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第1章　PLC基础知识1

1.1　PLC的定义与分类1

1.1.1 PLC的定义1

1.1.2　PLC的分类1

1.2　PLC的功能及应用领域5

1.2.1 PLC的功能5

1.2.2 PLC的应用领域6

1.3　PLC的基本结构和工作原理6

1.3.1 PLC的硬件组成7

1.3.2　PLC的软件组成11

1.3.3 PLC的基本工作原理12

1.3.4　输入／输出滞后现象13

1.4　实践拓展：开发三菱PLC需要哪些工具14

1.5　思考与练习14

第2章 FX系列PLC的组成与结构15

2.1 FX系列PLC简介15

2.1.1 FX系列PLC的命名方式15

2.1.2 FX系列PLC的技术指标16

2.1.3 FX系列PLC的性能比较16

2.2 FX2N系列PLC的硬件结构及技术特点17

2.2.1 主机面板结构17

2.2.2　技术特点18

2.2.3 常用单元18

2.2.4 FX2N系列PLC的技术指标21

2.3　实践拓展：如何安装PLC23

2.4　思考与练习24

第3章 三菱FX2N系列PLC的程序设计25

3.1　PLC的编程语言25

3.1.1 梯形图25

3.1.2　布尔助记符26

3.1.3　功能模块图26

3.1.4　顺序功能表图26

3.1.5 结构化语句描述27

3.2 FX2N系列PLC梯形图中的编程元件27

3.2.1　基本数据结构27

3.2.2 FX2N系列PLC的性能技术指标28

3.2.3 输入／输出继电器29

3.2.4　辅助继电器30

3.2.5 状态继电器31

3.2.6 定时器的编号及功能31

3.2.7 内部计数器32

3.2.8　数据寄存器35

3.2.9　指针的编号及其功能36

实例：辊道电动机正、反转控制36

实例：汽车转弯灯控制37

3.3　实践拓展：如何维护保养PLC38

3.4　思考与练习39

第4章 FX2N系列PLC的基本指令系统40

4.1　数值的处理40

4.2　基本逻辑指令41

4.2.1　逻辑取及输出线圈指令41

4.2.2　触点串联指令42

4.2.3 触点并联指令42

4.2.4 串联电路块的并联指令43

4.2.5 并联电路块的串联指令44

实例：电动机的连续运转45

实例：电动机正反转控制46

实例：3台电动机顺序启动控制48

4.3　基本控制指令49

4.3.1 多重输出电路指令49

4.3.2　主控触点指令51

4.3.3 自保持与解除指令52

4.3.4　计数器、定时器指令54

4.3.5 脉冲指令54

4.3.6　脉冲输出指令55

4.3.7　取反指令56

4.3.8 空操作指令、程序结束指令56

实例：电动机Y-△启动控制57

实例：按钮计数控制58

4.4　实践拓展：构造特殊定时器59

4.5　习题与思考60

第5章 FX2N系列PLC的步进指令61

5.1　状态转移图61

5.2　步进梯形图指令及编程方法64

5.2.1 步进指令介绍64

5.2.2 步进梯形图编程方法64

实例：四皮带运输机系统68

5.3　状态转移图的常见流程状态69

5.3.1 单流程状态编程69

5.3.2　跳转与重复状态70

5.3.3 选择性分支与汇合状态编程71

5.3.4　并行分支与汇合状态72

5.3.5 分支与汇合的组合73

实例：大、小球分类选择传送控制74

实例：按钮式人行横道交通灯的控制75

5.4　实践拓展：如何由指示灯判断PLC故障77

5.5　思考与练习77

第6章 FX2N系列PLC的应用指令80

6.1 应用指令的表示与执行方式80

6.1.1 指令与操作数80

6.1.2　指令的数据长度与执行形式81

6.2　常用应用指令说明84

6.2.1 程序流程控制指令84

6.2.2　数据比较和传送指令89

6.2.3 算术运算和逻辑运算指令94

6.2.4　循环与移位指令98

6.2.5 三菱FX2N系列PLC数据处理指令102

6.2.6 三菱FX2N系列PLC高速处理指令104

6.2.7 三菱FX2N系列PLC方便类指令107

6.2.8 三菱FX2N系列PLC外围设备I/O应用指令109

实例：应用转移指令对分支程序A和B进行控制112

实例：分频器控制程序113

实例：十键输入指令编程113

实例：BCD码显示指令编程114

实例：应用高速计数器指令编程控制某行走机构114

实例：数据传送指令编程116

6.3　其他应用指令117

6.4　实践拓展：程序安全锁设计118

6.5　思考与练习119

第7章 FX2N系列PLC的开发环境120

7.1 GX-Developer的安装与卸载120

7.1.1　软件的安装120

7.1.2　软件的卸载121

7.2 GX-Developer的界面与功能122

7.3 GX-Developer的基本应用123

7.3.1 创建梯形图程序123

7.3.2 利用工具按钮创建梯形图程序125

7.3.3 转换已创建的梯形图程序126

7.3.4 纠正梯形图程序部件127

7.3.5 剪切和复制梯形图块127

7.3.6 改变PLC类型128

7.3.7　参数设定130

7.3.8 在线操作131

实例：用GX-Developer开发一个电动机正反转程序132

7.4 FX-20P-E型手持编程器133

7.4.1 编程器的功能134

7.4.2 编程器的组成与面板布置135

7.5 FX-20P-E型手持编程器的使用方法136

7.5.1　工作方式选择136

7.5.2　基本编程操作139

7.5.3　对PLC编程元件与基本指令通／断状态的监视142

7.5.4　对编程元件的测试144

实例：使用手持编程器开发电动机正反转启动程序146

7.6　实践拓展：如何解除PLC密码146

7.7　思考与练习147

第8章 PLC控制系统的设计148

8.1　PLC控制系统设计的内容和步骤148

8.1.1 主要原则和内容148

8.1.2　设计步骤148

8.2　PLC控制系统的硬件设计150

8.2.1 PLC机型的选择150

8.2.2　I/O模块的选择151

8.3　PLC控制系统的软件设计153

8.3.1 PLC软件设计的方法153

8.3.2　软件设计的步骤154

实例：用经验法设计小车左右行的控制系统155

实例：用继电器转换法设计机床刀具主轴运动控制系统156

实例：用状态图转移法设计搬运机械手运动控制程序157

8.4　控制系统的安装与调试159

8.4.1 安装注意事项159

8.4.2 控制系统的调试160

8.5 实践拓展：如何更换PLC的主要部件162

8.6　思考与练习163

第9章 数字量控制系统梯形图设计164

9.1　梯形图编程规则164

9.2　典型单元的梯形图程序166

9.3　顺序控制程序设计方法171

9.3.1 设计步骤171

9.3.2　编程注意事项172

实例：洗车流程控制173

实例：电镀槽生产线控制程序175

实例：行车循环正反转自动控制程序176

9.4　实践拓展：如何处理常开／常闭输入信号177

9.5　思考与练习178

第10章　模拟量控制系统梯形图设计180

10.1　模拟量控制硬件180

10.1.1 FX2N-4AD输入模块180

10.1.2 温度A/D输入模块183

10.1.3 FX2N-2DA输出模块185

10.1.4 变频器介绍187

10.2　模拟量开环程序设计191

10.3　模拟量闭环程序设计193

实例：恒压供水系统设计194

实例：工业洗衣机控制系统设计197

10.4　实践拓展：如何设置PID参数199

10.5　思考与练习201

第11章 FX2N系列PLC的通信功能202

11.1　PLC通信的基本知识202

11.1.1 数据通信系统构成202

11.1.2　数据通信方式及传输速率202

11.1.3 串行通信接口标准204

11.2　PLC与PLC之间的通信206

11.2.1 N:N链接通信206

11.2.2　双机并行链接通信210

11.3 计算机链接与无协议通信212

11.3.1 串行通信协议212

11.3.2　计算机链接通信协议214

11.3.3　无协议通信217

11.4 MELSEC NET网络219

实例：PLC与变频器的RS-485通信221

11.5　实践拓展：如何保护程序225

11.6　思考与练习226

第12章 PLC控制系统的可靠性、抗干扰性设计227

12.1　PLC控制系统的可靠性227

12.1.1 系统安装及环境条件设计229

12.1.2　I/O配线230

12.1.3　接地系统设计234

12.1.4　供电系统设计235

12.1.5 冗余系统与热备用系统设计236

12.2　干扰源及抗干扰措施240

12.2.1 干扰源240

12.2.2 PLC控制系统工程应用的抗干扰设计242

12.3　静电预防246

12.3.1 静电的危害246

12.3.2　防静电措施247

12.4　实践拓展：PLC常见故障的处理方法248

12.5　思考与练习249

第13章　基本控制实例250

13.1　工业机械手控制设计250

13.1.1 系统需求分析250

13.1.2 系统硬件设计251

13.1.3 系统软件设计252

13.2　饮料灌装机控制设计257

13.2.1 系统需求分析257

13.2.2 系统硬件设计258

13.2.3 系统软件设计259

13.3　码垛机控制设计262

13.3.1 系统需求分析262

13.3.2 系统硬件设计263

13.3.3 系统软件设计264

13.4　实践拓展：PNP信号如何输入到001系列PLC265

13.5　思考与练习266

第14章　运动控制实例267

14.1 电梯控制系统设计267

14.1.1 需求分析267

14.1.2　硬件设计269

14.1.3　软件设计272

14.2 电镀流水线控制系统设计277

14.2.1 系统需求分析277

14.2.2 系统硬件设计280

14.2.3 系统软件设计282

14.3　实践拓展：三菱变频器的常见故障及处理方法288

14.4　思考与练习289

第15章　过程控制实例290

15.1　给煤机输煤系统设计290

15.1.1 需求分析290

15.1.2　硬件设计291

15.1.3　软件设计296

15.2　滚砂机控制系统设计301

15.2.1 系统需求分析301

15.2.2　硬件设计301

15.2.3 软件设计303

15.3 实践拓展：如何节省I/O点308

15.4　思考与练习309

参考文献311