三菱Q系列PLC原理與應用設計

前言

　　可編程序控制器（PLC）是以微處理器技術(shù)、電子技術(shù)、網(wǎng)絡通信技術(shù)和先進可靠的工業(yè)手段為基礎，綜合了計算機技術(shù)、網(wǎng)絡通信和自動控制技術(shù)的一種新型的通用的自動控制裝置。PLC具有功能強、可靠性高、使用靈活方便、易于編程以及適于在工業(yè)環(huán)境下應用等一系列優(yōu)點，因此在工業(yè)自動化、機電一體化、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造等方面的應用越來越廣泛，現(xiàn)在已成為現(xiàn)代工業(yè)控制的四大支柱（可編程序控制器技術(shù)、機器人技術(shù)、CAD／CAM和數(shù)控技術(shù)）之一?！　∪夤镜腝系列屬于大中型PLC中應用較廣且市場占有率較高的典型產(chǎn)品。Q系列及其編程軟件GX-Developer和通信網(wǎng)絡的功能強大，程序結(jié)構(gòu)復雜，一本系統(tǒng)講解Q系列軟硬件知識及其應用的書籍成為廣大工程技術(shù)人員和高等院校師生的迫切需求。　　本書在介紹PLC基本原理的基礎上，重點對Q系列的硬件、指令系統(tǒng)、編程環(huán)境、編程方法、程序結(jié)構(gòu)、通信網(wǎng)絡等方面作了較為系統(tǒng)深入的介紹，力圖幫助讀者全面掌握三菱Q系列PLC的相關(guān)內(nèi)容?！　”緯鴥?nèi)容共分成9章。第1章介紹了PLC發(fā)展、特點、組成及簡單工作原理；第2章分析了Q系列PLC的硬件系統(tǒng)及內(nèi)部資源；第3章介紹了Q系列PLC的指令系統(tǒng)，并結(jié)合實例重點講解了語句表（STL）及梯形圖（LAD）指令的使用方法；第4章介紹了GX-Developer軟件的編程環(huán)境及PLC應用系統(tǒng)設計的內(nèi)容和方法；第5章介紹了GX Simulator模擬仿真功能及應用；第6章講解了PLC的網(wǎng)絡通信基本原理和基本知識；第7章介紹了MELSECNET／H通信模塊的硬件、通信協(xié)議以及應用功能等；第8章介紹了CC-Link通信的現(xiàn)場網(wǎng)絡硬件、協(xié)議及其應用；第9章介紹了三菱Q系列web網(wǎng)站模塊QJ71WS96。　　本書主要由東北大學滿永奎博士、邊春元博士、趙蘇和王素貞編寫，參與部分章節(jié)編寫、資料收集整理以及調(diào)試工作的還有任雙艷、史洪林、宋崇輝、王志強、沈輝、宋進良、李五一、唐巍、陳光、杜強、梁日軍、姜善春、姜海燕、張博、程顯奎、田雪、陳海濤、王濤、姜春和、成海毅、朱磊和蔣建新等。另外，要特別感謝沈陽理工大學機械工程學院液壓教研室、東北大學信息學院電力系統(tǒng)與電氣傳動研究所和電氣自動化研究所的全體老師對本書編寫過程中的指導和技術(shù)支持?！　”緯冗m用于初學者，同時又可作為工程技術(shù)人員的技術(shù)參考書和高校相關(guān)專業(yè)研究生的教材，也可以作為相關(guān)的PLC培訓教材使用。

內(nèi)容概要

　　在眾多的PLC產(chǎn)品中，三菱公司的Q系列PLC屬于大中型PLC中應用較廣且市場占有率較高的典型應用產(chǎn)品，系統(tǒng)地掌握Q系列PLC的知識對于PLC設計人員和廣大高等院校相關(guān)專業(yè)的學生具有十分重要的意義?！　∪珪鴥?nèi)容共分9章，全面地介紹了三菱Q系列PLC的有關(guān)知識。本書在介紹PLC基本原理的基礎上，重點對Q系列PLC的硬件、指令系統(tǒng)、編程環(huán)境、編程方法、程序結(jié)構(gòu)、通信網(wǎng)絡等方面作了較為系統(tǒng)深入的介紹，力圖幫助讀者全面掌握三菱Q系列PLC的相關(guān)內(nèi)容。　　本書既適用于初學者，同時又可作為工程技術(shù)人員的技術(shù)參考書和高校相關(guān)專業(yè)研究生的教材，也可以作為相關(guān)的PLC培訓教材使用。

書籍目錄

前言 第1章　緒論 　1.1　PLC的發(fā)展概況 　　1.1.1　PLC的由來 　　1.1.2　PLC的發(fā)展簡史 　　1.1.3　PLC的發(fā)展趨勢 　1.2　PLC的功能及應用 　　1.2.1　PLC的功能 　　1.2.2　PLC的應用 　1.3　PLC的分類和特點 　　1.3.1　PLC的分類 　　1.3.2　PLC的特點 　1.4　PLC的組成及工作原理 　　1.4.1　PLC的基本組成 　　1.4.2　PLC的簡單工作原理 　1.5　三菱Q系列PLC概述 　1.6　PLC控制系統(tǒng)設計的原則、內(nèi)容和步驟 第2章　三菱Q系列PLC的硬件系統(tǒng)及內(nèi)部資源 　2.1　Q系列PLC的硬件系統(tǒng)PLC的基本組成 　　2.1.1　綜述 　　2.1.2　Q系列PLC的組成 　　2.1.3　Q系列PLC的結(jié)構(gòu) 　2.2　各種CPU模塊及性能特點 　　2.2.1　基本型CPU 　　2.2.2　高性能CPU 　　2.2.3　多CPU系統(tǒng) 　　2.2.4　冗余系統(tǒng) 　2.3　Q系列CPU的系統(tǒng)參數(shù) 　　2.3.1　系統(tǒng)設定 　　2.3.2　系統(tǒng)保護 　　2.3.3　數(shù)據(jù)鎖存及清除 　　2.3.4　系統(tǒng)監(jiān)控 　　2.3.5　中斷系統(tǒng) 　　2.3.6　I/O響應 　2.4　Q系列功能模塊及地址分配 　　2.4.1　I/O模塊 　　2.4.2　特殊功能模塊 　　2.4.3　通信模塊 　　2.4.4　I/O地址分配 　2.5　Q系列PLC的內(nèi)部資源 　　2.5.1　軟元件概述 　　2.5.2　內(nèi)部用戶軟元件 　　2.5.3　內(nèi)部系統(tǒng)軟元件 　　2.5.4　特殊功能軟元件 　　2.5.5　指針與中斷指針 　　2.5.6　嵌套結(jié)構(gòu) 　　2.5.7　其他軟元件 　　2.5.8　軟元件的使用 第3章　三菱Q系列PLC的指令系統(tǒng) 　3.1　編程語言及程序結(jié)構(gòu) 　　3.1.1　編程語言概述 　　3.1.2　Q系列PLC的程序結(jié)構(gòu) 　　3.1.3　存儲器的構(gòu)成 　　3.1.4　程序文件的構(gòu)成 　3.2　Q系列PLC指令系統(tǒng)的基本知識 　　3.2.1　Q系列PLC指令系統(tǒng)的數(shù)據(jù)類型 　　3.2.2　Q系列PLC指令系統(tǒng)的數(shù)據(jù)類型使用方法 　　3.2.3　指令執(zhí)行結(jié)構(gòu) 　　3.2.4　指令執(zhí)行條件 　3.3　計算步數(shù) 　3.4　Q系列PLC的指令系統(tǒng) 　　3.4.1　指令類型 　　3.4.2　順序指令 　　3.4.3　基本指令 　　3.4.4　應用指令　　3.4.5　數(shù)據(jù)鏈接指令 　　3.4.6　QCPU指令　　3.4.7　冗余系統(tǒng)指令 　3.5　特殊說明 　　3.5.1　索引修改 　　3.5.2　間接指定 　　3.5.3　子集處理 　3.6　編程注意事項 　3.7　編程警告　　3.7.1　文件寄存器警告　　3.7.2　閃存警告第4章　GX Developer編程環(huán)境及PLC應用系統(tǒng)設計 第5章　GX Simulator模擬功能及應用2 第6章　PLC的通信與網(wǎng)絡 第7章　MELSECNET/H通信模塊 第8章　CC-Link通信第9章　Web模塊QJ71WS 附錄參考文獻

章節(jié)摘錄

　　2.標準化、模塊化　　每個生產(chǎn)PLC的公司幾乎都有自己的系列化產(chǎn)品，同一系列的產(chǎn)品指令及使用向上兼容，以滿足新機型的推廣和使用。為了推動技術(shù)標準化的進程，一些國際性組織，如國際電工委員（IEC），不斷為PLC的發(fā)展制定一些新的標準，對各種類型的產(chǎn)品作一定的歸納或定義，對PLC未來的發(fā)展制定了一種方向（或框架）。模塊式結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)的構(gòu)成更加靈活、方便；功能明確化，專用化的復雜功能由專門模塊來完成。一般的PLC可分為主模塊、擴展模塊、I／O模塊以及各種高性能模塊等，每種模塊的體積都較小，相互連接方便，使用更簡單，通用性更強。主機僅僅通過通信設備向模塊發(fā)布命令和測試狀態(tài)，這使得PLC的系統(tǒng)功能進一步增強，控制系統(tǒng)設計進一步簡化。　　3.高速化、高性能化　　大型PLC采用多微處理器系統(tǒng)，如有的采用了32位微處理器，可同時進行多任務操作，處理速度提高，存儲容量大大增加。PLC的功能進一步加強，以適應各種控制需要，使計算、處理功能進一步完善，特別是增強了過程控制和數(shù)據(jù)處理的功能。另外，PLC還可以代替計算機進行管理、監(jiān)控。智能I／O組件也將進一步發(fā)展，用來完成各種專門的任務（如位置控制、PID調(diào)節(jié)、遠程通信等）。　　4.網(wǎng)絡化　　網(wǎng)絡鏈接功能是當代PLC最大的發(fā)展趨勢，這是信息技術(shù)發(fā)展對自動化設備提出的新要求，是實現(xiàn)工廠自動化與進行現(xiàn)代化管理的需要，是計算機集成化制造的基礎。計算機與PLC之間，以及各個PLC之間的聯(lián)網(wǎng)和通信能力的不斷增強，使工業(yè)網(wǎng)絡可以有效地節(jié)省資源、降低成本、提高系統(tǒng)可靠性和靈活性，使網(wǎng)絡的應用有普遍化的趨勢。工業(yè)中普遍采用金字塔結(jié)構(gòu)的多級工業(yè)網(wǎng)絡。與可編程序控制器硬件技術(shù)的發(fā)展相適應，工業(yè)軟件的發(fā)展非常迅速，它使系統(tǒng)應用更加簡單易行，大大方便了PLC系統(tǒng)的開發(fā)人員和操作使用人員。　　1.2 PLC的功能及應用　　1.2.1 PLC的功能　　隨著計算機技術(shù)、工業(yè)控制技術(shù)、電子技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，PLC已從小規(guī)模的單機順序控制發(fā)展到包括過程控制、位置控制等場合的所有控制領域，能組成工廠自動化的PLC綜合控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在的PLC一般具有如下主要功能?！　?.開關(guān)量邏輯控制功能　　這是PLC的最基本功能之一。邏輯控制功能實際上就是位處理功能，它用PLC的與、或、非指令取代繼電器觸點串聯(lián)、并聯(lián)和其他邏輯連接，實現(xiàn)開關(guān)控制、邏輯控制和順序控制。它既可用于單機控制或多機控制，又可用于自動化生產(chǎn)線的控制。PLC可根據(jù)操作按鈕、限位開關(guān)及其他現(xiàn)場給出的指令信號或檢測信號，控制機械運動部件進行相應的動作?！　?.定時／計數(shù)控制功能　　定時／計數(shù)（TIM／CNT）控制功能是指利用PLC提供的定時器、計數(shù)器指令實現(xiàn)對某種操作的定時或計數(shù)控制，以取代時間繼電器和計數(shù)繼電器。定時器和計數(shù)器的設定值可以在編程時設定，也可以在運行過程中根據(jù)需要進行修改，使用方便靈活。

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