《三菱FX2N PLC從入門到精通》從實際工程應用出發(fā)，以國內廣泛使用的日本三菱公司FX2N系列PLC為對象，講解整體式PLC的基礎與實際應用等方面的內容。本書共有11章，主要介紹了PLC的基本概況、FX2N系列PLC的硬件系統、FX2N系列PLC編程軟件的使用、FX2N系列PLC的基本指令、FX2N系列PLC的功能指令、數字量控制系統梯形圖的設計方法、FX2N系列PLC模擬量功能與PID控制、PLC的通信與網絡、觸摸屏與變頻器、PLC控制系統設計及實例、PLC的安裝與維護等內容。
PLC是以微處理器技術、電子技術、網絡通信技術和先進可靠的工業(yè)手段為基礎，綜合了現代計算機技術、自動控制技術和通信技術發(fā)展起來的一種新型通用工業(yè)自動控制裝置。PLC具有功能強、可靠性高、使用靈活方便、易于編程以及適于工業(yè)環(huán)境下應用等一系列優(yōu)點，因此在工業(yè)自動化、機電一體化、傳統產業(yè)技術改造等方面的應用越來越廣泛，已成為可編程控制器技術、機器人技術、CAD/CAM和數控技術這四大現代工業(yè)控制支柱之一。
FX2N系列PLC是日本三菱公司推出的一種小型整體式PLC，其結構緊湊，具有性價比高、功能強大等特點，在我國小型PLC市場中占有較大份額。為便于學習和理解FX2N系列PLC控制系統的相關技術，特編寫此書。
本書特點
1、由淺入深，循序漸進
本書在內容編排上采用由淺入深、由易到難的原則，在介紹PLC的組成及工作原理、硬件系統構成、軟件的使用等基礎上，在后續(xù)章節(jié)中結合具體的實例，逐步講解相應指令的應用等相關知識。
2、技術全面，內容充實
全書重點突出、層次分明，注重知識的系統性、針對性和先進性。對于指令的講解，不是泛泛而談，而是輔以簡單的實例，使讀者更易于掌握。注重理論與實踐相結合，培養(yǎng)工程應用能力。本書的大部分實例取材于實際工程項目或其中的某個環(huán)節(jié)，對讀者從事PLC應用和工程設計具有較大的實踐指導意義。
3、分析原理，步驟清晰
對于每個實例，都分析其設計原理，總結實現的思路和步驟。讀者可以根據具體步驟實現書中的例子，將理論與實踐相結合。
本書內容
第1章PLC的基本概況本章除了對PLC的定義、基本功能與特點、應用和分類進行簡單介紹外，還介紹了PLC的組成及工作原理，并將PLC控制與其他順序邏輯控制系統進行了比較。
第2章FX2N系列PLC的硬件系統本章主要介紹了FX2N系列PLC的基本單元、I/O擴展單元、I/O擴展模塊以及FX2N系列PLC的編程元件。
第3章FX2N系列PLC編程軟件的使用本章介紹了PLC編程語言的種類，并重點講述了GX Developer編程軟件及GX Simulator仿真軟件的使用。
第4章FX2N系列PLC的基本指令基本指令是PLC編程時最常用的指令。本章介紹了基本邏輯指令、定時器、計數器，并通過實例講解這些基本指令的使用方法。
第5章FX2N系列PLC的功能指令功能指令使PLC具有強大的數據處理和特殊功能。本章主要講解了功能指令的基本規(guī)則、程序流程指令、傳送與比較指令、四則運算與邏輯運算指令、循環(huán)與移位指令、數據處理指令、高速處理指令、方便指令、外部設備I/O指令、外部設備SER指令、浮點運算指令、時鐘運算指令、格雷碼指令、觸點比較指令等內容。
第6章數字量控制系統梯形圖的設計方法本章介紹了梯形圖的設計方法、順序控制設計法與順序功能圖、常見的順序控制編寫梯形圖的方法、FX2N系列PLC的順序控制，并通過多個實例重點講解了單序列的FX2N順序控制、選擇序列的FX2N順序控制、并行序列的FX2N順序控制的應用。
第7章FX2N系列PLC模擬量功能與PID控制本章介紹了模擬量的基本概念、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、模擬量輸入/輸出混合模塊、溫度測量模塊、溫度調節(jié)模塊、PID控制等內容。
第8章PLC的通信與網絡本章介紹了數據通信的基礎知識、PLC網絡系統、FX2N系列PLC的通信接口設備、FX2N系列PLC網絡的應用等內容。
第9章觸摸屏與變頻器本章介紹了觸摸屏的基本功能及原理以及三菱FRA740變頻器的接線方法、調試方法等內容，然后通過實例講解PLC在觸摸屏、變頻器控制系統中的應用。
第10章PLC控制系統設計及實例本章講解了PLC控制系統的設計方法通過實例講解了PLC在電動機控制中的應用、PLC在機床電氣控制系統中的應用以及PLC、觸摸屏和變頻器的綜合應用。
第11章PLC的安裝與維護本章講解了PLC的安裝、接線以及PLC的維護和檢修等內容。
參加本書編寫工作的有湖南工程職業(yè)技術學院陳忠平湖南涉外經濟學院侯玉寶和高金定衡陽技師學院胡彥倫湖南航天誠遠精密機械有限公司劉瓊湖南科技職業(yè)技術學院高見芳湖南工程職業(yè)技術學院陳建忠、李銳敏、周少華、龍曉慶和龔亮湖南三一重工集團王漢其等。全書由湖南工程職業(yè)技術學院徐剛強教授擔任主審。此外，在編寫過程中，編者還得到了武娟梅、陶有香、段秀莉、黃樹輝、葛建、廖亦凡等同志的幫助和支持。
由于編者知識水平和經驗的局限性，書中難免有疏漏之處，敬請廣大讀者批評指正。
作者2015年6月
前言
第1章PLC的基本概況1
1.1PLC簡介1
1.1.1PLC的定義1
1.1.2PLC的基本功能與特點2
1.1.3PLC的應用和分類3
1.1.4三菱PLC簡介7
1.2PLC的組成及工作原理8
1.2.1PLC的組成8
1.2.2PLC的工作原理14
1.3PLC與其他順序邏輯控制系統的比較15
1.3.1PLC與繼電器控制系統的比較15
1.3.2PLC與微型計算機控制系統的比較16
1.3.3PLC與單片機控制系統的比較17
1.3.4PLC與DCS的比較17
第2章FX2N系列PLC的硬件系統20
2.1基本單元20
2.1.1基本單元的命名及性能20
2.1.2基本單元的外形結構22
2.1.3基本單元的I/O24
2.2I/O擴展單元32
2.2.1I/O擴展單元的命名32
2.2.2I/O擴展單元的外形結構32
2.2.3I/O擴展單元的輸入與輸出33
2.3I/O擴展模塊34
2.3.1I/O擴展模塊的命名34
2.3.2I/O擴展模塊的外形結構35
2.3.3I/O擴展單元(模塊)的電源配線36
2.4FX2N系列PLC的編程元件38
2.4.1繼電器類編程元件39
2.4.2定時計數類編程元件41
2.4.3寄存器類編程元件41
2.4.4嵌套指針類編程元件42
2.4.5常數類編程元件43
第3章FX2N系列PLC編程軟件的使用44
3.1PLC編程語言44
3.1.1PLC編程語言的國際標準44
3.1.2梯形圖45
3.1.3語句表47
3.1.4順序功能圖48
3.2GX Developer編程軟件的使用48
3.2.1GX Developer編程軟件的安裝48
3.2.2GX Developer編程軟件界面50
3.2.3GX Developer編程軟件參數設定51
3.2.4工程及梯形圖制作注意事項53
3.2.5梯形圖程序的編寫與編輯61
3.2.6程序的讀取與寫入67
3.2.7在線監(jiān)控與調試70
3.3GX Simulator仿真軟件的使用70
3.3.1GX Simulator的基本操作70
3.3.2模擬外部機器運行的I/O系統設定73
3.3.3GX Simulator模擬仿真77
第4章FX2N系列PLC的基本指令81
4.1基本邏輯指令81
4.1.1基本位操作指令81
4.1.2塊操作指令86
4.1.3堆棧與主控指令90
4.1.4置位與復位指令93
4.1.5取反、空操作及程序結束指令94
4.1.6脈沖觸點指令95
4.1.7脈沖輸出微分指令96
4.2定時器98
4.2.1定時器的分類98
4.2.2定時器的工作原理98
4.2.3定時器的應用舉例99
4.3計數器102
4.3.1計數器的分類102
4.3.2內部信號計數器102
4.3.3高速計數器104
4.3.4計數器的應用舉例106
4.4基本指令的應用110
4.4.1三相交流異步電動機的星—三角降壓啟動110
4.4.2用4個按鈕控制1個信號燈114
4.4.3置位與復位指令實現的簡易6組搶答器116
第5章FX2N系列PLC的功能指令121
5.1功能指令的基本規(guī)則121
5.1.1功能指令的表示形式121
5.1.2數據長度和指令類型122
5.1.3操作數123
5.2程序流程指令124
5.2.1條件跳轉指令124
5.2.2子程序調用、返回和主程序結束指令126
5.2.3中斷指令129
5.2.4看門狗指令131
5.2.5循環(huán)指令132
5.3傳送與比較指令133
5.3.1比較指令133
5.3.2區(qū)間比較指令134
5.3.3MOV傳送指令136
5.3.4移位傳送指令138
5.3.5取反傳送指令139
5.3.6成批傳送指令140
5.3.7多點傳送指令141
5.3.8交換指令142
5.3.9BCD轉換指令143
5.3.10BIN轉換指令143
5.4四則運算與邏輯運算指令145
5.4.1BIN加法指令146
5.4.2BIN減法指令147
5.4.3BIN乘法指令149
5.4.4BIN除法指令151
5.4.5BIN加1指令153
5.4.6BIN減1指令153
5.4.7邏輯字“與”指令155
5.4.8邏輯字“或”指令155
5.4.9邏輯字“異或”指令156
5.4.10求補碼指令157
5.5循環(huán)與移位指令158
5.5.1循環(huán)右移、左移指令159
5.5.2帶進位右移、右移指令161
5.5.3位右移、左移指令162
5.5.4字右移、左移指令164
5.5.5FIFO指令166
5.6數據處理指令167
5.6.1區(qū)間復位指令168
5.6.2譯碼指令168
5.6.3編碼指令170
5.6.4求ON位數指令172
5.6.5ON位判斷指令173
5.6.6求平均值指令173
5.6.7報警器指令175
5.6.8求平方根指令176
5.6.9浮點數轉換指令177
5.7高速處理指令177
5.7.1輸入/輸出刷新指令178
5.7.2濾波時間調整指令179
5.7.3矩陣輸入指令179
5.7.4高速計數器比較置位、復位指令180
5.7.5高速計數器區(qū)間比較指令181
5.7.6速度檢測指令182
5.7.7脈沖輸出指令183
5.7.8脈寬調制指令184
5.7.9可調速脈沖輸出指令185
5.8方便指令187
5.8.1狀態(tài)初始化指令187
5.8.2數據查找指令188
5.8.3絕對式凸輪控制指令189
5.8.4增量式凸輪控制指令190
5.8.5示教定時器指令191
5.8.6特殊定時器指令193
5.8.7交替輸出指令194
5.8.8斜波信號指令195
5.8.9旋轉工作臺控制指令197
5.8.10數據排序指令199
5.9外部設備I/O指令200
5.9.1十鍵輸入指令200
5.9.2十六鍵輸入指令201
5.9.3數字開關指令202
5.9.4七段譯碼指令203
5.9.5帶鎖存七段譯碼指令204
5.9.6方向開關指令206
5.9.7ASCII碼轉換指令208
5.9.8ASCII碼打印指令209
5.9.9讀特殊功能模塊指令210
5.9.10寫特殊功能模塊指令211
5.10外部設備SER指令212
5.10.1串行數據傳送指令212
5.10.2八進制位傳送指令215
5.10.3十六進制數轉ASCII碼指令216
5.10.4ASCII碼轉十六進制數指令218
5.10.5校驗碼指令219
5.10.6電位器值讀出指令220
5.10.7電位器刻度指令222
5.11浮點運算指令223
5.11.1二進制浮點數比較指令223
5.11.2二進制浮點數區(qū)間比較指令224
5.11.3二轉十進制浮點數指令225
5.11.4十轉二進制浮點數指令226
5.11.5二進制浮點數加法指令226
5.11.6二進制浮點數減法指令227
5.11.7二進制浮點數乘法指令227
5.11.8二進制浮點數除法指令228
5.11.9二進制浮點數開平方指令229
5.11.10二進制浮點數轉整數指令230
5.11.11二進制浮點數正弦運算指令230
5.11.12二進制浮點數余弦運算指令231
5.11.13二進制浮點數正切運算指令231
5.11.14高低字節(jié)交換指令232
5.12時鐘運算指令233
5.12.1時鐘數據比較指令234
5.12.2時鐘數據區(qū)間比較指令235
5.12.3時鐘數據加法運算指令235
5.12.4時鐘數據減法運算指令236
5.12.5時鐘數據讀取指令237
5.12.6時鐘數據寫入指令238
5.13格雷碼指令239
5.13.1格雷碼變換指令240
5.13.2格雷碼逆變換指令240
5.14觸點比較指令241
5.14.1LD觸點比較指令242
5.14.2AND串聯連接觸點比較指令243
5.14.3OR并聯連接觸點比較指令243
第6章數字量控制系統梯形圖的設計方法245
6.1梯形圖的設計方法245
6.1.1根據繼電—接觸器電路圖設計梯形圖245
6.1.2用經驗法設計梯形圖248
6.2順序控制設計法與順序功能圖252
6.2.1步與動作253
6.2.2有向連線與轉換253
6.2.3順序功能圖的基本結構254
6.3常見的順序控制編寫梯形圖的方法255
6.3.1啟保停方式的順序控制256
6.3.2轉換中心方式的順序控制257
6.4FX2N系列PLC的順序控制259
6.4.1FX2N系列PLC的步進指令259
6.4.2步進指令方式的順序功能圖261
6.5單序列的FX2N順序控制應用實例263
6.5.1液壓動力滑臺的PLC控制263
6.5.2PLC在注塑成型生產線控制系統中的應用266
6.5.3PLC在簡易機械手中的應用271
6.6選擇序列的FX2N順序控制應用實例277
6.6.1閃爍燈控制277
6.6.2多臺電動機的PLC啟�？刂�281
6.6.3大小球分撿機的PLC控制286
6.7并行序列的FX2N順序控制應用實例293
6.7.1人行道交通信號燈控制293
6.7.2雙面鉆孔組合機床的PLC控制297
第7章FX2N系列PLC模擬量功能與PID控制308
7.1模擬量的基本概念308
7.1.1模擬量處理流程308
7.1.2模擬值精度309
7.1.3模擬量輸入方法309
7.1.4模擬量輸出方法310
7.2模擬量輸入模塊310
7.2.1二通道模擬量輸入模塊FX2N2AD311
7.2.2四通道模擬量輸入模塊FX2N4AD316
7.2.3八通道模擬量輸入模塊FX2N8AD320
7.3模擬量輸出模塊327
7.3.1二通道模擬量輸出模塊FX2N2DA327
7.3.2四通道模擬量輸出模塊FX2N4DA332
7.4模擬量輸入/輸出混合模塊FX0N3A337
7.5溫度測量模塊343
7.5.1鉑電阻溫度測量模塊FX2N4ADPT343
7.5.2熱電阻溫度測量模塊FX2N4ADTC347
7.6溫度調節(jié)模塊FX2N2LC350
7.7PID控制357
7.7.1模擬量閉環(huán)控制系統的組成357
7.7.2PID回路控制358
7.7.3PID控制實例364
第8章PLC的通信與網絡368
8.1數據通信的基礎知識368
8.1.1數據傳輸方式368
8.1.2串行通信的分類369
8.1.3串行通信的數據通路形式371
8.1.4串行通信的接口標準371
8.1.5通信介質375
8.2PLC網絡系統376
8.2.1網絡結構376
8.2.2網絡協議377
8.2.3三菱PLC網絡結構378
8.2.4三菱PLC以太網379
8.2.5三菱PLC局域網381
8.2.6三菱PLC現場總線CCLink384
8.2.7FX系列PLC網絡387
8.3FX2N系列PLC的通信接口設備389
8.3.1RS232C通信接口設備390
8.3.2RS422通信擴展板393
8.3.3RS485通信接口設備394
8.3.4CCLink網絡連接設備396
8.4FX2N系列PLC網絡的應用398
8.4.1N∶N網絡通信398
8.4.2使用RS指令的1∶1網絡通信402
第9章觸摸屏與變頻器407
9.1觸摸屏407
9.1.1觸摸屏概述407
9.1.2觸摸屏的基本功能409
9.1.3觸摸屏的運行原理411
9.1.4觸摸屏軟件的使用413
9.1.5觸摸屏在PLC控制中的應用實例421
9.2變頻器434
9.2.1變頻器概述434
9.2.2三菱FRA740變頻器439
9.2.3變頻器的應用實例458
第10章PLC控制系統設計及實例463
10.1PLC控制系統的設計463
10.1.1PLC控制系統的設計原則和內容463
10.1.2PLC控制系統的設計步驟464
10.1.3PLC硬件系統設計465
10.1.4PLC軟件系統設計469
10.2PLC在電動機控制中的應用471
10.2.1異步電動機限位往返控制471
10.2.2異步電動機制動控制474
10.2.3異步電動機多速控制476
10.2.4異步電動機順序啟、�？刂�480
10.3PLC在機床電氣控制系統中的應用482
10.3.1PLC在C6140普通車床中的應用483
10.3.2PLC在C650臥式車床中的應用486
10.3.3PLC在Z3040搖臂鉆床中的應用492
10.3.4PLC在X62W萬能銑床中的應用498
10.3.5PLC在T68臥式鏜床中的應用506
10.4PLC、觸摸屏和變頻器的綜合應用515
10.4.1恒壓供水系統515
10.4.2電動機15段速控制系統522
第11章PLC的安裝與維護534
11.1PLC的安裝534
11.1.1PLC的安裝要求及注意事項534
11.1.2PLC的安裝方法535
11.2接線535
11.2.1接線注意事項535
11.2.2接線方法536
11.3PLC的維護和檢修540
11.3.1PLC的維護檢查540
11.3.2PLC的故障分析方法542
11.3.3狀態(tài)指示燈顯示的故障與維修543
11.3.4硬件出錯代碼與維修處理545
11.3.5操作出錯與處理548
附錄AFX2N系列PLC指令集速查表550
附錄BFX2N特殊軟元件555
附錄CASCII（美國標準信息交換）碼表560
參考文獻561
書單推薦
