可编程控制器应用技术

本书以使用较为广泛的三菱FX2N系列、OMRON CPM1A系列PLC为背景机，对PLC硬件、软件方面的基础知识进行充分的介绍，并详细阐述了PLC的多种编程技巧、控制系统的设计与维护方法。

第1章认识可编程序控制器

1.1为什么采用PLC

1.1.1什么是PLC

1.1.2未采用PLC的系统

1.1.3采用PLC的系统

1.2PLC的组成原理

1.2.1PLC的硬件组成

1.2.2PLC的软件组成及编程语言

1.2.3PLC的扫描工作原理

1.3如何设计一个PLC应用项目

1.3.1了解和分析控制对象

1.3.2设计控制系统硬件

1.3.3设计PLC程序

1.3.4控制系统调试

1.4PLC的性能与类型

1.4.1PLC的性能指标

1.4.2PLC的分类与发展趋势

第2章FX系列可编程控制器

2.1三菱PLC概述

2.1.1三菱PLC的各个系列

2.1.2FX系列PLC的技术特性

2.2FX系列PLC的系统组成

2.2.1FX系列的基本单元

2.2.2FX系列的扩展单元和模块

2.2.3FX系列的常用的功能模块

2.3FX2N系列PLC的编程元件

2.3.1输入、输出继电器的编号及功能

2.3.2辅助、状态继电器的编号及功能

2.3.3定时器及计数器

2.3.4其他编程元件

2.4FX2N系列PLC的基本指令简介

2.4.1LD、LDI、OUT指令

2.4.2AND与ANI指令

2.4.3OR与ORI指令

2.4.4ORB与ANB指令

2.4.5LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP和ORF指令

2.4.6堆栈指令(MPS、MRD、MPP)

2.4.7主控与主控复位指令(MC、MCR)

2.4.8置位与复位指令(SET、RST)

2.4.9微分指令(PLS、PLF)

2.4.10取反、空操作和结束指令(INV、NOP、END)

2.5FXzN系列PLC的步进指令

2.5.1步进指令(STL、RET)

2.5.2状态转移图

2.5.3步进指令的使用说明

2.6FXzN系列PLC的功能指令

2.6.1功能指令的基本格式

2.6.2功能指令简介

2.7FXzN系列PLC的常用功能模块

2.7.1FX2N-4AD模拟量输入模块

2.7.2FX2N-2DA模拟量输出模块

2.7.3FXzN-1HC高速计数模块

2.8FX2N系列PLC扩展设备的配置方法

2.8.1扩展设备的组成方法

2.8.2扩展设备台数的确定

第3章OMRON系列可编程控制器

3.10MRONPLC概述

3.2CPMlA系列PLC硬件系统配置

3.2.1CPMlA系列PLC的主机

3.2.2CPMlA的各种单元

3.2.3CPMlA的I/O规格

3.3CPMlA的编程元件

3.3.1内部继电器区(IR)

3.3.2特殊辅助继电器区(SR)

3.3.3暂存继电器区(TR)

3.3.4保持继电器区(HR)

3.3.5辅助记忆继电器区(AR)

3.3.6链接继电器区(LR)

3.3.7定时器/计数器区(TC)

3.3.8数据存储区(DM)

3.4CPMlA的指令系统

3.4.1常用的基本指令

3.4.2常用的功能指令

第4章可编程控制器的程序设计方法与技巧

4.1梯形图的编写规则

4.2典型控制环节的程序设计

4.2.1起、保、停电路单元

4.2.2定时器应用程序

4.2.3计数器应用程序

4.3经验设计法

4.3.1经验设计法的特点

4.3.2举例说明

4.4顺序控制设计法

4.4.1顺序控制设计法的本质

4.4.2功能表图的绘制

4.4.3顺序控制设计法中梯形图的设计

4.5逻辑设计法

4.5.1基本逻辑线路结构及实现

4.5.2逻辑设计法应用举例

4.6程序调试与模拟运行

4.6.1复杂程序的设计方法

4.6.2调试与模拟运行

4.7应用程序的设计技巧

4.7.1优先程序的设计

4.7.2集中与分散控制

4.7.3联锁控制程序的设计

4.7.4故障检测程序的设计

4.7.5单按钮控制起停程序的设计

4.8应用程序设计时应注意的问题

第5章可编程控制器的编程工具

5.1FX一20P-E简易编程器的使用

5.1.1FX一20P_E编程器简介

5.1.2HPP的组成与操作面板

5.1.3HPP的基本操作

5.1.4编程操作

5.1.5监视/测试操作

5.1.6脱机(oFFLINE)编程操作

5.2SWOPC-FXGP/wIN-C编程软件的使用

5.2.1SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件简介

5.2.2梯形图操作

5.2.3PLC操作

5.2.4监控操作

5.2.5选项操作

5.3OMRONCPMlA系列PLC编程器的使用

5.3.1编程器面板

5.3.2编程器的使用

5.40MRON编程软件CX-P

5.4.1CX-P编程软件简介

5.4.2CX-P编程软件的使用

第6章可编程控制器控制系统的设计与安装维护

6.1PLC控制系统设计简介

6.1.1PLC控制系统设计的一般步骤

6.1.2PLC程序设计的步骤

6.2PLC控制系统的硬件设计与选型

6.2.1控制结构和方式的选择

6.2.2PLC的选择

6.3PLC的安装

6.3.1环境技术条件设计

6.3.2控制系统的冗余设计

6.3.3供电系统的设计

6.4提高PLC控制系统可靠性的措施

6.4.1输入端的抗干扰措施

6.4.2输出端的抗干扰措施

6.4.3电源的抗干扰措施

6.4.4系统接地的抗干扰措施

6.4.5外部配线的抗干扰措施

6.5PLC控制系统的维护与诊断

6.5.1PLC控制系统的维护

6.5.2PLC控制系统的诊断与处理

6.5.3PLC的故障查找方法及处理

第7章可编程控制器通信网络技术

7.1通信与网络的基本知识

7.1.1数据通信基础

7.1.2工业控制局域网

7.1.3ISO-OSI参考模型一

7.1.4IEEE802局域网参考模型及标准

7.2三菱PLC的通信与组网

7.2.1FX2N系列PLC的简单通信

7.2.2三菱PLC的网络

7.3OMRONPLC的通信与组网

7.3.1CPMlA系列PLC的简单通信

7.3.2OMRONPLC的网络

第8章可编程控制器的应用

8.1FX2NPLC在机加工自动线控制系统中的应用

8.1.1了解、分析控制对象

8.1.2硬件设计

8.1.3软件设计

8.1.4调试运行

8.2FX2NPLC在压滤机控制系统中的应用

8.2.1系统的工作原理

8.2.2控制系统设计

8.3FX2NPLC在立式车床控制系统中的应用

8.3.1PLC控制系统硬件设计

8.3.2软件设计

8.4FX2NPLC网络在球磨机润滑监控系统中的应用

8.4.1存在的问题及改造措施

8.4.2系统的硬件设计

8.4.3系统的软件设计

8.5CPMlAPLC在掘进机控制系统中的应用

8.5.1控制对象分析

8.5.2控制系统硬件设计

8.5.3控制系统软件设计

8.6CPMlAPLC在切片机控制系统中的应用

8.6.1主电路的设计

8.6.2PLC控制系统设计

附录

附1FX2N系列PLC功能指令总表

附2OMRON小型PLC指令集

参考文献

《可编程控制器原理与应用技术》以三菱公司的Fx系列为背景，具体介绍了工作原理、模型编辑等软件使用，为便于非自动化专业教学，对继电接触器控制系统做了较详细的介绍，以解决与先修课的衔接。《可编程控制器原理与应用技术》在三菱PLC的基础上还介绍了日本欧姆龙系列PLC。《可编程控制器原理与应用技术》系统性强，由浅入深，通俗易懂，各章配有习题，适于自学。

《可编程控制器原理与应用技术》可作为高等学校本科自动化、电气工程、电子信息、机电一体化及相关专业的教材，也可作为PLC培训班的教材和从事PLC应用开发技术人员的参考书，还可供工程技术人员自学或作为培训教材使用。

本书是遵照高等教育机电类"十一五"教材规划，根据本科电气技术自动化、电气工程、电子信息、机电一体化及相关专业的要求，结合我国近年颁布的标准规范和可编程控制器技术的最新发展而编写的本科教材。

可编程序控制器(Program rnable Logtc Corltroller)简称PLC，是以微处理器为核心的工业自动控制通用装置。它具有控制功能强、可靠性高、使用灵活方便、易于扩展、通用性强等一系列优点，不仅可以取代继电器控制系统，还可以进行复杂的生产过程控制和应用于工厂自动化网络，被誉为现代工业生产自动化的三大支柱之一。因此，学习和掌握PLc应用技术已成为工程技术人员的紧迫任务。

本书编写时力求由浅入深、通俗易懂、理论联系实际、注重应用，适用于高等学校本科自动化、电气工程、电子信息、机电一体化及相关专业的教学，也可作为工业自动化技术人员的培训教材和自学参考书。

本书从应用的角度出发，系统地介绍了PLC硬件组成、工作原理和性能指标，以国内使用较多的日本松下公司FPX系列、日本三菱公司FX系列、欧姆龙公司CPMlA系列为样机，详细介绍了其指令系统及应用、PLC程序设计的方法与技巧、PLc控制系统设计应注意的问题。为了适应新的发展需要，本书还介绍了PLC在模拟量过程控制系统中的应用。

全书共分8章。第1章电气控制基础、第2章可编程控制器基础知识、第3章FX系列可编程控制器及指令系统、第4章欧姆龙C系列PLC简介、第5章可编程控制器的程序设计方法、第6章可编程控制器控制系统的设计、第7章可编程控制器通信与网络技术、第8章三菱FX系列PLC编程器与编程软件使用方法，书后附有FX系列PLc功能指令一览表和编程器的软件介绍。每章后附有习题，供读者练习与上机实践。

本书由秦长海教授主编。参加编写的有秦长海(第1、2章)、张玮玮(第3章)、董昭(第4、7章)、张修太(第5章，附录A、B)、姚海燕(第6章)、杨军平(第8章)。全书由秦长海统稿。

本书由赵建洲教授主审。参加审稿的还有张继军教授。他们对本书的编审工作提出了许多宝贵的建议，在此表示衷心的感谢!

由于编者水平有限，书中难免有不足和错误之处，恳请读者批评指正。