本书以下面几个项目或模块组成，每一模块由上述4~5个任务组成，通过行动导向下任务驱动方式展开PLC构成、指令及程序设计方法的学习。模块一：可编程序控制器的基本安装与程序编辑操作；模块二：三相异步电动机的PLC控制、安装与调试；模块三：现代检测、变频及气动技术的PLC控制与设备调试；模块四：PLC状态编程在控制中的应用；模块五：PLC在机电一体化设备中的应用；模块六：FX3U的基本通讯功能；模块七：昆仑通态人机界面与PLC通信控制。

为贯彻落实全国教育工作会议精神和《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》，依据教育部《现代职业教育体系建设规划（2014—2020年）》，实施“中等职业学校专业与课程体系改革创新计划”的相关要求和“以服务为宗旨、以就业为导向、以能力为本位”的职业教育指导思想。在对课程教学改革经验总结的基础上，结合“行动导向”“做学合一”教学理念的探究，开发出《FX3U系列可编程控制器应用技术》课程新教材。 本课程性质是中等职业学校加工制造大类机电技术应用、数控技术应用、机电设备安装与维护等专业的前沿应用性专业课程。本教材是对维修电工中级职业资格标准进行充分解读与分析，对课程岗位职业能力培养要求分析的基础上，结合《FX3U系列可编程控制器应用技术》课程知识点、技能培养目标的分析、归纳，从应用性专业课程应能体现岗位职业能力培养的应知、应会兼顾发展的需要对该课程教学内容进行科学、合理的选取与组织。在教学任务的组织上充分考虑中职学生的认知水平、学习行为的特点及职业能力的培养要求，以任务驱动方式体现“做中学、学中做”的职教特色，以便于有效地实现本课程专业知识学习、专业技能培养及职业素养提升的目标。 本课程教材的特色体现在： （1）全书贯穿一致的“行为导向”及“做学合一”教学任务的组织模式。本教材共分7个模块，每一模块均由3～5个学习工作任务组成，学习内容围绕任务展开，包括PLC的结构、软元件、指令的学习，软件的操作等均以典型工作任务的设备安装、调试的认知培养与训练主线贯穿、融合，突破了原有的学科体系。采用对相关知识、技能培养进行有效的拆解，并使其融于不同教学任务中分散教学。 （2）学习工作任务的选取上充分考虑中职学生的认知能力与学习兴趣，具有典型性、可操作性和时代新颖性。典型性体现于常规继电接触控制线路的PLC控制、十字路口交通信号灯、抢答器等任务的设计；时代新颖性体现于通信控制任务、触摸屏控制技术的应用；可操作性除基本控制任务易于实现外，在目前技能大赛的促动下变频器、气动机械手、触摸屏等设备的实现已有所保障，职业能力培养的时代性已有适当的体现。 （3）教材合理的“专业技能培养与训练”“知识链接”“思考与训练”及“阅读与拓展”的体例安排，体现学生知识学习和技能训练的内在关联性，有效弥补能力培养主导、知识相对弱化的“实训化”教材的不足，使因材施教、能力发展的需求尽可能地得到满足。能够在对常见任务引领的“过实训化”教材研究的基础上，实现任务引领融适度探究性学习、体现专业认知培养与技能训练的“做学合一”的教材组织形式。 （4）能将专业基本能力培养与后续能力可持续发展进行有机结合。在三菱FX3U系列PLC指令处理上，将基本指令与步进顺控指令学习与应用为基本要求，通过步进状态编程的有效训练提升学生工程控制应用的认知和能力；在应用中穿插部分代表性应用指令的认知训练、将HMI组态、通信任务与PLC基本单元应用相融通，有效拓展学生对控制领域的认知，使思维空间更加开阔；在专业工具运用中注重学生能力运用与岗位的对接，教材中摒弃陈旧落伍的内容，如高版本主流编程软件操作、虚拟仿真技术等的引入，保持与时代步伐相一致。 （5）职业能力培养融入时代发展元素，在PLC学习应用平台上突破原有教材基于SWOPC FXGP/WIN-C低版本程序编辑软件，采用反映工程应用的主流高版本GX Developer Version 8.86编程软件，以有效的SFC编程训练突破步进状态的STL编程，引入工程文件概念并结合GX Simulator Ver 6C虚拟仿真，使学习者学习能力、职业能力得以提升。 （6）结合中职学生特点强调的“可编程控制器应用技术”之应用技术，除PLC在典型控制任务中的应用外，能够有效融合PLC现代控制领域中的变频器、气动机械手、步进电机、触摸屏及通信等方面的应用，调动学生参与工作任务的兴趣。在任务学习活动中培养中职学生的程序设计思想，能够熟悉PLC的控制方法，拓展对PLC应用领域的认知和工程运用的方法，能够让中职学生体会到学以致用是任务选取的必备因素。 （7）任务设计体现以应用为主线，紧扣生产、生活实践要求，任务中除典型启保停、正反转等控制单元外，工作平台、步进电机、气液动、变频器、机械手等均与现代设备控制密切相关，措施上通过对急停、循环控制、掉电保护、异常处理等强化工程实践需求认知，并融入技能竞赛的元素。 （8）在教学任务设计中力求实现“学、做、思”相结合，以求避免“教用脑的人不用手，不教用手的人用脑”实现“手脑联盟”，通过图形有效标注文字释义降低中职学生的理解难度，虚拟Simulator Ver 6C的仿真手段使学生的脱机自主学习成为可能。 （9）教材与手册资料的衔接，为让学生较快适应岗位资料的查阅，对PLC指令采用厂商技术手册格式、用法说明进行介绍，并注意在任务设计中进行手册的收集、查阅方法的训练。 （10）编写团队组织特色中的几个组合：从服务于专业教学出发，考虑到不同层次师资对教学认知、需求上的不同，教材编写、策划团队采用老、中、青相结合；兼职教科研成员、教学实践一线的双师型专职骨干教师和技能竞赛背景教师的有机组合；具有一定工程实践、专业特长背景的工程技术人员和具有较高专业技能的双师型教师组合。使得教材在保证职业教育基础知识的学习、基础能力培养、专业素养与技能提高等方面外，从方式方法上更趋合理，形式上更具新颖。 本教材由吕桃、金宝宁主编，徐宁、胡广华广西第一工业学校的覃春平副主编，李小燕、万庆、杨海宁参编。在本教材编写过程得到江苏省制造加工类中心教研组、南京市职教教研室及部分兄弟学校的相关领导、教师的帮助与支持。在此一并对提供支持的相关领导、教师及参阅资料的编著者表示衷心的感谢。 本教材总课时90学时（选修学时不包含在内），分配建议：考虑到课程的专业地位、地区差异、教学实训保障条件、教学内容的选取、学生现状及教学师生比例，具体的学时数可由教学任课教师做适当的机动调整。 序 号 章节（模块） 课 时 分 配 理 实 选 学 1 模块一：三菱可编程控制器的安装与编程软件的操作 10 2 2 模块二：三相异步电动机典型继电接触控制的PLC控制与实现 12 2 3 模块三：检测、变频及气动技术的PLC控制与应用 15 3 4 模块四：PLC状态编程的应用 14 3 5 模块五：PLC在机电一体化设备中的应用 14 2 6 模块六：FX系列PLC通信功能的实现初探 12 2 7 模块七：昆仑通态人机界面与PLC通信控制 10 2 8 机动 3 本教材的教学资源有与任务配套的学习任务工作页、教学课件及“思考与训练”习题解析。 由于编写时间仓促，也限于编者的水平、经验等，教材中难免存在一些不足和错误，敬请广大读者给予指正及提出宝贵建议。 编 者 2014年2月

目 录 模块一 三菱可编程控制器的安装与编程软件的操作 （1） 任务一 三菱可编程控制器的安装与连接训练 （1） 知识链接一：可编程控制器的定义与应用领域的认知起步 （1） 知识链接二：可编程控制器控制特点的认识 （3） 专业技能培养与训练一：十字路口交通指示灯PLC控制任务的设备安装 （5） 阅读与拓展一：可编程控制器的发展历程与产品类别 （16） 任务二 三菱GX Developer编程软件的基本操作与四人抢答器的安装训练 （20） 知识链接三：FX3U系列可编程控制器编程基础 （20） 专业技能培养与训练二：PLC控制的四人抢答器设备安装与调试训练 （22） 阅读与拓展二 三菱可编程控制器产品系列 （29） 任务三 FX3U系列PLC选型方法及训练 （30） 知识链接四：PLC的基本组成 （30） 专业技能培养与训练三：FX3U系列PLC的产品构成及类型识别 （33） 模块二 三相异步电动机典型继电接触控制的PLC控制与实现 （41） 任务一 三相异步电动机“启保停”电路的PLC控制安装与调试 （42） 知识链接一：可编程控制器用户程序的执行方式 （43） 知识链接二：FX3U系列PLC的输入/输出继电器 （45） 专业技能培养与训练一：“启保停”电路PLC控制任务的设备安装 （47） 阅读与拓展一：图解PLC的“自上而下”“自左而右”的程序执行方式 （57） 任务二 三相异步电动机双重联锁正反转PLC控制电路的安装与调试 （59） 知识链接三：FX3U系列PLC的辅助继电器和定时器 （60） 专业技能培养与训练二：双重联锁正反转PLC控制电路的设备安装与调试 （63） 阅读与拓展二：定时器的用法与状态指示的实现 （67） 任务三 三相异步电动机星形/三角形降压启动的PLC控制安装与调试 （69） 知识链接四：块逻辑运算与多重输出形式的编程 （70） 专业技能培养与训练三：星/三角降压启动PLC控制电路的设备安装与调试 （73） 阅读与拓展三：多重输出指令与“栈”概念 （77） 任务四 三相异步电动机变极调速的PLC控制安装与调试 （80） 知识链接五：复杂控制电路中总控制的实现方法 （81） 专业技能培养与训练四：双速电机变极调速PLC控制电路的设备安装与调试 （84） 阅读与拓展四：梯形图画法中的注意事项及应对策略 （87） 模块三 检测、变频及气动技术的PLC控制与应用 （91） 任务一 工作平台自动往返PLC控制电路的安装与调试 （91） 知识链接一：工作平台自动往返控制的方法 （91） 知识链接二：基本边沿类指令及反向指令的认知训练 （93） 专业技能培养与训练一：工作平台自动往返的PLC控制任务的设备安装与调试 （97） 阅读与拓展一：常用传感器与FX3U的连接方法 （101） 任务二 两只双作用气缸往返PLC控制电路的安装与调试 （103） 知识链接三：气动回路与气缸的控制 （104） 专业技能培养与训练二：双作用气缸往返运动的PLC控制设备的安装与调试 （107） 阅读与拓展二：液压传动与基本器件 （109） 任务三 变频器的三段速运行PLC控制任务的安装与调试 （111） 知识链接四：E540变频器三段速运行的PLC控制线路的连接 （111） 知识链接五：计数器的分类及用法认知 （112） 专业技能培养与训练三：PLC与变频器三段速基本控制任务的设备调试与安装 （115） 阅读与拓展三：E740型变频器简介［学会查阅三菱变频调速器FR-E700使用手册］ （118） 任务四 四人抢答器系统的程序设计训练 （124） 知识链接六：编程方法的体验 （124） 专业技能培养与训练四：四人抢答器的程序设计与调试训练 （125） 阅读与拓展四 模拟调试软件GX Simulator的仿真训练 （129） 模块四 PLC状态编程的应用 （136） 任务一 在双作用气缸往返运动中状态编程方法的认知训练 （136） 知识链接一：步进顺控状态编程的基本思路 （136） 知识链接二：步进顺控指令的表示与用法 （138） 专业技能培养与训练一：双作用气缸往返运动的步进顺控状态编程的训练 （142） 阅读与拓展一：应用指令格式的识读 （146） 任务二 送料小车自动控制系统的设计、安装与调试 （150） 知识链接三：状态编程中条件分支的处理 （150） 知识链接四：状态编程中非顺序转移的处理 （153） 专业技能培养与训练二：送料小车的步进顺控状态编程与设备调试训练 （154） 阅读与拓展二：状态编程中几种常用的运行/停止控制方式 （159） 任务三 三级皮带运输机PLC控制系统的设计、安装与调试 （161） 专业技能培养与训练三：PLC控制皮带传送机构的设计、安装与调试 （161） 阅读与拓展三：设备启动/停止单键控制的方法 （165） 任务四 多种液体混合PLC控制系统的设计、安装与调试 （167） 专业技能培养与训练四：工业多种液体混合PLC控制系统的设计、安装与调试 （167） 阅读与拓展四：程序中设定工作状态指示及工程设备安装的注意事项 （170） 模块五 PLC在机电一体化设备中的应用 （175） 任务一 十字路口交通信号灯PLC控制系统的设计、安装与调试 （175） 专业技能培养与训练一：十字路口交通信号灯PLC控制的实现 （175） 阅读与拓展一：时钟数据读出指令TRD及数据传送指令MOV（数据寄存器D 的操作） （179） 任务二 步进电动机PLC直接控制的实现方法 （183） 知识链接一：步进电动机基本工作方式的认知 （184） 专业技能培养与训练二：三相步进电动机PLC控制的实现 （186） 阅读与拓展二：步进电动机的基础知识 （190） 任务三 亚龙实训设备的气动机械手的PLC控制 （192） 专业技能培养与训练三：气动机械手的认识与PLC控制 （192） 阅读与拓展三：常见比较指令及用法 （199） 任务四 高效率的初始状态化指令IST在设备控制中的应用 （204） 知识链接二：初始化指令IST的运用 （205） 专业技能培养与训练四：初始化指令IST在气动机械手控制中的运用 （209） 阅读与拓展四：程序设计中的掉电状态保持 （213） 任务五 顺序功能流程图的编辑方法与训练 （214） 模块六 FX系列PLC通信功能的实现初探 （224） 任务一 三菱FX3U通信设备的识别训练 （224） 专业技能培养与训练一：FX系列PLC通信接口和适配器的认知及安装训练 （225） 知识链接一：可编程控制器PLC与PC间的通信认知 （228） 任务二 PLC的并行链接通信方式的实现 （235） 专业技能培养与训练二：两台PLC并行通信的认识与设备安装 （235） 知识链接二：主、从站的设置与并行通信模式 （236） 任务三 PLC间N : N通信网络的实现 （239） 知识连接三：PLC间N : N通信网络的组成 （240） 任务四 三菱FX系列PLC与变频器通信应用实例 （247） 知识链接四：FX3U系列PLC变频器通信指令的认知训练 （247） 专业技能培养与训练三：三菱变频器PU通信端口的识别与通信参数的设置训练 （254） 模块七 昆仑通态人机界面与PLC通信控制 （261） 任务一 组态软件MCGS及TPC硬件的安装 （261） 知识链接一：昆仑通态人机界面的认知 （261） 专业技能培养与训练一：EV5000组态软件及HMI硬件的安装 （262） 任务二 新建一个简单的HMI控制工程 （267） 知识链接二：MCGS组态软件界面的认知 （267） 专业技能培养与训练二：简单HMI工程的创建 （268） 任务三 人机界面下的FX3U与变频器通信的控制实现 （272） 专业技能培养与训练三：HMI在PLC与变频器通信系统中控制界面的制作 （273） 附录A PLC控制电路中常用低压电气设备简介 （277） 附录B FX3U基本指令程序步数速查与说明 （288） 附录C FX3U功能应用指令表 （291） 附录D FX3U软元件编号的分配及功能概要 （297） 附录E FX3U特殊软元件的种类及功能说明 （299） 附录F FX3U软元件出错代码一览表 （307） 附录G 常用低压电器的图形符号 （312） 参考文献 （319）

校机电专业课改小组副组长，承担多项校本教材的编写提纲的开发，独立开发校本教材《可编程序控制器控制技术》、《电气控制技术》并投入使用。所负责的电子教研组获2007年南京市五一劳动奖状称号，机电教研组获2007年、2009年南京市优秀教研组

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