可编程控制器原理及应用

本书以目前流行的OMRON高性能小型机CPM1A为背景，采用教、学、做相结合的教学模式，以理论够用、注重应用的原则，通过循序渐进、不断拓宽思路的方法讲述PLC应用技术所需的基础知识和基本技能。另外，为了及时反映PLC及其应用技术飞速发展的现状，本书以适当的篇幅介绍PLC网络通信技术。本书内容包括：PLC概述、CPM1A系列可编程控制器的组成、体系结构和工作原理、CPM1A系列可编程控制器的指令系统、编程器、可编程控制器应用系统设计举例、可编程控制器的网络及通信基础。

考虑到高等职业技术教育和专科教育的教学基本要求和教学规律，把本书的编写立意放在：注重与高职高专学生的知识、能力结构相适应上；根据高职高专人才培养规格和人才主要去向，确定本教材的内容，加强针对性和实用性；注意培养学生解决实际问题的能力，强化学生可编程控制器技术综合运用能力；正确处理与本科教材、中专教材的分工。

本书的特点是以OMRON高性能小型机CPM1A系列PLC为例，系统讲述可编程控制器的原理和应用，论述深入浅出，强调实用，多举实例，附有思考和练习题。本书可作为高等职业技术学院、高等专科学校、成人高校、电大的工业电气自动化专业的教材，也适用于电气技术、机电一体化、计算机应用及其他相关专业。

本书参考学时为70学时，具体安排如下：第1章4学时，第2章8学时，第3章8学时，第4章16学时，第5章8学时，第6章14学时，第7章12学时。使用者可根据具体情况增减学时。

金龙国教授对本书的编写思路与大纲进行了总体规划，指导全书的编写，并对全书统稿。陈萌和李健协助金龙国完成上述工作。具体由金龙国编写第1、6章以及附录，陈萌编写第3、8章，李健编写2章，杜晓妮编写第4章，马琳编写第5章，徐占鹏编写第7章。

由于时间紧迫和编者水平的限制，书中的错误和缺点在所难免，真诚欢迎各位读者对本书提出批评和建议。使用本教材的读者，如有什么疑问，请发邮件至chenmeng_qd@126.com。

编者

2006年6月

前言
第1章 概述 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的定义 3
1.1.3 PLC的分类 3
1.1.4 PLC的应用现状 6
1.2 PLC的特点及主要功能 7
1.2.1 PLC的特点 7
1.2.2 PLC的主要功能 10
1.3 PLC的编程语言 11
1.3.1 PLC的编程语言 11
1.3.2 梯形图 12
1.3.3 语句表 14
1.3.4 逻辑功能图 15
1.3.5 顺序功能图 15
1.3.6 高级语言 15
1.4 PLC的性能指标 16
1.5 PLC的发展方向 16
思考与练习题 18
第2章 可编程控制器的结构及工作原理 19
2.1 PLC的硬件组成 19
2.1.1 PLC的基本结构 19
2.1.2 PLC的各个组成部分及其作用 27
2.2 PLC的基本工作原理 29
2.2.1 PLC的等效工作电路 29
2.2.2 PLC的工作过程 30
2.2.3 PLC对输入/输出的处理过程 34
2.2.4 PLC的滞后响应 34
思考与练习题 35
第3章 CPM1A系列可编程控制器 36
3.1 CPM1A系列PLC的特点与功能 36
3.2 CPM1A系列PLC的基本组成 37
3.2.1 CPM1A系列PLC的基本单元（或主机单元、CPU单元） 37
3.2.2 I/O扩展单元 40
3.2.3 编程器 40
3.2.4 特殊功能单元 41
3.3 CPM1A系列PLC的系统配置 43
3.3.1 内部继电器区（IR） 43
3.3.2 特殊辅助内部继电器（SR） 44
3.3.3 暂存继电器区（TR） 46
3.3.4 保持继电器区（HR） 46
3.3.5 辅助记忆继电器区（AR） 46
3.3.6 链接继电器区（LR） 48
3.3.7 定时器/计数器区（TC） 48
3.3.8 数据存储区（DM） 48
3.4 CPM1A系列PLC的功能简介 49
3.5 CPM1A系列PLC的通信功能简介 52
思考与练习题 54
第4章 CPM1A系列可编程控制器的指令系统 56
4.1 概述 56
4.2 基本逻辑指令与常用的应用指令 56
4.2.1 常用的基本指令 56
4.2.2 AND LD和OR LD指令 58
4.2.3 SET和RESET指令 60
4.2.4 KEEP指令 60
4.2.5 DIFU和DIFD边沿微分指令 61
4.2.6 编程规则 62
4.2.7 常用的应用指令 63
4.2.8 数据传送和数据比较指令 68
4.2.9 数据移位和数据转换指令 70
4.2.10 数据运算指令 74
4.2.11 子程序控制指令 75
4.2.12 高速计数器控制指令 76
4.2.13 脉冲输出控制指令 77
4.2.14 中断控制指令 77
4.2.15 步进控制指令 79
4.2.16 特殊指令 79
4.3 常用基本程序举例 80
思考与练习题 82
第5章 PLC的编程器 84
5.1 CQM1-PRO01编程器的面板说明 84
5.2 CQM1-PRO01编程器的使用 86
思考与练习题 99
第6章 可编程控制器应用系统设计实例 100
6.1 PLC控制系统的总体设计 100
6.1.1 PLC的机型选择 100
6.1.2 PLC控制系统的设计原则及主要任务 102
6.1.3 PLC控制系统的一般设计步骤 103
6.2 PLC控制系统的可靠性设计 108
6.3 PLC控制系统的设计举例 112
6.3.1 具有多种工作方式的PLC控制系统的设计 112
6.3.2 U型板折板机的PLC控制 120
6.3.3 半精镗专用机床的PLC控制 124
思考与练习题 130
第7章 可编程控制器的网络及通信基础 131
7.1 数据通信基础 131
7.1.1 数据通信基础 131
7.1.2 网络的拓扑结构 137
7.2 OMRON PLC通信系统简介 137
7.2.1 OMRON PLC网络系统的结构体系 138
7.2.2 数据链接和信息通信 141
思考与练习题 143
第8章 可编程控制器实验指导 144
8.1 编程器的基本操作 144
8.2 CPM1A系列PLC的常用指令实验之一 146
8.3 CPM1A系列PLC的常用指令实验之二 148
8.4 三相异步电动机的PLC控制 152
8.5 彩灯的PLC控制 154
8.6 CPM1A系列PLC的常用指令实验之三 155
8.7 CPM1A系列PLC的常用指令实验之四 160
8.8 PLC控制抢答器的程序设计与调试 163
8.9 PLC控制自动码包机的程序设计与调试 165
附录1 CPM1A各种单元的规格 168
附录2 CPM1A的性能指标一览表 171
参考文献 173

1. 可编程控制器模块化教程 [主编 黄巧荣]
2. 可编程控制器实验与实训教程 [魏斌 孙健]