第1章可编程控制器（PLC）概述与电气技术基础1

1.1可编程控制器的产生与发展1

1.1.1PLC的产生及定义1

1.1.2PLC的发展2

1.2PLC的特点与功能4

1.2.1PLC的特点4

1.2.2PLC的功能6

1.3PLC的结构与分类7

1.3.1PLC的结构7

1.3.2PLC的分类11

1.4PLC的编程语言11

1.4.1梯形图12

1.4.2语句表14

1.4.3顺序功能图14

1.4.4功能块图15

1.4.5结构文本15

1.5电气技术基础15

1.5.1常用低压电器简介16

1.5.2电气控制线路的绘图规则22

1.5.3电气控制线路的保护类型24

思考题27

第2章认识三菱PLC28

2.1认识三菱PLC的硬件28

实例1：单输入/单输出控制28

2.1.1三菱PLC的基本结构28

2.1.2三菱FX系列PLC的主机模块31

2.1.3三菱PLC的I/O接线34

2.2理解三菱PLC的工作原理35

实例2：加电输出禁止程序35

2.2.1PLC的工作原理36

2.2.2用户程序循环扫描执行40

2.3三菱PLC的程序开发过程40

实例3：电动机的启/停控制40

2.3.1PLC的程序开发环境41

2.3.2电动机启/停控制程序的开发过程45

2.4编程器的使用56

2.4.1编程器简介56

2.4.2编程器的基本操作59

2.4.3编程器对程序的监视62

思考题65

第3章三菱FX2N的指令系统66

3.1FX2N的软元件66

3.1.1输入继电器66

3.1.2输出继电器67

3.1.3辅助继电器67

3.1.4状态继电器69

3.1.5定时器70

3.1.6计数器71

3.1.7数据寄存器75

3.1.8变址寄存器76

3.1.9指针76

3.1.10常数77

3.2FX2N的基本逻辑指令77

3.2.1逻辑取及线圈驱动指令77

实例4：逻辑取及线圈驱动指令的应用78

3.2.2触点串联指令79

3.2.3触点并联指令79

实例5：触点串联指令和触点并联指令的应用80

3.2.4串联电路块并联指令81

3.2.5并联电路块串联指令82

实例6：串联电路块并联指令和并联电路块串联指令的应用82

3.2.6边沿检测脉冲指令83

实例7：边沿检测脉冲指令的应用84

3.2.7置位与复位指令85

实例8：置位与复位指令的应用86

3.2.8脉冲输出指令87

实例9：脉冲输出指令的应用87

3.2.9取反指令88

3.2.10栈操作指令89

实例10：栈操作指令的应用90

3.2.11主控触点指令91

实例11：主控触点指令的应用92

3.2.12空操作指令93

3.2.13程序结束指令94

3.3FX2N的功能指令94

3.3.1功能指令的基本规则95

3.3.2程序流程指令97

实例12：条件跳转指令的应用98

实例13：子程序调用和返回指令的应用99

实例14：中断指令的应用101

实例15：主程序结束指令的应用103

实例16：警戒时钟指令的应用104

实例17：循环指令的应用105

3.3.3数据传送和比较指令106

实例18：比较指令和区间比较指令的应用108

实例19：各种传送指令的应用110

实例20：数据交换和数据变换指令的应用112

3.3.4算术和逻辑运算指令113

实例21：加法、减法、乘法和除法指令的应用115

实例22：加1和减1指令的应用117

实例23：逻辑与、或和异或指令的应用118

3.3.5循环与移位指令119

实例24：循环移位指令的应用120

实例25：位右移和位左移指令的应用122

实例26：移位写入和移位读出指令的应用124

3.3.6数据处理指令125

实例27：区间复位指令的应用126

实例28：译码和编码指令的应用127

实例29：置1位数总和和置1位判断指令的应用129

实例30：信号报警器置位和信号报警器复位指令的应用130

实例31：平均值和平方根指令的应用131

实例32：浮点数转换指令的应用132

3.3.7高速处理指令132

实例33：输入/输出刷新指令的应用133

实例34：刷新和调整滤波时间常数调整指令的应用134

实例35：高速计数器置位、复位和区间比较指令的应用135

实例36：速度检测指令的应用136

实例37：脉宽调制指令和可调速脉冲输出指令的应用138

3.3.8方便指令139

实例38：初始化状态指令与数据搜索指令的应用139

实例39：绝对值式凸轮顺控指令的应用140

实例40：增量式凸轮控制指令的应用142

实例41：示教定时器指令的应用143

实例42：特殊定时器指令的应用144

实例43：交替输出指令的应用145

实例44：旋转台控制指令的应用146

3.3.9外围设备I/O指令147

实例45：数据输入指令的应用147

实例46：数字译码指令的应用150

实例47：打印输出指令的应用151

实例48：读、写特殊功能模块指令的应用152

3.3.10外围设备（SER）指令153

实例49：串行通信指令的应用155

实例50：模拟量输入指令的应用156

3.3.11触点比较指令156

实例51：触点比较指令（OR=）的应用158

思考题158

第4章PLC系统的基本控制编程160

4.1编程规则与技巧160

4.1.1继电器线路可使用、梯形图不能（不宜）使用的情况160

4.1.2梯形图能使用、继电器线路不能实现的情况161

4.1.3梯形图程序的优化162

4.2基本控制程序165

4.2.1自锁、互锁与连锁控制165

实例52：自锁、互锁与连锁控制165

4.2.2时间控制168

实例53：瞬时接通/延时断控制168

实例54：延时接通/延时断开控制169

实例55：长延时控制170

实例56：点动计时控制172

实例57：时钟控制173

4.2.3脉冲触发控制174

实例58：用定时器实现周期脉冲触发控制174

实例59：用定时器实现脉宽可控的脉冲触发控制175

4.2.4分频控制176

实例60：二分频控制176

4.2.5报警控制178

实例61：故障报警控制178

4.2.6计数控制180

实例62：扫描计数控制180

实例63：6位数计数控制181

4.2.7顺序控制182

实例64：用定时器实现顺序控制182

实例65：用计数器实现顺序控制183

实例66：用移位指令实现顺序控制185

4.2.8循环控制186

实例67：彩灯闪亮循环控制186

4.3常用电动机控制188

4.3.1三相异步电动机188

实例68：电动机双重锁正、反转控制188

实例69：电动机—△减压启动控制190

实例70：电动机串电阻启动控制192

4.3.2直流电动机控制195

实例71：并励、串励直流电动机正、反转控制195

4.3.3同步电动机控制199

实例72：同步电动机启动控制199

4.3.4步进电动机控制201

实例73：步进电动机正、反转控制201

4.4简易梯形图程序设计205

实例74：车间排风系统状态监控205

思考题207

第5章顺序功能图和步进梯形图208

5.1基本概念208

5.1.1顺序功能图的基本要素208

5.1.2顺序功能图的结构形式212

5.2顺序功能图设计方法213

5.2.1使用启—保—停电路的设计方法214

5.2.2使用置位/复位的设计方法216

5.2.3使用STL/RET的设计方法218

实例75：运料车装卸料控制221

实例76：大、小球分类选择控制226

实例77：双面钻孔机床运动控制234

5.3各种顺序控制方法比较240

思考题241

第6章PLC的功能模块243

6.1功能模块概述243

6.1.1特殊功能模块的类型及用途243

6.1.2特殊功能模块的安装及应用245

6.2模拟量输入模块246

实例78：FX2N—4AD模拟量输入模块应用250

实例79：FX2N—4AD模拟量输入模块的调整应用251

6.3模拟量输出模块252

实例80：FX2N—2DA模拟量输入模块的应用254

6.4高速计数模块255

实例81：高速计数器模块FX2N—1HC的应用259

6.5定位控制模块和脉冲输出模块261

实例82：凸轮控制器FX2N—1RM—SET的应用264

思考题267

第7章PLC系统通信268

7.1PLC通信的基本知识268

7.1.1数据通信系统构成268

7.1.2数据通信方式及传输速率268

7.1.3串行通信接口标准271

7.1.4开放式系统互连参考模型272

7.2PLC与PLC之间的通信273

7.2.1N∶N连接通信N∶N通信网络配置及通信程序275

7.2.2双机并行连接通信277

实例84：两台FX2NPLC通过1∶1并行连接通信278

7.3计算机连接与无协议数据传输279

7.3.1串行通信协议的格式279

7.3.2计算机连接通信协议281

实例85：通信端口初始化283

7.3.3无协议数据传输286

实例86：PLC与三菱公司的变频器的无协议通信应用288

思考题290

第8章人机界面291

8.1三菱人机界面概述291

8.1.1触摸屏的工作原理及特点291

8.1.2触摸屏的分类292

8.1.3触摸屏发展趋势295

8.1.4三菱触摸屏296

8.2人机界面（HMI）的设计299

8.2.1人机界面设计的过程和步骤299

8.2.2人机界面的设计技术300

8.2.3人机界面设计的原则300

8.3组态软件使用301

8.3.1组态软件简介302

8.3.2GT—Designer2Version2组态软件的使用304

实例87：GTDesigner2组态项目的创建307

实例88：电动机交替控制组态311

8.3.3组态王软件的使用314

实例89：利用组态王进行通风系统运行状态监控的组态318

思考题325

第9章PLC应用系统控制设计326

9.1PLC控制系统设计的基本原则与步骤326

9.1.1设计的基本原则326

9.1.2设计的步骤与内容327

9.2PLC控制系统的硬件设计334

9.2.1I/O端子数的简化334

9.2.2主回路与控制回路设计337

9.3PLC系统控制程序设计方法342

9.3.1经验设计法343

实例90：PLC控制送料小车的经验设计344

9.3.2逻辑设计法345

实例91：通风系统运行状态监控347

实例92：电动机交替运行控制352

9.3.3移植设计法354

实例93：某卧式镗床继电器控制系统移植设计为PLC控制系统355

9.3.4顺序功能图设计法361

9.4PLC控制系统应用设计361

实例94：交通灯控制361

实例95：机械手的PLC控制365

实例96：某直升机起落架撑杆作动筒检测系统控制372

实例97：组合机床控制379

实例98：PLC与变频器控制电动机正、反转388

实例99：载货电梯控制系统392

实例100：抢答器程序设计407

思考题417

附录A三菱FX系列PLC基本指令419

附录B三菱FX系列PLC功能指令420

参考文献425