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第1章 PLC基础知识1

1.1 传统的工业控制方法1

1.1.1 点动、长动控制电路1

1.1.2 正反转控制电路2

1.1.3 顺序控制电路3

1.2 PLC概述3

1.2.1 PLC的定义3

1.2.2 PLC的特点4

1.2.3 PLC的发展阶段5

1.2.4 PLC的应用6

1.3 PLC的系统结构和工作原理6

1.3.1 PLC的硬件组成7

1.3.2 PLC的软件及编程语言12

1.3.3 PLC的工作原理14

1.3.4 PLC的分类及性能指标17

1.4 常用PLC简介19

1.4.1 美国的PLC产品19

1.4.2 欧洲的PLC产品20

1.4.3 日本的PLC产品20

1.4.4 我国的PLC产品20

1.4.5 三菱FX2N系列 PLC21

1.5 PLC的发展趋势22

1.6 上机实验——PLC应用及简单实例过程演示24

1.7 习题24

第2章 FX2N系列PLC的基本指令及编程26

2.1 编程元件26

2.1.1 输入继电器（X）和输出继电器（Y）26

2.1.2 辅助继电器（M）26

2.1.3 定时器（T）27

2.1.4 计数器（C）27

2.1.5 数据寄存器（D）27

2.1.6 变址寄存器（V/Z）28

2.1.7 指针（P/I）28

2.1.8 状态器（S）29

2.1.9 常数（K/H）29

2.2 PLC的基本指令29

2.2.1 逻辑取指令和线圈驱动指令（LD/LDI、OUT）29

2.2.2 触点串联指令（AND、ANI）29

2.2.3 触点并联指令（OR、ORI）30

2.2.4 电路块串联指令（ANB）30

2.2.5 电路块并联指令（ORB）31

2.2.6 多重输出指令（MPS/MRD/MPP）32

2.2.7 主控触点指令（MC/MCR）34

2.2.8 置位、复位指令（SET、RST）34

2.2.9 脉冲微分指令（PLS/PLF）36

2.2.10 空操作指令（NOP）37

2.2.11 结束指令（END）38

2.3 定时器和计数器的应用38

2.3.1 定时器的应用38

2.3.2 计数器的应用41

2.4 梯形图编程规则44

2.5 梯形图的经验设计法45

2.5.1 经验设计法45

2.5.2 经验设计法的步骤45

2.5.3 经验设计法应用举例45

2.6 用继电器控制电路移植法设计梯形图48

2.6.1 移植设计法的步骤48

2.6.2 移植设计法应用举例49

2.7 上机实验——基本指令及编程应用50

2.7.1 交通灯控制50

2.7.2 三相异步电动机的Y-△起动控制52

2.8 习题54

第3章 编程软件GX Developer57

3.1 程序输入57

3.1.1 建立工程57

3.1.2 程序输入58

3.2 程序转换与检查59

3.2.1 程序转换59

3.2.2 程序检查60

3.3 程序注释60

3.4 仿真调试61

3.5 程序传送63

3.5.1 PLC与计算机的连接方式63

3.5.2 通信设置64

3.5.3 程序下载65

3.6 上机实验——GX Developer编程软件练习66

3.7 习题66

第4章 步进顺序控制指令及应用68

4.1 状态转移图与顺序指令68

4.1.1 状态转移图的基本概念68

4.1.2 状态转移图69

4.1.3 步进顺序控制指令70

4.2 状态转移图的编程方法71

4.2.1 状态转移图编制规则71

4.2.2 单流程状态转移图的编程72

4.2.3 选择性分支与汇合的编程73

4.2.4 并行分支与汇合的编程77

4.2.5 组合流程及虚拟状态79

4.3 状态编程在非状态元件编程中的应用81

4.3.1 用辅助继电器实现状态编程81

4.3.2 用移位寄存器实现状态编程82

4.4 上机实验——顺序控制指令及应用82

4.4.1 机械手控制82

4.4.2 大小球分类控制85

4.4.3 交通灯控制（状态编程法）88

4.5 习题88

第5章 FX2N系列PLC的应用指令92

5.1 应用指令概述92

5.1.1 应用指令的表达形式92

5.1.2 数据长度和指令执行形式93

5.1.3 变址寄存器93

5.2 程序流程指令94

5.2.1 条件跳转指令94

5.2.2 子程序调用和子程序返回94

5.2.3 中断指令96

5.2.4 主程序结束指令98

5.2.5 监视定时器指令99

5.2.6 循环指令99

5.3 比较与传送指令100

5.3.1 比较指令100

5.3.2 区间比较指令101

5.3.3 传送指令101

5.3.4 移位传送指令102

5.3.5 取反传送指令103

5.3.6 块传送指令103

5.3.7 多点传送指令104

5.3.8 数据交换指令104

5.3.9 BCD变换指令105

5.3.10 BIN变换指令105

5.4 四则运算与逻辑运算指令106

5.4.1 加法指令106

5.4.2 减法指令108

5.4.3 乘法指令109

5.4.4 除法指令109

5.4.5 加1指令110

5.4.6 减1指令110

5.4.7 字逻辑与指令111

5.4.8 字逻辑或指令111

5.4.9 字逻辑异或指令111

5.4.10 求补指令112

5.5 循环与移位指令112

5.5.1 循环右移指令112

5.5.2 循环左移指令113

5.5.3 带进位的循环右移指令114

5.5.4 带进位的循环左移指令114

5.5.5 位右移指令115

5.5.6 位左移指令115

5.5.7 字右移指令116

5.5.8 字左移指令117

5.5.9 移位写入指令117

5.5.10 移位读出指令118

5.6 数据处理指令118

5.6.1 区间复位指令118

5.6.2 解码指令119

5.6.3 编码指令120

5.6.4 ON位数统计指令120

5.6.5 ON位判别指令121

5.6.6 平均值指令121

5.6.7 报警器置位指令121

5.6.8 报警器复位指令122

5.6.9 二进制平方根指令123

5.6.10 浮点数转换指令123

5.7 高速处理指令123

5.7.1 输入／输出刷新指令123

5.7.2 滤波调整指令124

5.7.3 矩阵输入指令124

5.7.4 高速计数器置位指令125

5.7.5 高速计数器复位指令125

5.7.6 高速计数器区间比较指令126

5.7.7 速度检测指令127

5.7.8 脉冲输出指令128

5.7.9 脉宽调制指令128

5.7.10 可调速脉冲输出指令129

5.8 方便指令130

5.8.1 状态初始化指令130

5.8.2 绝对值式凸轮顺控指令131

5.8.3 增量式凸轮顺控指令131

5.8.4 示教定时器指令132

5.8.5 特殊定时器指令132

5.8.6 交替输出指令133

5.8.7 数据排列指令134

5.9 上机实验——应用指令编程136

5.9.1 高性能密码锁136

5.9.2 广告牌的闪烁控制138

5.9.3 步进电动机的定位控制140

5.10 习题142

第6章 PLC的特殊功能模块144

6.1 概述144

6.1.1 FX2N系列PLC特殊功能模块的类型简介144

6.1.2 FX2N系列PLC特殊功能模块的安装及应用145

6.2 A/D转换模块146

6.2.1 模拟量输入模块FX2N-4AD的技术指标147

6.2.2 FX2N-4AD的接线147

6.2.3 FX2N-4AD缓冲寄存器148

6.3 D/A转换模块149

6.3.1 FX2N-2DA模拟量输出模块的技术指标149

6.3.2 FX2N-2DA的接线149

6.3.3 FX2N-2DA缓冲寄存器150

6.3.4 FX2N-2DA偏置与增益的调整151

6.4 定位控制模块151

6.4.1 FX2N-1HC高速计数模块151

6.4.2 FX2N-1PG脉冲输出模块152

6.4.3 FX2N-1RM-SET可编程凸轮开关153

6.5 上机实验——特殊功能模块的应用154

6.5.1 锅炉温度控制系统154

6.5.2 搅拌机控制系统156

6.6 习题158

第7章 PLC的通信159

7.1 网络通信基本知识159

7.1.1 数据通信基础159

7.1.2 串行通信接口标准161

7.1.3 工业控制网络基础161

7.2 FX2N系列PLC通信用硬件及通信形式163

7.2.1 FX2N系列PLC通信器件163

7.2.2 FX2N系列PLC的通信形式164

7.3 FX2N系列PLC通信配置166

7.3.1 FX2N系列PLC的并行通信166

7.3.2 N:N网络167

7.4 上机实验——两台PLC间的通信控制169

7.5 习题172

第8章 PLC的工程应用173

8.1 PLC系统设计的步骤和内容173

8.1.1 明确控制要求174

8.1.2 选择控制方案174

8.1.3 控制系统总体设计174

8.1.4 PLC选型174

8.1.5 选择输入输出设备，分配L/O信号174

8.1.6 硬件设计175

8.1.7 软件设计175

8.1.8 联机调试175

8.1.9 编制技术文件及交付使用175

8.2 PLC选型与硬件设计175

8.2.1 PLC结构选择176

8.2.2 I/O点数确定176

8.2.3 存储容量选择176

8.2.4 PLC处理速度要求177

8.2.5 开关量输入／输出模块及扩展的选择177

8.2.6 PLC与外围设备的选择178

8.3 PLC应用程序设计178

8.3.1 继电器电路转化设计法178

8.3.2 经验设计法178

8.3.3 逻辑设计法179

8.3.4 时序图设计法179

8.3.5 顺序控制设计法与顺序功能图180

8.4 PLC的可靠性技术设计180

8.4.1 适合的工作环境180

8.4.2 安装与布线181

8.4.3 PLC的接地181

8.4.4 PLC的安全保护181

8.4.5 冗余系统和热备用系统182

8.4.6 PLC的日常维护182

8.4.7 PLC的故障诊断182

8.5 PLC工程综合应用实例184

8.5.1 有趣的喷泉184

8.5.2 步进电动机控制系统设计185

8.5.3 自动门控制系统设计187

8.5.4 全自动洗衣机控制系统设计188

8.5.5 自动搅拌系统191

8.6 上机实验——PLC综合应用192

8.6.1 自动售货机控制系统192

8.6.2 电梯控制系统193

8.7 习题197

附录198

附录A FX2N系列PLC的基本性能198

附录B FX2N系列PLC应用指令总表199

附录C FX2N系列PLC特殊功能元件203

参考文献209