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第1章 低压电器及电气控制基础1

1.1低压电器1

1.1.1低压电器概述1

1.1.2常用低压电器及选用原则2

1.2继电接触式控制系统的结构组成13

1.2.1继电接触式控制系统的结构13

1.2.2继电接触式控制系统的典型实例14

1.3电气控制系统图16

1.3.1电气控制系统图及绘制原则16

1.3.2常用电气控制电路设计步骤17

1.4电气控制系统基本电路18

1.4.1点动、长动（自锁）控制电路18

1.4.2正、反转控制电路19

1.4.3顺序控制电路19

1.4.4电动机绕组星-三角变换起动控制电路20

1.4.5转子绕组串电阻起动控制电路22

1.5实验：继电接触基本电路22

1.5.1交流接触器（继电器）电路22

1.5.2电动机自锁起动控制电路23

1.6思考与习题24

第2章 PLC基础知识25

2.1 PLC概述25

2.1.1 PLC的产生及工作特点25

2.1.2 PLC的分类及性能指标28

2.1.3 PLC的应用领域30

2.1.4 PLC控制和继电器控制的区别31

2.1.5 PLC控制和一般计算机控制的区别32

2.1.6常用PLC简介33

2.1.7 PLC的发展趋势35

2.2 PLC的系统结构及工作原理36

2.2.1 PLC硬件结构36

2.2.2 PLC软件及编程语言43

2.3 PLC的工作原理45

2.3.1 PLC的扫描工作原理45

2.3.2 PLC执行程序的过程及特点46

2.4一个简单的PLC应用示例47

2.5实验：PLC简单应用实例演示50

2.6思考与习题51

第3章 FX系列PLC硬件52

3.1 FX系列PLC硬件体系52

3.1.1 FX系列PLC硬件特点52

3.1.2 FX系列PLC硬件结构53

3.1.3 FX系列PLC简介54

3.2 FX系列PLC硬件配置59

3.2.1 FX系列PLC的硬件配置特征59

3.2.2 FX系列PLC基本单元59

3.2.3 FX系列PLC扩展单元和扩展模块66

3.2.4 FX系列PLC特殊功能模块67

3.2.5定位控制模块68

3.3 FX系列PLC编程资源及编址71

3.3.1 FX系列PLC编程资源71

3.3.2 FX系列PLC的I/O编址及扩展76

3.4 FX系列PLC的外部接线78

3.4.1电源接线及其负载能力78

3.4.2输入端器件外部接线80

3.4.3输出端外部接线及负载能力81

3.5实验：PLC电动机起动控制85

3.6思考与习题85

第4章 FX系列PLC的基本指令及应用87

4.1概述87

4.1.1 FX系列PLC编程软件简介87

4.1.2 FX系列PLC基本指令格式87

4.2 PLC的基本指令及应用88

4.2.1逻辑取、输出线圈指令（LD/LDI、OUT）88

4.2.2触点串联、并联指令89

4.2.3块串联、并联指令91

4.2.4堆栈指令（MPS/MMMRD/MPP）92

4.2.5置位、复位指令（SET、RST）92

4.2.6边沿检出触点指令与脉冲微分输出指令94

4.2.7其他基本指令97

4.3定时器及应用99

4.3.1定时器及类型99

4.3.2定时器的应用101

4.4计数器及应用103

4.4.1计数器及类型103

4.4.2计数器的应用105

4.5梯形图编程规则106

4.6实验：基本指令应用107

4.6.1竞赛抢答器控制系统107

4.6.2交通灯控制系统110

4.7思考与习题111

第5章 开关量及顺序控制梯形图程序设计方法114

5.1梯形图程序设计方法114

5.1.1基于继电器电路结构的梯形图程序设计方法114

5.1.2梯形图经验设计法118

5.1.3梯形图逻辑设计法119

5.2状态转移图与顺序控制设计方法120

5.2.1 PLC顺序控制设计方法121

5.2.2状态转移图基本知识121

5.2.3用辅助继电器实现顺序控制123

5.3步进顺序控制指令与状态转移图的编程126

5.3.1步进顺序控制指令126

5.3.2状态转移图的编程127

5.3.3单流程的编程128

5.3.4选择性分支与汇合的编程129

5.3.5并行分支与汇合的编程131

5.4实验：顺序控制指令及应用133

5.4.1钻孔动力头顺序控制133

5.4.2机械手控制134

5.5思考与习题137

第6章 FX系列PLC的应用指令139

6.1应用指令概述139

6.1.1应用指令的表示方法139

6.1.2变址操作数141

6.2数据处理指令142

6.2.1比较指令142

6.2.2传送与交换指令145

6.2.3变换指令148

6.2.4循环移位指令与移位指令150

6.2.5其他数据处理指令154

6.3四则运算指令与逻辑运算指令158

6.3.1四则运算指令158

6.3.2逻辑运算指令161

6.4程序流程控制指令162

6.4.1条件跳转指令162

6.4.2子程序调用和返回指令163

6.4.3中断指令165

6.4.4监视定时器指令、循环程序及主程序结束指令168

6.5高速处理指令169

6.5.1输入/输出相关的高速处理指令169

6.5.2高速计数器指令170

6.5.3脉冲密度指令与脉冲输出指令172

6.6方便指令174

6.6.1与控制相关的方便指令174

6.6.2其他方便指令175

6.7其他应用指令178

6.8 FX3U、FX3UC和FX3G系列PLC增加的应用指令179

6.9实验：应用指令编程180

6.9.1多功能指示灯闪烁控制180

6.9.2步进电动机的定位控制180

6.10思考与习题182

第7章 PLC模拟量采集及PID控制系统184

7.1模拟量闭环控制系统184

7.1.1模拟信号获取及变换184

7.1.2计算机闭环控制系统186

7.1.3数字PID控制算法及应用特点187

7.2 FX系列PLC特殊功能模块扩展编址及读/写操作192

7.3 FX系列PLC模拟量输入模块及应用194

7.3.1 A-D转换模块194

7.3.2铂电阻温度传感器模拟量输入模块199

7.3.3热电偶温度传感器模拟量输入模块202

7.4 FX系列PLC模拟量输出模块及应用204

7.4.1模拟量输出模块FX2N-2DA205

7.4.2模拟量输出模块FX2N-4DA207

7.5 PID指令及闭环控制210

7.5.1 FX系列PLC的PID指令210

7.5.2 FX系列PLC的PID控制系统211

7.6实验：模拟量I/O模块及PID编程215

7.6.1模拟量输入模块编程215

7.6.2温度PID控制系统215

7.7思考与习题218

第8章 FX系列PLC网络通信及应用219

8.1网络基础及PLC通信219

8.1.1网络通信协议基础219

8.1.2 PLC通信方式221

8.1.3 PLC常用通信接口224

8.1.4工业控制网络基础228

8.2 FX系列PLC的通信及配置230

8.2.1 FX系列PLC通信模块230

8.2.2 FX系列PLC并行通信231

8.2.3 FX系列PLC N：N网络233

8.2.4 PC与PLC之间的通信238

8.3实验：两台PLC间的通信控制240

8.4思考与习题242

第9章 PLC控制系统及工程实例243

9.1 PLC控制系统结构类型243

9.1.1单机控制系统243

9.1.2集中控制系统243

9.1.3远程I/O控制系统243

9.1.4分布式控制系统244

9.2 PLC控制系统设计步骤244

9.3 PLC硬件配置选择与外围电路245

9.3.1 PLC硬件配置245

9.3.2 PLC外围电路248

9.3.3 PLC处理速度要求249

9.4 PLC软件设计249

9.4.1 PLC软件设计基本原则249

9.4.2 PLC软件设计内容和步骤250

9.5 PLC控制系统可靠性设计250

9.5.1工作环境的可靠性250

9.5.2完善的抗干扰设计251

9.5.3 PLC的安全保护252

9.5.4安全的软件设计252

9.6 PLC控制系统安装调试252

9.6.1 PLC控制系统的安装252

9.6.2 PLC控制系统的调试253

9.7 PLC控制系统设计实例254

9.7.1高塔供水控制系统254

9.7.2步进电动机控制系统256

9.7.3电梯控制系统259

9.7.4双闭环比值PID控制系统261

9.8实验：PLC模拟量控制264

9.9思考与习题265

第10章 编程软件GX-Developer与仿真使用入门267

10.1 GX-Developer软件的使用267

10.1.1建立工程267

10.1.2程序输入和编辑269

10.1.3程序变换与检查271

10.2仿真调试272

10.3通信与程序下载275

10.3.1 PLC与PC的连接方式275

10.3.2通信设置与程序下载276

10.4实验：GX-Developer编程软件练习277

10.5思考与习题278

附录279

附录A 电气控制电路基本图形和文字符号279

附录B FX2N系列PLC的基本性能281

附录C FX系列PLC常用功能（应用）指令简表282

附录D FX2N系列PLC特殊功能元件285

参考文献290