PLC基礎及應用教程（三菱FX2N系列 第2版）

前言

第1章 PLC基礎及系統(tǒng)結構1
1.1 繼電接觸式控制系統(tǒng)1
1.1.1 繼電接觸式控制系統(tǒng)的結構1
1.1.2 繼電接觸式基本控制電路1
1.2 PLC概述5
1.2.1 PLC的產(chǎn)生、定義、特點及應用5
1.2.2 PLC的分類及性能指標7
1.2.3 PLC控制和繼電接觸式控制的
關系9
1.2.4 PLC控制和一般計算機控制的
區(qū)別10
1.2.5 常用PLC簡介11
1.3 PLC系統(tǒng)的結構及工作原理13
1.3.1 PLC的硬件結構13
1.3.2 PLC的軟件及編程語言18
1.3.3 PLC的掃描工作原理20
1.3.4 PLC執(zhí)行程序的過程及特點21
1.4 一個簡單的FX2N系列PLC應用
示例22
1.5 實驗：PLC簡單應用示例演示25
1.6 思考與習題26
第2章 FX2N系列PLC（含升級產(chǎn)品）
硬件及編程資源27
2.1 FX2N系列PLC的硬件體系27
2.1.1 FX2N系列PLC的硬件特征27
2.1.2 FX2N系列PLC的硬件體系結構28
2.1.3 FX2N系列PLC的產(chǎn)品型號29
2.2 FX2N系列PLC的硬件配置30
2.2.1 FX2N系列PLC的基本單元30
2.2.2 FX2N系列PLC的擴展單元和
擴展模塊34
2.2.3 FX2N系列PLC的特殊功能模塊35
2.2.4 定位控制模塊36
2.3 FX3U系列PLC的硬件配置38
2.3.1 FX3U系列PLC的硬件配置特征38
2.3.2 FX3U系列PLC的基本單元39
2.3.3 FX3U系列PLC的擴展結構40
2.4 FX2N系列PLC的編程資源及
編址41
2.4.1 FX2N系列PLC的編程資源41
2.4.2 FX2N系列PLC的I/O編址及
擴展45
2.5 FX2N系列PLC硬件的工程
接線47
2.5.1 電源接線及其負載能力47
2.5.2 輸入端器件外部接線49
2.5.3 輸出端外部接線及負載能力50
2.6 實驗：PLC端口接線（閃光燈）53
2.7 思考與習題54
第3章 FX2N系列PLC的基本指令及
應用56
3.1 基本指令及其應用56
3.1.1 基本指令格式56
3.1.2 邏輯取、線圈驅動指令
（LD/LDI、OUT）57
3.1.3 觸點串聯(lián)、并聯(lián)指令58
3.1.4 塊串聯(lián)、并聯(lián)指令59
3.1.5 堆棧指令（MPS、MRD、MPP）60
3.1.6 置位、復位指令（SET、RST）61
3.1.7 邊沿檢出觸點指令與邊沿檢測
（微分輸出）指令62
3.1.8 其他基本指令65
3.2 定時器及其應用66
3.2.1 定時器及其類型66
3.2.2 定時器的應用68
3.3 計數(shù)器及其應用70
3.3.1 計數(shù)器及其類型70
3.3.2 計數(shù)器的應用72
3.4 梯形圖編程規(guī)則72
3.5 編程軟件GX Developer與仿真
使用簡介74
3.5.1 程序輸入與變換74
3.5.2 仿真調(diào)試78
3.5.3 PLC與PC通信與程序下載81
3.6 實驗：基本指令應用82
3.6.1 GX Developer編程軟件練習82
3.6.2 競賽搶答器控制系統(tǒng)83
3.6.3 交通燈控制86
3.7 思考與習題87
第4章 開關量及順序控制程序設計
方法90
4.1 開關量梯形圖程序設計方法90
4.1.1 基于繼電器電路結構的梯形圖
程序設計及應用90
4.1.2 梯形圖經(jīng)驗設計法94
4.1.3 梯形圖邏輯代數(shù)設計法95
4.2 狀態(tài)轉移圖與步進順序控制
指令編程96
4.2.1 PLC順序控制設計方法96
4.2.2 狀態(tài)轉移圖的基本知識97
4.2.3 步進指令98
4.2.4 狀態(tài)轉移圖與步進指令的編程
規(guī)則99
4.2.5 單流程的編程99
4.2.6 選擇性分支與匯合的編程102
4.2.7 并行分支與匯合的編程104
4.2.8 狀態(tài)編程應用示例105
4.3 非狀態(tài)元件實現(xiàn)順序控制編程108
4.3.1 基于起保停電路的順序控制109
4.3.2 基于置位、復位指令的順序控制
程序設計110
4.3.3 基于移位寄存器的順序控制程序
設計111
4.4 實驗：順序控制指令及其應用111
4.4.1 鉆孔動力頭順序控制111
4.4.2 機械手控制112
4.5 思考與習題114
第5章 FX2N系列PLC的應用指令116
5.1 應用指令概述116
5.1.1 應用指令的表示方法116
5.1.2 變址操作數(shù)118
5.2 數(shù)據(jù)處理指令119
5.2.1 比較指令119
5.2.2 傳送與交換指令121
5.2.3 變換指令123
5.2.4 循環(huán)移位指令與移位指令125
5.2.5 其他數(shù)據(jù)處理指令130
5.3 四則運算指令與邏輯運算指令134
5.3.1 四則運算指令134
5.3.2 邏輯運算指令136
5.4 程序流程控制指令138
5.4.1 條件跳轉指令138
5.4.2 子程序調(diào)用和返回指令138
5.4.3 中斷指令139
5.4.4 監(jiān)控定時器指令、循環(huán)程序及主
程序結束指令143
5.5 高速處理指令144
5.5.1 輸入輸出相關的高速處理指令144
5.5.2 高速計數(shù)器指令145
5.5.3 脈沖密度指令與脈沖輸出指令146
5.6 方便指令148
5.6.1 與控制相關的方便指令148
5.6.2 示教定時器指令150
5.6.3 特殊定時器指令150
5.6.4 交替輸出指令150
5.6.5 數(shù)據(jù)排列指令151
5.7 其他應用指令152
5.8 實驗：應用指令編程153
5.8.1 多功能指示燈閃爍控制153
5.8.2 步進電動機定位運行控制154
5.9 思考與習題155
第6章 PLC模擬量采集及PID控制
系統(tǒng)157
6.1 模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)157
6.1.1 模擬信號獲取及變換157
6.1.2 計算機閉環(huán)控制系統(tǒng)158
6.1.3 數(shù)字PID運算及應用159
6.2 FX2N系列PLC特殊功能模塊
擴展編址及讀/寫操作164
6.3 FX2N系列PLC模擬量輸入
模塊及應用165
6.3.1 A-D轉換模塊165
6.3.2 鉑電阻溫度傳感器模擬量輸入
模塊170
6.3.3 熱電偶溫度傳感器模擬量輸入
模塊172
6.4 FX2N系列PLC模擬量輸出
模塊及應用174
6.4.1 模擬量輸出模塊FX2N-2DA174
6.4.2 模擬量輸出模塊FX2N-4DA177
6.5 PID指令及閉環(huán)控制179
6.5.1 FX2N系列PLC的PID指令179
6.5.2 FX2N系列PLC的PID控制系統(tǒng)181
6.6 實驗：模擬量I/O模塊及PID
編程184
6.6.1 模擬量輸入模塊編程184
6.6.2 溫度PID控制系統(tǒng)185
6.7 思考與習題188
第7章 PLC網(wǎng)絡通信及應用189
7.1 網(wǎng)絡基礎及PLC通信189
7.1.1 網(wǎng)絡通信協(xié)議基礎189
7.1.2 PLC網(wǎng)絡通信方式190
7.1.3 PLC常用的通信接口標準191
7.1.4 工業(yè)控制網(wǎng)絡基礎195
7.2 FX2N系列PLC的通信配置及
應用197
7.2.1 FX2N系列PLC的通信模塊197
7.2.2 FX2N系列PLC并聯(lián)連接及應用198
7.2.3 FX2N系列PLC N:N網(wǎng)絡及應用200
7.2.4 PC與PLC之間的通信204
7.3 實驗：兩臺PLC間的通信
控制206
7.4 思考與習題208
第8章 PLC控制系統(tǒng)及工程實例209
8.1 PLC控制系統(tǒng)的結構類型209
8.1.1 單機控制系統(tǒng)209
8.1.2 集中控制系統(tǒng)209
8.1.3 遠程I/O控制系統(tǒng)209
8.1.4 分布式控制系統(tǒng)210
8.2 PLC控制系統(tǒng)的設計步驟210
8.3 PLC硬件配置選擇與外圍
電路211
8.3.1 PLC硬件配置選擇211
8.3.2 PLC外圍電路213
8.3.3 PLC處理速度要求214
8.4 PLC軟件設計214
8.4.1 PLC軟件設計的基本原則214
8.4.2 PLC軟件設計的內(nèi)容和步驟214
8.5 PLC控制系統(tǒng)可靠性設計215
8.5.1 工作環(huán)境的可靠性215
8.5.2 完善的抗干擾設計216
8.5.3 PLC的安全保護216
8.6 PLC控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試217
8.6.1 PLC控制系統(tǒng)的安裝217
8.6.2 PLC控制系統(tǒng)調(diào)試217
8.7 PLC控制系統(tǒng)設計實例218
8.7.1 高塔供水控制系統(tǒng)218
8.7.2 步進電動機控制系統(tǒng)221
8.7.3 電梯控制系統(tǒng)224
8.7.4 模擬量雙閉環(huán)比值PID控制
系統(tǒng)224
8.8 實驗：PLC模擬量控制230
8.9 思考與習題231
附錄232
附錄A FX2N系列PLC的基本性能232
附錄B FX系列（FX2N）PLC應用
指令簡表233
附錄C FX2N系列PLC特殊功能
元件237
參考文獻242