松下PLC技术完全攻略

   内容全面、体系完备。本书从不同层面和深度，介绍利用PLC开发工具进行工程应用开发设计的全过程，内容翔实，覆盖面广。

   实践性强、案例典型。本书注重实践性，书中所有案例都已经过验证，均可实现，并具有较强的代表性，读者可通过案例对相应技术点有清晰直观的了解。

   把握新知、结合实际。本书对松下FP系列系列PLC产品的新知识、新特性、新功能做了详尽的介绍。书中很多技术点都是编著者已经在实际工作中大量运用的，它们是开发经验的提炼和总结，相信会给读者启迪和帮助。

 

 

“攻略”引自成语“攻城略地”，即“进攻占领”的意思。所谓“松下PLC技术完全攻略”就是将攻克松下PLC技术的流程指南、注意要点、诀窍、方法和步骤等告知读者，让读者省去摸索的时间，少走或不走弯路，完全把松下PLC学到手，达到事半功倍的效果。

全书共有9章，内容主要包含：快速打开PLC技术领域的大门、熟知松下PLC的主要硬/软件资源、掌握松下系列PLC的编程工具软件、探索PLC控制系统设计方法、传承PLC基本的编程规则与*常用的编程环节、探索松下PLC通信功能的开发应用、掌握PLC综合应用中的触摸屏和组态王技术、学会松下PLC的安装与维护、完全攻略松下PLC的速记表等。其宗旨是以“授人以渔”的方法，指导和引领PLC工程技术人员在掌握正确的设计理念和方法的基础上，以设计实践案例为示范和样板，与时俱进、举一反三，不断自主创新，设计出PLC工程应用的精品来。

本书内容翔实，图文并茂，阐述清晰透彻，可读性、实用性强。本书既可作为PLC工程应用设计人员的指导书，也可作为理工科大学相关专业本/专科师生的实用教材和参考书。

 

第1章快速打开PLC技术领域的大门001

1.1PLC概述001

1.1.1PLC的诞生与迅猛发展001

1.1.2PLC的定义和标准008

1.1.3PLC的特点、功能及应用011

1.1.4PLC与继电器-接触器控制系统、微机及集散控制系统的比较016

1.2PLC的基本结构及工作原理018

1.2.1PLC的基本结构018

1.2.2PLC的工作原理026

1.3PLC的技术性能032

1.3.1基本技术性能032

1.3.2PLC的内存分配及I／O点数034

1.4PLC的分类035

1.4.1按结构形式分类035

1.4.2按I/O点数和程序容量分类039

1.4.3按功能分类039

1.5PLC的编程语言039

1.5.1梯形图039

1.5.2指令表040

1.5.3顺序功能图041

1.5.4功能块图041

1.5.5结构文本及其他高级编程语言041

思考题041

第2章熟知松下小型PLC的主要硬件资源043

2.1FP1系列PLC硬件配置及其功能043

2.1.1FP1概述043

2.1.2FP1系列PLC的硬件构成及特性049

2.1.3FP1的内部寄存器及I／O配置056

2.2FP-X系列PLC硬件配置及其功能066

2.2.1FP-X单元部件066

2.2.2FP-X模块的等效电路图及接线图069

2.2.3FP-X的内部寄存器和I/O配置078

2.3FP0、FP∑系列PLC硬件配置及其功能081

2.3.1FP0、FP∑系列PLC的产品构成081

2.3.2FP0、FP∑存储器分配082

2.3.3FP0、FP∑技术性能084

思考题087

第3章掌握松下小型PLC的主要软件资源088

3.1基本顺序指令088

3.1.1ST、ST/和OT指令089

3.1.2“／”非指令090

3.1.3AN和AN／指令090

3.1.4OR和OR/指令091

3.1.5ANS指令091

3.1.6ORS指令092

3.1.7PSHS、RDS、POPS指令093

3.1.8DF和DF／指令094

3.1.9SET、RST指令095

3.1.10KP指令095

3.1.11NOP指令096

3.2基本功能指令096

3.2.1TMR、TMX和TMY指令（定时器）097

3.2.2CT计数器指令098

3.2.3F118（UDC）加／减计数器099

3.2.4SR左移位寄存器指令099

3.2.5F119（LRSR）左／右移位寄存器指令100

3.3基本控制指令101

3.3.1MC（主控继电器）和MCE（主控继电器结束）指令102

3.3.2JP（跳转）和LBL（标号）指令103

3.3.3LOOP（循环）和LBL（标号）指令104

3.3.4ED（结束）和CNDE（条件结束）105

3.3.5步进控制指令105

3.3.6子程序调用指令107

3.4比较指令108

3.4.1ST＝、ST＜＞、ST＞＝、ST＞、ST＜、ST＜＝ 字比较指令（加载）110

3.4.2AN＝、AN＜＞、AN＞＝、AN＞、AN＜、AN＜＝ 字比较指令（与）111

3.4.3OR＝、OR＜＞、OR＞＝、OR＞、OR＜、OR＜＝ 字比较指令（或）112

3.5高级指令115

3.5.1高级指令的类型及其构成115

3.5.2数据传输指令115

3.5.3算术运算指令121

3.5.4数据比较指令129

3.5.5逻辑运算指令132

3.6特殊指令135

3.6.1并行打印输出指令135

3.6.2高速计数器指令136

3.6.3F355（PID）指令140

3.7松下小型PLC的主要软件资源概述142

思考题142

第4章掌握松下FR系列PLC的编程工具软件144

4.1FPWIN GR编程工具软件145

4.1.1FPWIN GR编程工具软件简介145

4.1.2参数设置148

4.1.3程序编辑151

4.1.4本节内容概述161

4.2NPST-GR编程软件161

4.2.1NPST-GR简介与安装161

4.2.2NPST-GR编程软件162

4.2.3NPST-GR功能总览165

4.2.4编程和监控运行169

思考题182

第5章探索PLC控制系统设计方法184

5.1PLC控制系统设计概述184

5.1.1PLC控制系统设计步骤184

5.1.2总体方案设计186

5.1.3PLC选型设计186

5.2电气系统及电气图的设计189

5.2.1电气图设计基础189

5.2.2电气图设计原则和方法191

5.3控制程序设计195

5.3.1控制程序的模块化设计195

5.3.2程序设计方法195

5.4PLC控制系统的抗干扰设计198

5.4.1干扰源及其传播途径198

5.4.2抗干扰措施199

5.5PLC控制系统的接地技术200

5.5.1安全接地200

5.5.2工作接地200

5.5.3屏蔽接地200

5.5.4接地方法201

5.6PLC控制系统设计实例201

5.6.1四工步注液机的PLC控制201

5.6.2温度报警系统204

5.6.3铣床的PLC控制206

5.6.4广告牌彩灯闪烁PLC控制210

思考题213

第6章PLC基本的编程规则与常用的编程环节215

6.1PLC梯形图的特点215

6.1.1PLC梯形图的基本规则216

6.1.2PLC梯形图的特点216

6.1.3PLC的助记符语言程序216

6.2PLC梯形图编程方法217

6.2.1PLC编程前的准备217

6.2.2PLC程序的结构形式218

6.2.3PLC程序设计方法219

6.3PLC编程技巧220

6.3.1程序编制的一般技巧220

6.3.2逻辑程序设计技巧222

6.3.3运算程序设计技巧233

6.4PLC程序设计常用的编程环节238

6.4.1按钮操作控制239

6.4.2时间控制242

6.4.3闪烁控制（振荡电路）243

6.4.4顺序循环执行控制243

6.4.5报警控制248

6.4.6多点控制程序249

6.4.7二分频控制程序252

6.4.8交流电动机的正反转可逆控制252

6.4.9电动机星/三角（Y/△）启动控制程序255

6.4.10流水灯控制257

6.4.11混合液体设备的控制260

6.4.12自动送料装车控制264

6.4.13智能控制266

6.5PLC教学实践中常用的几种典型编程环节270

6.5.1TVT-90A箱式PLC学习机270

6.5.2电动机控制273

6.5.3八段码显示274

6.5.4数值运算276

6.5.5天塔之光277

6.5.6水塔水位自动控制278

6.5.7自控成型机279

6.5.8自控轧钢机281

6.5.9多种液体自动混合282

6.5.10自动送料装车系统284

6.5.11邮件分拣机285

6.5.12交通信号灯控制288

6.5.13电梯控制297

6.5.14TVT-90C台式PLC学习机299

6.5.15正火炉和回火炉的自动控制301

6.5.16自控飞锯304

6.5.17广告牌彩灯闪烁控制307

6.5.18FP1型PLC特殊功能的应用312

思考题319

第7章探索松下PLC通信功能的开发应用320

7.1松下PLC的通信功能320

7.2通信功能的实现322

7.2.1通信的基本知识322

7.2.2局部网络和网络协议324

7.2.3MEWTOCOL-COM通信协议327

7.2.4MEWTOCOL-DATA数据传输协议338

7.3P-LINK通信系统340

7.3.1通信系统的配置340

7.3.2P-LINK通信方式341

7.3.3数据传送通信方式346

7.3.4远程通信方式347

7.4 FP系列机的以太网347

7.4.1PLC的以太网协议347

7.4.2ET-LAN的配置348

7.4.3ET-LAN的I／O分配与共享存储器分配349

7.4.4ET-LAN通信的实现351

7.5远程I／O通信系统353

7.5.1远程I／O系统的配置353

7.5.2远程I／O系统的I／O地址分配354

7.5.3远程I／O系统的通信方法356

7.5.4远程I／O系统主单元与从单元的设置357

思考题358

第8章掌握PLC综合应用中的触摸屏和组态王技术359

8.1 触摸屏359

8.1.1触摸屏的特点及使用359

8.1.2GTWIN软件使用364

8.1.3参数设置366

8.1.4GTWIN基本操作370

8.1.5设计举例378

8.2组态王380

8.2.1概述380

8.2.2建立一个新工程381

8.2.3动画连接389

8.2.4报警和事件395

8.2.5趋势曲线401

8.2.6报表系统405

8.2.7控件411

8.3PLC的综合应用414

8.3.1试验电炉PLC控制系统414

8.3.2自动记忆挖掘机控制系统421

思考题425

第9章学会松下PLC的安装与维护427

9.1PLC的安装和接线427

9.1.1安装427

9.1.2布线428

9.1.3控制单元输入端子接线428

9.1.4控制单元输出端子接线429

9.1.5A/D转换单元的接线430

9.1.6D/A转换单元的接线431

9.1.7FP1 I/O连接单元的接线431

9.1.8接地线431

9.2PLC的自诊断及故障诊断功能432

9.2.1故障监测432

9.2.2常见故障及其诊断方法432

9.3PLC的维护和检修433

9.3.1维护和检修434

9.3.2备份电池更换434

思考题435

附录松下PLC技术速记表436

参考文献472

 

PLC是近几十年才发展起来的一种新型工业用控制装置。它可以取代传统的“继电器-接触器”控制系统实现逻辑控制、顺序控制、定时、计数等各种功能，中/大型高档PLC还能像微型计算机（PC）那样进行数字运算、数据处理、模拟量调节以及联网通信等。它具有通用性强、可靠性高、指令系统简单、编程简便易学、易于掌握、体积小、维修工作量少、现场连接方便等一系列显著优点，已广泛应用于机械制造、机床、冶金、采矿、建材、石油、化工、汽车、电力、造纸、纺织、装卸、环境保护等各行各业，已经分别超过了DCS、智能控制仪表、IPC等工控设备的市场份额。在自动化领域，PLC与数控机床、工业机器人、CAD/CAM并称为现代工业技术的四大支柱并已跃居榜首，尤其在机电一体化产品中的应用越来越广泛，已成为改造和研发机电一体化产品理想的/优选控制器；其应用的深度和广度也代表了一个国家工业现代化的先进程度。随着中国日趋成为世界的加工中心，各类加工基地的建设，生产线、加工设备和加工中心的大量启用，PLC工程控制系统的应用还将进一步扩大。因此，学习PLC系统的意义十分重大，用好PLC的意义更为深远；学用PLC技术来实现对现代工程设备的稳定可靠控制、提升产品的竞争力，已成为目前推动这一技术发展的主要驱动力量。

在众多类型的PLC中，松下电工近年推出的FP∑、FP0、FP1等中/小型PLC体积小、重量轻，具有较强的控制能力和较高的性价比。本书结合PLC在我国应用和发展的实际情况，选用了在我国引进较早，生产现场应用较广泛，在各类PLC书籍中选用也较多、较具有代表性、普遍性和先进性的松下PLC，对其他公司/其他机型的PLC也具有较方便和实用的可移植性。

本书的写作意图不仅仅是满足一般普及知识的需要，更偏重于中/高档次复杂控制系统的开发应用。它以工程应用的开发设计为主线，从实用的角度出发，详尽介绍了PLC工程应用设计必需的技术基础；用“授人以渔”的方法，重点介绍了PLC基本指令的编程规则与技巧、PLC工程开发应用设计的方法；又给出了大量的工程应用设计实践案例，内容丰富，可读性、可用性和实践性强。完全攻略能给读者提供攻克松下PLC技术的流程指南、注意要点、诀窍、方法和步骤等，给读者以指引和启迪；设计实践案例能够提供示范、样板和经验，让读者省去摸索的时间，少走或不走弯路，完全把松下PLC学到手，达到事半功倍的效果；其宗旨就是引领PLC工程技术人员在掌握正确的设计理念和方法的基础上，以设计实践案例为示范和样板，与时俱进、举一反三，不断自主创新，设计出PLC工程应用的精品来。

全书共有9章，内容包含：快速打开PLC技术领域的大门、熟知松下小型PLC的主要硬件资源、掌握松下小型PLC的主要软件资源、掌握松下FR系列PLC的编程工具软件、探索PLC控制系统设计方法、传承PLC基本的编程规则与常用的编程环节、探索松下PLC通信功能的开发应用、掌握PLC综合应用中的触摸屏和组态王技术、学会松下PLC的安装与维护、完全攻略松下PLC的速记表等。

本书由一些志同道合者联合编写，是编者多年来从事教学研究和科研开发实践经验的概括和总结。参加该书编写工作的有高安邦教授（第5章、参考文献）、哈尔滨理工大学胡乃文高级工程师（第1、2、6、8章）、黑龙江科技大学薛易副教授/博士（第3章）、哈尔滨信息工程学院马欣讲师/硕士（第4章）、保定电力职业技术学院崔冰讲师/硕士（第7章）、哈尔滨华崴重工有限公司罗泽艳工程师（第9章和附录）。全书由哈尔滨理工大学三级教授/硕士生导师高安邦主持编写和负责统稿；聘请了全国机械电子工程专业委员会副主任委员/国家机械学科教学指导委员会委员/黑龙江省机械工程学会理事/黑龙江省液压与气动学会副理事长/哈尔滨理工大学机械动力工程学院院长邵俊鹏教授/博士/博士生导师、金陵科技学院机电学院吴洪兵教授/教授级高级工程师/博士、李树亭研究员进行审稿，他们对本书的编写提供了大力支持和提出了宝贵的编写意见。三亚技师学院的高家宏、高鸿升、佟星、郜普艳、李梦华、谢越发、谢礼德、樊文国、孙佩芳、沈洋、冯坚、吴英旭、王海丽、陈瑾、刘曼华、黄志欣、孙定霞、尚升飞、吴多锦、唐涛、钟其恒等，淮安信息职业技术学院的杨帅、薛岚、陈银燕、关士岩、陈玉华、毕洁廷、赵冉冉、刘晓艳、王玲、姚薇、居海清、蒋继红、吴会琴、卢志珍、刘业亮、张守峰、丁艳玲、张月平、张广川、尹朝辉、裴立云、朱绍胜、于建明、邱少华、王宇航、马鑫、陆智华、余彬、邱一启、张纺、武婷婷、司雪美、朱颖、杨俊、周伟、陈忠、陈丹丹、杨智炜、霍如旭、张旭、宋开峰、陈晨、丁杰、姜延蒙、吴国松、朱兵、杨景、赵家伟、李玉驰、张建民、施赛健等也为本书做了大量的辅助性工作。该书的编写得到了哈尔滨理工大学、黑龙江科技大学、哈尔滨信息工程学院、保定电力职业技术学院、哈尔滨华崴集团公司、淮安信息职业技术学院和三亚技师学院等单位的大力支持。任何一本新书的出版都是在认真总结和引用前人知识和智慧的基础上创新发展起来的，本书的编写无疑也参考和引用了许多前人优秀教材与研究成果的结晶和精华。在此表示诚挚的感谢！

鉴于编者的水平和经验有限，书中不足之处在所难免，恳请读者和专家们不吝批评指正，以便今后更好地完善、充实和提高。

编者