本书以欧姆龙公司NX系列机器自动化控制器为背景机，系统地介绍了机器自动化控制器的工作原理、硬件单元与系统配置、程序组织单元与编程语言、指令系统、控制系统设计、自动化平台软件Sysmac Studio的使用，以及运动控制功能与运动控制指令、EtherCAT网络和EtherNet/IP网络。 本书系统性强、内容丰富而新颖、阐述清楚、理论联系实际，可以作为高等院校自动化、电气工程、机电一体化等相关专业高年级本科生和研究生的教材，也可以作为工程技术人员的培训用书。

徐世许：承担PLC课程教学23年，主编PLC教材7本、参编2本。教学效果好，多次被评为校优质课程。获省自动化学会教学成果一等奖，中国自动化学会优秀指导教师二等奖。 主持教育部协同育人项目2项。主持省职业技能鉴定中心的PLC职业技能鉴定题库开发，担任省级职业技能大赛总裁判长3次。指导学生参加学科竞赛，获全国特等奖1项、一等奖8项（4项为A类）、二等奖7项。校级课程思政优秀教学设计案例。 主持省级控制工程专业研究生联合培养基地，开展PLC技术应用，验收评为省级优秀。获批省专业学位研究生教学案例库立项建设。2024年获批山东省《电气控制技术与PLC》线上线下一流课程。为青岛卷烟厂、山东中烟、青岛啤酒等企业开展38项PLC相关课程培训，积累丰富的工程实践经验。

目　录　/
前言
第1章　概述1
1.1　PLC的产生与发展1
1.1.1　什么是PLC1
1.1.2　PLC的产生与发展1
1.1.3　PLC的发展趋势2
1.2　PLC的特点与应用领域3
1.2.1　PLC的特点3
1.2.2　PLC的应用领域4
1.3　PLC的基本组成与各部分的作用5
1.3.1　PLC的基本组成5
1.3.2　PLC各部分的作用5
1.4　PLC的工作原理10
1.5　PLC的编程语言12
1.5.1　梯形图12
1.5.2　语句表13
1.5.3　功能块13
1.5.4　ST14
1.6　欧姆龙PLC发展概况15
1.7　欧姆龙MAC16
思考题17
第2章　NX的规格与系统配置19
2.1　NX的各种单元19
2.1.1　NX的CPU单元19
2.1.2　NX的基本I/O单元25
2.1.3　NX的高功能 I/O单元28
2.1.4　NX的通信单元29
2.1.5　NX 的其他单元 30
2.2　NX的系统组成31
2.2.1　NX的基本组成31
2.2.2　NX的网络组成31
2.3　NX的I/O规格32
2.3.1　NX的输入规格32
2.3.2　NX的输出规格33
2.4　Sysmac Studio自动化软件的安装与使用35
2.4.1　Sysmac Studio的安装环境36
2.4.2　Sysmac Studio的安装与卸载36
2.4.3　创建工程37
2.4.4　操作视窗42
2.4.5　Sysmac Studio与控制器的连接47
2.5　NX的配置和设置47
2.5.1　EtherCAT的配置和设置47
2.5.2　CPU机架的配置和设置48
2.5.3　I/O映射52
2.5.4　控制器设置56
2.5.5　运动控制设置58
2.5.6　Cam数据设置59
2.5.7　事件设置59
2.5.8　任务设置59
2.5.9　数据跟踪设置60
2.5.10　OPC UA设置60
思考题60
第3章　编程基础62
3.1　任务63
3.1.1　任务类型63
3.1.2　任务的基本操作63
3.1.3　任务设置65
3.2　程序组织单元68
3.2.1　程序68
3.2.2　功能块69
3.2.3　功能76
3.3　变量84
3.3.1　本地变量84
3.3.2　全局变量84
3.3.3　变量属性84
3.3.4　变量命名85
3.4　数据类型85
3.4.1　基本数据类型86
3.4.2　衍生数据类型91
3.4.3　数组95
3.5　编程语言98
3.5.1　梯形图编程98
3.5.2　ST编程102
思考题115
第4章　指令系统117
4.1　概述117
4.2　梯形图指令120
4.3　顺序输入指令123
4.4　顺序输出指令125
4.5　顺序控制指令129
4.6　定时器指令134
4.7　计数器指令139
4.8　数据传送指令144
4.9　移位指令148
4.10　比较指令152
4.11　BCD转换指令155
4.12　数据类型转换指令157
4.13　算术指令159
4.14　位串逻辑运算指令163
思考题166
第5章　Sysmac Studio在编程与调试中的应用168
5.1　编程与调试步骤168
5.2　编程操作169
5.2.1　添加梯形图或ST169
5.2.2　梯形图编程170
5.2.3　ST编程177
5.2.4　查找和替换180
5.2.5　程序检查180
5.2.6　编译和重编译181
5.3　调试操作182
5.3.1　模拟器与控制器182
5.3.2　监视182
5.3.3　改变当前值、设置/重置、强制刷新183
5.3.4　交叉引用窗口185
5.3.5　在线编辑186
5.3.6　改变操作模式186
5.3.7　监视控制器状态187
5.3.8　任务执行状态监视188
5.3.9　任务执行时间监测188
5.3.10　轴状态监视189
5.3.11　数据跟踪190
5.4　模拟调试191
5.4.1　程序模拟调试191
5.4.2　模拟调试顺序控制和运动控制程序194
5.5　在线调试194
5.5.1　同步194
5.5.2　MC试运行196
5.5.3　清除所有内存196
5.5.4　重置控制器197
5.6　故障分析197
思考题198
第6章　控制系统设计200
6.1　概述200
6.1.1　系统分析200
6.1.2　硬件电路设计201
6.1.3　软件程序设计202
6.1.4　制作控制柜及现场施工204
6.1.5　系统调试204
6.1.6　编制技术文件204
6.2　梯形图的基本电路204
6.2.1　起保停电路204
6.2.2　双向控制电路205
6.2.3　电动机 -△降压起动控制206
6.2.4　单按钮起停控制207
6.2.5　优先权程序207
6.2.6　分频器209
6.2.7　脉冲发生器209
6.2.8　双延时定时器211
6.3　梯形图的经验设计方法212
6.4　梯形图的逻辑设计方法214
6.5　梯形图的顺序控制设计方法218
6.5.1　顺序控制设计方法218
6.5.2　顺序控制程序设计举例221
6.6　多种工作方式的程序设计226
6.7　抢答器229
思考题231
第7章　运动控制233
7.1　概述233
7.2　轴237
7.2.1　轴简介237
7.2.2　轴参数237
7.2.3　轴参数设置举例243
7.2.4　轴变量244
7.3　从Sysmac Studio设置轴参数246
7.3.1　创建EtherCAT网络配置246
7.3.2　EtherCAT网络配置比较和合并248
7.3.3　设置EtherCAT从站的轴249
7.3.4　从Sysmac Studio下载网络配置信息253
7.3.5　完成EtherCAT配置和设置后确认通信正常255
7.4　轴组255
7.4.1　轴组简介255
7.4.2　轴组参数255
7.4.3　轴组变量257
7.5　从Sysmac Studio进行轴组参数设置258
7.6　MC试运行261
7.6.1　MC试运行功能261
7.6.2　启动MC试运行262
7.6.3　监视传感器信号264
7.6.4　检查伺服电动机ON/OFF264
7.6.5　点动264
7.6.6　绝对定位265
7.6.7　相对定位265
7.6.8　原点返回266
7.7　运动控制编程基础266
7.7.1　运动控制指令分类266
7.7.2　运动控制指令的执行时序267
7.8　单轴运动控制指令270
7.8.1　概述270
7.8.2　伺服上电MC_Power指令271
7.8.3　点动MC_MoveJog指令272
7.8.4　原点返回MC_Home指令274
7.8.5　绝对定位MC_MoveAbsolute指令275
7.8.6　相对定位MC_MoveRelative指令277
7.8.7　速度控制MC_MoveVelocity指令277
7.8.8　伺服停止MC_Stop指令278
7.9　轴组运动控制指令279
7.9.1　概述279
7.9.2　轴组使能MC_GroupEnable指令280
7.9.3　轴组禁用MC_GroupDisable指令281
7.9.4　轴组停止MC_GroupStop指令282
7.9.5　轴组直线插补MC_MoveLinear指令282
7.9.6　轴组直线插补举例285
思考题289
第8章　EtherCAT网络291
8.1　概述291
8.1.1　EtherCAT的特点与通信机制291
8.1.2　EtherCAT网络配置292
8.1.3　内置EtherCAT端口的规范294
8.1.4　EtherCAT主站、从站的通信端口295
8.1.5　EtherCAT网络拓扑结构296
8.2　EtherCAT通信297
8.2.1　EtherCAT通信类型和设置297
8.2.2　EtherCAT通信的实现299
8.2.3　EtherCAT通信的状态转换300
8.3　EtherCAT通信的操作步骤300
思考题302
第9章　EtherNet/IP网络303
9.1　概述303
9.1.1　内置EtherNet/IP端口的硬件地址303
9.1.2　内置EtherNet/IP端口的指示灯303
9.1.3　内置EtherNet/IP端口的设置305
9.1.4　内置EtherNet/IP端口的特性305
9.2　标签数据链接307
9.2.1　标签数据链接规格307
9.2.2　标签数据链接的设置308
9.2.3　启动和停止标签数据链接310
9.3　CIP通信310
9.3.1　概述310
9.3.2　CIP通信指令311
9.3.3　路由路径312
9.4　其他通信服务313
9.4.1　Socket服务313
9.4.2　FTP服务315
9.4.3　自动时钟调整316
9.4.4　SNMP服务316
9.4.5　BOOTP客户端318
9.4.6　IP路由表318
9.4.7　HOST名指定319
9.4.8　FINS通信319
思考题320
附录　实验指导321
实验一　Sysmac Studio的基本操作321
实验二　NX的配置和设置322
实验三　功能块、功能的创建与调用323
实验四　ST编程323
实验五　梯形图指令/顺序输入指令/顺序输出指令的应用323
实验六　定时器指令的应用324
实验七　计数器指令的应用324
实验八　数据传送指令的应用324
实验九　移位指令的应用325
实验十　算术指令的应用325
实验十一　十字路口交通灯控制325
实验十二　大、小球分拣传送控制326
实验十三　运动控制329
参考文献330