,既有理论深度,又不失实践指导性。这本书为我后续更深入地学习PLC自动化技术打下了坚实的基础,让我有信心去应对未来在工业自动化领域可能遇到的各种挑战。我相信,这本书会成为许多PLC初学者和从业者案头的必备参考书。

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