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分时处理和扫描工作方式111.4.2输入/输出滞后时间131.5PLC系统与继电接触器系统工作原理的差别14习题14第2章PLC的结构组成及软元件152.1三菱PLC的不同型号152.1.1FX系列152.1.2iQF系列162.1.3L系列162.1.4Q系列162.1.5iQR系列162.1.6QS/WS系列172.2PLC的类型172.2.1按硬件结构分类172.2.2按其他分类182.3PLC基本单元结构182.3.1中央处理器182.3.2存储器192.3.3I/O接口及性能指标202.3.4模拟量I/O模块222.3.5电源及性能指标222.4FX3U系列PLC的型号体系和系统构成222.4.1FX3U系列PLC的型号体系232.4.2FX3U系列PLC的系统构成242.5FX3U系列PLC的软元件及功能242.5.1位元件252.5.2定时器272.5.3普通计数器和高速计数器292.5.4数据寄存器332.5.5指针362.5.6常数372.5.7软元件总结372.6编程语言392.6.1梯形图(Ladder Diagram）392.6.2顺序功能图（Sequential Function Chart）392.6.3结构化梯形图(Structured Ladder/FBD）402.6.4结构文本（Structured Text）语言402.6.5功能块图（Function Block Diagram）412.7FX3U系列PLC与FX5U系列、FX2N系列PLC的区别42习题44第3章基本指令编程463.1基本指令463.1.1逻辑取和线圈输出指令463.1.2触点的串联和并联指令473.1.3串联回路块和并联回路块指令493.1.4栈操作指令513.1.5边沿检测指令和脉冲输出指令523.1.6主控指令和主控复位指令553.1.7置位和复位指令573.1.8其他指令593.2编程规则603.2.1梯形图的编程规则603.2.2梯形图和指令表之间的转换613.2.3双线圈输出问题613.3典型基本环节633.3.1起动与停止控制633.3.2互锁和联锁环节643.3.3延时起动和延时停止电路643.3.4脉冲序列和方波信号产生653.3.5计数器的应用673.3.6二分频电路673.4基本指令实例683.4.1编程设计方法683.4.2小车往复运动控制程序693.4.3抢答器控制程序703.4.4三台带式输送机的顺序控制程序723.4.5十字路口交通信号灯控制程序73习题75第4章应用指令编程794.1应用指令概述794.2数据比较类指令804.2.1整数比较类指令814.2.2触点比较类指令834.2.3浮点数比较类指令844.2.4数据比较类指令的综合应用854.3数据传送与转换类指令864.3.1数据传送类指令864.3.2数据转换类指令904.4循环与移位类指令934.4.1循环移位类指令934.4.2线性移位类指令964.4.3先进先出读写类指令994.4.4循环与移位类指令综合应用1004.5数据处理类其他指令1004.5.1解码和编码指令1004.5.2数据统计运算指令1034.5.3数据表处理类指令1074.6算术与逻辑运算类指令1074.6.1二进制整数算术与逻辑运算类指令1074.6.2浮点数转换和运算类指令1104.6.3字符串运算类指令1134.7程序流程控制类指令1154.7.1条件跳转指令1164.7.2子程序调用及返回指令1174.7.3中断指令1194.7.4循环指令1234.8其他应用指令1244.8.1高速处理类指令1244.8.2方便类指令1264.8.3时钟数据处理指令1314.9外部设备I/O类指令136习题138第5章步进指令及状态编程法1415.1状态编程法概述1415.1.1状态软元件和步进指令1415.1.2状态1425.1.3SFC图和STL图1435.2单流程结构1445.2.1创建SFC图的步骤1445.2.2一个简单的实例1445.3多流程结构1475.3.1选择分支结构1475.3.2循环结构1495.3.3并行分支结构1505.4状态编程的注意事项1535.4.1软元件和编程指令的注意事项1535.4.2多流程状态编程的规则1555.4.3状态监控1575.4.4状态报警器1595.4.5初始化状态指令IST1605.4.6状态编程的编程技巧1635.5状态编程法设计的典型实例1645.5.1电动机顺序起动逆序停止控制1645.5.2大小球传送（选择分支结构）1665.5.3洗衣机洗涤控制（循环结构）1685.5.4剪板机控制（并行分支）169习题171第6章A/D转换、D/A转换及变频器的应用1746.1模拟量输入（A/D转换）1746.2模拟量输出（D/A转换）1796.3变频器的结构及原理1826.3.1变频器的基本构成1836.3.2变频器的调速原理1846.4变频器的接口1856.5变频器的控制模式1886.5.1操作面板1886.5.2PU控制模式1896.5.3外部控制模式1906.5.4网络控制模式192习题197第7章伺服控制及应用1997.1伺服系统的组成1997.2定位控制指令和脉冲指令2007.2.1定位控制指令2007.2.2脉冲指令2047.3伺服系统的控制方式2077.3.1伺服系统的控制回路2077.3.2MRJ4系列伺服放大器的结构2087.3.3主电路接线2087.3.4伺服放大器的控制信号2087.3.5MR Configurator2软件参数设置2107.4原点回归2137.4.1带DOG搜索的原点回归2137.4.2不带DOG搜索的原点回归2167.5位置控制方式2177.5.1相对定位运动2177.5.2绝对定位运动2187.6速度控制方式2207.6.1分段速度控制2207.6.2模拟量速度控制2217.7转矩控制方式222习题222第8章PLC控制系统设计及应用实例2238.1PLC控制系统设计的基本内容2238.1.1设计步骤2238.1.2PLC选型2258.1.3程序设计的方法2268.1.4程序设计的原则2278.2全自动洗衣机程序设计2288.2.1采用多个子程序模块法设计2288.2.2采用逻辑代数法设计2308.2.3采用主控嵌套结构设计2328.3水箱水位控制程序设计2348.3.1PID控制2348.3.2水箱的水位控制系统237实训篇第9章GX Works2软件编程及仿真2429.1GX Works2的编程环境介绍2429.2编写起保停电路梯形图2439.3仿真运行2479.4使用GX Works2帮助2499.5使用SEE Electrical设计电气原理图2509.6练习251第10章基本指令的编程实训25310.1PLC硬件连接和GX Works2在线调试25310.2程序设计——天塔之光25710.3程序设计——自动门25810.4程序补充完整——三台电动机控制25910.5MELSOFT FX TRAINER软件练习——按钮切换交通信号灯259第11章触摸屏及应用指令的编程及仿真26211.1触摸屏GT Designer3软件的使用26211.2触摸屏的运行26711.3设计触摸屏动画界面26911.4使用学习软件FX TRNDATA27211.5使用应用指令实现步进控制27311.6拓展练习274第12章状态编程法的编程及仿真27612.1创建SFC图27612.2程序设计——带式输送机控制28012.3状态监控程序设计——喷泉控制28212.4并行分支——十字路口交通信号灯控制28312.5拓展练习284第13章A/D转换、D/A转换、变频器和伺服控制的实训28613.1A/D转换、D/A转换28613.2变频器的应用28913.3MR Configurator2软件的应用29413.4伺服控制实训29813.4.1搬运机械手位置控制29813.4.2伺服控制七段速调速30213.5拓展练习305第14章课程设计30614.1课程设计目标及要求30614.2课程设计选题30614.2.1五相十拍步进电动机30614.2.2医院病床呼叫系统30714.2.3三层电梯控制30814.2.4运料车控制30814.2.5立体车库30914.2.6车辆出入库管理30914.2.7自动打饭机31014.2.8使用变频器对4台水泵进行恒压供水控制31014.2.9自动售货机31014.2.10使用D/A转换模块设置不同输出电压波形311附录312附录AFX3U系列PLC应用指令312附录BFX系列PLC特殊软元件M、D的编号、名称及功能315附录CFX系列PLC的内部软元件328例题索引330微视频索引332参考文献334 內容試閱： PLC控制技术”课程是南京师范大学国家级一流本科专业建设点“电气工程及其自动化”的专业课程。多年来，南京师范大学“PLC控制技术”课程组在课程建设中积累了丰富的教学资源，建成了微视频库、案例程序库、习题库以及在线开放课程等。2008年，该专业出版的《电气控制与可编程控制器技术》和《电气控制与可编程控制器技术实训教程》两部教材，因其先进的设计理念和优良的实践成效，深受该专业师生欢迎，先后在100多所高校中推广使用。两部教材于2019年发行第4版，并连续五次印刷，两次获得中国石油和化学工业出版物奖（教材奖）一等奖。近年来，南京师范大学电气与自动化工程学院深入贯彻新工科教育理念，注重与行业龙头企业深度合作，坚持以产学研之路推动创新人才培养，与南瑞集团合作共建南瑞电气与自动化学院，与三菱公司共建PLC控制技术等实验室。学院重视理论与实践教学相结合，将课程、项目、比赛、设计有机联系，通过课程教学、创新项目、指导学生比赛，以及课程设计、毕业设计等环节的深度融合，推动“学做创”一体化，有效提升了人才培养质量。学生在发表科研论文、申请专利和软件著作权以及各类竞赛中均取得优异成绩。学院产教融合、协同育人的丰富经验，为教材编写打下了坚实的基础。本次编写的《三菱FX系列PLC原理及应用（含仿真与实训）》教材，反映了专业领域的最新进展和未来发展方向，体现了理论联系实际的教学原则，符合专业人才培养的现实需要。教材内容分为教程篇和实训篇两大部分，通过先理论、再仿真、后实训的教学过程，循序渐进地指导学生掌握PLC的综合应用，引导学生发现并解决学习和工作中的实际问题。教材资源丰富、体例新颖，建有大量的案例程序、微视频讲解和资源索引，适合翻转课堂、项目化教学等多种教学方式。相信这部凝聚专业多年教学成果的教材，一定会对学生创新实践能力的培养起到重要的推动作用。高等学校电气类专业教学指导委员会主任2021年7月于南京随着智能制造业的飞速发展，可编程控制器（PLC）作为集自动化技术、电气技术、计算机控制和通信技术于一体的通用工业控制装置，得到了广泛的应用。三菱小型PLC中的FX系列具有操作简单、功能强大和配套齐全等优点，由于FX2N系列PLC的基本单元已经停产，为顺应技术的发展，本书以三菱FX系列PLC中目前流行的机型FX3U为主要介绍内容，编程软件使用的是GX Works2，该软件自带GX Simulator2仿真。在实训篇中还介绍了绘图软件SEE Electrical和三菱学习软件，方便初学者练习。本书立足于应用型人才培养，满足社会各领域自动化人才的需求。内容分为教程篇和实训篇两大部分。教程篇共8章：第1章为PLC基础知识；第2章为PLC的结构组成及软元件；第3章为基本指令编程；第4章为应用指令编程；第5章为步进指令及状态编程法；第6章为A/D转换、D/A转换及变频器的应用；第7章为伺服控制及应用；第8章为PLC控制系统设计及应用实例。实训篇共6章：第9章为GX Works2软件编程及仿真；第10章为基本指令的编程实训；第11章为触摸屏及应用指令的编程及仿真；第12章为状态编程法的编程及仿真；第13章为A/D转换、D/A转换、变频器和伺服控制的实训；第14章为课程设计。针对本科高校与高职院校“PLC控制技术”课程的教学，本书有以下特点：1）教程篇注重理论基础性和系统性，实训篇注重实用性，理论与实践结合紧密，并在系统设计和实训操作部分加入了职业素养和工匠精神的元素。2）遵循学生的学习规律，通过先理论、再仿真、最后实训的过程，一步步地深入，最后通过课程设计使学生学会PLC的综合应用。3）实例丰富实用、图文并茂，对PLC指令的介绍都配有应用实例，并通过实训加强操作技能的培养。4）配套完善，教程篇和实训篇都有配套微课视频资源，也有案例程序索引、微视频索引以及应用指令、内部软元件（包括部分特殊软元件）的汇总表格等，方便查找。5）适用于翻转课堂教学、案例式教学、过程性考核等多种教学方式。本书按54学时安排，使用本书的院校可根据不同的教学任务选取内容。本书由南京师范大学电气与自动化工程学院的曹弋主编，姜宁秋、史国生、闵富红参编，并由南京工程学院郁汉琪主审。由于编者水平有限，书中不足之处在所难免，敬请广大读者批评指正。编者

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