本书以三菱FX5U PLC为例，结合编程软件GX Works3，通过一系列经典案例，由浅入深地介绍PLC的工作原理、基本指令、功能指令，同时简要介绍PLC常见外围扩展模块、触摸屏、变频器、伺服电机等的应用，最后通过实际工程案例和虚拟仿真介绍组态、PLC、智能控制模块的综合应用。本书将工程概念贯穿其中，力求理论紧密联系实践、虚实结合。本书提供电子课件、视频教程、慕课、虚拟仿真演示、实验等配套资源。本书可用作高等院校机械、电气、自动化等相关专业的本科生或高职学生的教材，也可供从事PLC开发与应用的工程技术人员参考。
刘建春，厦门理工学院机械与汽车工程学院教授，多年来一直从事机器人、数控技术、电气控制与PLC等方面的教学与科研工作，承担多项教研和科研项目。
第1章 常用低压电器 1
1.1 低压电器的基本知识 1
1.1.1 低压电器的定义 1
1.1.2 低压电器的分类 1
1.2 常用的低压电器 2
1.2.1 接触器 2
1.2.2 继电器 2
1.2.3 主令电器 5
1.2.4 低压断路器 8
1.2.5 熔断器 9
1.2.6 变压器 10
习题1 10
第2章 PLC概述 11
2.1 PLC发展历程及现状 11
2.1.1 PLC起源及发展历程 11
2.1.2 国内外PLC发展现状 12
2.2 PLC的分类及基本组成 12
2.2.1 PLC的分类 12
2.2.2 PLC的基本组成 14
2.2.3 PLC的中央处理器 16
2.2.4 PLC的存储器 16
2.2.5 PLC的I/O模块 16
2.3 PLC的运行原理 17
2.3.1 PLC的工作方式 17
2.3.2 PLC的扫描周期 18
2.4 三菱FX PLC编程元件 19
2.4.1 输入继电器和输出继电器 20
2.4.2 其他继电器 21
2.4.3 定时器和计数器 22
2.4.4 数据寄存器、链接寄存器、
报警器 31
2.4.5 常数 32
2.4.6 寄存器和标记 32
2.5 FX5U PLC整体构成及外部接线 33
2.5.1 FX5U PLC整体构成 34
2.5.2 FX5U PLC的工作电源接线 35
2.5.3 PLC的接地 35
2.5.4 I/O外部接线 36
2.5.5 模拟量I/O与通信规格 37
2.6 三菱PLC编程软件GX Works3 37
2.6.1 三菱PLC编程软件简介 37
2.6.2 GX Works3软件的主要功能 38
2.6.3 GX Works3软件界面 38
2.6.4 GX Works3的使用 39
习题2 45
第3章 PLC基本指令 46
3.1 触点指令 46
3.1.1 逻辑取指令 46
3.1.2 串联指令 47
3.1.3 并联指令 48
3.1.4 脉冲指令 49
3.2 结合指令 52
3.2.1 串联、并联连接指令 52
3.2.2 运算结果推入、读取、
弹出指令 53
3.2.3 运算结果取反指令 54
3.2.4 运算结果脉冲化指令 54
3.3 输出指令 55
3.3.1 OUT指令 55
3.3.2 定时器指令 55
3.3.3 计数器指令 57
3.3.4 报警器输出指令 59
3.3.5 软元件的置位及复位指令 59
3.4 主控制指令 60
3.5 结束指令 62
3.6 经典的梯形图程序 62
3.6.1 启/保/停电路程序 62
3.6.2 互锁电路程序 62
3.6.3 闪烁电路程序 63
3.6.4 延时定时器 64
3.7 基本指令的应用 65
3.7.1 抢答器控制系统 65
3.7.2 手动/自动升降机控制系统 67
3.7.3 按钮式人行横道交通信号灯
控制系统 70
习题3 72
第4章 PLC步进梯形图指令 73
4.1 顺序功能图 73
4.2 顺序控制的基本结构 75
4.2.1 单序列结构 76
4.2.2 选择序列结构 76
4.2.3 并行序列结构 77
4.2.4 其他结构 78
4.3 顺序控制应用实例 81
4.3.1 单序列控制实例 81
4.3.2 选择序列控制实例 82
4.3.3 并行序列控制实例 85
4.3.4 综合控制实例 88
习题4 92
第5章 PLC功能指令 93
5.1 功能指令概述 93
5.1.1 功能指令的表示形式 93
5.1.2 功能指令的执行方式 93
5.1.3 功能指令的数据类型 94
5.2 程序流程控制指令 94
5.2.1 条件跳转指令 95
5.2.2 子程序指令 95
5.2.3 中断指令 96
5.2.4 主程序结束指令 96
5.2.5 循环指令 97
5.3 传送与比较指令 98
5.3.1 比较指令 98
5.3.2 区间比较指令 99
5.3.3 传送指令 99
5.3.4 移位传送指令 101
5.3.5 取反传送指令 102
5.3.6 块传送指令 102
5.3.7 多点传送指令 103
5.3.8 数据交换指令 103
5.3.9 进制转换指令 104
5.4 算术运算与逻辑运算指令 104
5.4.1 加/减法指令 105
5.4.2 乘/除法指令 106
5.4.3 加/减1指令 107
5.4.4 逻辑运算指令 108
5.5 移位与循环移位指令 110
5.5.1 左/右循环移位指令 110
5.5.2 带进位循环左/右移指令 111
5.5.3 位左/右移指令 112
5.5.4 字左/右移指令 112
5.5.5 写入/读出指令 113
5.6 数据处理指令 114
5.6.1 区间复位指令 115
5.6.2 编/解码指令 115
5.6.3 置1位数总和指令 116
5.6.4 置1判别指令 116
5.6.5 平均值指令 117
5.6.6 报警置位指令 117
5.6.7 报警复位指令 118
5.6.8 平方根指令 118
5.6.9 浮点操作指令 119
5.7 高速处理计数器指令 119
5.7.1 32位数据比较设置指令 119
5.7.2 32位数据比较复位指令 120
5.7.3 32位数据带宽比较指令 120
5.8 其他指令 121
5.8.1 刷新指令 121
5.8.2 七段解码指令 122
5.8.3 矩阵输入指令 123
5.8.4 PID控制指令 123
习题5 125
第6章 PLC人机界面设计 127
6.1 人机界面概述 127
6.2 三菱触摸屏硬件简介 127
6.3 三菱触摸屏人机界面设计 131
6.3.1 新建人机界面 131
6.3.2 对象及其功能简介 132
6.3.3 下载与仿真 136
6.4 人机界面设计的综合应用实例 137
习题6 142
第7章 PLC工业控制 143
7.1 PLC的通信与控制 143
7.1.1 串行通信 143
7.1.2 以太网通信 145
7.1.3 CC-Link总线通信 146
7.2 变频器的控制与应用 147
7.2.1 变频器的安装接线与
基本操作 147
7.2.2 变频器与PLC的通信 154
7.3 伺服电机的控制与应用 159
7.3.1 伺服电机与PLC的速度和
转矩控制 159
7.3.2 伺服电机与PLC的定位控制 160
7.3.3 简单运动模块的应用 165
习题7 168
第8章 PLC控制系统设计 169
8.1 三菱FX5U PLC与组态王通信 169
8.1.1 组态王概述 169
8.1.2 三菱FX5U PLC与组态王
通信实例 170
8.2 PLC控制系统设计 178
8.2.1 设计的基本原则 178
8.2.2 设计的步骤 179
8.3 实例：自动化立体仓库控制系统设计 185
8.3.1 控制系统要求 185
8.3.2 控制系统方案 185
8.3.3 控制系统硬件设计 187
8.3.4 控制系统软件设计 190
8.3.5 验证操作步骤 194
8.3.6 相关资源 195
习题8 195
第9章 PLC实验训练 196
9.1 基本实验 197
9.1.1 数码管显示编程 197
9.1.2 天塔之光编程 198
9.1.3 十字交通灯控制编程 199
9.1.4 A/D转换、D/A转换及HMI
实验编程 202
9.2 运动控制实验 207
9.2.1 变频器多段调速 209
9.2.2 变频器模拟量调速 210
9.2.3 伺服位置控制系统 213
9.2.4 伺服网络模式控制系统 218
参考文献 224
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