三菱FX系列PLC完全精通教程
随着计算机技术的发展，以可编程控制器（PLC）、变频器、伺服驱动系统和计算机通信等技术为主体的新型电气控制系统已经逐渐取代传统的继电器控制系统，并广泛应用于各个行业。其中，西门子、三菱的PLC、变频器、触摸屏及伺服驱动系统具有卓越的性能，且有很高的性价比，因此在工控市场占有非常大的份额，应用十分广泛。
近年来，由于工控技术不断发展，产品更新换代，性能得到了进一步提升，为了更好地满足读者学习新技术的需求，向您推荐这套全新的“老向讲工控”丛书。
本书采用双色图解的方式，从PLC 编程基础出发，分基础入门篇和应用精通篇两部分，系统介绍三菱FX 系列PLC 的编程及应用，主要内容包括：PLC 基础，三菱FX 系列PLC 的硬件和接线，GX Works2编程软件，FX 系列PLC 的编程语言和编程方法，FX3 系列PLC 的通信及其应用，FX3 系列PLC 在变频调速系统及运动控制中的应用，FX3 系列PLC 高速计数器功能及其应用，FX 系列PLC 的工程应用等。
本书知识系统、内容丰富、技术先进、重点突出、案例丰富，理论与实践相结合，实用性强。为帮助读者理解和提高学习效率，本书在关键知识点还配有微课视频，辅助读者学习。
目录
第1篇 基础入门篇 001第1章 可编程控制器（PLC）基础 0021.1 概述 0021.1.1 PLC的发展历史 0021.1.2 PLC的主要特点 0031.1.3 PLC的应用范围 0041.1.4 PLC的分类与性能指标 0051.1.5 PLC与继电器系统的比较 0061.1.6 PLC与微机的比较 0061.1.7 PLC的发展趋势 0071.1.8 PLC在我国的应用情况 0071.2 可编程控制器的结构和工作原理 0081.2.1 可编程控制器的硬件组成 0081.2.2 可编程控制器的工作原理 0111.2.3 可编程控制器的立即输入、输出功能 0121.3 接近开关 0131.3.1 接近开关的功能 0131.3.2 接近开关的分类和工作原理 0141.3.3 接近开关的选型 0141.3.4 应用接近开关的注意事项 0161.4 传感器和变送器 0191.5 隔离器 0211.6 数制和编码 0211.6.1 数制 0211.6.2 编码 024第2章 三菱FX3系列PLC的硬件 0262.1 三菱PLC简介 0262.1.1 三菱PLC产品系列 0262.1.2 三菱FX3U的特点 0272.2 FX3U基本单元及其接线 0272.2.1 FX3U的系统构成 0272.2.2 FX3U基本单元介绍 0292.2.3 FX3U基本单元的接线 0312.3 FX系列PLC的扩展单元和扩展模块及其接线 0352.3.1 FX系列PLC扩展单元及其接线 0352.3.2 FX系列PLC扩展模块及其接线 0392.4 FX系列PLC的模拟量模块及其接线 0402.4.1 FX系列PLC模拟量输入模块（A/D） 0402.4.2 FX系列PLC模拟量输出模块（D/A） 0462.4.3 FX系列PLC模拟量输入输出模块 0502.5 FX3系列PLC的扩展能力 052第3章 三菱FX系列PLC的编程软件GX Works2 0543.1 GX Works2编程软件的安装 0543.1.1 GX Works2编程软件的概述 0543.1.2 GX Works2编程软件的安装 0553.1.3 GX Works2编程软件的卸载 0583.2 GX Works2编程软件的使用 0593.2.1 GX Works2编程软件工作界面的打开 0593.2.2 创建新工程 0603.2.3 保存工程 0613.2.4 打开工程 0623.2.5 改变程序类型 0633.2.6 程序的输入方法 0633.2.7 连线的输入和删除 0663.2.8 注释 0663.2.9 程序的复制、修改与清除 0693.2.10 软元件搜索与替换 0733.2.11 常开常闭触点互换 0753.2.12 程序转换 0763.2.13 程序检查 0773.2.14 程序的下载和上传 0783.2.15 远程操作（RUN/STOP） 0813.2.16 在线监视 0833.2.17 当前值更改 0843.2.18 设置密码 0853.2.19 仿真 0873.2.20 PLC诊断 0883.3 用GX Works2建立一个完整的工程 089第4章 三菱FX3系列PLC的指令及其应用 0964.1 PLC的编程基础 0964.1.1 编程语言简介 0964.1.2 三菱FX3系列PLC内部软组件 0984.1.3 存储区的寻址方式 1124.2 基本指令 1134.2.1 输入指令与输出指令（LD、LDI、OUT） 1134.2.2 触点的串联指令（AND、ANI） 1144.2.3 触点的并联指令（OR、ORI） 1144.2.4 脉冲式触点指令（LDP、LDF、ANDP、ANDF、ORP、ORF） 1154.2.5 脉冲输出指令（PLS、PLF） 1164.2.6 置位与复位指令（SET、RST） 1184.2.7 逻辑反、空操作与结束指令（INV、NOP、END） 1194.3 基本指令应用 1194.3.1 单键启停控制（乒乓控制） 1194.3.2 定时器和计数器应用 1214.3.3 取代特殊继电器的梯形图 1244.3.4 电动机的控制 1264.4 功能指令 1364.4.1 功能指令的格式 1364.4.2 传送指令 1374.4.3 四则运算 1404.4.4 移位和循环指令 1444.4.5 数据处理指令 1454.4.6 高速处理指令 1494.4.7 方便指令 1514.4.8 外部I/O设备指令 1514.4.9 外部串口设备指令 1524.4.10 浮点数运算指令 1544.4.11 触点比较指令 1574.5 功能指令应用实例 1594.6 模拟量模块相关指令应用实例 1714.6.1 FX2N-4AD模块 1714.6.2 FX2N-4DA模块 1734.6.3 FX3U-4AD-ADP模块 1744.6.4 FX3U-3A-ADP模块 1764.7 子程序及其应用 1794.8 中断及其应用 180第2篇 应用精通篇 185第5章 步进梯形图及编程方法 1865.1 功能图 1865.1.1 功能图的画法 1865.1.2 梯形图的编程原则和禁忌 1925.1.3 步进指令 1935.2 可编程控制器的编程方法 1955.2.1 经验设计法 1955.2.2 流程图设计法 1965.2.3 流程图设计法实例 197第6章 三菱FX3系列PLC的通信及其应用 2106.1 通信基础知识 2106.1.1 通信的基本概念 2106.1.2 PLC网络的术语 2126.1.3 OSI参考模型 2146.2 现场总线概述 2156.2.1 现场总线的概念 2156.2.2 主流现场总线的简介 2156.2.3 现场总线的特点 2166.2.4 现场总线的现状 2166.2.5 现场总线的发展 2176.3 FX3U的N∶N网络通信及其应用 2176.3.1 相关的标志和数据寄存器的说明 2176.3.2 参数设置 2186.3.3 实例讲解 2186.4 无协议通信及其应用 2206.4.1 无协议通信基础 2206.4.2 西门子S7-200 SMART PLC与三菱FX3U之间的无协议通信 2216.5 CC-Link通信及其应用 2246.5.1 CC-Link家族 2256.5.2 CC-Link通信的应用 226第7章 三菱FX3系列PLC在变频调速系统中的应用 2337.1 三菱FR-E740变频器使用简介 2337.2 变频器的正反转控制 2387.3 变频器的速度给定方式 2417.3.1 FX3U控制变频器的模拟量速度给定 2417.3.2 FX3U控制变频器的多段速度给定 2437.3.3 FX3U控制变频器的通信速度给定 246第8章 三菱FX3系列PLC在运动控制中的应用 2538.1 三菱伺服系统 2538.1.1 三菱伺服系统简介 2538.1.2 三菱MR-J4-A伺服系统接线 2548.1.3 三菱伺服系统常用参数介绍 2618.1.4 用操作单元设置三菱伺服系统参数 2658.1.5 用MR Configurator2软件设置三菱伺服系统参数 2688.2 三菱MR-J4伺服系统工程应用 2698.2.1 伺服系统的工作模式 2698.2.2 FX3U运动控制相关指令应用 2708.2.3 FX3U对MR-J4伺服系统的位置控制 2778.2.4 FX3U 对MR-J4伺服系统的速度控制 2808.2.5 FX3U对MR-J4伺服系统的转矩控制 283第9章 三菱FX3系列PLC高速计数器功能及其应用 2859.1 三菱FX3系列PLC高速计数器的简介 2859.2 三菱FX3系列PLC高速计数器的应用 288第10章 三菱FX3系列PLC工程应用 29110.1 送料小车自动往复运动的PLC控制 29110.2 刨床的PLC控制 29510.3 剪切机的PLC控制 298参考文献 301
三菱F1 、FX 系列PLC 的常用指令及编程基本操作
（一） 编程元件
X 、Y 、M 、T 、C 分别表示输入继电器、输出继电器、辅助继电器、定时器和计数
器。
（二） 常用指令
1） 基本逻辑指令
LD 取指令，即从左母线开始，取用常开触头。
LDI 取反指令，即从左母线开始，取用常闭触头。
AN 与指令，即常开触头的串联指令。
ANI 与反指令，即常闭触头的串联指令。
OR 或指令，即常开触头的并联指令。
ORI 或反指令，即常闭触头的并联指令。
OUT 线圈得电指令。适用于输出继电器和辅助继电器。并联的OUT 指令使用次数
不限。上述指令的应用实例如图1 －2 所示。
2） 并联电路块的串联指令ANB
如图1 －3 所示，两个或两个以上并联电路块串联时，每个并联电路的起点用指令
LD 或LDI 。串联结束用指令ANB 。
3） 串联电路块的并联指令ORB
两个或两个以上串联电路块并联时，每个并联电路的起点用指令
LD 或LDI 。并联结束用指令ORB 。
4） 复位指令RST
复位指令RST 用于计数器或移位寄存器的复位。
5） 计数指令OUT C ×××，K ×××
利用计数器进行控制的梯形图及指令如图示。在复位端的触头 X427 断开
时，计数脉冲输入端每输入一个脉冲，其设定值减1 ，输入脉冲数达到设定值20 时，
计数器输出触头C460 接通，使输出继电器 Y430 得电。X427 闭合时，C460 复位并断开
输出。
6） 定时指令OUT T ××，K ×××
如图1所示，当触头 M130 闭合时，定时器T50 开始按设定值累减计时，累减到
0 即达到定时值 （时基×设定值），其输出触头T50 接触，使输出继电器 Y35 得电。当
M130 断开时，T50 复位并断开输出。
7） 移位指令OUT M ×××，SFT M ×××，RST ×××
如图 所示，在移位寄存器 M100M117 已复位的情况下，当移位数据输入端的
初始化脉冲继电器 M70 触头闭合 （移位数据为 “1”），并且移位脉冲输入端的触头 X427
闭合一次 （脉冲上升沿有效），移位数据 “1” 便移入 M100 ，此时该位有输出，但图中
没用到此输出信号。其后X427 每闭合一次，移位数据 “1” 便移入高一位。当 X427 第
6 次闭合和第9 次闭合时，移位数据 “1” 先后移入M105 和M110 。它们的输出触头先后
令输出继电器Y32 和Y35 得电。当复位端的触头X400 闭合时，M100M117 被清零复位。
8） 置位／复位指令S／R
当辅助继电器或输出继电器作为锁存继电器使用时，需采用置位和复位指令S／R 。
如图 所示，只要触头X421 闭合一瞬间，辅助继电器 M200 便可得电并内部自保持。
自保持后不再受X421 开关状态的影响。当触头 X427 闭合时才令 M200 失电复位。指令
S 和指令R 之间可插入其他程序。
9） 主控及主控复位指令 M C／M RC
主控指令 MC 用于树状分支电路的分支起点，相当于通用计算机的调用子程序指
令。主控复位指令 M RC 用于最后一个分支电路的结束，相当于子程序结束后返回主程
序的指令。图1为应用指令 MC／M RC 的梯形图及其指令表。指令 M C 后面的每一分
支电路都应以LD 或LDI 指令开始。第一个分支电路开始使用指令 M C M100 后，该分支
电路结束时不必使用复位指令 M RC ，因为执行指令 MC 后，原公共母线会自动恢复。到
第2 个分支电路结束时才使用复位指令 M RC M101 。
10） 跳步及跳步结束指令CJP／EJP
如上右图所示，当程序 A 结束并执行到跳步指令 CJP M700 时，便跳过指令 CJP
M700 后的程序B 。接着执行跳步结束指令EJP M700 ，使PLC 执行EJP M700 后面的程序
C 。
11） 步进指令S ，STL／RET
利用状态器S （即前述的步进控制器） 和步进指令STL／RET ，可实现步进控制。如
图1 －11 所示，当触头 X400 闭合时，状态器S600 得电并内部自锁，其步进输出触头
S600 闭合 （由步进指令STL 控制），使输出继电器 Y430 得电，同时为高一位的状态器
S601 的得电提供一个步进条件信号。当输入开关触头X401 闭合时，状态器S601 得电并
内部自锁。此时，状态器S600 自动失电。同理，状态器S601 的步进输出触头使输出继
电器 Y431 得电，同时为状态器S602 的得电提供一个步进条件信号，并使自身失电。当
状态器S602 得电后，执行步进复位指令 RET ，使状态器S602 失电复位，步进控制系统
回到原位状态。这种控制系统任何时候只有一位状态器得电。
12） 脉冲输出指令PLS
下图为脉冲输出梯形图及指令。指令PLS 的作用是将脉冲宽度较宽的输入信号
X400 变成脉冲宽度为一个扫描周期的触发脉冲信号 M101 。这种信号主要用于计数器、
移位寄存器的初始化复位和作为移位脉冲信号。
13） 空操作指令NOP
在修改程序时，如果删去的指令较多，为使步序号变更较少，可在删去的指令处输
入空操作指令NOP 。
14） 程序结束指令END
当程序执行到指令END 时，PLC 完成解用户逻辑，并转入输出处理阶段。
三） 编程器及编程基本操作
F1 和FX 系列PLC 的编程器有便携式编程器和图形编程器两种。前一种应用较多，
而且在线编程和修改程序都比较方便。这里以 F1 系列 PLC 编程器中具有代表性的
F1 －20P －E 便携式编程器为例，介绍其主要功能和编程基本操作。
1） 编程器按键说明 F1 －20P －E 编程器的按键有指令键、操作键和数据键。指令
键用于输入指令。每个键的标记与上述介绍的指令助记符一一对应；数据键用于输入编
程元件号和常数 （如计数器和定时器的设定值等）；操作键用于进行各种操作。各种键
的作用如下：
［INSTR］ 指令指示键。用于显示步序和指令。
［CLEAR］ 屏幕显示清除键。
［STEP］ 步序键。按此键后才可键入步序号。若从第0 步开始可省去。
［STEP （＋）］ 步序递增搜索键。按此键可搜索前一步序号的指令。
STEP （－）］ 步序递减搜索键。按此键可搜索后一步序号的指令。
［WRITE／MONITOR］ 写入／监控键。在编程状态时，按此键将指令写入用户存储器。在
监控状态时，按此键可监视某个编程元件的状态。
［K／SEACH］ 常数输入键。可用于输入计数器或定时器的设定值、搜索程序中
某个特定步序的指令，或搜索给定指令助记符和操作数的指令，并
加以显示。
［INS］ 插入键。用于已有程序中插入指令。
［DEL］ 删除键。用于已有程序中删除指令。
F1 －20P －E 编程器的显示信息有3 种：STEP 显示步序号、INSTR 显示指令助记符、
DATA 显示编程元件号或常数。
2） 编程操作 （PLC 的工作方式开关处于STOP 位置）
a．清除用户程序存储器中的内容：依次击键 ［CLEAR］［STEP］［0］［STEP］，键人
所用PLC 机型规定的最终步序地址，［DEL］。
b．输入程序：依次击键 ［CLEAR］［INSTR］，键入指令助记符和操作数 （n －20P －
E 编程器无字母键，所以操作数前的字母不必键入） 后，按键 ［W RITE］，将指令写入
内存。从输入第2 条指令起，不必再按操作键 ［CLEAR］ 和 ［INSTR］。例如：
步序 指 令 按 键 顺 序
0 LD X400 ［CLEAR］［INSTR］［LD］［4］［0］［0］［W RITE］
1 OR Y430 ［OR）［4］［3］［0］［W RITE］
2 ANI X401 ［ANI］［4］［0］［1］［W RITE］
3 OUT Y430 ［OUT］［4］［3］［0）［W RITE］
c．按步序号读出指令：依次击键 ［CLEAR］［STEP］，步序号，［INSTR］。若再读该
步序号前或后的指令，须再按功能键 ［STRP （＋）］ 或 ［STRP （－）］。
d．查找指令：依次击键 ［CLEAR］，输入待查指令，［SEARCH］［SEARCH］ ⋯。重
复多次击 ［SEARCH］ 键，便可查找到程序中分布在不同步序号的待查指令。
e．删除指令：先用查找指令的方法读出要删除的指令，然后按下 ［DEL］ 键即可。
f．插入指令：先用查找指令的方法读出要插入指令的后一条指令，然后键入待插入
的指令并按 ［INS］ 键即可。
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