机床电气及PLC控制（第三版） 课件 课题16 装配生产线的PLC控制系统；课题17 装配生产线的PLC控制系统

高等教育出版社教学课件内容提要

本书是“十四五”职业教育国家规划教材。本书编写按照当前职业教育教学改革和教材建设的总体目标，落实“立德树人、德技并修”，并努力体现教学内容的先进性和前瞻性，突出专业领域的新知识、新技术、新工艺、新设备。

本书包括7个学习项目：常用电动机控制电路，机床电气控制，认识PLC，机床的PLC控制，交通灯的控制，运料小车呼叫系统的控制，装配生产线的PLC控制系统。本书按照任务驱动、项目式教学方式组织教学，以工作页的形式呈现学习内容，具有鲜明的职教特色。

本书以三菱的FX3U系列PLC作为教学用机型，可以作为全国高等职业院校机电类专业的专业课程教材，也可用于职业技能培训和供从事电气自动控制技术工作的人员学习参考。“十四五”职业教育国家规划教材《机床电气及PLC控制》（第三版）主编李乃夫副主编吴淑娟高等教育出版社2024年8月第3版书号：ISBN978-7-04-059891-9【项目分析】

通过用PLC实现对产品装配生产线的控制，初步掌握触摸屏、变频器的应用方法，掌握综合应用各类PLC指令编程及程序输入、运行调试的方法。项目7装配生产线的PLC控制系统机床电气及PLC控制高等教育出版社【学习目标】应知(1)了解变频器结构和原理；掌握变频器的简单应用。(2)了解触摸屏控制系统的配置、连接和设定方法；掌握触摸屏的简单应用。(3)熟练掌握FX3U系列PLC的指令系统。

应会(1)学会触摸屏、变频器的应用。(2)能运用触摸屏、变频器和PLC进行综合控制，解决工程实际问题。(3)能够编制应用程序实现控制功能。项目7装配生产线的PLC控制系统机床电气及PLC控制高等教育出版社任务7.1变频器的多段调速控制项目7装配生产线的PLC控制系统机床电气及PLC控制高等教育出版社【新课导入】1.简略复习“项目6”的内容；2.简略介绍教材“项目7”的主要教学内容与12～18学时的教学安排。3.简略介绍本次课（任务7.1）的主要教学内容与6～8学时的教学安排。

【基础知识】变频器

⒈变频器的基本原理

由项目1的三相异步电动机转速公式（1-1）可知，改变电源的频率f1可以改变电动机的转速n。当频率f1在0～50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器是通过同时改变电动机电源的电压和频率来实现调速的，是一种高效率、高性能的调速方法。

变频器的两个主要功率变换单元是整流器和逆变器。基本工作原理是变频器将电网电压由输入端（R、S、T）输入变频器，经整流器整流成直流电压，然后通过逆变器，将直流电压变换为交流电压，交流电压的频率和电压大小受到控制，由输出端(U、V、W)输出到交流电动机。机床电气及PLC控制高等教育出版社【基础知识】变频器

⒉变频器的分类

变频器是对交流电动机实现变频调速的装置。它把由电网提供的恒压恒频的交流电变换成其他电压、频率的交流电，将已变电压、频率的交流电接入到电动机定子绕组中，实现对交流电动机的变频无级调速。有三种分类方式：⑴按用途分类①通用变频器。通常指没有特殊功能、控制要求不高的变频器。由于分类的界线不很分明，因此，极大多数变频器都可归到这一类中。机床电气及PLC控制高等教育出版社P194

【基础知识】变频器

⒉变频器的分类②风机、水泵用的变频器。其主要特点是：▲过载能力较低。这是因为风机和水泵在运行过程中很少发生过载的原因。▲具有闭环控制和PID调节功能。由于水泵在具体运行时常常需要进行闭环控制，如在供水系统中，要求进行恒压供水控制；在中央空调系统中，要求恒温控制、恒温差控制等，故此类变频器大多设置了PID调节功能。▲具有“1控多”的切换功能。为了减少设备投资，常常采用由1台变频器控制若干台水泵的控制方式，为此，许多变频器专门设置了切换功能。③高性能变频器。通常指具有矢量控制功能、且能进行四象限运行的变频器，主要用于对机械特性和动态响应的要求较高的场合。机床电气及PLC控制高等教育出版社

【基础知识】变频器

⒉变频器的分类④具有电源再生功能的变频器。当变频器中直流母线上的电压过高时，能将直流电源逆变成三相交流电反馈给电源。主要用于电动机长时间工作于再生发电状态的场合，如起重机械的吊钩电动机等。⑤其他专用变频器。如电梯、纺织专用变频器、张力控制专用变频器、中频变频器等。⑵按变换环节分类①交—交变频器。这是一种可直接将某固定频率交流变换成可调频率的交流电源，变频器无需中间直流环节。与交—直—交间接变频相比，可提高系统变换效率。交—交变频器广泛应用于大功率低转速的交流电动机调速传动、交流励磁变速恒频发电机励磁电源等。机床电气及PLC控制高等教育出版社【基础知识】变频器

⒉变频器的分类②交—直—交变频器。这种变频器采用间接变频的方式。所谓“间接变频”，是指将交流经整流器后变为直流，然后再经逆变器调制为频率可调的交流电。交—直—交变频器由整流器、中间滤波器和逆变器三部分组成。整流器是三相桥式整流电路，其作用为将定压、定频的交流电变换为可调直流电，然后作为逆变器的直流供电电源。中间滤波器由电抗器或电容组成，其作用是对整流后的电压或电流进行滤波。逆变器也是三相桥式整流电路，但它的作用与整流器相反，是将直流电变换（调制）为可调频率的交流电，它是变频器的主要部分。

交—直—交变频器又分为两种，其区别在整流器上，即可控整流器和不可控整流器。

用可控整流器调压，用逆变器调频的交—直—交变频器如图7-1a所示，调压和调频分别在两个环节上进行。机床电气及PLC控制高等教育出版社

【基础知识】变频器

⒉变频器的分类

用不可控整流调压，用脉宽调制逆变器的交—直—交变频器如图7-1b所示。该变频器的脉宽调制逆变器采用全控式电力电子器件，使输出谐波减少。当采用P-MOSFET或IGBT作为开关器件时，开关频率可达20kHz以上，输出波形已非常接近正弦波，因而又称为正弦脉冲调制逆变器（SPWM），为目前通用变频器常采用。(P193)图7-1交—直—交变频器机床电气及PLC控制高等教育出版社

【基础知识】变频器

⒉变频器的分类⑶按输入电源相数分类①“三进三出”变频器。变频器的输入侧和输出侧都是三相交流电，绝大多数变频器都属此类。②“单进三出”变频器。变频器的输入侧为单相交流电，输出侧是三相交流电，家用电器里的变频器都属于此类，通常容量较小。

⒊变频器的额定值⑴输入侧的额定值

输入侧的额定值主要是电压和相数。在我国的中小容量变频器中，输入电压的额定值有以下几种：380~400V/50Hz，200~230V/50Hz或60Hz。机床电气及PLC控制高等教育出版社

⒉变频器的分类⑵输出侧的额定值①输出额定电压UN：输出额定电压是指输出电压中的最大值。在大多数情况下，它就是输出频率等于电动机额定频率时的输出电压值。通常，输出电压的额定值总是和输入电压相等的。②输出额定电流IN：输出额定电流是指允许长时间输出的最大电流，是用户在选择变频器时的主要依据。③输出额定容量SN：SN与UN、IN关系为

。

④配用电动机功率PN：规定的配用电动机额定容量，仅适用于长期连续负载。【基础知识】变频器机床电气及PLC控制高等教育出版社

步骤一：器材准备

完成本任务所需的器材设备见表7-1。（P194）表7-1完成任务7.1所需工具与器材、设备明细表

工作步骤机床电气及PLC控制高等教育出版社序号名称符号型号/规格单位数量1三相交流电源

3×380/220V16A

2单相交流电源

220V、36V、6V

3PLC主机

FX3U-16MR/ES型台14三菱变频器

FR-E740型台15断路器QF1DZ47LE型三相只16断路器QF2DZ47LE型单相只17熔断器FU1RL1-15型500V15A配5A熔体只38熔断器FU2RL1-15型500V15A配2A熔体只29DIN标准导轨

35mm条

10三相异步电动机MYVP801-4型550W1.8A1420r/min台111光电传感器SC1E3V-7DC43S型个112光电传感器SC2E2CY-T11型个113电容传感器SC3E2K-X4ME1型个114电感传感器SC4E3JK-R2M22MBYOMC型个115万用表

MF-47型台116计算机

装有GX–Works2PLC编程软件台117塑料软铜线

若干18电工和PLC实训通用工具

试电笔、榔头、螺丝刀、电工刀、电工钳、尖嘴钳、剥线钳、活络扳手等（详见表1-1）套1步骤二：接受任务

本任务是实现传送带根据将工件的传送到不同位置自动变换不同的运行速度的控制功能。传送带的结构如图7-2所示，传送带中传感器的安装位置如图7-3所示。机床电气及PLC控制高等教育出版社

工作步骤

(P195)图7-2传送带结构(P195)图7-3传送带中传感器的安装位置

步骤二：接受任务机床电气及PLC控制高等教育出版社

步骤三：变频器及其参数设置

⒈认识FR-E740变频器的外观和型号FR-E740-0.75K-CHT型变频器属于三菱FR-E700系列变频器之一。该系列变频器额定电压等级为三相400V，适用电机容量0.75kW及以下的电动机，其外观和型号的定义如图7-4所示。(P196)图7-4FR-E700系列变频器的实物图和型号定义

工作步骤机床电气及PLC控制高等教育出版社

步骤三：变频器及其参数设置

⒉连接变频器控制电动机的主电路

三菱FR-E740变频器主电路的接线如图7-5所示。(P195)图7-5FR-E740型变频器主电路的接线

工作步骤机床电气及PLC控制高等教育出版社

⒉连接变频器控制电动机的主电路

连接电路时须注意：①端子P1、P/+之间用以连接直流电抗器，不须连接时，两端子间短路。②P/+与PR之间用以连接制动电阻器，P/+与N/-之间用以连接制动单元选件。③交流接触器MC用作变频器的安全保护,注意不要通过此交流接触器来启动或停止变频器,否则可能降低变频器的寿命。④进行主电路接线时，应确保输入、输出端不能接错，即电源线必须连接至R/L1、S/L2、T/L3，绝对不能接U、V、W，否则会损坏变频器。

步骤三：变频器及其参数设置机床电气及PLC控制高等教育出版社⒊连接变频器控制电动机的控制电路FR-E740变频器控制电路的接线如图7-6所示。图中控制电路端子分为控制输入、频率设定（模拟量输入）、继电器输出（异常输出）、集电极开路输出（状态检测）和模拟电压输出等5部分区域，各端子的功能可通过调整相关参数的值进行变更，各控制电路端子的功能说明见（P197～198）表7-2、（P199）表7-3、（P199）表7-4（出厂初始值设定）。

步骤三：变频器及其参数设置机床电气及PLC控制高等教育出版社⒊连接变频器控制电动机的控制电路(P197)图7-6FR-E700型变频器控制电路的接线

⒋清除参数⑴用户在使用变频器前，应先清除以前设置的参数，使参数恢复出厂时设置时的值，避免对后面的调试造成影响。同时如果用户在参数调试过程中遇到问题，并且希望重新开始调试，也可用进行清除参数操作实现。即在PU运行模式下，设定Pr.CL参数清除、ALLC参数全部清除均为“1”，可使参数恢复为初始值。（但如果设定Pr.77参数写入选择＝“1”，则无法清除。）

参数清除操作，需要在参数设定模式下，用M旋钮选择参数编号为Pr.CL和ALLC，把它们的值均置为1，按照如图7-7所示的步骤，清除变频器的参数。

步骤三：变频器及其参数设置机床电气及PLC控制高等教育出版社

步骤三：变频器及其参数设置机床电气及PLC控制高等教育出版社⒋清除参数(P200)图7-7参数清除/参数全部清除的操作步骤

⒋清除参数⑵更改变频器工作模式。图7-8是通过操作面板设定变频器的参数Pr.79更改变频器的工作模式的一个例子。该例子把变频器从固定外部运行模式变更为组合运行模式1。按照图7-8进行操作，把变频器从固定外部运行模式更改为组合运行模式1。

⒌设置参数

图7-9是参数设定过程的一个例子，所完成的操作是把参数Pr.1（上限频率）从出厂设定值120.0Hz变更为50.0Hz，假定当前运行模式为外部/PU切换模式（Pr.79=0），变频器正处于外部模式（EXT灯亮）。按照图7-7的操作步骤将上限频率设为50.0Hz。设置其他参数也基本相同，在这里不再列图。

步骤三：变频器及其参数设置机床电气及PLC控制高等教育出版社

步骤三：变频器及其参数设置机床电气及PLC控制高等教育出版社⒋清除参数（P200）图7-8变频器的运行模式变更示例

步骤三：变频器及其参数设置机床电气及PLC控制高等教育出版社5.设置参数（P201）图7-9参数设定值变更示例

⒌设置参数

由本任务的控制要求，在PU操作模式下设定变频器的基本参数、操作模式选择参数和多段速度设定等，相应参数设定见表7-5。（P201）表7-5三段速度输出参数设定

步骤三：变频器及其参数设置机床电气及PLC控制高等教育出版社参数名称参数号设定值操作模式Pr.793上限频率Pr.150Hz下限频率Pr.20Hz基底频率Pr.350Hz加速时间Pr.72.5s减速时间Pr.82.5s电子过电流保护Pr.9电动机额定电流多段速度设定（高速）Pr.450Hz多段速度设定（中速）Pr.530Hz多段速度设定（低速）Pr.610Hz【小资料】变频器的基本参数

⒈FX2N系列变频器参数的出厂设定值被设置为

完成简单的变速运行。如需按照负载和操作要求设定参数，则应进入参数设定模式，先选定参数号，然后设置其参数值。设定参数分两种情况，一种是停机STOP方式下重新设定参数，这时可设定所有参数；另一种是在运行时设定，这时只允许设定部分参数，但是可以核对所有参数号及参数。FR-E700变频器有几百个参数，实际使用时，只需根据使用现场的要求设定部分基本功能参数，其余按出厂设定即可。①上限频率（Pr.1）和下限频率（Pr.2）——这两个参数用于设定电动机运转上限和下限频率的参数，可以将输出频率的上限和下限进行钳位。电动机的运行频率就在此范围内设定，如图1所示。机床电气及PLC控制高等教育出版社图1Pr.1，Pr.2参数意义图

图2Pr.7,Pr8,Pr20参数意义示意图

②基底频率（Pr.3）——此参数主要用于调整变频输出到电动机的额定值，当用标准电机，通常设定为电机的额定频率。当需要电机运行在工频电源与变频器切换时，请设定

基波频率与电源频率相同。机床电气及PLC控制高等教育出版社【小资料】变频器的基本参数

③3段速度（高速Pr.4，中速Pr.5，低速Pr.6）——用参数将多种运行速度预先设定,用外部输入端子来控制变频器在实际运行中进行转换。④加速时间（Pr.7）和减速时间（Pr.8）及加/减速频率（Pr.20）——加速时间（Pr.7）和减速时间（Pr.8）用于设定电动机加速及减速时间，设定越大则加、减速所需时间越长，越小则越短。Pr.20是加、减速基准频率。设置后，加速时间是从0加速到基准频率的时间。减速时间则是从基准频率减速到0的时间，如图2所示。⑤电子过电流保护(Pr.9)——用于设定电子过电流保护的电流值,以防止电动机过热。一般设定为电动机额定电流值。⑥操作模式选择（Pr.79）——用于选择变频器在什

么模式下运行。机床电气及PLC控制高等教育出版社【小资料】变频器的基本参数⒈控制要求：

①当传送带放入白色金属工件后，被光电传感器检测，传送带以正转、低速运行。

②当传送带传送工件被光电传感器检测，传送带以正转、中速运行。

③当传送带传送工件被电容传感器检测，传送带以正转、高速运行。

④当传送带传送工件到达终点被电感传感器检测，传送带自动停止运行。

⑤再次放入工件后重复上述过程。

⒉根据上述控制要求，设计PLC运行程序如图7-10所示。

步骤四：PLC程序设计机床电气及PLC控制高等教育出版社

步骤四：PLC程序设计(P202)图7-10PLC控制传送带运行程序

工作步骤机床电气及PLC控制高等教育出版社

步骤五：调试并运行系统

⒈在断电状态下，连接好PC/PPI通信电缆，将PLC运行模式选择开关拨到“STOP”位置，将PLC梯形图程序写入PLC。2.写入变频器参数：根据变频器的运行需要，按参数表（表7-5）写入相关参数。3.按图7-11连接好变频器、传感器和PLC外部电路，对程序进行调试运行，观察程序的运行情况。若程序有误，检查并修改程序，直至运行正确。4.记录程序调试的结果。

工作步骤机床电气及PLC控制高等教育出版社(P203)图7-11PLC与变频器、传感器的连接

步骤五：调试并运行系统机床电气及PLC控制高等教育出版社

步骤六：实训总结

教师与学生一起对变频器的PLC调速编程进行总结和分析。

P203

工作步骤机床电气及PLC控制高等教育出版社【评价反馈】按照P203表7-6完成任务7.1的评价反馈。【学习记录与分析】

完成实训的相关记录。1.完成“任务7.1”的互动练习。P2032.选做教材P225“项目7”的“思考与练习题”。

机床电气及PLC控制高等教育出版社【作业布置】高等教育出版社教学课件内容提要

本书是“十四五”职业教育国家规划教材。本书编写按照当前职业教育教学改革和教材建设的总体目标，落实“立德树人、德技并修”，并努力体现教学内容的先进性和前瞻性，突出专业领域的新知识、新技术、新工艺、新设备。

本书包括7个学习项目：常用电动机控制电路，机床电气控制，认识PLC，机床的PLC控制，交通灯的控制，运料小车呼叫系统的控制，装配生产线的PLC控制系统。本书按照任务驱动、项目式教学方式组织教学，以工作页的形式呈现学习内容，具有鲜明的职教特色。

本书以三菱的FX3U系列PLC作为教学用机型，可以作为全国高等职业院校机电类专业的专业课程教材，也可用于职业技能培训和供从事电气自动控制技术工作的人员学习参考。“十四五”职业教育国家规划教材《机床电气及PLC控制》（第三版）主编李乃夫副主编吴淑娟高等教育出版社2024年8月第3版书号：ISBN978-7-04-059891-9【项目分析】

通过用PLC实现对产品装配生产线的控制，初步掌握触摸屏、变频器的应用方法，掌握综合应用各类PLC指令编程及程序输入、运行调试的方法。项目7装配生产线的PLC控制系统机床电气及PLC控制高等教育出版社【学习目标】应知(1)了解变频器结构和原理；掌握变频器的简单应用。(2)了解触摸屏控制系统的配置、连接和设定方法；掌握触摸屏的简单应用。(3)熟练掌握FX3U系列PLC的指令系统。

应会(1)学会触摸屏、变频器的应用。(2)能运用触摸屏、变频器和PLC进行综合控制，解决工程实际问题。(3)能够编制应用程序实现控制功能。项目7装配生产线的PLC控制系统机床电气及PLC控制高等教育出版社任务7.2产品装配生产线的PLC控制系统设计项目7装配生产线的PLC控制系统机床电气及PLC控制高等教育出版社【新课导入】1.简略复习“任务7.1”的内容；2.简略介绍本次课（任务7.2）的主要教学内容与6～10学时的教学安排。

【基础知识】触摸屏

一、触摸屏简介

触摸屏（图形操作终端GraphOperationTerminal，简称GOT）是能够在屏幕上进行原来在操作键盘进行的开关操作、指示灯显示、数控显示、信息显示等功能的图视化人机界面设备。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成：触摸检测部件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接收到位置信号后将其送到触摸屏控制器。触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，同时它能接收CPU发来的命令并加以执行。在操作时，用手指或其他物体触摸安装在显示器前端的触摸屏，然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。

按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质，可把触摸屏分为五种：电阻式、表面声波式、红外线式、电容式以及近

场成像(NFI)式触摸屏。机床电气及PLC控制高等教育出版社

【基础知识】触摸屏

二、GOT-F940型触摸屏

本任务使用三菱GOT-F900系列中常用的GOT-F940型触摸屏。1.GOT与PLC动作方式(1)以编写如图7-12所示的PLC顺控程序及触摸屏GOT系统显示图形及设置相关软元件参数为例，通过编程软件下载到相应的设备中，进行总线电缆连接。P207机床电气及PLC控制高等教育出版社二、GOT-F940型触摸屏(P205)图7-12PLC顺控程序及触摸屏GOT系统显示图形及设置相关软元件参数【基础知识】触摸屏机床电气及PLC控制高等教育出版社

【基础知识】触摸屏二、GOT-F940型触摸屏1.GOT与PLC动作方式(2)运行动作过程▲触摸软元件“M0”运行——在触摸GOT的触摸开关“运行”时，分配到触摸开关中的位软元件“M0”为接通状态，如图7-13所示。(P205)图7-13触摸软元件“M0”运行机床电气及PLC控制高等教育出版社【基础知识】触摸屏二、GOT-F940型触摸屏1.GOT与PLC动作方式(2)运行动作过程▲输出并显示“Y10”状态——位元件“M0”接通时，“Y10”与接通。此时，分配了位软元件的“Y10”的GOT的指示灯显示“运行指示灯”将显示输出状态，如图7-14所示。(P206)图7-14输出并显示“Y10”状态机床电气及PLC控制高等教育出版社【基础知识】触摸屏二、GOT-F940型触摸屏1.GOT与PLC动作方式(2)运行动作过程▲位元件显示——由于位软元件“Y10”处于接通状态，因此“123”被存储到字软元件“D10”中，此时，分配了字软元件“D10”的GOT的数值显示将显示为“123”，如图7-15所示。(P206)图7-15字软元件“D10”显示机床电气及PLC控制高等教育出版社

二、GOT-F940型触摸屏1.GOT与PLC动作方式(2)运行动作过程▲触摸软元件“M1”停止——触摸GOT的触摸开关“停止”时，分配到触摸开关中的位软元件“M1”将ON，由于该位软元件“M1”为位软元件“Y10”的停止条件，因此GOT的指示灯显示“运行指示灯”将变为熄灭状态。如图7-16所示。(P206)图7-16触摸软元件“M1”停止机床电气及PLC控制高等教育出版社【基础知识】触摸屏二、GOT-F940型触摸屏2.GOT-F900系列和外围设备连接GOT-F900系列触摸屏机箱接口如图7-17所示，安装有RS232及RS422接口各一个，以及电源接线端子、扩展接口及电池。(P207)图7-17GOT-F900系列触摸屏机箱接口机床电气及PLC控制高等教育出版社二、GOT-F940型触摸屏

各部分的作用如下：①RS232接口——当计算机RS232连接器为9针时,使用FX-232-CAB-1型数据传输电缆与计算机进行通信及程序下载。②RS422接口——使用FX-50DU-CAB0型数据传输电缆与PLC进行通信。③电源接线端子——为GOT提供电源和接地。④电池——当外电源断开时，由电池供电以使采样数据、报警记录和当前时间得以保存（画面数据存储于内置的内存中，不需用电池供电）。⑤扩展接口：如图7-18所示，连接可扩展设备，把触摸屏、PLC与计算机连接实现通信。(P207)图7-18GOT-F940、PLC与计算机通信连接机床电气及PLC控制高等教育出版社

步骤一：了解控制要求

产品装配生产线示意图如图7-19所示，由三条传输带及一台提升机组成，工作过程和控制要求如下：

⑴1号传输带由电动机M1拖动，工作任务是将待装配产品向前依次送到下一个工位。工作过程和控制要求为：当3号提升机在初始位置A，位置行程开关SQ1的动合触点闭合时；按下起动按钮SB1后，1号传输带按以下规律工作：向右运动3s→将产品向前输送到下一工位→然后停止5s，让各工位的工人装配各自的零部件。

⑵2号传输带由电动机M2拖动，工作任务是将已完成装配的成品输送给3号提升机。工作过程和控制要求为：当按下1号传输带的起动按钮SB1后，2号传输带延时5s起动，并一直保持运转。在2号传输带的终端有一个光电传感器SC2，用于检测到达终端的产品数量。当有产品通过传输带终端时，光电传感器的动合触点闭合。

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步骤一：了解控制要求

(P208)图7-19产品装配生产线示意图P208

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步骤一：了解控制要求

⑶3号提升机由电动机M3拖动，工作任务是将2号传输带送来的成品提升到包装地点。工作过程和控制要求为：当2号传输带送来的成品达到6个时，提升机将这6个成品由位置A提升到位置B，停止3s又返回位置A。

⑷在正常情况下，3号提升机在初始位置A，且2号传输带终端在60s无产品到达时，按下停止按钮SB3，1号传输带才能停止。1号传输带停止，2号传输带和3号提升机也自动停止。

⑸电动机M1的过载保护：当安装在电动机M1测温孔的温度传感器SC1检测到电动机的运行温度为80℃时，温度传感器的动合触点闭合，蜂鸣器B1报警，所有电动机都必须停止转动。

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步骤一：了解控制要求

⑹3号提升机的限位保护：若3号提升机到达位置B不能停止，将造成事故，因此在位置B安装了提升机的限位保护。当3号提升机超限，SQ3的动合触点闭合时，所有电动机都必须停止转动，并用黄色指示灯HL1闪亮报警。

⑺过电压保护：用过电压继电器KV做系统的过电压保护，当电源电压超过400V时，过电压继电器动作，其动合触点闭合，所有电动机都必须停止转动并用红色指示灯HL2闪亮报警。(8)4号传输带由包装工人手动控制。(9)SB5为系统复位按钮，按下SB5，系统恢复原位。

工作步骤机床电气及PLC控制高等教育出版社输

入输

出X000系统起动按钮SB1Y000M1电动机控制接触器KM1X001系统停止按钮SB3Y001M2电动机控制接触器KM2X002系统复位按钮SB5Y002M3电动机正转控制接触器KM3X003温度传感器SC1Y003M3电动机反转控制接触器KM4X004过电压继电器KVY004蜂鸣器B1X005光电传感器SC2Y005过位指示灯HL1X010轨道小车位置A(SQ1)Y006过电压指示灯HL2X011轨道小车位置B(SQ2)

X012轨道小车位置B限位(SQ3)

步骤二：I/O端口分配和器材配置

⒈I/O端口分配和确定PLC机型

建议的I/O口地址分配见表7-7，需要连接到PLC的输入端口有9点，输出端口有7点，因此可选用型号为FX3U-32MR/ES的PLC。P209表7-7产品装配生产线I/O分配表

工作步骤机床电气及PLC控制高等教育出版社

步骤二：I/O端口分配和器材配置

⒉配置器材

完成本任务所需的工具器材和设备见表7-8。

P209表7-8完成任务7.2所需的设备、工具、器材明细表

工作步骤机床电气及PLC控制高等教育出版社序号名

称型号/规格单位数量1三相交流电源3×380/220V16A

2单相交流电源220V、36V、6V

3PLC主机FX3U-32MR/ES型台14三菱触摸屏GOT-F940型台15计算机装有GX–Works2、GTDesigner2编程软件台16万用表MF-47型台17产品装配生产线模型

台18塑料软铜线

若干9电工和PLC实训通用工具

试电笔、榔头、螺丝刀、电工刀、电工钳、尖嘴钳、剥线钳、活络扳手等（详见表1-1）套1

⒈触摸屏编程软件（GTDesigner2）的画面构成GOT-F9000系列触摸屏使用的通用编程软件为GTDesigner2。软件的操作界面如图7-20所示，主界面由菜单栏、工具栏、工作区、属性表、状态栏、数据一览表等组成。

⒉GTDesigner2画面创建过程⑴单击GTDesigner2图标(如图7-21所示)。(P210)图7-21GTDesigner2图标⑵选择工程

启动GTDesigner2编程软件，显示如图7-22所示对话框，由于是创建新画面，所以单击“新建”按钮。(P210)图7-22“工程选择”对话框

步骤三：触摸屏程序设计机床电气及PLC控制高等教育出版社(P210)图7-20GTDesigner2编程软件操作介面

步骤三：触摸屏程序设计机床电气及PLC控制高等教育出版社

⒉GTDesigner2画面创建过程⑶新建工程向导

显示如图7-23所示对话框，单击“下一步”按钮，如在“显示新建工程向导”的复选框内取消勾选，将从下一步的新建起不显示向导。(P211)图7-23“新建工程向导”对话框

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⒉GTDesigner2画面创建过程⑷设置GOT类型及颜色

显示如图7-24所示对话框后，选择所使用GOT的类型及颜色设置，单击“下一步”按钮，显示如图7-25所示对话框，确认GOT的系统设置正确后，单击“下一步”按钮。(P211)图7-24GOT的系统设置

图7-25GOT系统设置确认

步骤四：触摸屏程序设计机床电气及PLC控制高等教育出版社

⒉GTDesigner2画面创建过程

⑸选择连接机器。

选择GOT相连接机器的机型，如图7-26所示。单击“下一步”按钮。(P212)图7-26选择连接机器

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⒉GTDesigner2画面创建过程⑹选择I/F

显示如图7-27所示对话框，连接机器设置（第1台）后，选择MELSEC-FX的连接I/F，单击“下一步”按钮。(P212)图7-27选择I/F⑺选择通讯驱动程序

选择通讯驱动程序如图7-28所示，直接单击“下一步”按钮，显示如图7-29所示对话框。确认设置正确后，单击“下一步”按钮。

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⒉GTDesigner2画面创建过程(P212)图7-28选择通信程序(P213)图7-29确认连接机器设置⑻切换软元件设置

设置基本画面的切换软元

件，如图7-30所示，单击“下

一步”按钮。(P213)图7-30

设置基本画面的切换软元件

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⒉GTDesigner2画面创建过程⑼系统环境的设置确认

系统环境的设置确认如图7-31所示。如确认设置正确，单击“结束”按钮，进入画面属性设置状态，如图7-32所示。(P214)图7-31系统环境的设置确认

图7-32“画面的属性”的设置

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⒊触摸屏显示及相关参数设置⑴设置触摸开关（位开关）①单击对象工具栏的“”，从显示的子菜单中选择“”（位开关），当鼠标的光标变为“+”后，单击希望配置的位置，进行配置。位开关的选取如图7-33所示。(P215)图7-33位开关的选取

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⒊触摸屏显示及相关参数设置⑴设置触摸开关（位开关）②设置开关

在图7-34显示的选项卡上进行相关设置。根据本任务要求设置内容见表7-9。设置结束后显示如图7-35所示。（P215）表7-9开关显示选项卡设置内容表

步骤三：触摸屏程序设计机床电气及PLC控制高等教育出版社选项卡项目内容基本选项卡软元件X000X001X002动作点动点动点动图形FGOT-Switch:BasicFGOT-Switch:BasicFGOT-Switch:Basic显示方式（开关色）OFF：黑色，ON：蓝色OFF：黑色，ON：蓝色OFF：黑色，ON：蓝色文本/指示灯选项卡文本启动停止复位

⒊触摸屏显示及相关参数设置⑴设置触摸开关（位开关）

(P)图7-35触摸开关设置效果图

②设置开关(a)基本选项卡(b)文本/指示灯选项卡(P215)图7-34“位开关”选项卡设置

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⒊触摸屏显示及相关参数设置⑵设置指示灯①单击对象工具栏的“”，鼠标的光标变为“+”后，单击希望配置的位置，进行配置。②在图7-36所示的选项卡上进行相关设置。根据本任务要求设置内容，见表7-10。按同样方法新建并设置“过电压”指示灯，如图7-37所示。P216表7-10指示灯选项卡设置内容表

步骤三：触摸屏程序设计机床电气及PLC控制高等教育出版社选项卡项目内容基本选项卡软元件Y005Y006图形FGOT_Lamp：BasicFGOT_Lamp：Basic开关颜色OFF：黑色；ON：蓝色OFF：黑色；ON：蓝色文本选项卡文本过位过电压

⒊触摸屏显示及相关参数设置(a)“基本”选项卡(b)文本选项卡(P216)图7-36“指示灯显示（位”选项卡设置

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⒊触摸屏显示及相关参数设置⑶下载GOT画面①选择“通讯”→“跟GOT的通讯”菜单命令，如图7-38所示。(P217)图7-37指示灯设置结束图

图7-38通讯菜单

步骤三：触摸屏程序设计机床电气及PLC控制高等教育出版社

⒊触摸屏显示及相关参数设置②显示对话框后，选择“通讯设置”选项卡a.设置计算机与GOT的通讯设置—选择RS232或USB传输（注：GOT-F940只能选择“RS232C”），如图7-39所示。(P217)图7-39通信设置对话框

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⒊触摸屏显示及相关参数设置b.下载工程数据—选择“下载→GOT”选项卡，选择要下载到GOT中的数据，包括：基本画面、窗口画面、公共设置。如图7-40所示，单击“全部选择”按钮，选择后单击“下载”按钮，开始下载工程数据。

步骤三：触摸屏程序设计(P17)图7-40下载工程数据机床电气及PLC控制高等教育出版社

步骤四：程序编制和输入

⒈编制程序

参考控制程序如图7-41所示，说明如下：

⑴由于该工作过程步进特征不很明显，因此，采用非步进控制编程。

⑵为了使编程思路清晰，对系统的不同工作状态设置了相应的中间继电器。

⒉用编程软件输入程序。

工作步骤机床电气及PLC控制高等教育出版社

(P218-219)图7-41产品装配生产线参考控制程序1

步骤四：程序编制和输入机床电气及PLC控制高等教育出版社（P218-219）图7-41

产品装配生产线参考控制程序2

步骤四：程序编制和输入机床电气及PLC控制高等教育出版社

步骤五：调试运行

按图7-42连接好PLC外部电路，调试程序并试运行，观察控制效果，并作运行情况的记录,若程序有误，检查并修改程序，直至运行正确。

步骤六：实训总结

教师与学生一起对自动化生产线的PLC控制系统编程进行总结和分析。

步骤七：选做内容

试自行设计程序并试运行，观察控制效果，并作运行情况的记录。

工作步骤机床电气及PLC控制高等教育出版社

（P219）图7-42产品装配生产线PLC控制系统接线图

步骤五：调试运行机床电气及PLC控制高等教育出版社【阅读材料】我国装备制造业的发展史（P220）

制造业是立国之本、强国之基，是实体经济的重要组成部分，而装备制造业是一个国家制造业的脊梁。我国是世界上制造业门类最全、产业体系最完整的国家，也是世界制造业第一大国。中国制造业要从中低端迈进高端制造，从制造大国迈向制造强国，装备制造业的发展起着决定性作用。

按照国民经济行业划分，装备制造业范围具体包括金属制品业，通用设备制造业，专用设备制造业，汽车制造业，铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制造业，电气机械和器材制造业，计算机、通信和其他电子设备制造业，仪器仪表制造业等8个行业大类中的重工业。

我国装备制造业的发展历史，大致可划分为近代装备制造业和现代装备制造业两个时期。机床电气及PLC控制高等教育出版社【阅读材料】我国装备制造业的发展史（P220）

一、我国近代装备制造业的发展

清朝末年，我国近代装备制造业开始萌芽，由手工业作坊式小生产向使用动力机器的生产方式转变。鸦片战争之后，我国开始接受西方先进科学技术和设备，出现了中国最早的装备制造业——军事工业。1861年建立了我国第一个近代军工企业——安庆内军械所，中国的第一台蒸汽机便是由安庆内军械所于1862年制成的，随后安庆内军械所又制成了我国第一艘木壳小火轮和第一艘蒸汽动力船“黄鹄号”。1864～1911年，我国相继在上海、南京、福州等地创建了26个制造局（亦称机器局），制造和修配武器。

我国早期的机械厂

机床电气及PLC控制高等教育出版社【阅读材料】我国装备制造业的发展史（P220）19世纪70年代，我国的近代装备制造业开始由军事领域向航运、矿冶、纺织、电信、铁路等民用领域延伸，由民族资本家经营的民用装备制造业由此兴起。在广州、上海等沿海地区，一些手工作坊开始承接船舶修配业务，有的作坊逐渐发展为小型机械修造厂。到20世纪初，随着国内对机械产品的修造市场需求逐步增加，民营的装备制造业有了一定的发展，形成了船舶修造、轧花机及缫丝机制造、纺织针织机修配、印刷机制造、机器安装及公用事业修配等行业。到1913年，我国装备制造业取得了初步发展。但是在这个时期，民族资本经营的企业规模太小，不具有竞争力，加之外敌入侵和内战不断，外资也不断排挤，最终只能在夹缝中生存。

至1949年中华人民共和国成立前，我国的装备制造业基础十分薄弱，大部分是一些规模小、设备简陋、生产能力低的机器装配、修理与零件制造业，在整个国民经济中占的比例甚小，而且绝大部分又集中沿海地区的大城市和内地的太原、重庆、武汉等少数几个城市。几乎所有的装备都要依赖进口。机床电气及PLC控制高等教育出版社【阅读材料】我国装备制造业的发展史（P220）

二、我国现代装备制造业的发展1949年中华人民共和国成立后，我国才真正地开启工业化和现代化进程，中国现代装备制造业史由此开端，根据中国经济发展的不同时期，可将其划分为起步、成长和起飞3个阶段（图7-43）。P222图7-43我国现代装备制造业发展的三个阶段机床电气及PLC控制高等教育出版社【阅读材料】我国装备制造业的发展史（P220）

1.起步阶段（1949-1978年）

中华人民共和国成立后，为了把我国从一个落后的农业国建设成为一个先进的工业国，建国初期制定了优先发展重工业的战略，开始了社会主义工业化建设。“一五”时期的装备制造业主要是在苏联的援建下起步的，当时的技术及原始生产设备也几乎都是从苏联引进的。在这个过程中，我国企业积累了一定的管理、生产及贸易经验，并培训了大批人才。1961年，装备制造业围绕存在的问题进行了大范围“关、停、并、转”的调整，提升了企业的配套能力。在国民经济调整时期，中国装备制造业发展的主要特点是由一般普通产品向大型、精密产品和一般成套设备过渡，国内先后引进了化纤、冶金、石化等方面的成套设备和技术。这些设备的引进提高了相关部门的技术水平和生产能力。1964年，我国提出加快“三线建设”、加强战备的要求。虽然“三线建设”的出发点是备战，但是这一政策客观上改变了中国装备制造业的空间布局，初步改变了国家工业东西部布局的不合理状况，加快了内地省区的经济和科技文化发展，给以后的西部建设提供了基础条件。机床电气及PLC控制高等教育出版社【阅读材料】我国装备制造业的发展史（P220）

在20世纪70年代，由政府部门主导的成套技术设备的引进，对促进装备制造业加快发展，缩短与世界先进水平的差距，对建立和发展同西方发达国家的经贸合作关系，以及后来的对外开放和参与经济全球化的合作与竞争，都起到了承前启后的作用。2.成长阶段（1979-2000年）

这一阶段初期由于国民经济比例关系的调整，社会需求结构有了很大的变化。重工业发展速度放慢，轻工市场、交通运输等方面所需设备和配件大量增加，装备制造业的生产结构开始有了变化，轻工、纺织和为人民生活服务的产品比重增加；加强了维修配件的生产供应；在扩大服务领域过程中，提高了企业的适应能力。1984年，党的十二届三中全会通过了《中共中央关于经济体制改革的决定》，促进了社会生产力的发展。装备制造业管理体制逐步由直接管理向间接管理转变，行业管理部门开始将注意力从微观的指令性管理转向注重加强全行业的宏观协调工作。通过一系列管理体制方面的改革，为装备制造业发展注入了新的活力。机床电气及PLC控制高等教育出版社【阅读材料】我国装备制造业的发展史（P220）

改革开放以来，中国先后开放了经济特区、沿海港口城市、沿海经济开放区、环渤海开放区、沿江内陆城市以及内陆边境的沿边城市等。经济特区和沿海港口城市开放以后，这些城市利用外资、引进技术等率先发展起装备制造业，并取得了一定的进展。20世纪80年代至90年代初，随着改革开放的深入推进，我国开始大力发展本国工业，装备制造业也被列为重点发展行业之一。在这一时期，我国加快了工业技术升级的步伐，签约成交的项目逐年增多，引进了大量的先进技术和设备。到20世纪80年代末期，装备制造业成为引进技术最多、引进内容最广泛的行业，推动了国内装备制造业的迅速发展。20世纪90年代至21世纪初，装备制造业主要特点是自主研发和技术创新。在这个时期，我国加大了对科技研发的投入，积极推进自主创新，促进了一些重大技术装备的自主研发和生产。机床电气及PLC控制高等教育出版社【阅读材料】我国装备制造业的发展史（P220）

3.起飞阶段（2001年至今）

进入21世纪，我国将装备制造业放在一个战略性的高度来发展。特别是“十一五”期间，国家更是通过一系列政策巩固了装备制造业的重要地位。2006年，国家先后出台的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》和《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》及其配套政策，为装备制造业的自主创新提供了有力的政策支持。2009年，为应对全球金融危机出台的《装备制造业调整振兴规划》，有利于装备制造业的产业升级、提升产业竞争力。2010年，为抢占新一轮经济和科技发展制高点，国务院发布《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，将七大产业提升为新时期的战略性新兴产业，其中的高端装备制造、新能源以及新能源汽车，同装备制造业直接相关。机床电气及PLC控制高等教育出版社【阅读材料】我国装备制造业的发展史（P220）

在得到政策的大力支持后，加之宏观环境向好，中国装备制造业迎来了快速发展的黄金时期。在这时期，我国装备制造业产值规模首次跃居世界首位，全行业工业总产值从2000年的1.44