机电传动与PLC实验指导书.doc

实 验 指 导 书唐山学院创新实验室2010.11.254实验一 基本编程指令实验一、实验目的1. 熟悉三菱FX2N-48MR型PLC的安装使用基本常识；2. 熟悉FXGPWIN编程软件的使用3. 熟悉三菱PLC基本指令；4. 学会三菱PLC程序的调试。二、实验设备1. 安装有FX_GP-WIN软件的PC机一台；2. MPS模块化生产培训系统各分站。三、实验内容1. 认识三菱FX2N-48MR型PLC结构、型号含义、本站PLC输入输出点硬件连线情况。2. 熟悉FX-GP-WIN编程软件将如图1-1所示例程1程序输入PLC。图1-1 例程1步骤：（1）将PC与PLC按正确方式连接。（已连接好）（2）将PLC的工作状态开关放在“PROG”处。（已在“PROG”处）（3）启动FX-GP-WIN软件，用鼠标单击工具栏上的“新建”按钮，选择所使用的PLC类型（FX2N），再单击“确认”按钮。（4）将光标定位于左上角，选择功能图上的常开按钮，然后在弹出出的对话框中输入该常开触点的编号X10，接着再选择功能图上的常闭按钮，输入该触点的编号X11，最后选择功能图上的线圈按钮，输入该线圈的编号M0；然后将光标移至下一行起始处，输入自锁触点M0，然后将光标垂直上移一行，选择功能图上的竖线按钮，这样就完成了第一行的输入。（5）按步骤4完成所有语句的输入，最后输入程序结束语句END。END的输入方法：光标移至程序处，选择功能图上的特殊线圈按钮，然后输入END。程序输完后，单击工具栏上的转换按钮。（只有将程序转换后才可将程序写入PLC，或对程序进行进一步的编辑与修改） 若要删除一行，可将光标移至要删除行的起始处，选择“编辑”菜单中的“删除行”命令即可；若要插入一行，可将光标移至要插入处，选择“编辑”菜单中的“行插入”命令；若删除后留有一些竖线，可将光标移至该竖线的右上侧，然后按功能图上的删除竖线按钮即可。（6）将编辑好的程序保存。 选择“文件”菜单中的“保存”或工具栏中的保存按钮，即可弹出保存对话框，在保存对话框中选择所保存的驱动器、文件夹、文件名等。（7）将编辑好的程序写入PLC。 步骤：选择“PLC”菜单中的“遥控运行/停止”，选择“中止”单选框，再单击“确定”按钮；然后选择“PLC”菜单中的“传送”，在弹出的“PC程序写入”对话框中选择“范围设置”，输入该程序的范围。（该范围数值应大于程序左侧竖线旁的编号数字）（7）运行PLC 选择“PLC”菜单中的“遥控运行/停止”，选择“运行”单选框，再单击“确定”按钮，就可使PLC处于运行状态。（8）运行程序上电后，按下控制柜面板上的“开始”按钮X010，Y010指示灯亮，延时3秒，Y011指示灯亮，按“复位”按钮X011，Y010、Y011指示灯灭。（9）选择 “监控/测试”菜单中的“开始监控”，可在屏幕中看到运行过程中各触点的接通与断开状态，从而可检查程序中的错误。（10）结合程序实时监控运行情况，观察实验现象。3. 编程练习将以下程序写入PLC，分析输入输出及程序实现的功能。（1）例程2图1-2 例程2提示：参照附录进一步熟悉PLC输入和各开关的连接关系、PLC输出和负载的连接关系。写出该程序的指令表编程。（2）例程3指示灯闪烁动作按下“开始”按钮X010，6秒后，指示灯Y010亮，Y010保持亮3s。随后，指示灯以6秒OFF，3秒ON的频率闪烁。梯形图图1-2 例程2写出该程序的指令表编程：实验二 气动PLC系统控制实验一、 实验目的：1. 了解气动顺序控制回路的组成；2. 学会用PLC控制气动元件实现顺序动作；3. 学会机械电气设备联合调试方法。二、实验设备：1. 安装有FX_GP-WIN软件的PC机一台；2. MPS模块化生产培训系统各分站；3. 空气压缩机。三、实验内容1. 电磁阀控制的单气缸点动和自动往复控制回路 分析该气动回路的组成、PLC输入输出硬件连接情况、编写梯形图程序并调试程序。2. 多气缸的顺序动作回路 分析流程图实现的动作； 熟悉该顺序控制回路各功能器件、PLC输入输出硬件连线、编写梯形图程序并调试程序。四、实验步骤1. 检查MPS模块化生产培训系统各站的机械电气的联接状况，熟悉并设计实验要求的气动顺序控制回路，分析各功能器件（主要是气缸、磁性开关、面板按钮等）的作用，确定各气缸动作顺序。2. 依据PLC实际连线情况（参见附录），找出MPS各站控制面板手动操作开关和PLC输入的对应关系，电磁换向阀和气缸的对应关系，电磁换向阀、继电器、步进电机驱动器和PLC输出的对应关系。3. 在熟悉步骤2所列各项内容后，应用三菱FX_GP-WIN编程软件编写程序。4. 进行PLC程序调试，分析实验现象。操作控制面板上电气按钮动作要轻缓，严禁调试程序时频繁按压按钮。5. 修改并程序，再次调试，直至符合实验要求。 五14五、程序顺序功能图PLC状态转移流程图第一站：上料检测单元第二站：操作手单元第三站：加工单元第四站：安装搬运单元第五站：提取安装单元第六站：立体存储单元 六、 PLC输入输出连线对应关系：控制面板部分:控制面板和PLC输入点连线关系X010-“开始”按钮 X011-“复位”按钮X012-“特殊”按钮 X013-“手自”按钮的“自动”位X014-“单联”按钮的“联机”位X015-“停止”按钮 X016-“上电”按钮实验三 FX-TRN编程实验FX系列PLC可用“FX-TRN-BEG-C”仿真软件，进行仿真编程和仿真运行。该软件既能够编制梯形图程序，也能够将梯形图程序转换成指令语句表程序，模拟写出到PLC主机，并模拟仿真PLC控制现场机械设备运行。使用“FX-TRN-BEG-C”仿真软件，须将显示器象素调整为1024*768，如果显示器象素较低，则无法运行该软件。一、仿真软件界面启动“FX-TRN-BEG-C”仿真软件，进入仿真软件程序首页。软件的A-1、A-2两个章节，介绍PLC的基础知识，此处从略，请读者自行学习。从A-3开始，以后的章节可以进行编程和仿真培训练习，界面显示如图3-1所示。图3-1 仿真编程界面编程仿真界面上侧为现场仿真区，下侧分为编程区、模拟PLC和控制室。1.现场仿真区编程仿真界面的上半部分，左起依次为远程控制区、培训辅导提示和现场工艺仿真区。点击远程控制画面的教师图像，可关闭或打开培训辅导提示。仿真区“编辑”菜单下的“I/O清单”选项，显示该练习项目的现场工艺过程和工艺条件的I/O配置说明，需仔细阅读，正确运用。仿真区“工具”菜单下的“选项”,可选择仿真背景为“简易画面”,节省计算机系统资源；还可调整仿真设备运行速度。远程控制画面的功能按钮，自上而下依次为：“梯形图编辑”-将仿真状态转为编程状态，可以开始编程；“PLC写入” -将转换完成的用户程序，写入模拟的PLC主机。PLC写入后，方可进行仿真操作，此时不可编程；“复位” -将仿真运行的程序和仿真界面复位到初始状态；“正 俯 侧” -选择现场工艺仿真画面的视图方向；“ ” -选择基础知识的上一画面和下一画面；“主要” -返回程序首页；“编程/运行”显示窗-显示编程界面当前状态。仿真现场给出的X，实际是该位置的传感器，连接到PLC的某个输入接口X；给出的Y的位置，实际是该位置的执行部件被PLC的某个输出接口Y所驱动。本文亦以X或Y的位置替代说明传感器或执行部件的位置。仿真现场的机器人、推杆和分拣器的运行方式，为点动工作，自动复位。仿真现场的光电传感器开关，通光分断，遮光接通。在某个仿真练习界面下，可根据该界面给定的工艺条件和工艺过程，编制PLC梯形图，写入模拟PLC主机，仿真驱动现场设备运行；也可不考虑给定的现场工艺过程，仅利用其工艺条件，编制其他梯形图，用灯光、响铃等显示运行结果。2.编程区编程仿真界面的下半部分左侧为编程区，编程区上方有操作菜单，其中“工程”菜单，相当于其他应用程序的“文件”菜单。只有在编程状态下，才能使用“工程”菜单进行打开、保存等操作。编程区两侧的垂直线是左右母线，之间为编程区。编程区中的光标，可用鼠标左键单击移动，也可用键盘的四个方向键移动。光标所在位置，是放置、删除元件等操作的位置。编程区下方是符号栏，可用鼠标点击等方法，取用各元件符号。仿真运行时，梯形图上不论触点和线圈，蓝色显示表示该器件接通。3.模拟PLC 编程区右侧为一台48个I/O点的模拟PLC，其左侧一列发光二极管，显示各个输入接口状态；右侧一列发光二极管，显示各个输出接口状态。4. 模拟控制室编程仿真界面最右侧是模拟控制室，上方是信号灯显示屏，下方是开关操作屏。各指示灯已按照标识Y，连接到模拟PLC的输出接口；开关也按照标识X连接到模拟PLC的输入接口。操作屏的PB为自复位式常开按钮，SW为自锁式转换开关，其面板的“OFF ON”系指其常开触点分断或接通。受软件反应灵敏度所限，为保证可靠动作，各开关的闭合时间应不小于0.5s。二、编程方式与符号栏点按“梯形图编辑”进入编程状态，该软件只能利用梯形图编程，并通过点按界面左下角 “转换程序”按钮或F4热键，将梯形图转换成语句表，以便写入模拟PLC主机。但是该软件不能用语句表编程，也不能显示语句表。在编程区的左右母线之间编制梯形图，编程区下方显示可用鼠标左键点击或者热键调用的元件符号栏，如图3-2所示。图3-2 元件符号栏及编程热键常用元件符号的意义说明如下: 将梯形图转换成语句表(F4为其热键)；：放置常开触点；：并联常开触点；：放置常闭触点；：并联常闭触点；：放置线圈；: 放置指令；：放置水平线段；：放置垂直线段于光标的左下角；：删除水平线段；：删除光标左下角的垂直线段；：放置上升沿有效触点；：放置下降沿有效触点。元件符号下方的F5F9等字母数字，分别对应键盘上方的编程热键，其中大写母前的小写s表示Shift；c表示Ctrl；a表示Alt。三、 元件放置与梯形图编辑1.元件和指令放置方法梯形图编程采用鼠标法、热键法和指令法均可调用、放置元件。（1） 鼠标法：移动光标到预定位置，鼠标左键单击编程界面下方的某个触点、线圈或指令等符号，弹出元件对话框，如图3-3所示。输入元件标号、参数或指令，即可在光标所在位置放置元件或指令。图3-3 元件对话框（2） 热键法：点按某个编程热键，也会弹出元件对话框，其他同上。（3）指令法：如果对编程指令助记符及其含义比较熟悉，利用键盘直接输入指令和参数，可快速放置元件和指令。编程常用指令，参见“表1-4 PLC编程常用指令”。例如：输入“LD X1”,将在左母线加载一个X1常开触点；输入“ANDF X2”,将串连一个下降沿有效触点X2；输入“OUT T1 K100”，将一个10s计时器的线圈连接到右母线。线段只能使用鼠标法或者热键法放置，而且竖线段将放置在光标的左下角。步进接点只能使用指令法放置。2.梯形图编辑（1）删除元件 点按键盘Del键，删除光标处元件；点按回退键，删除光标前面的元件。线段只能使用鼠标法或者热键法删除，而且应使要删除的竖线在光标左下角。（2）修改元件 鼠标左键双击某元件，弹出元件对话框，如图2-3所示。选择元件、输入元件标号，可对该元件进行修改编辑。图 2-4 右键菜单（3）右键菜单 单击鼠标右键，弹出右键菜单如图2-4所示，可对光标处进行撤销、剪切、复制、粘贴、行插入、行删除等操作。 四、程序转换、保存与写入1. 程序转换 鼠标左键点击“转换程序”按钮，进行程序转换。此时如果编程区某部分显示为黄色，表示这部分编程有误，请查找原因予以解决。 2. 保存程序 左键点击“工程/保存”，选择存盘路径和文件名存盘。3. 程序调用 左键点击“工程/打开工程”，选择路径和文件名，调入原有程序。4. 程序写入 左键点击“PLC写入”，将程序写入模拟PLC主机，即可进行仿真试运行，并根据运行结果调试修改程序。 五、思考题1.PLC仿真编程界面，分为哪几个区域？2.在编程界面，怎样返回到软件首页？3.仿真界面的各个X、Y点，已经分别连接到何处？4.仿真现场的机器人、推杆和分拣器，是怎样的运行方式？5.仿真现场的光电开