"PLC编程及应用”是电气自动化技术及相关专业的核心课程，是针对自动化设备装配调试岗位的典型工作任务而设置的课程。学生通过该课程学习，能掌握PLC内部资源、编程指令及程序设计等基本知识，并具备PLC控制系统设计、安装、调试及维护的能力。本书详细介绍三菱FX系列PLC编程基础、触摸屏、程序设计方法及工程应用，着重介绍了步进电动机的PLC控制、伺服电动机控制系统、编码器与变频器的PLC控制。全书通过实例引导读者从学习编写简单程序入手，逐步完善功能，最终结合工程实例介绍开发完整的PLC控制系统的方法和技巧。全书重点突出，层次分明，注重知识的系统性、针对性和前瞻性，注重理论与实践的结合，培养工程应用能力。 本书可作为普通高等学校自动化、电气工程及其自动化，职业院校机电类、电气类、数控类等相关专业的教学用书，也可供有关工程技术人员参考使用。
彭建盛，工学博士，教授，硕士生导师，中国人工智能学会青年委员会委员，河池学院物理与机电工程学院院长。主要从事多机器人协作、嵌入式开发与应用、智能路由器设计与应用等方面的教学和科研工作，主持了国家自然科学基金项目“面向CV-SLAM的图像特征提取与匹配算法研究” (61640305)，广西自然科学基金面上项目“改进人工鱼群算法及其在多机器人定位与导航中应用”（2013GXNSFBA019282）、图像特征提取与匹配的室内机器人定位研究 (2018GXNSFAA281164)，广西高校重点科研项目“物联网技术下的多机器人控制算法关键技术研究”（ZD2014112），“物联网技术在旅游 服务业应用中的关键技术研究”（200103YB137），广西教育厅A类教改项目“民族地区高校 CDIO工程训练教学模式的研究与实践”（2010JGA065），“地方本科高校转型发展形势下工科专业创新创业人才培养模式的研究与实践”（2015JGA330），广西教育厅精品视频公开课和在线开放课程《智能机器人设计与制作》，广西教育科学科研项目“民族地区高校CDIO工程实践教学模式的改革与创新” （2011C0104）等科研教改项目。广西区级教学团队“电子技术实践教学团队”的负责人,广西高校重点实验室培育基地 ——“系统控制与信息处理”重点实验室和广西高校电气虚拟仿真实验教学中心主要方向负责人，河池学院“智能研究控制”重点实验室负责人。公开发表学术论文50多篇，其中被EI检索14篇，ISTP检索5篇，主编教材2部，已授权发明专利11项，实用新型专利41项，获国家软件著作权登记11项。
目 录
第1章 PLC概述 1
1.1 PLC的定义和结构特点 1
1.2 PLC的应用领域 5
1.3 FX1S、FX1N、FX2N、FX3U、FX3G与Q系列PLC简介 6
1.4 FX系列PLC的共同性能和规格 9
1.5 FX系列PLC的性能规格比较 10
1.6 PLC的工作原理 11
习题1 14
第2章 FX系列PLC的硬件系统 16
2.1 I/O模块和特殊功能模块 16
2.2 PLC学习机 21
习题2 23
第3章 FX系列PLC编程基础 24
3.1 PLC的编程语言 24
3.2 FX系列PLC的基本指令 25
3.2.1 FX系列PLC指令的表示 25
3.2.2 触点和线圈指令 27
3.2.3 其他基本指令 30
3.3 FX系列PLC软元件 36
3.3.1 输入继电器和输出继电器 36
3.3.2 辅助继电器 37
3.3.3 状态继电器 39
3.3.4 定时器 39
3.3.5 计数器 41
3.3.6 数据寄存器 45
3.4 数据格式与数制 47
3.4.1 数据格式 47
3.4.2 数制 47
3.5 编程软件与仿真软件的使用 48
3.5.1 GX Developer软件的安装 48
3.5.2 GX Developer软件的使用 49
3.5.3 注释、声明和注解的生成与显示 53
3.5.4 指令的帮助信息与PLC参数设置 56
3.5.5 仿真软件入门 57
3.6 仿真软件的I/O系统设定功能的应用 59
3.6.1 I/O系统设定功能概述 59
3.6.2 I/O系统设定功能的仿真实验 61
习题 63
第4章 FX系列PLC的应用指令 66
4.1 数据指令 66
4.1.1 传送指令 66
4.1.2 比较指令 69
4.1.3 移位指令 75
4.1.4 数据处理指令 83
4.2 四则运算与逻辑运算指令 89
4.2.1 四则运算指令 89
4.2.2 逻辑运算指令 93
4.3 浮点数运算指令 94
4.3.1 浮点数 94
4.3.2 浮点数转换指令 95
4.3.3 浮点数运算指令 96
4.4 程序流程控制指令 99
4.4.1 条件跳转指令 100
4.4.2 子程序指令 101
4.4.3 中断指令 102
4.4.4 循环指令 105
4.5 高速处理指令 107
4.5.1 与I/O有关的指令 108
4.5.2 高速计数器指令 110
4.5.3 脉冲指令 111
4.6 方便指令 113
4.6.1 与控制有关的指令 113
4.6.2 其他方便指令 116
4.7 外部设备I/O指令 120
4.8 外部设备指令 129
4.9 其他指令 137
4.9.1 时钟运算指令 137
4.9.2 定位控制指令 140
习题4 141
第5章 触摸屏 143
5.1 EasyBuilder8000软件 143
5.2 触摸屏工程的建立 143
5.2.1 新建文件 143
5.2.2 触摸屏编辑界面程序设计入门 145
5.2.3 触摸屏与PLC的关联 147
5.3 威纶通TK6070iQ通过U盘下载、上传程序步骤 149
5.3.1 威纶通TK6070iQ通过U盘下载程序 149
5.3.2 威纶通TK6070iQ通过U盘上传程序 151
5.4 基本元件的使用 154
5.4.1 位状态指示灯元件 154
5.4.2 多状态指示灯元件 155
5.4.3 位状态设置元件 158
5.4.4 多状态设置元件 159
5.4.5 位状态切换开关元件 162
5.4.6 多状态切换开关元件 163
5.4.7 滑动开关元件 165
5.4.8 数值元件 168
5.4.9 棒图元件 171
5.4.10 表针元件 174
5.4.11 动画元件 177
5.4.12 移动图形元件 179
5.4.13 项目选单元件 183
5.4.14 功能键元件 185
5.4.15 资料取样元件 186
5.4.16 趋势图元件 189
5.4.17 历史数据显示元件 192
5.4.18 事件登录元件 193
5.4.19 报警条元件与报警显示元件 195
5.4.20 事件显示元件 197
5.5 窗口设置 198
5.5.1 触摸屏窗口分类 198
5.5.2 触摸屏窗口的新增和删除 199
5.5.3 切换基本窗口 200
5.5.4 设置弹出窗口 201
5.5.5 设置公共窗口 203
5.5.6 设置快选窗口 204
5.5.7 设置直接窗口 206
5.5.8 添加间接窗口 207
5.6 趋势图设置 209
5.6.1 资料取样设置及简单趋势图的创建和使用 209
5.6.2 趋势图功能按钮的添加 211
5.6.3 历史趋势图 214
5.6.4 历史报表趋势图 217
5.7 报警设置 219
5.8 用户密码设置 224
5.9 系统时间和地址标签库 231
5.10 常见问题 235
习题 237
第6章 FX系列PLC程序设计方法及其应用 239
6.1 梯形图的经验设计法 239
6.2 继电器电路转换法 242
6.3 顺序功能图设计法 243
6.3.1 步与动作 243
6.3.2 有向连线与转换条件 244
6.3.3 顺序功能图的基本结构 245
6.3.4 顺序功能图中转换实现的基本原则 246
6.4 使用顺序功能图语言的编程方法 247
6.4.1 单序列的编程方法 247
6.4.2 包含选择序列的顺序功能图的画法 251
6.4.3 包含并行序列的顺序功能图的画法 253
6.5 使用置位、复位指令的编程方法 254
6.5.1 单序列的编程方法 255
6.5.2 选择序列的编程方法 257
6.5.3 并行序列的编程方法 258
6.5.4 基于顺序功能图的交通灯控制系统 260
习题 264
第7章 FX系列PLC的工程应用 268
7.1 FX系列PLC在气缸控制工程中的应用 268
7.1.1 气缸的结构 268
7.1.2 基于FX系列PLC的气缸运动控制系统设计 269
7.2 FX系列PLC在水流量监控工程中的应用 271
7.2.1 水流量传感器及流量电磁阀介绍 271
7.2.2 基于FX系列PLC的水流量监控系统设计 272
7.3 FX系列PLC在称重工程中的应用 277
7.3.1 重量变送器 277
7.3.2 称重传感器 277
7.3.3 PLC与称重模块的硬件接线 278
7.3.4 PLC程序设计 279
7.3.5 触摸屏程序设计 280
7.4 FX系列PLC在PID闭环控制工程中的应用 280
7.4.1 模拟量处理流程 281
7.4.2 模拟量模块的性能指标 281
7.4.3 模拟量输入模块 283
7.4.4 将模拟量输入值转换为实际的物理量 285
7.4.5 模拟量输出模块 286
7.4.6 闭环控制中的基本概念 287
7.4.7 PID控制器在闭环控制中的应用 288
7.4.8 基于FX系列PLC的PID闭环温控系统设计 291
习题7 296
第8章 步进电动机的PLC控制 298
8.1 步进电动机 298
8.1.1 步进电动机概述 298
8.1.2 步进电动机的结构 299
8.2 步进电动机的工作过程 300
8.3 步进电动机的特点与应用 303
8.4 步进电动机驱动器 304
8.4.1 步进电动机驱动器简介 304
8.4.2 TB6600接口和接线介绍 305
8.4.3 步进电动机与步进电动机驱动器TB6600的接线 307
8.4.4 步进电动机驱动器的细分 308
8.4.5 步进电动机的脱机功能 309
8.5 步进电动机的工程应用 310
8.5.1 步进电动机定位控制的原理与方案 310
8.5.2 步进电动机定位控制系统 311
8.5.3 机械臂控制系统的工程应用 316
习题8 321
第9章 伺服电动机控制系统 322
9.1 伺服驱动器简介 322
9.2 伺服驱动器控制方式 323
9.3 伺服驱动器工作原理 323
9.3.1 伺服驱动器工作原理概述 323
9.3.2 PID调节对三环控制系统的影响 324
9.4 伺服驱动器技术规格 324
9.5 伺服电动机的安装 325
9.6 伺服电动机控制系统的接线 325
9.7 伺服驱动器端口 327
9.7.1 CN2控制端口 327
9.7.2 CN3编码器端口 331
9.8 伺服驱动器的面板及其操作 332
9.8.1 伺服驱动器的面板 332
9.8.2 伺服驱动器的模式功能转换 332
9.8.3 伺服驱动器的监控模式操作 332
9.8.4 伺服驱动器的辅助模式操作 333
9.8.5 伺服驱动器的参数编辑模式操作 338
9.9 伺服电动机控制系统的运行 339
9.9.1 空载调试 339
9.9.2 空载JOG试运行 340
9.9.3 空载按键调速运行 340
9.10 伺服电动机控制系统实例 340
9.10.1 位置控制 340
9.10.2 速度控制 344
9.10.3 转矩控制 348
9.10.4 增益切换 352
9.11 基于伺服电动机控制系统的定长控制 353
9.11.1 硬件部分 353
9.11.2 驱动器参数设置 354
9.11.3 程序设计 354
习题9 356
第10章 编码器与变频器的PLC控制 357
10.1 编码器概述 357
10.2 编码器的工作原理 358
10.2.1 光电式编码器的工作原理 358
10.2.2 编码器的分辨率 359
10.2.3 编码器的输出电路 359
10.3 变频器概述 361
10.3.1 变频器的分类 361
10.3.2 变频器的基本组成及工作原理 363
10.4 变频器的功能与作用 365
10.5 变频器的安装与接线 366
10.5.1 变频器的组成 366
10.5.2 变频器的接线 366
10.6 变频器的面板及操作 368
10.6.1 变频器面板 368
10.6.2 变频器模式参数切换 369
10.6.3 故障查询 369
10.7 编码器与变频器的PLC控制系统设计 370
10.7.1 PLC长度测量系统设计 370
10.7.2 用PLC与变频器控制三相电动机的正反转 372
10.7.3 用PLC与变频器控制三相电动机多段速运行 374
10.7.5 用PLC与变频器实现三相电动机运行的闭环控制 377
10.8 习题 381
附录 383
附录A 220V伺服驱动器型号与电动机型号适配表 383
附录B SigIn引脚功能详解 384
附录C 监控参数一览表 384
附录D 报警内容与解决方法 385
附录E 伺服驱动器内部功能参数表 387
附表F FX系列PLC指令应用简表 389
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