三菱FX/Q系列PLC应用技术

第1章　PLC原理与基础　1

1.1　PLC的基本概念　1

1.1.1　PLC的产生与发展　1

1.1.2　PLC的特点与功能　6

1.1.3　PLC基本结构与常用产品　9

1.1.4　PLC的分类　13

1.2　PLC的基本组成　15

1.2.1　PLC的硬件组成　15

1.2.2　PLC的软件组成　18

1.2.3　PLC的常用外设　19

1.3　PLC的工作原理　23

1.3.1　PLC的等效工作电路　23

1.3.2　PLC的工作过程　25

1.4　PLC编程语言　28

1.4.1　梯形图编程　28

1.4.2　指令表编程　29

1.4.3　逻辑功能图编程　30

1.4.4　顺序功能图编程　30

第2章　FX系列PLC的硬件与性能　32

2.1　FX系列PLC概述　32

2.1.1　FX系列PLC简介　32

2.1.2　FX系列PLC性能比较　32

2.2　FX1S系列PLC　34

2.2.1　FX1S系列PLC的特点与规格　34

2.2.2　FX1S系列PLC的功能　36

2.2.3　FX1S系列PLC的性能与扩展　37

2.3　FX1N系列PLC　39

2.3.1　FX1N系列PLC的特点与规格　39

2.3.2　FX1N系列PLC的功能与扩展　41

2.4　FX2N系列PLC　44

2.4.1　FX2N系列PLC的特点与规格　44

2.4.2　FX2N系列PLC的功能与扩展　47

2.5　FX3U系列PLC　50

2.5.1　FX3U系列PLC的特点与规格　50

2.5.2　FX3U系列PLC的功能与扩展　52

第3章　Q系列PLC的硬件与性能　55

3.1　Q系列PLC概述　55

3.1.1　Q系列PLC简介　55

3.1.2　Q系列PLC性能比较　56

3.2　Q系列基本型PLC　57

3.2.1　CPU与系统构成　57

3.2.2　电源规格与电源模块　62

3.2.3　基板与扩展电缆　64

3.2.4　组成模块　66

3.3　Q系列高性能型PLC　69

3.3.1　CPU与系统构成　69

3.3.2　组成模块与扩展　73

3.4　Q系列过程控制与运动控制系统　78

3.4.1　过程控制CPU简介　78

3.4.2　运动控制CPU简介　79

3.5　Q系列多CPU与冗余系统　81

3.5.1　多CPU系统简介　81

3.5.2　冗余系统简介　85

设计篇

第4章　PLC控制系统设计(一)　88

4.1　控制系统设计原则与步骤　88

4.1.1　控制系统设计原则　88

4.1.2　控制系统的设计步骤　90

4.2　控制系统规划　92

4.2.1　明确控制要求　92

4.2.2　确定控制方案　94

4.2.3　确定I/O点数与规格　96

4.2.4　确定功能模块　96

4.2.5　选择PLC类型　97

4.2.6　确定模块型号　98

4.3　主回路与控制回路设计　99

4.3.1　主回路设计　100

4.3.2　控制回路设计　101

4.4　安全电路设计　102

4.4.1　安全电路设计准则　102

4.4.2　安全电路设计　105

4.5　PLC控制系统设计实例　106

4.5.1　主回路设计　106

4.5.2　电源回路设计　107

4.5.3　安全电路设计　109

第5章　PLC控制系统设计(二)　112

5.1　I/O连接设计　112

5.1.1　开关量输入连接　112

5.1.2　开关量输出连接　118

5.2　可靠性设计　121

5.2.1　供电系统可靠性设计　121

5.2.2　接地系统可靠性设计　122

5.3　安装与连接设计　123

5.3.1　PLC的安装要求　124

5.3.2　PLC的连接与布线要求　125

5.3.3　安装与连接设计　127

5.3.4　安装与连接检查　128

第6章　PLC控制系统设计(三)　130

6.1　PLC梯形图程序的设计　130

6.1.1　梯形图编程的特点　130

6.1.2　梯形图编程要点　131

6.1.3　典型梯形图程序　135

6.1.4　梯形图程序设计实例　138

6.2　顺序功能图设计　139

6.2.1　SFC设计规则与要点　139

6.2.2　SFC程序结构　146

6.3　步进梯形图编程　151

6.3.1　步进梯形图基本指令　151

6.3.2　步进梯形图编程要点　154

6.3.3　SFC编程实例　156

编程篇

第7章　FX系列指令系统　166

7.1　编程元件说明　166

7.1.1　编程元件总览　166

7.1.2　编程元件说明　167

7.2　基本指令　172

7.3　应用指令　177

7.3.1　程序流程指令　177

7.3.2　传送指令　182

7.3.3　比较与移位指令　186

7.3.4　数据运算指令　191

7.3.5　代码处理指令　195

7.3.6　高速处理指令　200

第8章　Q系列指令系统　206

8.1　Q系列概述　206

8.1.1　概述　206

8.1.2　编程元件说明　207

8.1.3　基本指令系统　209

8.2　应用指令系统　213

8.2.1　基本应用指令　213

8.2.2　数据链接指令　215

8.2.3　QCPU操作及冗余系统指令　216

8.2.4　其他应用指令　219

第9章　三菱编程软件　227

9.1　FX-GP/WIN-C编程软件　227

9.1.1　软件概述　227

9.1.2　软件的安装　230

9.1.3　梯形图编辑　232

9.1.4　查找及注释　239

9.1.5　在线监控与诊断　241

9.2　GX Developer编程软件　244

9.2.1　软件概述　244

9.2.2　参数设定　246

9.2.3　梯形图编辑　247

9.2.4　查找及注释　250

9.2.5　在线监控与仿真　254

功能篇

第10章　特殊功能模块的使用与编程(一)　258

10.1　特殊功能模块概述　258

10.1.1　特殊功能模块的分类　258

10.1.2　特殊功能模块的总览　260

10.1.3　特殊功能模块的使用与编程　263

10.2　A/D转换模块　266

10.2.1　二通道A/D转换模块FX2N-2AD　266

10.2.2　四通道A/D转换模块FX2N-4AD　268

10.2.3　八通道A/D转换模块FX2N-8AD　271

10.3　D/A转换模块　274

10.3.1　二通道D/A转换模块FX2N-2DA　274

10.3.2　四通道D/A转换模块FX2N-4DA　277

10.4　A/D、D/A转换一体化模块FX0N-3A　279

第11章　特殊功能模块的使用与编程(二)　283

11.1　温度测量模块　283

11.1.1　四通道铂电阻温度测量模块FX2N-4AD-PT　283

11.1.2　四通道热电偶温度测量模块FX2N-4AD-TC　286

11.2　温度调节模块FX2N-2LC　289

11.3　高速脉冲计数模块FX2N-1HC　296

第12章　特殊功能模块的使用与编程(三)　303

12.1　定位脉冲输出模块　303

12.1.1　定位脉冲输出模块1PG　303

12.1.2　定位脉冲输出模块10PG　312

12.2　位置控制模块　318

12.2.1　单轴定位控制模块10GM　318

12.2.2　双轴定位控制模块20GM　325

12.2.3　位置控制模块的使用与编程　327

12.2.4　位置控制模块编程实例　333

通信篇

第13章　PLC通信基础　337

13.1　PLC通信的基本概念　337

13.1.1　基本名词解释　338

13.1.2　通信的基本类型　339

13.2　标准串行接口　343

13.2.1　RS-232接口　343

13.2.2　RS-422接口　345

13.2.3　RS-485接口　346

13.3　PLC与外设的通信　347

13.3.1　PLC与外设的连接形式　348

13.3.2　PLC的通信协议　349

13.3.3　PLC通信的功能　350

第14章　FX系列PLC的通信　351

14.1　通信扩展板的性能与连接　351

14.1.1　RS-232通信扩展板　351

14.1.2　RS-422通信扩展板　353

14.1.3　RS-485通信扩展板　354

14.2　通信扩展板的编程　355

14.2.1　RS指令的编程　355

14.2.2　RS指令的执行过程　357

14.2.3　RS指令编程实例　360

14.3　通信模块的性能与连接　363

14.3.1　232IF的特点与性能　363

14.3.2　232IF的连接要求　364

14.3.3　232IF的数据通信模式　366

14.4　通信模块的使用与编程　369

14.4.1　232IF模块参数说明　369

14.4.2　编程实例　374

第15章　Q系列PLC的串行通信　376

15.1　QJ71C24N特点与性能　376

15.2　QJ71C24N的连接　379

15.2.1　RS-232的连接　379

15.2.2　RS-422的连接　380

15.3　QJ71C24N的使用与编程　383

网络篇

第16章　PLC网络基础　388

16.1　网络的基本概念　388

16.1.1　网络技术的产生与发展　388

16.1.2　计算机网络系统功能　389

16.1.3　局域网简介　390

16.2　网络的结构与组成　391

16.2.1　网络的拓扑结构　391

16.2.2　网络的硬件组成　392

16.2.3　网络的体系结构　393

16.3　网络访问协议　395

16.4　PLC网络系统　397

16.4.1　PLC网络的结构与组成　397

16.4.2　工厂信息网　400

16.4.3　PLC控制网　404

16.4.4　现场总线网　408

16.4.5　设备内部网　410

第17章　三菱PLC网络系统　412

17.1　三菱PLC以太网　412

17.1.1　功能与特点　412

17.1.2　网络体系结构　416

17.2　MELSEC NET/H链接网　417

17.2.1　MELSEC NET/H的组成与特点　417

17.2.2　MELSEC NET/H的功能　420

17.3　CC-Link现场总线系统　425

17.3.1　CC-Link的特点与功能　425

17.3.2　CC-Link的结构、性能与连接　427

17.4　CC-Link通信协议　430

17.4.1　CC-Link网络通信方式　430

17.4.2　CC-Link的设定与定义　433

第18章　Q系列网络模块　435

18.1　以太网模块　435

18.1.1　结构与性能　435

18.1.2　系统硬件配置　438

18.1.3　网络参数设置　441

18.1.4　以太网模块的编程指令　443

18.2　MELSEC NET/H网络模块　443

18.2.1　结构与性能　444

18.2.2　系统硬件配置　448

18.2.3　网络参数设置　450

18.2.4　MELSEC NET/H模块的编程指令　452

18.3　CC-Link网络模块　452

18.3.1　结构与性能　452

18.3.2　硬件配置　454

18.3.3　网络参数设置　456

18.3.4　系统设计实例　457

维修篇

第19章　PLC控制系统的调试、故障分析与维护　467

19.1　PLC控制系统的调试　467

19.1.1　调试前的准备　467

19.1.2　基本检查　469

19.1.3　现场调试的基本步骤　470

19.1.4　硬件调试　470

19.1.5　软件调试　472

19.2　PLC控制系统故障分析的基本方法　473

19.2.1　常规分析法　474

19.2.2　PLC自诊断　474

19.3　PLC控制系统故障分析流程　475

19.3.1　基本故障的分析流程　475

19.3.2　模式与引导系统故障的分析流程　480

19.3.3　操作、编程故障的分析流程　482

19.3.4　系统校验与总线出错的故障分析流程　484

19.4　PLC的日常维护　486

第20章　FX系列PLC的故障诊断与维修　488

20.1　状态指示灯检查　488

20.1.1　状态指示灯安装　488

20.1.2　故障诊断与维修　489

20.2　内部特殊继电器/数据寄存器检测　491

20.2.1　PLC基本运行状态信息　491

20.2.2　PLC报警显示　492

20.3　出错代码与维修处理　495

20.3.1　硬件出错代码与处理　495

20.3.2　软件出错代码与处理　496

20.3.3　操作出错与处理　499

20.4　日常维护与电池更换　500

20.4.1　FX系列的日常维护　500

20.4.2　电池的更换　500

第21章　Q系列PLC的故障诊断与维修　502

21.1　Q系列PLC的设定　502

21.1.1　CPU模块的设定与操作　502

21.1.2　扩展基架的设定　504

21.2　状态指示灯检查　507

21.2.1　状态指示灯的安装　507

21.2.2　故障诊断与维修　507

21.3　内部继电器/寄存器检测　510

21.3.1　特殊内部继电器检测　510

21.3.2　特殊内部数据寄存器检测　511

21.4　出错代码与维修处理　513

21.4.1　PLC内部出错　513

21.4.2　PLC外部出错　517

21.4.3　Q系列PLC电池的更换　518

附录A　FX系列PLC基本指令简表　521

附录B　FX系列PLC应用指令简表　523

附录C　Q系列PLC指令简表　527

本书以PLC的工程应用为目的，以三菱FX/Q系列PLC为对象，按照实际PLC控制系统工程设计的要求，分为“基础篇”、“设计篇”、“编程篇”、“功能篇”、“通信篇”、“网络篇”、“维修篇”7篇内容，全面系统地介绍了三菱FX系列(包括FX1S/FX1N/FX1NC、FX2N/FX2NC、FX3U/FX3UC)、Q系列PLC的性能以及在各种不同场合使用时的硬件设计、程序设计、功能调试的基本方法与步骤。

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