"PLC编程及应用”是电气自动化技术及相关专业的核心课程，是针对自动化设备装配调试岗位的典型工作任务而设置的课程。学生通过该课程学习，能掌握PLC内部资源、编程指令及程序设计等基本知识，并具备PLC控制系统设计、安装、调试及维护的能力。本书详细介绍三菱FX系列PLC编程基础、触摸屏、程序设计方法及工程应用，着重介绍了步进电动机的PLC控制、伺服电动机控制系统、编码器与变频器的PLC控制。全书通过实例引导读者从学习编写简单程序入手，逐步完善功能，最终结合工程实例介绍开发完整的PLC控制系统的方法和技巧。全书重点突出，层次分明，注重知识的系统性、针对性和前瞻性，注重理论与实践的结合，培养工程应用能力。 本书可作为普通高等学校自动化、电气工程及其自动化，职业院校机电类、电气类、数控类等相关专业的教学用书，也可供有关工程技术人员参考使用。

前 言 作为工业自动化三大支柱之一，PLC具有可靠性高、抗干扰性好、编程简单、通用性好等优点，目前已广泛应用于机械制造、能源采矿、石油化工、金属冶炼、交通运输、航空航天等诸多行业，并发挥着越来越重要的作用。本书以培养应用型高技能人才为根本目标，以电气自动化、机电一体化等专业工作岗位的能力需求为依据，突出技术应用性和针对性，注重实践能力的培养，兼顾理论教学、实践技能等内容。围绕PLC控制系统，结合工程实践，本书引入行业企业中典型、实用、操作性强的工程项目，内容翔实、案例丰富，共10章，主要包括PLC概述、FX系列PLC硬件系统、FX系列PLC编程基础、FX系列PLC应用指令、触摸屏、FX系列PLC程序设计方法及其应用、FX系列PLC的工程应用、步进电动机的PLC控制、伺服电机控制系统、编码器与变频器的PLC控制。每章均结合生产实际，具有很强的实用性和针对性，并配有习题以进行能力提升。 本书具有以下突出特色。 1．力求内容与工程实践对接。本书融入了步进电动机、伺服电动机、编码器与变频器的大量内容，内容更加接近生产实际。 2．力求学习过程与生产过程对接。本书采用“理实一体化”的思路，在每一个章节的内容安排上，都有对相关知识的介绍和具体实例的实施指导，可以实现一体化教学，使读者在完成实例的过程中对相关知识融会贯通。 3．力求从以能力为本位的角度出发，以打造轻松的学习环境。本书提供了大量编程实例，以崭新的视角将理论与实践有机结合起来，并以图文并茂的方式呈现给读者。 4．力求专业术语解释通俗易懂。 5．根据生产现场和技术发展的需要，本书添加了GX Developer编程软件的使用内容，以使读者掌握先进的编程方法和控制方法。本书利用触摸屏控制PLC，使读者不使用硬件设备就能够直观、形象地学习PLC。 本书配套视频课程，课程的网址为https://www.xueyinonline.com/detail/214290875，本书提供电子课件、视频教程、实例代码、实验等配套资源，读者可登录华信教育资源网（www.hxedu.com.cn）免费下载。由于编者水平有限，书中难免存在不妥和错误之处，恳请广大读者批评指正。

目 录 第1章 PLC概述 1 1.1 PLC的定义和结构特点 1 1.2 PLC的应用领域 5 1.3 FX1S、FX1N、FX2N、FX3U、FX3G与Q系列PLC简介 6 1.4 FX系列PLC的共同性能和规格 9 1.5 FX系列PLC的性能规格比较 10 1.6 PLC的工作原理 11 习题1 14 第2章 FX系列PLC的硬件系统 16 2.1 I/O模块和特殊功能模块 16 2.2 PLC学习机 21 习题2 23 第3章 FX系列PLC编程基础 24 3.1　PLC的编程语言 24 3.2　FX系列PLC的基本指令 25 3.2.1　FX系列PLC指令的表示 25 3.2.2　触点和线圈指令 27 3.2.3　其他基本指令 30 3.3　FX系列PLC软元件 36 3.3.1　输入继电器和输出继电器 36 3.3.2　辅助继电器 37 3.3.3　状态继电器 39 3.3.4　定时器 39 3.3.5　计数器 41 3.3.6　数据寄存器 45 3.4　数据格式与数制 47 3.4.1　数据格式 47 3.4.2　数制 47 3.5　编程软件与仿真软件的使用 48 3.5.1 GX Developer软件的安装 48 3.5.2 GX Developer软件的使用 49 3.5.3　注释、声明和注解的生成与显示 53 3.5.4　指令的帮助信息与PLC参数设置 56 3.5.5　仿真软件入门 57 3.6　仿真软件的I/O系统设定功能的应用 59 3.6.1　I/O系统设定功能概述 59 3.6.2 I/O系统设定功能的仿真实验 61 习题 63 第4章 FX系列PLC的应用指令 66 4.1 数据指令 66 4.1.1 传送指令 66 4.1.2　比较指令 69 4.1.3 移位指令 75 4.1.4　数据处理指令 83 4.2　四则运算与逻辑运算指令 89 4.2.1　四则运算指令 89 4.2.2　逻辑运算指令 93 4.3　浮点数运算指令 94 4.3.1　浮点数 94 4.3.2　浮点数转换指令 95 4.3.3　浮点数运算指令 96 4.4 程序流程控制指令 99 4.4.1　条件跳转指令 100 4.4.2　子程序指令 101 4.4.3　中断指令 102 4.4.4　循环指令 105 4.5　高速处理指令 107 4.5.1　与I/O有关的指令 108 4.5.2　高速计数器指令 110 4.5.3　脉冲指令 111 4.6　方便指令 113 4.6.1　与控制有关的指令 113 4.6.2　其他方便指令 116 4.7　外部设备I/O指令 120 4.8　外部设备指令 129 4.9　其他指令 137 4.9.1　时钟运算指令 137 4.9.2　定位控制指令 140 习题4 141 第5章 触摸屏 143 5.1 EasyBuilder8000软件 143 5.2 触摸屏工程的建立 143 5.2.1 新建文件 143 5.2.2 触摸屏编辑界面程序设计入门 145 5.2.3 触摸屏与PLC的关联 147 5.3 威纶通TK6070iQ通过U盘下载、上传程序步骤 149 5.3.1 威纶通TK6070iQ通过U盘下载程序 149 5.3.2 威纶通TK6070iQ通过U盘上传程序 151 5.4 基本元件的使用 154 5.4.1 位状态指示灯元件 154 5.4.2 多状态指示灯元件 155 5.4.3 位状态设置元件 158 5.4.4 多状态设置元件 159 5.4.5 位状态切换开关元件 162 5.4.6 多状态切换开关元件 163 5.4.7 滑动开关元件 165 5.4.8 数值元件 168 5.4.9 棒图元件 171 5.4.10 表针元件 174 5.4.11 动画元件 177 5.4.12 移动图形元件 179 5.4.13 项目选单元件 183 5.4.14 功能键元件 185 5.4.15 资料取样元件 186 5.4.16 趋势图元件 189 5.4.17 历史数据显示元件 192 5.4.18 事件登录元件 193 5.4.19 报警条元件与报警显示元件 195 5.4.20 事件显示元件 197 5.5 窗口设置 198 5.5.1 触摸屏窗口分类 198 5.5.2 触摸屏窗口的新增和删除 199 5.5.3 切换基本窗口 200 5.5.4 设置弹出窗口 201 5.5.5 设置公共窗口 203 5.5.6 设置快选窗口 204 5.5.7 设置直接窗口 206 5.5.8 添加间接窗口 207 5.6 趋势图设置 209 5.6.1 资料取样设置及简单趋势图的创建和使用 209 5.6.2 趋势图功能按钮的添加 211 5.6.3 历史趋势图 214 5.6.4 历史报表趋势图 217 5.7 报警设置 219 5.8 用户密码设置 224 5.9 系统时间和地址标签库 231 5.10 常见问题 235 习题 237 第6章 FX系列PLC程序设计方法及其应用 239 6.1 梯形图的经验设计法 239 6.2 继电器电路转换法 242 6.3 顺序功能图设计法 243 6.3.1 步与动作 243 6.3.2 有向连线与转换条件 244 6.3.3 顺序功能图的基本结构 245 6.3.4 顺序功能图中转换实现的基本原则 246 6.4 使用顺序功能图语言的编程方法 247 6.4.1 单序列的编程方法 247 6.4.2 包含选择序列的顺序功能图的画法 251 6.4.3 包含并行序列的顺序功能图的画法 253 6.5 使用置位、复位指令的编程方法 254 6.5.1 单序列的编程方法 255 6.5.2 选择序列的编程方法 257 6.5.3 并行序列的编程方法 258 6.5.4 基于顺序功能图的交通灯控制系统 260 习题 264 第7章 FX系列PLC的工程应用 268 7.1 FX系列PLC在气缸控制工程中的应用 268 7.1.1 气缸的结构 268 7.1.2 基于FX系列PLC的气缸运动控制系统设计 269 7.2 FX系列PLC在水流量监控工程中的应用 271 7.2.1 水流量传感器及流量电磁阀介绍 271 7.2.2 基于FX系列PLC的水流量监控系统设计 272 7.3 FX系列PLC在称重工程中的应用 277 7.3.1 重量变送器 277 7.3.2 称重传感器 277 7.3.3 PLC与称重模块的硬件接线 278 7.3.4 PLC程序设计 279 7.3.5 触摸屏程序设计 280 7.4 FX系列PLC在PID闭环控制工程中的应用 280 7.4.1 模拟量处理流程 281 7.4.2 模拟量模块的性能指标 281 7.4.3 模拟量输入模块 283 7.4.4 将模拟量输入值转换为实际的物理量 285 7.4.5 模拟量输出模块 286 7.4.6 闭环控制中的基本概念 287 7.4.7 PID控制器在闭环控制中的应用 288 7.4.8 基于FX系列PLC的PID闭环温控系统设计 291 习题7 296 第8章 步进电动机的PLC控制 298 8.1 步进电动机 298 8.1.1 步进电动机概述 298 8.1.2 步进电动机的结构 299 8.2 步进电动机的工作过程 300 8.3 步进电动机的特点与应用 303 8.4 步进电动机驱动器 304 8.4.1 步进电动机驱动器简介 304 8.4.2 TB6600接口和接线介绍 305 8.4.3 步进电动机与步进电动机驱动器TB6600的接线 307 8.4.4 步进电动机驱动器的细分 308 8.4.5 步进电动机的脱机功能 309 8.5 步进电动机的工程应用 310 8.5.1 步进电动机定位控制的原理与方案 310 8.5.2 步进电动机定位控制系统 311 8.5.3 机械臂控制系统的工程应用 316 习题8 321 第9章 伺服电动机控制系统 322 9.1 伺服驱动器简介 322 9.2 伺服驱动器控制方式 323 9.3 伺服驱动器工作原理 323 9.3.1 伺服驱动器工作原理概述 323 9.3.2 PID调节对三环控制系统的影响 324 9.4 伺服驱动器技术规格 324 9.5 伺服电动机的安装 325 9.6 伺服电动机控制系统的接线 325 9.7 伺服驱动器端口 327 9.7.1 CN2控制端口 327 9.7.2 CN3编码器端口 331 9.8 伺服驱动器的面板及其操作 332 9.8.1 伺服驱动器的面板 332 9.8.2 伺服驱动器的模式功能转换 332 9.8.3 伺服驱动器的监控模式操作 332 9.8.4 伺服驱动器的辅助模式操作 333 9.8.5 伺服驱动器的参数编辑模式操作 338 9.9 伺服电动机控制系统的运行 339 9.9.1 空载调试 339 9.9.2 空载JOG试运行 340 9.9.3 空载按键调速运行 340 9.10 伺服电动机控制系统实例 340 9.10.1 位置控制 340 9.10.2 速度控制 344 9.10.3 转矩控制 348 9.10.4 增益切换 352 9.11 基于伺服电动机控制系统的定长控制 353 9.11.1 硬件部分 353 9.11.2 驱动器参数设置 354 9.11.3 程序设计 354 习题9 356 第10章 编码器与变频器的PLC控制 357 10.1 编码器概述 357 10.2 编码器的工作原理 358 10.2.1 光电式编码器的工作原理 358 10.2.2 编码器的分辨率 359 10.2.3 编码器的输出电路 359 10.3 变频器概述 361 10.3.1 变频器的分类 361 10.3.2 变频器的基本组成及工作原理 363 10.4 变频器的功能与作用 365 10.5 变频器的安装与接线 366 10.5.1 变频器的组成 366 10.5.2 变频器的接线 366 10.6 变频器的面板及操作 368 10.6.1 变频器面板 368 10.6.2 变频器模式参数切换 369 10.6.3 故障查询 369 10.7 编码器与变频器的PLC控制系统设计 370 10.7.1 PLC长度测量系统设计 370 10.7.2 用PLC与变频器控制三相电动机的正反转 372 10.7.3 用PLC与变频器控制三相电动机多段速运行 374 10.7.5 用PLC与变频器实现三相电动机运行的闭环控制 377 10.8 习题 381 附录 383 附录A 220V伺服驱动器型号与电动机型号适配表 383 附录B SigIn引脚功能详解 384 附录C 监控参数一览表 384 附录D 报警内容与解决方法 385 附录E 伺服驱动器内部功能参数表 387 附表F FX系列PLC指令应用简表 389

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