本书系统论述了三菱FX系列PLC（以FX 2N样本）的开发方法与开发实例。全书主要内容包括FX系列PLC的组成与结构、FX2N系列PLC的程序设计、FX2N系列PLC的指令系统、FX系列PLC的编程平台、PLC控制系统设计、数字量控制系统梯形图设计、模拟量控制系统梯形图设计、FX2N系列PLC的通信功能、PLC控制系统的可靠性、抗干扰性设计等基本内容，以及基本控制实例、运动控制实例及过程控制实例等工程案例。
全书注重实践应用，共给出了35个综合实例，便于读者学习。本书配套光盘给出了书中的实例文件、开发过程的操作录像文件、常用元器件及芯片等丰富的拓展资源，极大地方便了读者自学，动手实践。
对于入门读者，学习PLC最有效的途径是什么？
第1步：宏观把握。全面掌握PLC的开发流程与开发工具，并通过一个开发方案巩固基本工具的使用。
第2步：庖丁解牛。认真学习PLC的体系结构与指令系统，并通过大量的小示例透析硬件与软件的开发。
第3步：更上层楼。学习PLC的模块功能、通信网络、控制系统设计与维护。
第4步：学以致用。通过经过实际应用的经典工程案例，实战开发，借鉴移植。
本书基于三菱Fx2N PLC，系统论述了Fx系列PLC的硬件体系、编程语言、系统设计与开发方法。全书注重培养工程实践能力，将作者多年的一线开发经验与工程实例分享给读者，全书给出了：27个小型实例、3个基本控制综合实例、2个运动控制综合实例及2个过程控制综合实例。
为了便于读者迅速动手实践，本书配有精心制作的多媒体视频光盘，涵盖了书中的实例文件、开发过程录像文件及常用学习交流网址等。
涵盖内容
n PLC的开发流程与开发工具
n FX系列 PLC的体系结构
n FX系列PLC的程序设计
n FX系列PLC的基本指令系统
n FX系列PLC步进指令
n FX系列PLC的PLC应用指令
n FX系列PLC的编程平台GX-Developer
n PLC控制系统的设计
n 数字量控制系统梯形图设计
n 模拟量控制系统梯形图设计
n FX2N的通信功能
n PLC系统可靠性、抗干扰性设计
综合实例
n 用经验设计法设计小车左右行控制系统
n 用继电器接触器控制线路转换设计法设计机床刀具运动控制系统
n 用状态图转移法设计搬运机械手运动控制系统
n 洗车流程控制
n 电镀槽生产线控制程序
n 行车循环正反转自动控制程序
n 恒压供水设计
n 工业洗衣机控制
n PLC与变频器的RS-485通信
n PLC控制气动机械手
n 滚砂机控制系统
n 码垛机设计
n 电镀流水线控制系统
n 给煤机控制系统
n 饮料灌装机设计
作为一种面向工业生产的应用型技术，PLC与CAD/CAM、NC技术并称为现代工业的三大支柱技术。PLC专为在工业现场应用而设计，采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字或模拟的I/O接口控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微处理器技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差等缺点，充分利用了微处理器的优点；而且照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使程序编制形象、直观、方便易学，调试与查错也都很方便。用户购买到所需的PLC后，只需按说明书的提示做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可以灵活方便地将PLC应用于生产实践。
为了使广大读者既能了解PLC的基础知识，又能将PLC系统应用于工程开发，本书全面地介绍了用PLC系统进行工程设计的相关知识。在学习完本书内容后，相信读者能够掌握PLC的应用方法，并可以使用PLC系统进行实际项目的开发。
本书特点
本书主要有以下特点。
1.循序渐进，由浅入深
为了方便读者学习，本书在介绍传统机床电器控制技术的基础上介绍了PLC的发展历史及其特点、结构组成、开发流程等知识，在后续章节中结合具体的实例，逐步介绍了PLC的基本指令系统、步进指令、应用指令的语法规范、应用方法以及用PLC进行工程开发的相关知识等内容。
2.技术全面，贴近生产
本书所讲的内容在保证实用的前提下，详细介绍了PLC各个方面的知识。同时，结合实例介绍了用PLC进行工程开发的相关知识，所用实例全部来自于工业实际工程，尽量贴近于工厂的实际生产，使读者能够找到与自身从事行业相关的实例作为参考。
3.分析原理，步骤清晰
PLC生产厂家较多，开发语言不尽相同，但是工业控制语言大同小异，要掌握一门技术，首先需要理解其原理，本书注重介绍各个知识点的原理，重点讲述实现方法。读者可以根据具体步骤实现书中实例，将理论知识与实践相结合，这样更利于学习。
4.实例完整，讲解详尽
书中的每个知识点都有相应的实例程序，并对程序的关键部分进行了注释说明。对每段程序都有详细的分析。工程实例部分从系统需求分析开始讲解，逐步深入到硬件、软件系统的设计，详细地讲述了如何开发一个完整的工程控制系统，以便于读者学习理解。
5.内容丰富，注重实践
在每一章的最后都设置了实践拓展环节，此环节不再局限于PLC的知识范畴，而是扩展到了实际开发与工业生产，给出了工程实践中的常用技巧、最新知识等，有助于读者进一步开阔视野，学习综合知识。
主要内容
本书共15章，各章的主要内容如下。
第1章：重点介绍了PLC的特点、基本组成、编程语言以及常见产品，使读者对PLC有一个基本的认识；并了解PLC的产生演化过程，掌握常见PLC的型号及其基本组成。
第2章：介绍了FX2N系列PLC的硬件组成，讲解了PLC面板的组成及各部分的功能、技术指标、输入/输出部分的分类以及如何处理特殊接线情况。
第3章：详细讲解了PLC的内部软元件的编号、作用以及使用注意事项。结合实例讲述了如何应用基本指令编程。
第4章：介绍了PLC的数值系统、基本逻辑指令、基本控制指令系统等知识，并配以大量的工程实例讲解，使读者更好地熟悉指令的应用。
第5章：讲解了PLC步进指令的基本格式、应用方法，并结合实例讲述了状态转移图的流程分类以及应用方法等知识。
第6章：讲述了FX2N功能指令的类别、功能定义和书写方式，使读者掌握应用功能指令的使用条件、表示的方法与步骤及编程的规则，能针对一般的工程控制要求应用功能指令编写工程控制程序。
第7章：结合实例介绍了PLC编程的应用软件GX-Developer的应用方法以及如何使用手持编程器FX-20P-E进行工程开发。
第8章：讲述了PLC控制系统设计的几种常用方法和步骤，使读者能够根据控制对象的控制要求制定合理的控制方案，确定经济合理的PLC机型，从而进行PLC的外围电路和程序的设计。
第9章：主要介绍了梯形图编程的规则、典型控制单元的梯形图设计方法以及顺序控制程序的设计方法等知识。
第10章：详细介绍了PLC常用的模拟量处理硬件外设以及变频器的原理结构及应用，并讲解了如何设计模拟量开环/闭环程序以及如何利用PID功能进行模拟量闭环程序设计等知识。
第11章：讲述了有关数字通信的基本知识和基本实现方法，重点让读者了解FX2N系列PLC的N∶N链接通信与并行链接通信协议、计算机链接通信协议、无协议通信方式及其应用。
第12章：详细分析了生产实际中常见的干扰类别，分析了影响系统可靠性的原因，介绍了针对干扰采取的相应措施以及预防静电的措施等。
第13章：主要结合气动机械手、饮料灌装系统、码垛机系统等完整工控设计实例，讲述了如何进行实际工程设计。
第14章：主要结合电梯控制系统、电镀流水线控制系统等完整工控设计实例，讲述了如何进行运动控制设计。
第15章：主要结合火力发电厂的输煤控制系统、铸造车间的滚砂机系统等完整工控设计实例，讲述了如何进行过程控制设计。
读者对象
PLC初学者
PLC工程师、低压电器工程师、PLC维护人员
高等院校自动化、电气工程及其自动化等相关专业师生
本书主要由初航编著，其他参与编著和资料整理的人员有李昊、王燕、陈建国、綦亮、初嫣、郭利兴等。在此对他们的辛勤工作表示感谢！
感谢您选择了本书，希望我们的努力对您的工作和学习有所帮助。限于编者的水平有限，书中难免会存在错误，恳请读者批评指正。也希望您把对本书的意见和建议告诉我们。
作者联系方式：gdz_zero@126.com
编辑联系方式：sdl@hzbook.com
编者
2010年7月
电子与电气工程
待补
初航 等编著：暂无简介
前言
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PLC…38
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-△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
