第二阶段 三菱 PLC 基础编程课

课程整体目标：

1. 掌握三菱 FX5U 系列 PLC 的基本操作、软元件、指令系统与编程方法；

2. 能够独立完成伺服控制系统的接线、参数设置、编程与调试；

3. 掌握模拟量处理与 Modbus 通讯技术，实现 PLC 与仪表、HMI、上位机等设备的通讯；

4. 具有一定的系统集成能力，包括硬件选型、系统设计、编程调试与故障排查；

5. 提升工程思维与文档撰写能力，能够独立完成项目方案设计与实施。

第一周：PLC 基础与编程入门

第一周目标

- 熟悉 GX Works3 软件界面与工程管理；

- 掌握基本软元件（X/Y/M/T/C/D）的使用；

- 能够编写梯形图程序实现基础逻辑控制；

- 理解扫描周期与程序执行机制。

Day 1：PLC 概述与软件入门

理论部分：

- PLC 基本概念、分类与应用场景

- 三菱 FX5U 系列硬件介绍

- GX Works3 软件安装与界面介绍

- 工程新建、保存、编译与下载流程

实训部分：

- 连接 PLC 与电脑（USB/以太网）

- 新建一个简单工程，下载并运行

- 练习软件基本操作：梯形图编辑、注释、监控

- 实验：控制一个输出 Y0 闪烁

Day 2：软元件与基本指令（一）

理论部分：

- 输入 X、输出 Y、辅助继电器 M 的功能与编号规则

- 定时器 T、计数器 C 的原理与应用

- 基本指令：LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、OUT

实训部分：

- 编写起保停程序

- 编写正反转互锁程序

- 使用定时器实现延时启动

- 使用计数器实现计数控制

Day 3：基本指令（二）与编程逻辑

理论部分：

- SET/RST 指令、LDP/LDF 沿指令

- 步序法编程思想

- 程序扫描周期与执行顺序

- 双线圈与程序结构优化

实训部分：

- 使用 SET/RST 实现状态保持

- 使用沿指令实现单按钮启停

- 编写气缸自动往复程序

- 调试与监控程序逻辑

Day 4：数据类型、进制与数据寄存器

理论部分：

- 位、字节、字、双字概念

- 二进制、十进制、十六进制转换

- 数据寄存器 D、变址寄存器 Z/V

- 比较指令（CMP）、传送指令（MOV）

实训部分：

- 进制转换练习（计算器辅助）

- 使用 MOV 指令读写数据寄存器

- 编写一个简易计时器程序

- 使用 CMP 指令实现条件判断

Day 5：综合编程与 HMI 基础入门

上午：综合练习

- 设计一个“自动搅拌系统”程序

- 包含启停、定时、计数、状态指示

- 调试并优化程序结构

下午：HMI 基础

- 威纶通 HMI 软件安装与界面介绍

- HMI 与 PLC 通讯设置（以太网）

- 设计一个简单监控界面：按钮、指示灯、数值显示

- 联调 PLC 与 HMI

第一周考核

- PLC 的概念及扫描周期的知识。

- 多种基础指令的应用

- 在 HMI 上实现启停控制与状态显示；

第二周：伺服控制与定位技术

本周目标

- 掌握伺服系统的基本组成与接线方法；

- 理解位置、速度、转矩三种控制模式；

- 能够使用定位指令控制伺服运动；

- 掌握原点回归与电子齿轮比计算方法。

Day 1：伺服系统概述与接线实战

理论部分：

- 伺服系统组成与工作原理

- 伺服驱动器端子功能（CN1~CN5）

- 位置模式、速度模式、转矩模式的区别

实训部分：

- 搭建伺服硬件系统（FX5U + IS620P 伺服）

- 接线：脉冲、方向、使能、报警、极限信号

- 上电测试与使能控制

Day 2：定位指令与轴控制基础

理论部分：

- 相对定位指令（DRVI）与绝对定位指令（DRVA）

- 指令操作数详解

- 标志位使用与异常处理

实训部分：

- 编写使能、报警复位程序

- 使用 DRVI 指令实现轴运动

- 实现手动 JOG 功能

- 极限保护程序编写

Day 3：原点回归与绝对定位

理论部分：

- 原点回归的意义与执行流程

- 机械原点回归指令（DSZR）

- 近点 DOG 信号与原点信号设置

实训部分：

- 配置原点回归参数（GX Works3）

- 编写原点回归程序并调试

- 实现绝对定位往复运动

- 位置与速度监控

Day 4：电子齿轮比计算与参数设定

理论部分：

- 电子齿轮比概念与作用

- 编码器分辨率、导程、减速比

- 电子齿轮比计算公式与示例

实训部分：

- 根据机械参数计算电子齿轮比

- 在伺服驱动器中设定参数

- 脉冲测试验证移动精度

- 触摸屏参数设置界面设计

Day 5：综合项目与 HMI 联动

上午：综合项目

- 设计一个“XY 轴搬运平台”控制系统

- 包含使能、原点回归、绝对定位、手动功能

下午：HMI 联动

- 在 HMI 上实现轴状态显示、手动操作、参数设置

- 联调系统并优化响应

- 故障模拟与排查

第二周考核

- 独立完成一个伺服定位系统的接线与程序；

- 在 HMI 上实现轴监控与操作界面；

- 提交系统参数表与调试记录。

第三周：模拟量与通讯技术

本周目标

- 掌握模拟量的采集、转换与控制；

- 理解 Modbus RTU 与 TCP 协议；

- 能够实现 PLC 与多设备通讯；

- 掌握报文调试与故障排查方法。

Day 1：模拟量基础与 FX5U 配置

理论部分：

- 模拟量与数字量的区别

- 电压、电流、温度信号类型

- FX5U 模拟量模块介绍

实训部分：

- 模拟量输入接线与参数设置

- 编写程序读取温度传感器值

- 模拟量输出控制变频器速度

Day 2：Modbus RTU 通讯基础与实操

理论部分：

- RS485 通讯原理与接线方式

- Modbus 协议帧结构与功能码

- FX5U 作为 Modbus 主站配置

实训部分：

- 搭建 RS485 网络（PLC + 温控表）

- 配置 Modbus 主站参数

- 读取温控表温度值

- 使用串口调试助手分析报文

Day 3：Modbus TCP 通讯与网络配置

理论部分：

- Modbus TCP 协议与 RTU 区别

- TCP/IP 基础与 FX5U 以太网设置

- 报文结构解析（事务 ID、协议 ID 等）

实训部分：

- 配置 FX5U 为 TCP 客户端

- 与上位机软件通讯测试

- 编写程序实现数据读写

Day 4：通讯协议综合实验与调试

上午：综合讲解

- 多协议集成应用场景

- 报文与指令数据转换

- 通讯故障排查方法

下午：综合实验

- 设计一个“智能温室控制系统”

- 集成模拟量采集、Modbus RTU 控制、TCP 数据上传

- 调试系统并优化通讯效率

Day 5：项目实战与考核

上午：项目实战

- 模拟“空压机监控系统”

- 包含压力模拟量采集、Modbus 控制、TCP 上传

- 完成系统接线、配置、编程

下午：考核与总结

- 独立完成通讯系统调试

- 解释报文结构与协议区别

- 本周内容总结与答疑

第三周考核

- 完成一个包含模拟量与通讯的综合系统；

- 使用调试工具分析并修复通讯故障；

- 提交通讯配置表与报文分析报告。

第四周：总复习和综合项目实战

本周目标

- 综合应用前三周所学内容；

- 进行系统地分析；

- 完成一个 PLC 控制系统项目；

- 提升系统设计、调试与文档撰写能力。

Day 1-2：总复习

内容：

- PLC 的定义和 Works2,Works3 使用，及基本指令的复习

- 伺服电机部分的复习

- 模拟量及通讯部分的复习

Day 3-4：习题练习和项目实践

内容：

- PLC 程序编写（逻辑控制 + 伺服定位 + 通讯）

- HMI 界面设计（状态监控 + 参数设置 + 报警管理）

- 伺服参数设置与调试

- 通讯配置与联调

Day 5：查漏补缺

内容：

- 针对同学们学习薄弱部分重新巩固知识并做练习

- 探讨故障模拟与排查

第四周考核

- 理论考试（涵盖月内核心知识点）

- 实操考核（独立完成一个综合控制系统）