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本书以国内广泛使用的三菱FX系列PLC为主体，按基础知识、应用提高的结构体系，由浅入深、循序渐进地介绍了三菱PLC的结构原理及硬件知识、指令系统、基本控制编程、高级功能模块、PLC系统通信、PLC与人机界面、PLC应用系统控制设计等综合内容，各部分内容既注重系统、全面、新颖，又力求叙述简练、层次分明、通俗易懂。所有实例均按"实例说明，实例实现，实例分析”的模式进行编写，理论知识和工程实际应用并重。本书具有极强的针对性、可读性和实用性，将是学习者不可多得的好书。

目    录 
 

 
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
1.1.1  PLC的产生及定义	1
1.1.2  PLC 的发展	2
1.2  PLC的特点与功能	4
1.2.1  PLC的特点	4
1.2.2  PLC的功能	6
1.3  PLC的结构与分类	7
1.3.1  PLC的结构	7
1.3.2  PLC的分类	11
1.4  PLC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PLC	28
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
2.2.1  PLC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
2.3.1  PLC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
3.1  FX2N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
3.2  FX2N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
3.3  FX2N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/延时断开
          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
7.1  PLC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
7.2  PLC与PLC之间的通信	273
7.2.1  N∶N连接通信	273
实例83：3台FX2N PLC通过
          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FX2N PLC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
8.3.2  GT—Designer2 Version2组态
      软件的使用	304
实例87：GT Designer2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
9.1  PLC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
9.2  PLC控制系统的硬件设计	334
9.2.1  I/O端子数的简化	334
9.2.2  主回路与控制回路设计	337
9.3  PLC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
9.4  PLC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

前    言
可编程控制器（PLC）是一种以微处理器为核心，用做数字控制的新型控制器，专为在工业环境下应用而设计，已成为现代工业自动化的三大支柱之一。它已广泛应用于机械制造、冶金、化工、电力、交通、采矿、建材、轻工、环保、食品等行业，既可用于老设备的技术改造，又可用于新产品的开发。因此，对于从事工业控制研发技术人员来说，PLC系统的设计与应用已经成为了必须掌握的一门专业技术。
本书自第1版、第2版问世以来，以其实例翔实，由浅入深，易于学习上手，实践指导性强而得到了广大读者的认可。本书再版时，根据读者的建议和意见进行完善、充实，并修正了书中出现的一些错误之处。
全书共分9章，第1章介绍了可编程控制器的结构与分类、功能与特点、编程语言及发展；第2章介绍了三菱PLC的硬件构成、工作原理、编程软件使用及程序开发过程；第 3 章介绍了三菱FX2N的基本指令、功能指令及使用等指令系统；第4章介绍了编程规则与技巧、基本控制程序、电动机控制编程和简易梯形图程序设计；第5章介绍了三菱PLC的状态转移图及步进指令编程应用；第6章介绍了PLC的模拟量输入/输出、高速计数和凸轮控制器等功能模块；第7章介绍了PLC通信知识和PLC与PLC、PLC与计算机等之间的通信；第8章介绍了三菱PLC人机界面及组态应用；第9章介绍了PLC控制系统设计的原则与步骤，控制程序设计方法，最后通过实例应用说明PLC控制系统的设计过程。各章内容既有联系，又有一定的独立性，并且每章均附有思考题。在编写风格上注意遵循由浅入深、循序渐进的认识规律，便于读者自学。
本书由杨后川、张学民、杜晓伟、杨川江、高涛、杨保生、吴勇、陈勇编著。本书由潘庆军博士和宋述稳副教授共同主审。他们仔细审阅了全部书稿，提出了许多宝贵的意见和建议，在此表示诚挚的谢意！
在编写过程中，作者参阅和引用了三菱公司最新技术资料和有关院校、工厂、科研院所的一些教材、文献，有些正式出版的文献已在书的参考文献中列出，有些难免遗漏，对未能列出的文献和资料，编著者向其作者表示诚挚的感谢。
限于编者的理论水平和实际开发经验，书中的缺点和不足之处在所难免，恳请读者和相关专家批评指正。
                                                             编著者

电工技术/PLC

杨后川，博士研究生，从事机械制造与机电一体化方面的教学工作，目前主要从事难加工材先进加工技术研究。工作期间主持完成的“机电一体化技术虚拟教学训练系统研究与应用”教学成果获全军教学成果二等奖，研究项目“损伤飞机远程辅助决策系统”获军科三等奖，主研的《金属切削机床概论》多媒体软件获全国多媒体软件评比二等奖；先后获空军装备系统教育训练理论研究三等奖1项、空军军事理论研究优秀成果三等奖2项；发表论文十多篇，第一作者编著图书6部。编著《机床数控技术与应用》、《机电一体化控制技术与系统》、《SIMATIC S7-200可编程控制器原理与应用》、《西门子S7-200PLC应用100例》、《西门子S7-200编程速学与快速应用》、《三菱PLC应用100例》等。

本书内容既注重系统、全面、新颖，又力求叙述简练、层次分明、通俗易懂。所有实例均按“实例说明  实例实现  实例分析”的模式进行编写，理论知识和工程实际应用并重。本书具有极强的针对性、可读性和实用性，将是学习者不可多得的好书。

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三菱PLC应用100例（第3版）