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 PLC 21
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 Developer 57
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