第一章PLC的认识

可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，是一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，可以将控制指令随时载入内存进行储存与执行。可编程控制器由CPU、指令及数据内存、输入/输出接口、电源、数字模拟转换等功能单元组成。早期的可编程逻辑控制器只有逻辑控制的功能，所以被命名为可编程逻辑控制器，后来随着不断地发展，这些当初功能简单的计算机模块已经有了包括逻辑控制、时序控制、模拟控制、多机通信等各类功能，名称也改为可编程控制器(Programmable Controller)，但是由于它的简写PC与个人电脑(Personal Computer)的简写相冲突，加上习惯的原因，人们还是经常使用可编程逻辑控制器这一称呼，并仍使用PLC这一缩写。
现在工业上使用的可编程逻辑控制器已经相当或接近于一台紧凑型电脑的主机，其在扩展性和可靠性方面的优势使其被广泛应用于目前的各类工业控制领域。不管是在计算机直接控制系统还是集中分散式控制系统DCS，或者现场总线控制系统FCS中，总是有各类PLC控制器的大量使用。PLC的生产厂商很多，如西门子、施耐德、三菱、台达等，几乎涉及工业自动化领域的厂商都会有其PLC产品提供。
本章内容主要介绍了PLC的起源和发展过程及应用概况，它的基本结构和工作原理，分类及特点。引入三菱FX2N-32MR型号PLC，以及GX developer软件的安装与使用等内容。通过本章的学习，使学生初步了解PLC的基础知识，为后续的学习打下基础。

●1.1通用PLC的认识

本节内容共分为五大部分，分别介绍了PLC的产生、发展及应用，PLC的结构与组成，PLC的分类及特点，PLC的语言以及PLC的工作原理。其中，重点在于PLC的结构及各部分的功用，PLC的分类、PLC的工作原理及语言，通过本节内容的学习，使学生对PLC的产生和发展有了一个初步的了解，同时对各类型的PLC做了总体的介绍，并引入了PLC的工作原理及PLC编程语言的介绍，为后面的课程学习奠定了基础。

●1.2三菱FX系列PLC的认识

本节内容共分为两大部分，第一部分介绍了三菱FX2N-32MR系列PLC的基本组成，FX系列PLC型号的主要指标，FX系列PLC型号的编程软元件等内容，使学生对于三菱FX2N-32MR型号PLC有了全面的认识。第二部分重点介绍了GX DEVELOPER软件的安装与使用的相关内容，通过分析GX DEVELOPER软件的特点和使用环境，使学生对GX DEVELOPER软件有了全面的了解，并通过讲解示范GX DEVELOPER软件的安装过程。为后续课程的学习奠定了基础。

第二章PLC的基本指令

编程元件是PLC的重要元素，是各种指令的操作对象。基本指令是PLC中应用最频繁的指令，是程序设计的基础。三菱FX2N系列PLC共有27条基本逻辑指令，这27条指令功能十分强大，已经能解决一般的继电器—接触器控制系统的问题。本章主要介绍三菱FX2N系列PLC的基本编程元件和基本逻辑指令及其编程应用。

●2.1三相异步电动机的全压启停控制

本节我们以三相异步电动机的全压启停控制任务为载体，通过对任务的分析、设计和实施来掌握三菱FX2N系列PLC的基本编程元件、常用逻辑指令及常闭触点作为输入信号时的处理等知识点，使同学们在实际工作任务中建立完整的知识体系，更好的掌握三菱PLC基本指令的使用方法。

●2.2三相异步电动机的正反转运行控制

在生产设备中，很多运动部件需要两个相反的运动方向，传统的继电器控制系统中，想要实现电动机反转的方法是将任意两根电源线对调。本节主要讲解在PLC控制系统中怎样实现电动机正反转的程序设计方法，并通过拓展任务以工程实例的程序设计作为巩固知识的学习。

●2.3三相异步电动机的延时启停控制

在实际生产中经常会遇到需要延时动作的场合，在传统的继电器控制系统中，使用时间继电器完成延时的功能。在PLC控制系统中使用定时器完成定时功能。本任务以三项异步电动机的延时启停控制任务为载体，介绍了三菱FX2N系列PLC中定时器、辅助继电器的使用方法及几种常用的扩展电路。

●2.4单按钮台灯的控制

在PLC的实际应用中，程序中的常开触点或常闭触点有时并不能达到设计要求，而PLC的脉冲输出指令可以使编程工作变得更加方便，它可以根据输入的上升沿和下降沿来控制输出。本任务主要介绍了三菱FX系列PLC的一对脉冲输出指令—上升沿微分指令PLS、下降沿微分指令PLF。通过设计单按钮控制台灯的程序详细讲解了脉冲输出指令的使用方法。

●2.5仓库监控系统的设计

在实际工业生产当中，经常会对生产的产品及货物的进出等做计数统计，涉及到计数统计环节时便会用到PLC中的计数器。本节我们以仓库监控系统的设计为载体，通过对任务的分析、设计和实施来掌握三菱FX2N系列PLC中定时器与计数器的使用方法，使同学们在实际工作任务中更好的将两者配合使用，以便更大限度的发挥PLC的工作效能。

●2.6LED数码管的显示设计

虽然梯形图与继电器电路图在结构形式、元件符号及逻辑控制功能等方面相类似，但由于梯形图是一种程序表示的形式，而并非由硬件构成的控制电路，所以其在编写时拥有自己独特的编写规则。本节我们以LED数码管的显示设计为载体，通过实际工作任务来强化三菱PLC梯形图的编写规则，进而再对规范的梯形图程序进行优化，以提高工作效率。

第三章PLC的步进顺控

步进顺控编程法是PLC程序编制的重要方法。步进顺控编程法是将系统的工作过程分解成若干阶段，这些阶段称为状态，也称为步。依据工作过程绘制状态转移的顺序功能图叫状态转移图。可以将状态转移图转成步进梯形图程序和指令表程序，使设计工作变得思路清晰，不容易遗漏或者冲突。本章通过自动供料小车的运行控制、人行横道交通信号灯的控制、物料分拣机的自动控制作为载体介绍了三菱FX2N系列PLC的步进顺控编程思想、状态元件、状态转移图、步进梯形图，以及单流程、选择分支与并行分支3种顺控的编程方法。

●3.1自动供料小车的运行控制

步进顺控编程法是将系统的工作过程分解成若干阶段，依据工作过程绘制状态转移的顺序功能图叫状态转移图。本任务依据典型的步进顺控系统—自动送料小车的运行控制为例，介绍了三菱FX系列PLC中的状态元件、状态转移图的结构和画法、状态转换的实现以及起保停方式步进梯形图、置位复位方式步进梯形图的编写。讲解了使用GX developer软件绘制状态转移图，并以多个传送带的自动控制任务巩固学习内容。

●3.2人行横道交通信号灯的控制

本节课共分为两大部分内容，重点介绍了并行分支的步进顺控编程法及相关知识内容，通过以“人行横道交通信号灯的控制”为任务案例进行分析和演示，把并行分支步进顺控编程法及相关知识点融汇进去，最终实现对人行横道交通信号灯的控制。通过本节课内容的学习，使同学们对并行分支的步进顺控编程法有了一定的了解和掌握，为后续课程的学习奠定了基础。

●3.3物料分拣机的自动控制

本节课共分为三大部分内容，重点介绍了选择分支的步进顺控编程法及相关知识内容，通过以“物料分拣机的程序设计”和“剪板机的自动工作控制”为任务案例进行分析和演示，把选择分支步进顺控编程法及相关知识点融汇进去，最终实现“物料分拣机的程序设计”和“剪板机的自动工作控制”的学习目标。通过本节课内容的学习，使同学们对选择分支的步进顺控编程法有了一定的了解和掌握，为后续课程的学习奠定了基础。

第四章PLC的功能指令

本章主要介绍PLC功能指令的具体应用。
在早期PLC大多用于开关量的控制，基本指令和步进指令已经能够满足控制要求。随着时代的发展，人们对自动化产业的要求越来越高，为了能够适应控制系统的要求，功能指令应运而生。功能指令的出现大大扩宽了PLC的应用范围，为逻辑控制程序的编制提供了新的思维方式和手段，也给用户带来了极大的方便。在对控制系统进行程序设计时，充分应用功能指令，可大大提高PLC的实用价值。正确使用好功能指令可以简化设计，达到事半功倍的效果。

●4.1设备维护提醒装置的设计

本节以设备维护提醒装置的程序设计任务作为学习载体，主要讲解三菱PLC中功能指令及操作数。在任务整体的实施期间学习传送指令、比较指令、区间比较指令、触点比较指令以及块传送指令、多点传送指令和区间复位指令的具体使用方法。

●4.2电子四则运算器的设计

运算能力在各个领域都是十分重要的，在PLC控制系统中同样是非常重要的。本节主要讲解的四则运算指令的使用方法，根据其使用方法制作电子四则运算器，并通过拓展任务学习四则运算中的几种特殊应用。如乘法指令的扩展应用和加1减1指令以及逻辑运算指令。

●4.3霓虹灯的闪烁控制

在生活中PLC的控制也是广泛应用的，城市的亮化工程已经是一个城市发展的标志之一。本节所要学习的内容是使用三菱PLC功能指令控制霓虹灯的闪烁。主要通过学习移位指令、译码及编码指令的使用方法来设计霓虹灯闪烁的控制程序。并通过用基本指令、步进顺控指令与功能指令设计程序对比进行学习，强化知识点，并能够在工程实际中选择应用。

●4.4送料小车的多地点运行控制

在工业自动化控制领域中，许多场合需要进行数据运算或者特殊处理，可以使用功能指令完成。本任务介绍了三菱FX系列PLC中的功能指令—二进制数与BCD码变换指令、七段译码指令、跳转指令、子程序指令、循环指令等。以变地址数据显示的控制和送料小车多地点随机卸料的PLC控制两个任务为载体，具体讲解了编写程序时指令的使用方法。