本书从实际工程应用和教学需求出发，以高性能小型机FX2N系列PLC为背景，全面、系统地介绍了可编程控制器的结构、工作原理、设计方法和实际应用。全书分为4个模块共7章，内容包括： 可编程控制器概述、可编程控制器硬件系统、可编程控制器软件系统、开关量逻辑动作系统的PLC控制、复杂控制系统的PLC控制、可编程控制器应用系统设计、FX2N系列PLC的外设扩展技术。每章开始有本章提要，包括讲授内容、学习重点，章后有实训、思考题及习题。书后附录提供了FX2N可编程控制器有关资料、指令表及部分习题答案。

本书可作为应用型本科、高职高专和成人大学自动化、电气技术及相关专业的教材，也可供有关工程技术人员参考。

以微型计算机技术为基础的可编程控制器以其可靠性高、能经受恶劣环境、使用极方便的巨大优越性，迅速占领了工业自动控制领域，成为工业自动控制的首选产品。本书全面、系统地介绍了可编程控制器及其应用技术，同时突出实际应用。书中列举了大量的例题，全部来自工程实践。

《可编程控制器原理与应用》是电子信息类专业的一门专业课程。本书在国内外同类教材基础上，强化工程背景，突出应用特点，体现专业特色。具体有以下特点： ①采用模块化结构。本书将紧紧围绕以培养学生能力为重点，以模块化方式开展教学活动，结合现代科学技术发展的情况，将课程划分为4个模块： 基础知识模块、基本技能模块、综合技能模块、扩展功能模块。②突出实际应用。每章安排实训课题，另外在编写内容、例题、习题中突出实际应用内容，尤其是例题，符合工程实际，学生在课堂上就能进行工程实践应用。

本书以模块化方式组织内容，符合教育教学规律。基础知识模块包含第1、2、3章，介绍PLC的产生、定义、特点和应用范围及发展趋势，以日本三菱公司FX2N系列PLC为例，介绍硬件资源及软件系统。基本技能模块包含第4章，介绍开关量逻辑动作系统的PLC控制，通过应用实例，强调编程方法。综合技能模块包含第5、6章，介绍复杂控制系统的PLC控制及PLC应用系统的设计内容和设计方法，并通过大量应用实例，使读者对整个PLC应用系统设计有一个较完整、较深入的了解。扩展功能模块包含第7章，以FX2N系列PLC为例，介绍了键盘显示器扩展、PLC的特殊功能模块扩展、通信扩展的硬件配置、参数设置及程序设计方法，并给出应用实例，使读者在基本应用的基础上有所提高。

本书由湖南工学院电气与信息工程系罗雪莲编写。在本书的编写过程中，编者查阅和参考了一些参考文献和其他资料，从中得到许多帮助和启示，在此一并致谢。

由于编者水平有限，书中难免存在一些缺点和错误，殷切希望广大读者批评指正。

编者

2008年5月

第一篇基础知识模块

第1章可编程控制器概述

1.1可编程控制器的产生及定义

1.1.1可编程控制器的产生

1.1.2可编程控制器的定义

1.2可编程控制器的特点及应用场合

1.2.1可编程控制器的主要特点

1.2.2可编程控制器的应用场合

1.3可编程控制器的发展

1.3.1可编程控制器的技术发展动向

1.3.2国内外PLC的发展与应用

本章小结

实训认识多种PLC

思考题及习题

第2章可编程控制器硬件系统

2.1可编程控制器的组成及各组成部分的作用

2.1.1可编程控制器的基本组成

2.1.2可编程控制器各组成部分的作用

2.2可编程控制器的工作原理

2.2.1分时处理及扫描工作方式

2.2.2可编程控制器的工作状态及扫描过程

2.2.3可编程控制器的扫描周期及输入/输出滞后

时间

2.3可编程控制器的分类及主要技术性能指标

2.3.1可编程控制器的分类

2.3.2可编程控制器的主要性能指标

2.4可编程控制器与继电器及微机控制系统的区别

2.4.1可编程控制器与继电器控制的区别

2.4.2可编程控制器与微机控制系统的区别

2.5三菱FX2N系列可编程控制器简介

2.5.1FX2N系列可编程控制器模块类型及型号命名 

2.5.2FX2N系列可编程控制器技术指标

2.6可编程控制器的系统配置及外部接线

2.6.1可编程控制器的系统配置

2.6.2可编程控制器的外部电路接线

本章小结

实训认识PLC外围硬件及与PLC的连接

思考题及习题

可编程控制器原理与应用

第3章可编程控制器软件系统

3.1可编程控制器软件系统概述

3.1.1可编程控制器的软件类型

3.1.2可编程控制器应用软件编程语言的表达方式

3.2FX2N系列可编程控制器的指令系统

3.2.1FX2N系列可编程控制器的指令类型

3.2.2FX2N系列可编程控制器的指令格式

3.2.3FX2N系列可编程控制器指令中的操作数

3.3梯形图及语句表编程规则

本章小结

实训用户程序的编制及调试

思考题及习题

第二篇基本技能模块

第4章开关量逻辑动作系统的PLC控制

4.1基本逻辑系统的PLC控制

4.1.1常见控制功能的PLC实现

4.1.2三相交流异步电动机控制

4.1.3微分脉冲电路

4.2定时器、计数器应用

4.2.1基本控制环节

4.2.2故障报警电路

4.2.3交通信号灯控制

4.3步进顺序控制系统的PLC控制

4.3.1状态编程的一般方法

4.3.2多流程步进顺序控制系统设计

4.3.3编制SFC图的注意事项

本章小结

实训十字路口交通灯的控制

思考题及习题

第三篇综合技能模块

第5章复杂控制系统的PLC控制

5.1PLC应用程序结构及控制

5.1.1程序结构及FX2N系列PLC程序控制指令

5.1.2手动/自动转换程序结构

5.1.3主程序/子程序结构

5.1.4主程序/中断程序结构

5.2PLC控制系统的数据运算与处理

5.2.1PLC控制系统的数据传送和比较

5.2.2PLC控制系统的数据算术及逻辑运算

5.2.3PLC控制系统的数据循环与移位

5.2.4PLC控制系统的数据处理

5.3PLC控制系统的高速处理

5.3.1FX2N系列PLC的高速计数器

5.3.2FX2N系列PLC的高速处理类指令

5.3.3FX2N系列PLC的高速处理类指令应用实例

5.4电动机的速度采集控制

本章小结

实训彩灯循环控制

思考题及习题

第6章可编程控制器应用系统设计

6.1可编程控制器应用系统设计基本内容和步骤

6.1.1可编程控制器应用系统设计的基本原则

6.1.2可编程控制器应用系统设计的基本步骤及内容

6.2可编程控制器应用系统设计举例

6.3可编程控制器的安装与维护

6.3.1可编程控制器的安装和接线

6.3.2可编程控制器的维护和检修 

本章小结

实训LED数码显示PLC控制

思考题及习题

第四篇扩展功能模块

第7章FX2N系列PLC的外设扩展技术

7.1三菱FX2N系列PLC键盘与显示接口设计

7.1.1键盘输入/显示输出指令

7.1.2三菱FX2N系列PLC键盘与显示接口硬件电路

7.1.3三菱FX2N系列PLC键盘与显示接口梯形图设计

7.2模拟量检测与控制

7.2.1缓冲存储器（BFM）读出/写入指令

7.2.2模拟量输入/输出模块及应用

7.2.3PLC闭环控制系统中PID控制器的实现

7.3PLC通信基础知识

7.3.1PLC通信的基本概念

7.3.2FX系列PLC的RS485通信功能扩展板和通信模块

7.3.3三菱FX2N系列PLC外部串行口设备指令

7.4PLC与计算机的通信

7.4.1通信连接

7.4.2通信协议

7.4.3计算机与多台PLC的连接

7.5PLC与PLC之间的通信

7.6PLC的网络简介

7.6.1PLC网络结构

7.6.2三菱PLC网络

7.7三菱FX2N系列PLC实现对变频器的控制

7.7.1系统构成

7.7.2三菱FRA500系列变频器

7.7.3通信程序设计

本章小结

实训PLC实现变频器的控制

思考题及习题

附录AFX2N可编程控制器技术性能及编程元件

附录BFX2N可编程控制器特殊软元件

附录CFX2N可编程控制器指令表

附录D各章部分习题答案

参考文献