具体描述
《全国高等职业教育规划教材•三菱FX2N系列PLC应用技术》简介：PLC应用技术是高职高专机电类专业的一门专业课。《三菱FX2N系列PLC应用技术》以三菱FX2N系列PLC为典型机型，从实用角度出发介绍PLC的硬件、基本指令、步进颐控指令、功能指令及实际程序典型应用。书中引入大量编程实例重点说明指令在实用程序中的应用，以及PLC的编程方法。
现代工业自动化与控制系统设计实践 本书旨在为读者提供一套全面且深入的现代工业自动化与控制系统设计与应用知识体系。全书内容紧密围绕当前工业生产现场的主流技术和实际需求展开，着重于理论与实践的紧密结合，旨在培养读者独立进行自动化项目规划、系统集成、程序开发及故障诊断的能力。 第一部分：工业自动化基础理论与核心元件 本部分首先系统回顾了自动化控制系统的基本概念、发展历程及其在现代制造业中的战略地位。内容涵盖了从开环控制到闭环反馈控制的完整理论框架，深入解析了PID（比例-积分-微分）控制算法的原理、参数整定方法（如Ziegler-Nichols法、手工整定法等）及其在不同工业过程中的应用特性。 随后，本书详细介绍了构成自动化系统的几大核心组件： 传感器与变送器技术： 涵盖了各类主流传感器的物理原理、选型标准、精度等级与安装规范。重点剖析了温度、压力、流量、液位等关键过程变量的测量技术，包括热电偶、热电阻、电容式传感器、超声波和雷达传感器的先进应用。同时，探讨了信号调理、线性化处理以及抗干扰措施在现场总线中的重要性。 执行机构与驱动技术： 详细阐述了气动元件（如气缸、气阀、气源处理单元）和液压元件（泵、马达、液压缸）的工作原理、性能参数及选型依据。特别加强了对变频调速（VFD）技术和伺服驱动系统的介绍，包括其控制模式（V/F控制、矢量控制、直驱控制）、调试流程和在精密运动控制中的应用优势。 工业网络与通信协议： 系统梳理了现场总线技术，对比分析了Profibus DP/PA、DeviceNet、CANopen等主流协议的结构、帧格式和应用场景。重点讲解了以太网/IP和基于TCP/IP的工业物联网（IIoT）架构，阐述了数据采集（SCADA）和远程监控的基础网络架构搭建方法。 第二部分：分布式控制系统（DCS）与人机界面（HMI）集成 本部分将视角从离散控制提升至过程控制和集中监控层面。 DCS系统架构与功能： 深入剖析了现代DCS系统的三层或四层架构（现场层、控制层、监视层、管理层），详细介绍其冗余设计、热备用切换机制、历史数据管理及高级过程控制（APC）功能，如模型预测控制（MPC）的初步概念。 HMI软件平台应用与开发： 选取市场上主流的几款HMI/SCADA软件平台作为案例，详细演示图形化界面的设计流程，包括画面布局、动画对象添加、报警组态、趋势分析和数据历史记录的配置。强调了用户体验（UX）设计在操作员界面构建中的重要性。 系统集成与生命周期管理： 讨论了如何将不同厂商的设备和软件平台进行有效集成，并介绍了自动化项目的可行性研究、工程设计、安装调试及后期运行维护的完整生命周期管理流程。 第三部分：高级运动控制与机器人技术基础 针对现代制造业对高精度定位和柔性制造的需求，本部分提供了运动控制的专业知识。 多轴同步与插补控制： 详细解释了直线插补、圆弧插补的数学原理，并介绍了如何通过运动控制器（Motion Controller）实现多轴间的平滑、精确同步。内容覆盖了凸轮（Cam）曲线的生成与应用。 伺服系统深度调试： 提供了伺服系统参数的深度调谐方法，包括共振抑制、刚性设置、轨迹跟踪误差分析等实际操作技能。 工业机器人基础： 简要介绍了工业机器人的主要类型（如SCARA、关节型）、坐标系（关节空间、笛卡尔空间）以及基础的编程概念，特别是安全工作区域的规划。 第四部分：自动化系统安全与可靠性工程 认识到自动化系统对企业运营的决定性影响，本部分专注于保障系统的稳定性和安全性。 故障诊断与排除策略： 建立了一套系统化的故障排除流程图，涵盖了电源、I/O、通信和程序逻辑四大类常见故障的快速定位方法。结合现场案例分析，讲解如何利用诊断工具和软件记录来追溯故障根源。 系统冗余与可靠性设计： 阐述了热冗余、冷备份、模块化设计在提高系统可用性方面的作用。讲解了关键I/O点的冗余配置和通信链路的切换策略。 功能安全（Functional Safety）： 引入IEC 61508/61511标准的基本概念，解释了安全完整性等级（SIL）的确定过程，以及如何正确选择和配置安全继电器、安全PLC及安全光幕等设备，以满足风险降级的要求。 第五部分：前沿技术展望与实践应用 本部分引导读者关注行业发展趋势，并将所学知识应用于实际的工程项目中。 数据分析与智能制造： 探讨了如何利用OPC UA等协议高效地从控制层采集数据，并将其上传至云端或本地服务器进行大数据分析。初步介绍了机器学习在预测性维护（PdM）中的应用潜力。 虚拟调试与仿真技术： 介绍了使用仿真软件（如Process Simulate, TwinCAT 3等）进行离线编程和虚拟调试的优势，如何减少现场调试时间和风险。 项目案例分析： 选取一个典型的中型自动化改造项目（例如：化工批次反应釜控制或汽车生产线搬运系统），详细展示从需求分析、硬件选型、程序架构设计、HMI开发到最终系统联调的全过程。 本书力求以严谨的工程视角，为自动化工程师、系统集成商、技术学院师生以及希望深入了解现代工业控制技术的专业人士，提供一本实用、深入且与时俱进的参考手册。读者在掌握本书内容后，将能够自信地参与到各类工业自动化项目的规划与实施中。
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目录信息
出版说明前言第1章 可编程序控制器/1 1.1 PLC的产生与发展/1 1.1.1 PLC的产生与特点/1 1.1.2 PLC的发展/5 1.2 PLC的组成及工作原理/6 1.2.1 PLC的组成/6 1.2.2 PLC的工作原理/9 1.2.3 可编程序控制器与继电-接触器控制的区别/10 习题/11第2章 三菱FX2N系列PLC的硬件资源/13 2.1 认识三菱PLC/13 2.1.1 FX2N系列PLC的面板/13 2.1.2 FX2N系列PLC的输入输出继电器/17 2.2 编程器及编程软件的应用/20 2.2.1 FX-20P手持式编程器的使用/20 2.2.2 FXGP/WIN编程软件的应用/32 习题/36第3章 基本指令系统及编程/37 3.1 连接驱动指令及其应用/37 3.1.1 基础知识：连接驱动指令/37 3.1.2 应用实例：门铃控制/38 3.1.3 应用实例：水池水位控制/39 3.2 串并联指令及其应用/40 3.2.1 基础知识：串联指令/40 3.2.2 应用实例：传送带系统/41 3.2.3 基础知识：并联指令/44 3.2.4 应用实例：自锁电路/45 3.2.5 应用实例：PLC控制自动检票放行装置/46 3.3 多重输出与主控指令及其应用/48 3.3.1 基础知识：多重输出指令/48 3.3.2 基础知识：主控指令/50 3.3.3 应用实例：智力抢答器系统/52 3.3.4 应用实例：电动机正反转控制/53 3.3.5 应用实例：Y-△减压起动控制/55 3.4 脉冲指令及其应用/58 3.4.1 基础知识：脉冲微分指令/58 3.4.2 应用实例：工业控制手柄/58 3.4.3 应用实例：自动开关门系统/60 3.5 置位、复位指令及其应用/61 3.5.1 基础知识：置位、复位指令/61 3.5.2 应用实例：连续控制电路/61 3.5.3 应用实例：金属、非金属分拣系统/63 3.6 应用实例/64 3.6.1 控制水塔、水池水位/64 3.6.2 控制彩灯闪烁/66 3.6.3 控制传送带装置/67 习题/69第4章 步进顺控指令及编程/71 4.1 状态元件与步进顺控指令/71 4.1.1 状态转移图与状态元件/71 4.1.2 步进顺控指令/72 4.2 简单流程的程序设计/74 4.2.1 基础知识：单流程的程序设计/74 4.2.2 应用实例：控制钻孔动力头/75 4.2.3 应用实例：控制自动送料装置/77 4.2.4 应用实例：控制机械手/79 4.3 循环与跳转程序设计/84 4.3.1 基础知识：循环程序设计/84 4.3.2 应用实例：控制红绿灯/84 4.3.3 基础知识：跳转程序设计/87 4.3.4 应用实例：控制自动混料罐/87 4.3.5 应用实例：控制运料小车/91 4.3.6 应用实例：控制机械滑台/94 4.4 选择性分支与并行分支程序设计/98 4.4.1 基础知识：选择性分支/98 4.4.2 应用实例：控制工作方式可选的运料小车/99 4.4.3 应用实例：控制机械手分拣大小球/104 4.4.4 基础知识：并行分支/107 4.4.5 应用实例：控制专用钻孔机床/107 习题/110第5章 典型功能指令在编程中的应用/111 5.1 功能指令概述/111 5.1.1 功能指令格式/111 5.1.2 数据寄存器/111 5.1.3 数据表示方法/112 5.2 程序流控制指令及其应用/113 5.2.1 基础知识：程序流控制指令/113 5.2.2 应用实例：运输带的点动与连续运行的混合控制/116 5.3 比较类指令和传送类指令及其应用/119 5.3.1 基础知识：比较类指令/119 5.3.2 基础知识：传送类指令/120 5.3.3 应用实例：计件包装系统/124 5.4 算术运算类指令及其应用/126 5.4.1 基础知识：算术运算指令/126 5.4.2 应用实例：循环次数可设定的喷漆流水线/127 5.5 移位指令与数据处理指令及其应用/130 5.5.1 基础知识：移位指令/130 5.5.2 基础知识：数据处理指令/134 5.5.3 应用实例：控制花式喷泉/136 5.6 高速处理指令及其应用/138 5.6.1 基础知识：PLC的高速计数器/138 5.6.2 基础知识：PLC高速处理指令/142 5.6.3 应用实例：步进电动机出料控制系统/146 习题/148第6章 模拟量控制和通信/149 6.1 模拟量控制及其应用/149 6.1.1 基础知识：FX2N-2AD模拟量输入模块/149 6.1.2 基础知识：FX2N-/4AD模拟量输入模块/150 6.1.3 基础知识：外围设备BFM读出/写入指令/155 6.1.4 应用实例：液压折板机压板的同步控制/156 6.2 FX2N联网通信/158 6.2.1 基础知识：串行通信及接口标准/158 6.2.2 应用实例：FX2N系列PLC的N:N网络设置/162 6.2.3 应用实例：FX2N系列PLC的N:N联网编程实例/164 习题/167第7章 PLC应用系统设计/169 7.1 PLC应用系统的设计方法/169 7.1.1 PLC系统的规划与设计/169 7.1.2 PLC选型与硬件系统设计/171 7.1.3 PLC软件设计与程序调试/172 7.2 节省I/O点数的方法/172 7.2.1 节省输入点的方法/172 7.2.2 节省输出点的方法/174 7.3 综合实例/175 7.3.1 污水处理系统/175 7.3.2 传送、检测与分拣控制系统/178 7.3.3 自动生产线控制系统/181 习题/184参考文献/185
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