可编程控制器原理及应用教程PDF电子书下载

第1章 可编程控制器概述 1

1.1 可编程控制器的定义 1

1.2 可编程控制器之前的工业控制方法 2

1.2.1 电动机的启动控制线路 2

1.2.2 电动机正反转控制线路 3

1.2.3 电动机减压启动控制线路 4

1.3 可编程控制器的发展阶段 4

1.3.1 早期的PLC 4

1.3.2 中期的PLC（20世纪70年代中期至80年代中、后期） 5

1.3.3 近期的PLC（20世纪80年代中、后期至今） 5

1.4 可编程控制器的特点及应用 5

1.4.1 特点 5

1.4.2 应用 7

1.5 可编程控制器的发展趋势 8

1.6 习题及思考题 10

第2章 PLC的组成及工作原理 11

2.1 PLC的硬件组成 11

2.1.1 中央处理单元 11

2.1.2 存储器 12

2.1.3 输入／输出（I/O）单元 13

2.1.4 电源 15

2.1.5 编程器 15

2.1.6 智能接口模块 15

2.2 PLC的软件与编程语言 15

2.2.1 PLC的软件 15

2.2.2　PLC的编程语言 16

2.2.3 PLC梯形图的特点 18

2.3 PLC的工作原理 19

2.3.1 巡回扫描机制 20

2.3.2 I/O映像区 21

2.3.3 工作方式、工作状态与扫描周期 23

2.3.4 I/O响应时间 24

2.4 PLC的分类与主要性能指标 25

2.4.1 PLC的分类 25

2.4.2 PLC的主要技术指标 26

2.5 常用的PLC简介 27

2.5.1 美国的PLC产品 27

2.5.2 欧洲的PLC产品 27

2.5.3 日本的PLC产品 27

2.5.4 中国的PLC产品 28

2.6 习题及思考题 28

第3章 三菱FX2N系列可编程序控制器 29

3.1 三菱FX2N系列PLC的概述 29

3.1.1 FX2N系列型号名称的含义 29

3.1.2 FX2N系列PLC的基本构成 30

3.1.3 FX2N系列PLC的基本性能 31

3.2 三菱FX2N系列PLC的编程软元件 32

3.3 习题及思考题 40

第4章 FX2N系列PLC的基本指令系统 41

4.1 指令系统概述 41

4.1.1 指令系统的作用 41

4.1.2 FX2N指令系统的分类 41

4.2 基本指令系统的功能及应用 42

4.2.1 LD、LDI、OUT指令 42

4.2.2 AND、ANI指令 42

4.2.3 OR、ORB指令 43

4.2.4 ANB指令 44

4.2.5 ORB指令 44

4.2.6 电路多重输出指令（MPS/MRD/MPP） 45

4.2.7 主控触点指令（MC、MCR） 47

4.2.8 置位／复位（SET、RST）指令 47

4.2.9 脉冲输出（PLS、PLF） 49

4.2.10 空操作指令（NOP） 50

4.2.11 结束指令（END） 50

4.3 梯形图的编程规则 51

4.4 常用基本环节的编程 53

4.5 经验设计法及基本指令编程实例 58

4.5.1 梯形图经验设计方法的步骤 59

4.5.2 经验设计法实例 59

4.6 习题及思考题 66

第5章 FX2N系列PLC步进指令及状态编程法 71

5.1 状态编程思想及状态转移图 71

5.1.1 状态编程思想导引 71

5.1.2 状态转移图 72

5.2 FX2N系列PLC步进顺控指令及其应用 73

5.2.1 步进顺控指令的意义 73

5.2.2 状态程序图的三要素 75

5.2.3 单流程状态转移图的编程应用 75

5.3 编制SFC图的规则和状态编程注意事项 77

5.3.1 编制SFC图的规则 77

5.3.2 状态STL指令编绘梯形图注意事项 78

5.4 多流程步进顺序控制编程方法 79

5.4.1 选择性分支、汇合及其编程 80

5.4.2 并行分支与汇合的编程 84

5.4.3 分支、汇合的组合流程及虚拟状态 87

5.4.4 跳转与循环结构 89

5.5 状态编程思想在非状态元件编程中的应用 90

5.5.1 用辅助继电器实现状态编程 90

5.5.2 用移位寄存器实现状态编程 91

5.6 习题及思考题 92

第6章 FX2N系列PLC功能指令及编程方法 96

6.1 数据类软元件及存储器组织 96

6.1.1 数据类软元件的类型及使用 96

6.1.2 数据类元件的结构形式 100

6.1.3 FX2N系列PLC存储器组成 100

6.2 功能指令的表示形式、含义及分类 101

6.2.1 功能指令的表示形式 101

6.2.2 功能指令的含义 102

6.2.3 功能指令的分类 104

6.3 传送、比较类功能指令及应用 105

6.3.1 传送和比较类指令说明 105

6.3.2 应用实例 117

6.4 算术及逻辑运算指令及应用 121

6.4.1 算术及逻辑运算指令的使用说明 122

6.4.2 算术及逻辑运算指令应用实例 127

6.5 循环与移位指令及其应用 130

6.5.1 循环与移位控制类指令说明 130

6.5.2 循环与移位指令应用 135

6.6 数据处理指令及其应用 138

6.6.1 数据处理指令说明 138

6.6.2 数据处理指令应用 146

6.7 程序控制类指令及应用 147

6.7.1 条件跳转指令及应用 148

6.7.2 子程序调用指令及应用 152

6.7.3 中断指令及其应用 154

6.7.4 主程序结束和监视定时器刷新指令 159

6.7.5 程序循环指令及应用 161

6.7.6 程序控制指令与程序结构 162

6.8 脉冲输出及高速处理指令及应用 163

6.8.1 FX2N系列PLC的脉冲输出功能 163

6.8.2 FX2N系列PLC的高速计数器 166

6.8.3 FX2N系列PLC高速计数器指令 171

6.8.4 其他高速处理指令 174

6.8.5 FX2N系列PLC脉冲输出及高速计数器指令应用实例 178

6.9 习题及思考题 180

第7章 PLC外围接口电路技术 183

7.1 概述 183

7.1.1 电源及接线 183

7.1.2 输入输出口的电流定额 184

7.1.3 输入输出口及口端设备的安全保护 185

7.1.4 输入输出口的利用及扩展 185

7.2 PLC的输入接口电路 189

7.3 PLC的输出接口电路 190

7.4 习题及思考题 191

第8章 FX2N系列PLC的特殊功能模块 192

8.1 特殊功能模块的类型及使用 192

8.2 模拟量输入模块FX2N-4AD 194

8.2.1 模拟量输入模块FX2N-4AD的技术指标 194

8.2.2 FX2N-4AD的线路连接 195

8.2.3 FX2N-4AD缓冲寄存器（BFM） 196

8.2.4 FX2N-4AD编程及应用 199

8.3 模拟量输出模块FX2N-4DA 200

8.3.1 模拟量输出模块FX2N-4DA的技术指标 201

8.3.2 FX2N-4DA的线路连接 201

8.3.3 FX2N-4DA缓冲寄存器（BFM） 202

8.3.4 FX2N-4DA编程及应用 204

8.4 其他特殊功能模块 206

8.4.1 FX2N-1HC高速计数模块 206

8.4.2 脉冲输出模块 208

8.4.3 FX2N-10GM/20GM定位控制器 209

8.4.4 可编程凸轮开关FX2N-1RM-SET 211

8.4.5 通信功能扩展板和通信模块 211

8.4.6 网络通信特殊功能模块 213

8.5 特殊功能模块的应用 215

8.6 习题及思考题 217

第9章 FX2N系列PLC通信技术 218

9.1 PLC通信的基本概念 218

9.1.1 通信系统基本组成 218

9.1.2 通信方式 219

9.1.3 通信介质 221

9.1.4 PLC的通信接口 221

9.1.5 通信协议 221

9.2 PLC与计算机的通信 222

9.2.1 通信连接 222

9.2.2 通信协议 223

9.2.3 计算机与多台PLC的连接 225

9.3 PLC与PLC之间的通信 229

9.3.1 PLC与PLC之间的通信 229

9.3.2 PLC的网络简介 232

9.4 习题及思考题 234

第10章 可编程序控制系统设计 235

10.1 PLC控制系统设计的内容及步骤 235

10.1.1 PLC控制系统设计的基本原则与主要内容 235

10.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤 236

10.1.3 PLC系统模式的选择 238

10.2 PLC控制系统硬件设计 240

10.2.1 PLC机型的选择 241

10.2.2 PLC容量估算 243

10.2.3 PLC输入／输出模块的选择 244

10.3 PLC控制系统软件设计 246

10.3.1 程序设计的主要步骤 246

10.3.2 程序设计流程图 248

10.4 PLC控制系统可靠性技术 249

10.4.1 工作环境 249

10.4.2 安装与布线 250

10.4.3 I/O端的接线 250

10.4.4 外部安全电路 250

10.4.5 PLC的接地 251

10.4.6 冗余系统与热备用系统 251

10.5 习题及思考题 252

第11章 PLC在工业控制中的应用 253

11.1 气动机械手的PLC控制 253

11.1.1 概述 253

11.1.2 工艺过程和控制要求 253

11.1.3 输入／输出地址表 254

11.1.4 I/O电气接口图 255

11.1.5 控制程序 256

11.2 组合机床的PLC控制 257

11.2.1 概述 257

11.2.2 加工工艺及控制要求 258

11.2.3 I/O地址表 259

11.2.4 I/O电气接口图 260

11.2.5 控制程序及说明 261

11.3 十字路口交通信号灯的PLC控制 263

11.3.1 工艺要求 264

11.3.2 控制说明 264

11.4 随动控制系统的PLC控制 266

11.4.1 工艺过程及要求 267

11.4.2 控制方案 267

11.4.3 PLC的选型 268

11.4.4 输入／输出地址编号 268

11.4.5 PLC梯形图程序 269

11.5 PLC在恒温控制过程中的应用 270

11.5.1 概述 270

11.5.2 工艺过程及控制要求说明 270

11.5.3 I/O地址表 271

11.5.4 I/O电气接口图 272

11.5.5 控制程序及说明 272

11.6 习题及思考题 277

第12章 PLC的实验与实训指导 279

12.1 FX系列PLC编程工具 279

12.1.1 编程器及其使用 279

12.1.2 编程状态常用的操作方式举例 281

12.1.3 SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件的使用 287

12.2 PLC实验指导 293

12.2.1 基本指令实验 293

12.2.2 定时器和计数器实验 296

12.2.3 三相异步电动机的PLC控制 298

12.2.4 抢答显示系统 301

12.2.5 交通信号灯的PLC自动控制系统 303

12.2.6 舞台艺术灯饰的PLC控制 307

12.2.7 两种液体混合装置的PLC控制 310

12.2.8 邮件分拣系统的PLC控制 313

12.2.9 机械手的PLC自动控制 316

12.2.10 三层电梯的PLC控制 319

12.3 FX2N系列实训指导 324

附录一 FX2N可编程控制器特殊元件编号及名称检索 353

附录二 FX2N功能指令顺序排列 365

参考文献 368