本书以教学和工程套用为出发点，在介绍常用低压电器、电气控制典型电路、PLC基本工作原理及套用特点的基础上，系统阐述了FX系列PLC的结构、性能特点、编程资源及硬体组态配置；详细介绍了FX系列PLC的指令系统、模拟量检测、PID闭环系统、网路通信、程式设计方法及套用示例。通过典型机型对PLC控制系统的编程环境以及控制系统设计思想、步骤、方法和调试进行了详尽的讲述。 本书内容翔实、循序渐进、由浅入深、实例丰富，以工程为导向，凸显项目实践，便于推行基于问题、知识点、项目、设计案例的实践育人教学方法和学习方法，便于阅读和自学。每章均配有实验项目、思考与习题，以引导读者逐步认识、熟悉、掌握、套用PLC。 本书可作为高等院校电气工程、自动化、电子、机电一体化及计算机等相关专业学习可程式序控制器的教学用书，同时也可作为套用FX系列PLC技术人员的参考用书。

前言

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製原则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的套用领域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硬体结构36

2.2.2 PLC软体及程式语言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执行程式的过程及特点46

2.4 一个简单的PLC套用示例47

2.5 实验：PLC简单套用实例演示50

2.6 思考与习题51

第3章 FX系列PLC硬体52

3.1 FX系列PLC硬体体系52

3.1.1 FX系列PLC硬体特点52

3.1.2 FX系列PLC硬体结构53

3.1.3 FX系列PLC简介54

3.2 FX系列PLC硬体配置59

3.2.1 FX系列PLC的硬体配置特徵59

3.2.2 FX系列PLC基本单元59

3.2.3 FX系列PLC扩展单元和扩展模组66

3.2.4 FX系列PLC特殊功能模组67

3.2.5 定位控制模组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的基本指令及套用87

4.1 概述87

4.1.1 FX系列PLC编程软体简介87

4.1.2 FX系列PLC基本指令格式87

4.2 PLC的基本指令及套用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 堆叠指令（MPS/MRD/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 定时器及套用99

4.3.1 定时器及类型99

4.3.2 定时器的套用101

4.4 计数器及套用103

4.4.1 计数器及类型103

4.4.2 计数器的套用105

4.5 梯形图编程规则106

4.6 实验：基本指令套用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式设计方法114

5.1 梯形图程式设计方法114

5.1.1 基于继电器电路结构的梯形图程式设计方法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：顺序控制指令及套用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的套用指令139

6.1 套用指令概述139

6.1.1 套用指令的表示方法139

6.1.2 变址运算元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 程式流程控制指令162

6.4.1 条件跳转指令162

6.4.2 子程式调用和返回指令163

6.4.3 中断指令165

6.4.4 监视定时器指令、循环程式及主程式结束指令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 其他套用指令178

6.8 FX3U、FX3UC和FX3G系列PLC增加的套用指令179

6.9 实验：套用指令编程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模拟量採集及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控制算法及套用特点187

7.2 FX系列PLC特殊功能模组扩展编址及读/写操作192

7.3 FX系列PLC模拟量输入模组及套用194

7.3.1 A-D转换模组194

7.3.2 铂电阻温度感测器模拟量输入模组199

7.3.3 热电偶温度感测器模拟量输入模组202

7.4 FX系列PLC模拟量输出模组及套用204

7.4.1 模拟量输出模组FX2N-2DA205

7.4.2 模拟量输出模组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模组及PID编程215

7.6.1 模拟量输入模组编程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网路通信及套用219

8.1 网路基础及PLC通信219

8.1.1 网路通信协定基础219

8.1.2 PLC通信方式221

8.1.3 PLC常用通信接口224

8.1.4 工业控制网路基础228

8.2 FX系列PLC的通信及配置230

8.2.1 FX系列PLC通信模组230

8.2.2 FX系列PLC并行通信231

8.2.3 FX系列PLC N:N网路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 分散式控制系统244

9.2 PLC控制系统设计步骤244

9.3 PLC硬体配置选择与外围电路245

9.3.1 PLC硬体配置245

9.3.2 PLC外围电路248

9.3.3 PLC处理速度要求249

9.4 PLC软体设计249

9.4.1 PLC软体设计基本原则249

9.4.2 PLC软体设计内容和步骤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．安全的软体设计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 编程软体GX-Developer与仿真使用入门267

10.1 GX-Developer软体的使用267

10.1.1 建立工程267

10.1.2 程式输入和编辑269

10.1.3 程式变换与检查271

10.2 仿真调试272

10.3 通信与程式下载275

10.3.1 PLC与PC的连线方式275

10.3.2 通信设定与程式下载276

10.4 实验：GX-Developer编程软体练习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元号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（套用）指令简表282

附录D FX2N系列PLC特殊功能元件285

参考文献290