PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用

廖常初，重慶大學(xué)教授，本科畢業(yè)于清華大學(xué)，曾在企業(yè)從事機(jī)械、電氣技術(shù)工作，長(zhǎng)期從事工業(yè)控制和PLC應(yīng)用的教學(xué)、科研和工程應(yīng)用工作。主編教材和著作有：《PLC編程及應(yīng)用》第3版，獲中國(guó)書(shū)刊發(fā)行業(yè)協(xié)會(huì)“2006年度全行業(yè)優(yōu)秀暢銷(xiāo)品種（科技類(lèi)）”稱號(hào)；《S7-300/400 PLC應(yīng)用技術(shù)》第2版，獲2006年度機(jī)械工業(yè)出版社科技進(jìn)步獎(jiǎng)；《S7-300/400 PLC應(yīng)用教程》；《FX系列PLC編程及應(yīng)用》，獲機(jī)械工業(yè)出版社2007年度科技進(jìn)步獎(jiǎng)； 《S7-200 PLC編程及應(yīng)用》第2版， 教育部 “十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材；《S7-200 PLC基礎(chǔ)教程》第2版；《PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用》第2版，教育部 “十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材；《西門(mén)子人機(jī)界面（觸摸屏）組態(tài)與應(yīng)用技術(shù)》第2版；《西門(mén)子工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)組態(tài)編程與故障診斷》；《S7-1200 PLC編程及應(yīng)用》。

出版說(shuō)明

前言

第1章 概述

1.1 可編程序控制器概述

1.1.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)

1.1.2 PLC的特點(diǎn)

1.1.3 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域

1.1.4 PLC的主要生產(chǎn)廠家

1.2 PLC的工作原理

1.2.1 繼電器

1.2.2 邏輯運(yùn)算

1.2.3 PLC的工作原理

1.3 習(xí)題

第2章 PLC的硬件

2.1 PLC的硬件結(jié)構(gòu)

2.1.1 PLC的物理結(jié)構(gòu)

2.1.2 CPU模塊與存儲(chǔ)器

2.1.3 輸入模塊

2.1.4 輸出模塊

2.2 FX系列PLC性能簡(jiǎn)介

2.2.1 FX系列PLC的特點(diǎn)

2.2.2 FX系列型號(hào)命名方法與輸入輸出技術(shù)指標(biāo)

2.2.3 FX1s與FX2N系列PLC

2.2.4 FX2N系列PLC

2.2.5 FX2Nc與FX1Nc系列PLC

2.2.6 FX3U與FX3UC系列PLC

2.3 特殊功能模塊

2.4 編程設(shè)備與人機(jī)界面

2.4.1 專(zhuān)用編程器

2.4.2 編程軟件

2.4.3 顯示模塊與人機(jī)界面

2.5 習(xí)題

第3章 PLC程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

3.1 PLC的編程語(yǔ)言

3.1.1 PLC編程語(yǔ)言的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

3.1.2 梯形圖的主要特點(diǎn)

3.2 FX系列PLC梯形圖中的編程元件

3.2.1 基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

3.2.2 FX系列PLC的性能指標(biāo)

3.2.3 輸入繼電器與輸出繼電器

3.2.4 輔助繼電器與狀態(tài)

3.2.5 定時(shí)器

3.2.6 內(nèi)部計(jì)數(shù)器

3.2.7 高速計(jì)數(shù)器

3.2.8 數(shù)據(jù)寄存器

3.2.9 指針與常數(shù)

3.3 FX系列PLC的基本邏輯指令

3.3.1 LD、LDI、OUT指令

3.3.2 串聯(lián)指令與并聯(lián)指令

3.3.3 堆棧指令與多重分支輸出電路

3.3.4 邊沿檢測(cè)指令

3.3.5 置位指令與復(fù)位指令

3.3.6 其他指令

3.3.7編程注意事項(xiàng)

3.4 習(xí)題

第4章 開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)方法

4.1 梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法

4.1.1 起動(dòng)-保持-停止電路

4.1.2 三相異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路

4.1.3 鉆床刀架運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4.1.4 常閉觸點(diǎn)輸入信號(hào)的處理

4.2 時(shí)序控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)方法

4.2.1 常用的定時(shí)器應(yīng)用電路

4.2.2 使用定時(shí)器和區(qū)間比較指令設(shè)計(jì)時(shí)序控制電路

4.2.3 使用多個(gè)定時(shí)器接力定時(shí)的時(shí)序控制電路

4.3 根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法

4.3.1 基本方法

4.3.2 應(yīng)注意的問(wèn)題

4.4 順序控制設(shè)計(jì)法與順序功能圖

4.4.1 順序控制設(shè)計(jì)法

4.4.2 步與動(dòng)作

4.4.3 有向連線與轉(zhuǎn)換條件

4.4.4 順序功能圖的基本結(jié)構(gòu)

4.4.5 順序功能圖中轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則

4.4.6 順序控制設(shè)計(jì)法的本質(zhì)

4.5 習(xí)題

第5章 順序控制梯形圖的編程方法

5.1 使用STL指令的編程方法

5.1.1 STL指令

5.1.2 單序列的編程方法

5.1.3 選擇序列的編程方法

5.1.4 并行序列的編程方法

5.2 使用起保停電路的編程方法

5.2.1 單序列的編程方法

5.2.2 選擇序列與并行序列的編程方法

5.2.3 僅有兩步的閉環(huán)的處理

5.3 以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法

5.3.1 單序列的編程方法

5.3.2 選擇序列與并行序列的編程方法

5.4 具有多種工作方式的系統(tǒng)的編程方法

5.4.1 工作方式

5.4.2 使用起保停電路的編程方法

5.4.3 以轉(zhuǎn)換為中心的編程方法

5.4.4 使用步進(jìn)梯形指令的編程方法

5.5 習(xí)題

第6章 PLC的應(yīng)用指令

6.1 FX系列PLC應(yīng)用指令概述

6.1.1 應(yīng)用指令的表示方法

6.1.2 數(shù)據(jù)格式

6.1.3 怎樣學(xué)習(xí)應(yīng)用指令

6.2 程序流控制指令

6.2.1 條件跳轉(zhuǎn)指令

6.2.2 子程序調(diào)用與子程序返回指令

6.2.3 中斷指令與中斷程序

6.2.4 其他指令

6.3 比較與傳送指令

6.3.1 整數(shù)比較指令

6.3.2 浮點(diǎn)數(shù)比較指令與時(shí)鐘數(shù)據(jù)比較指令

6.3.3 傳送指令

6.4 數(shù)學(xué)運(yùn)算指令

6.4.1 整數(shù)運(yùn)算指令

6.4.2 浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算指令

6.4.3 字邏輯運(yùn)算指令

6.5 循環(huán)移位指令與移位指令

6.5.1 循環(huán)移位指令

6.5.2 移位指令

6.6 數(shù)據(jù)處理指令

6.6.1 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換指令

6.6.2 報(bào)警器置位/復(fù)位指令

6.6.3 其他數(shù)據(jù)處理指令

6.7 高速處理指令

6.7.1 與輸入輸出有關(guān)的指令

6.7.2 高速計(jì)數(shù)器指令

6.7.3 速度檢測(cè)與脈沖輸出指令

6.8 方便指令與外部設(shè)備指令

6.8.1 方便指令

6.8.2 外部I/O設(shè)備指令

6.8.3 FX系列外部設(shè)備指令

6.9 其他指令

6.9.1 時(shí)鐘運(yùn)算指令

6.9.2 其他指令

6.10習(xí)題

第7章 PLC在模擬量檢測(cè)與PID閉環(huán)控制中的應(yīng)用“

7.1 模擬量I/O模塊的使用方法

7.1.1 模擬量I/O模塊的功能

7.1.2 Fx系列的模擬量I/O模塊

7.1.3 模擬量輸入模塊的應(yīng)用

7.1.4 模擬量輸入值的轉(zhuǎn)換

7.1.5 模擬量輸出模塊的應(yīng)用

7.2 PLC在模擬量閉環(huán)控制中的應(yīng)用

7.2.1 PID調(diào)節(jié)器的數(shù)字化

7.2.2 PID指令

7.2.3 PID參數(shù)的整定方法

7.3 習(xí)題

第8章 PLC應(yīng)用中的一些問(wèn)題

8.1 PLC應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)調(diào)試方法

8.1.1 系統(tǒng)規(guī)劃

8.1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

8.1.3 PLC及其組件的選型

8.1.4 硬件軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試

8.2 PLC應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性措施

8.2.1 硬件抗干擾措施

8.2.2 故障的檢測(cè)與診斷

8.3 PLC的通信與計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)

8.3.1 計(jì)算機(jī)通信的基本知識(shí)

8.3.2 串行通信接口

8.3.3 計(jì)算機(jī)通信的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

8.3.4 數(shù)據(jù)鏈接與無(wú)協(xié)議通信

8.3.5 開(kāi)放式通信網(wǎng)絡(luò)

8.3.6 串行通信接口模塊

8.4 節(jié)省PLC輸入輸出點(diǎn)數(shù)的方法

8.4.1 減少所需輸入點(diǎn)數(shù)的方法

8.4.2 減少所需輸出點(diǎn)數(shù)的方法

8.5 PLC的人機(jī)界面與組態(tài)軟件簡(jiǎn)介

8.5.1 人機(jī)界面

8.5.2 觸摸屏

8.5.3 觸摸屏的畫(huà)面設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

8.5.4 觸摸屏的運(yùn)行與仿真

8.5.5 組態(tài)軟件簡(jiǎn)介

8.6 PLC在變頻器控制中的應(yīng)用

8.6.1 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)方向的控制

8.6.2 變頻電源與工頻電源的切換

8.6.3 電動(dòng)機(jī)的多段轉(zhuǎn)速控制

8.7 習(xí)題

第9章 PLC編程軟件的使用方法

9.1 FX系列編程軟件概述

9.1.1 軟件的主要功能與編程電纜

9.1.2 程序的生成與編輯

9.1.3 注釋的生成與編輯

9.1.4 編輯程序的其他操作

9.2 PLC的在線操作

9.3 程序監(jiān)控與參數(shù)設(shè)置

9.3.1 監(jiān)控與測(cè)試功能

9.3.2 編程軟件與PLC的參數(shù)設(shè)置

附錄

附錄A 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

附錄B 部分習(xí)題參考答案

附錄C FX系列應(yīng)用指令簡(jiǎn)表

參考文獻(xiàn)2100433B

《PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用》是廖常初編著的一本圖書(shū)。該書(shū)是《PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用》的第2版，以國(guó)內(nèi)廣泛使用的三菱電機(jī)公司的FX系列為例，介紹了PLC（可編程序控制器）的工作原理、硬件結(jié)構(gòu)、編程元件與指令系統(tǒng)，還介紹了梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、時(shí)序控制系統(tǒng)梯形圖的設(shè)計(jì)方法、根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)梯形圖的方法、根據(jù)順序功能圖設(shè)計(jì)順序控制梯形圖的3種方法，這些設(shè)計(jì)方法很容易被初學(xué)者掌握，用它們可以得心應(yīng)手地設(shè)計(jì)出任意復(fù)雜的開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)的梯形圖。

本書(shū)還介紹了PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法，提高系統(tǒng)可靠性和降低硬件費(fèi)用的方法，PLC的聯(lián)網(wǎng)通信，觸摸屏和組態(tài)軟件的應(yīng)用，以及用PLC控制變頻器的方法。

本書(shū)結(jié)合高職高專(zhuān)的教學(xué)特點(diǎn)，加強(qiáng)了實(shí)訓(xùn)部分的內(nèi)容，包括編程器與編程軟件的使用指南和有大量實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。各章配有適量的習(xí)題，并附有部分習(xí)題的參考答案。

本書(shū)可作為大專(zhuān)院校電氣工程及自動(dòng)化、工業(yè)自動(dòng)化、應(yīng)用電子、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、機(jī)電一體化及其他有關(guān)專(zhuān)業(yè)的教材，也可以供工程技術(shù)人員自學(xué)或作為培訓(xùn)教材使用。

前言

第1章 PLC基礎(chǔ)知識(shí)

1.1 傳統(tǒng)的工業(yè)控制方法

1.1.1 點(diǎn)動(dòng)、長(zhǎng)動(dòng)控制電路

1.1.2 正反轉(zhuǎn)控制電路

1.1.3 順序控制電路

1.2 PLC概述

1.2.1 PLC的定義

1.2.2 PLC的特點(diǎn)

1.2.3 PLC的發(fā)展階段

1.2.4 PLC的應(yīng)用

1.3 PLC的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理

1.3.1 PLC的硬件組成

1.3.2 PLC的軟件及編程語(yǔ)言

1.3.3 PLC的工作原理

1.3.4 PLC的分類(lèi)及性能指標(biāo)

1.4 常用PLC簡(jiǎn)介

1.4.1 美國(guó)的PLC產(chǎn)品

1.4.2 歐洲的PLC產(chǎn)品

1.4.3 日本的PLC產(chǎn)品

1.4.4 我國(guó)的PLC產(chǎn)品

1.4.5 三菱FX2N系列PLC

1.5 PLC的發(fā)展趨勢(shì)

1.6 上機(jī)實(shí)驗(yàn)——PLC應(yīng)用及簡(jiǎn)單實(shí)例過(guò)程演示

1.7 習(xí)題

第2章 FX2N系列PLC的基本指令及編程

2.1 編程元件

2.1.1 輸入繼電器（X）和輸出繼電器（Y）

2.1.2 輔助繼電器（M）

2.1.3 定時(shí)器（T）

2.1.4 計(jì)數(shù)器（C）

2.1.5 數(shù)據(jù)寄存器（D）

2.1.6 變址寄存器（V/Z）

2.1.7 指針（P/I）

2.1.8 狀態(tài)器（S）

2.1.9 常數(shù)（K/H）

2.2 PLC的基本指令

2.2.1 邏輯取指令和線圈驅(qū)動(dòng)指令（LD/LDI、OUT）

2.2.2 觸點(diǎn)串聯(lián)指令（AND、ANI）

2.2.3 觸點(diǎn)并聯(lián)指令（0R、ORI）

2.2.4 電路塊串聯(lián)指令（ANB）

2.2.5 電路塊并聯(lián)指令（ORB）

2.2.6 多重輸出指令（MPS/MRD/MPP）

2.2.7 主控觸點(diǎn)指令（MC/MCR）

2.2.8 置位、復(fù)位指令（SET、RST）

2.2.9 脈沖微分指令（PLS/PLF）

2.2.10 空操作指令（NOP）

2.2.11 結(jié)束指令（END）

2.3 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的應(yīng)用

2.3.1 定時(shí)器的應(yīng)用

2.3.2 計(jì)數(shù)器的應(yīng)用

2.4 梯形圖編程規(guī)則

2.5 梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法

2.5.1 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法

2.5.2 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的步驟

2.5.3 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法應(yīng)用舉例

2.6 用繼電器控制電路移植法設(shè)計(jì)梯形圖

2.6.1 移植設(shè)計(jì)法的步驟

2.6.2 移植設(shè)計(jì)法應(yīng)用舉例

2.7 上機(jī)實(shí)驗(yàn)——基本指令及編程應(yīng)用

2.7.1 交通燈控制

2.7.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的Y-△起動(dòng)控制

2.8 習(xí)題

第3章 編程軟件GX DeveIoper

3.1 程序輸入

3.1.1 建立工程

3.1.2 程序輸入

3.2 程序轉(zhuǎn)換與檢查

3.2.1 程序轉(zhuǎn)換

3.2.2 程序檢查

3.3 程序注釋

3.4 仿真調(diào)試

3.5 程序傳送

3.5.1 PLC與計(jì)算機(jī)的連接方式

3.5.2 通信設(shè)置

3.5.3 程序下載

3.6 上機(jī)實(shí)驗(yàn)——GX Developer編程軟件練習(xí)

3.7 習(xí)題

第4章 步進(jìn)順序控制指令及應(yīng)用

4.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與順序指令

4.1.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的基本概念

4.1.2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

4.1.3 步進(jìn)順序控制指令

4.2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程方法

4.2.1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編制規(guī)則

4.2.2 單流程狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的編程

4.2.3 選擇性分支與匯合的編程

4.2.4 并行分支與匯合的編程

4.2.5 組合流程及虛擬狀態(tài)

4.3 狀態(tài)編程在非狀態(tài)元件編程中的應(yīng)用

4.3.1 用輔助繼電器實(shí)現(xiàn)狀態(tài)編程

4.3.2 用移位寄存器實(shí)現(xiàn)狀態(tài)編程

4.4 上機(jī)實(shí)驗(yàn)——順序控制指令及應(yīng)用

4.4.1 機(jī)械手控制

4.4.2 大小球分類(lèi)控制

4.4.3 交通燈控制（狀態(tài)編程法）

4.5 習(xí)題

第5章 FXN系列PLC的應(yīng)用指令

5.1 應(yīng)用指令概述

5.1.1 應(yīng)用指令的表達(dá)形式

5.1.2 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度和指令執(zhí)行形式

5.1.3 變址寄存器

5.2 程序流程指令

5.2.1 條件跳轉(zhuǎn)指令

5.2.2 子程序調(diào)用和子程序返回

5.2.3 中斷指令

5.2.4 主程序結(jié)束指令

5.2.5 監(jiān)視定時(shí)器指令

5.2.6 循環(huán)指令

5.3 比較與傳送指令

5.3.1 比較指令

5.3.2 區(qū)間比較指令

5.3.3 傳送指令

5.3.4 移位傳送指令

5.3.5 取反傳送指令

5.3.6 塊傳送指令

5.3.7 多點(diǎn)傳送指令

5.3.8 數(shù)據(jù)交換指令

5.3.9 BCD變換指令

5.3.1 0BIN變換指令

5.4 四則運(yùn)算與邏輯運(yùn)算指令

5.4.1 加法指令

5.4.2 減法指令

5.4.3 乘法指令

5.4.4 除法指令

5.4.5 加1指令

5.4.6 減l指令

5.4.7 字邏輯與指令

5.4.8 字邏輯或指令

5.4.9 字邏輯異或指令

5.4.10 求補(bǔ)指令

5.5 循環(huán)與移位指令

5.5.1 循環(huán)右移指令

5.5.2 循環(huán)左移指令

5.5.3 帶進(jìn)位的循環(huán)右移指令

5.5.4 帶進(jìn)位的循環(huán)左移指令

5.5.5 位右移指令

5.5.6 位左移指令

5.5.7 字右移指令

5.5.8 字左移指令

5.5.9 移位寫(xiě)入指令

5.5.10 移位讀出指令

5.6 數(shù)據(jù)處理指令

5.6.1 區(qū)間復(fù)位指令

5.6.2 解碼指令

5.6.3 編碼指令

5.6.4 ON位數(shù)統(tǒng)計(jì)指令

5.6.5 ON位判別指令

5.6.6 平均值指令

……

第6章 PLC的特殊功能模塊

第7章 PLC的通信

第8章 PLC的工程應(yīng)用

附錄

參考文獻(xiàn)2100433B

《S7200 PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用》由兩部分組成，共15章。第一部分由1~5章組成，介紹可編程控制器的原理與基礎(chǔ)，從第2章開(kāi)始，以西門(mén)子公司S7-200系列PLC為對(duì)象，順序介紹PLC的系統(tǒng)配置、指令系統(tǒng)、所用的編程軟件以及PLC的通信與網(wǎng)絡(luò)。第二部分主要介紹PLC的在多種工業(yè)控制場(chǎng)所以及人們?nèi)粘Ｉ畹膽?yīng)用，主要介紹了PLC在電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)、多種工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備、燈光控制、物料控制、制藥行業(yè)以及人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用等。最后一章介紹PLC的變頻器控制技術(shù)。

出版說(shuō)明

前言

第1章 概述

第2章　PLC的硬件

第3章 PLC程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

第4章 開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)方法

第5章 順序控制梯形圖的編程方法

第6章 PLC的應(yīng)用指令

第7章 PLC在模擬量測(cè)量與PID閉環(huán)控制中的應(yīng)用

第8章 PLC應(yīng)用中的一些問(wèn)題

第9章 PLC編程軟件的使用方法

附錄

參考文獻(xiàn)2100433B