PLC实验指导书[1].docVIP

可编程控制器原理及应用实验指导书 朱永红 李蔓华 汪用瑜 编写 景德镇陶瓷学院 2004年9月修订 i 前 言 可编程控制器（PLC）是以计算机为核心的通用自动控制装置，它的功能强，可靠性及高，编程简单，使用方便，自从PLC研制出来以后在工业生产中得到广泛应用，被誉为当代工业自动化的三大支柱之一。因此学会使用PLC并将之应用于工业控制中是必修的教学环节。本实验指导书的目的在于培养学生学会使用PLC，熟悉并掌握PLC简单的编程技巧，学会用PLC构造简单的控制系统。通过实验进一步使得学生理解理论学习的内容，熟悉PLC的工作原理和应用方法，以便为将来的课程设计以及工作打下基础。本实验指导书的适用专业为自动化、机械设计及其自动化、应用电子以及计算机应用等专业。作者以后将根据学院专业的需要对本实验指导书的内容进行适当的修订。 由于作者水平有限，错误和不当之处在所难免，恳请广大读者批评指正。 作者 2003年12月于景德镇陶瓷学院 目 录基本操作说明1实验一 FX系列编程器的键盘操作练习4实验二 抢答显示系统的编程.7实验三 定时器、计数器及电机控制.9实验四 十字路口交通灯控制.11 实验五 两组信号灯轮流闪烁.13 实验六 跳转分支和数据处理.15实验七 子程序调用指令、主控触点指令的应用.17实验八 三层电梯PLC程序设计.19 ii基本操作说明一、打开PLC上部连接HPP(Handy Programming Panel，手持式编程器)用的插座盖板，用HPP带的电缆连接HPP和PLC。FX系列PLC上有两方式开关RUN和STOP，开关拔向RUN，PC程序运行，不能通过编程器向PC送任何指令或程序。开关拔向STOP，PC程序停止，可以通过编程器向PC送指令程序。二、 PLC上有四个指示灯指示CPU模块工作状态POWER1、POWER（电源）灯供电正常时，此灯亮。RUN2、RUN（运行） 灯PC运行程序时，此灯亮。BATTV3、BATTV（电池）灯当锂电池电压不正常，此灯亮，需 在 三天内更换。4、PROG和CPU灯当程序有错时，此灯一亮一暗变化 当CPU发生故障时，此灯一直亮。三、 FX系列编程器面板图RD/WRINS/DELMNT/TESTOTHERCLEARLDXANDMORZ/VFNDK/HHELPLDIYANISORITP/ISPOUTCANBDORBEENDFSTEPSET8PLS9MCASTLBPST4PLF5MCR6RET7NOP0MPS1MRD2MPP3GOR：Read 读出键SP：空格键W：Write写入键STEP：步序键I：Insert插入键D：Delete删除键（删除内存）M：Monitor监控键T：Test测试键OTHER：其它功能键CLEAR：清屏键（清除屏幕内容） ：上翻键 ：下翻键其它键课本已有说明，这里不再说明。四、PLC基本操作说明1.把编程器与PC连接好后，打开电源，PC的方式开关RUN/STOP应拔向STOP。2.当编程器屏幕上显示出SELECT FUNCTION时，按RD/WR，屏幕左上角出现提示符W，这时可通过编程器向PC输入程序，在输入程序时，不需输入程序序号，只需直接输入指令程序即可，编程器屏幕上会有自动显示序号，如输入“1 LD X0”,只要按键LDX0GO即可（注意PC的方式开关应拔向STOP，否则，屏幕显示PC RUNNING,这时可用CLEAR键清除）。当选择某一个功能键后，屏幕左上角会出现此能键英文字母作为提示符。3.当需编程器读出43句程序时，按STEP43GO键。4.插入某一语句操作。假设在第10句前插入 OUT Y1，先让编程器显示第10句内容，当光标对准第10句时，选择功能键Insert, 屏幕在左上角出现提示符I，按键OUTY1GO，便把OUT Y1这一语句插入第10句之前了。5.删除某一语句操作。假设是第5句，先让编程器屏幕显示第5句内容，当光标对准第5 句后，选择功能键DELETE，屏幕上方显示D，接着按GO键，这一语句内容便从内存中删除了。（按CLEAR键不行，CLEAR键只是清除屏幕内容，不删除内存中的内容）。6.删除一段程序操作。操作步骤为：INSDELSTEP步序号1SPSTEP步序号2GO；例：要删除程序中1020语句。INSDELSTEP10SPSTEP20GO，1020句内容从PLC RAM中删除了。7.要写入一个新程序，必须把PC RAM中原有的程序删除，按RDWRNOPAGOGO这时屏幕出现对话框：ALL CLEAR？ OKGO NOCLR再按一次GO键，删除所有程序，按CLR键，则保留所有程序。8.要删除程序中所有的NOP语句。按INSDELNOPGO9.MNT（监控）键的使用：a：监控某一元件：MNTSP元件元件号GO/允许使用10元件有X、Y、M、S、D、Z、V、T、C。其中T、C存在32位的问题，如果T、C是32位，操作改为：MNTSPD元件号1元件号2GO 例：MNTSPYOGO；MNTSPD2GO（）；MNTSPDD19GO（） （32位）b：先监控TO然后是C1的操作为：MNTSPTOGOC1GOc：监控某一步的操作为：MNTSTEP步序号GOd：监控活动状态的操作为：MNTSTLGO10.TEST（测试）键的使用a：用TEST键改变Y元件ON/OFF的状态。操作为：（Y元件被监控）TESTSET；这时Y元件被置1，如再按RST键，Y元件被复位b：改变T或C元件设置的参数。例：把DO的设置参数从K100改为K10。操作为：DO元件被监控 TESTSPK10GO（注意光标对准K100时再操作）。11.RD键的使用：a：读某一步序号开始的所有语句。操作为：RDSTEP步序号GO b：读某程序中所所有的某一语句操作为：RD指令元件元件号GO 例：RDPLSM104GO（GO）c：读程序中的某一个元件操作为：RDSP元件元件号GO例：RDSPY3GO 12.MC与MCR主控键的使用：在写状态下（屏幕左上角出现提示符W），按MC（主控级数）SP（主控元件）GO；MCR（主控级数）GO。注意：在主控级数输入时，不要按N，N会自动出现，直接按数字便可。例：输入MC N1。操作为：MC1GO13.T、C元件在输出时，后面一定要跟设定参数，作为一条指令。要输入如下指令OUTT0 K10，在WR状态下，按OUTTOSPK1OGO即可。如果在OUTTO后按了GO键，编程器会“嘀嘀”响不接受信息，这时应让光标对准OUT TO，按CLR键清屏，重新输入语句。14.功能指令的输入。在输入功能指令时，按FNC键后再输入功能指令号。不要像输入基本指令那样，使用元件符号键。例如，输入 MOV DO D2，先按RD/WR键使为W状态，然后按FNC12PSPDOSPD2GO即可。15. 通过编程器将程序输入PLC完毕后，按RD/WR键，当屏幕左上角显示提示符R后，把方式开关拔向RUN，程序运行。实验一 FX系列PLC编程器的键盘操作练习一、实验目的1. 通过实验了解和熟悉FX系列 PLC的外部结构和外部接线方法。2. 了解和熟悉FX系列PLC编程器的使用方法。3. 通过对一些简单程序写入和模拟运行，进一步熟悉FX系列PLC指令系统，了解写入和编辑程序的方法。二、实验设备1. FX系列 PLC一台。2. FX系列 PLC编程器一只。3. 开关量输入电路板一块或连接导线一套。三、实验内容1. 程序的写入、检查和修改将编程器插到PLC上, 并按图1.1接线, 把PLC上的RUN/STOP开关拨向STOP, 接通PLC的电源, 等待PLC自检, 自检完毕后显示屏上会出现SELECT FUNCTION字幕, 表明可对PLC进行操作了。按RD/WR键, 编程器左上角显示W，表明已进入写入状态，然后按NOPAGO这时屏幕出现对话框：ALL CLEAR？ OKGO NOCLR, 再按一次GO键，删除所有指令程序。将图1.2(a)对应的指令表输入PLC, 写入后从第0步开始检查程序, 如果发现错误, 将错误的指令进行修改, 如输入一条指令时发现输入错误，用CLEAR指令清除当前错误的输入。 图1.1 图1.2 2. 模拟运行程序 写入的程序经检查无误后，把RUN/STOP开关拨向RUN，用户程序开始运行。如果这时发现PROG-E灯闪烁，表明程序仍有问题，应停止运行进行程序检查。按照表1.1顺序操作与X0-X2相对应的输入开关，通过PLC上的输出灯LED观察Y0和Y1的状态，并将结果填入表中，表中 表示开关接通后马上断开，“0”和“1”分别表示开关断开和接通。3. 指令的搜索、删除、插入和修改将PLC上的RUN/STOP开关拨向STOP，然后将图1.2(a)对应的指令程序改为图1.2(b)X0X1X2Y0Y10000100000 表1.1对应的指令程序，按照下列步骤进行操作。(1) 删除指令AND X2和OUT Y1。(2) 在ANI X1之前插入ANI X3。(3) 将OR Y0改为OR Y1，OUT Y0 改为OUT Y1，在操作时用键搜索有关的指令。完成以上操作后，检查修改后的程序是否与图1.2(b)一致。如果发现错误，改正错误后运行程序。检查程序能否完成修改后的梯形图要求功能。检查的步骤由实验者拟定。4. 清除已写入的程序，然后写入图1.3对应的指令表程序，检查无误后运行该程序。(1) 接通X0，监视M1的状态。(2) 接通X1，监视T0的当前值以及触点的变化情况。(3) 首先接通X2对应的开关，使C0清零；再用X3对应的开关给C0提供计数脉冲5次，监视计数器C0的当前值以及触点的变化情况；最后重新接通X2对应的开关。记录以上各步观察的现象。 (5) 一次性清除所有的指令，关PLC 图1.3电源，把接线卸掉，实验完毕。 四、预习要求 仔细阅读实验指导书基本操作说明，复习教材中相关的内容，写出各梯形图对应的指令表程序。五、实验报告要求写出梯形图对应的指令表程序和操作步骤以及整理出模拟运行各程序及监视操作观察到的各种现象，并写出实验小结。实验二 抢答显示系统的编程一、实验目的1. 进一步熟悉FX系列PLC指令。2. 设计用互锁和自锁电路为基础构成各输出电路的简单程序。3. 进一步掌握编程器的使用方法和调试程序方法。二、实验设备1. FX系列 PLC一台。2. FX系列 PLC编程器一只。3. 开关量输入电路板一块或连接导线一套。三、实验内容1. 抢答显示系统(1) 控制要求(A) 三组竞者赛，第一组为2个儿童，桌上有2个按钮，PB11和PB12,灯L1。第二组为1个中学生，桌上有1个按钮PB21和灯L2。第三组为教师组，桌上有2个按钮PB31和PB32，灯L3。(B) 竞赛者要回答主持人所提问题时，需抢先按下桌上的按钮，L灯亮。批示灯亮后, 需得到主持人按下复位健PB4后才熄灭。为了给参赛儿童一些优待, PB11和PB12中任一个按下时, 灯L1亮, 为了对教师组做一定的限制, L3只有在PB31和PB32都按下时才亮。(2) I/O 分配表输入装置 元件号 输出装置 元件号按钮PB11 X0 灯L1 Y1按钮PB12 X1 灯L2 Y2按钮PB2 X2 灯L3 Y3 按钮PB31 X3按钮PB32 X4按钮PB4 X5(3) 梯形图如图2.1 2. 简单的抢答显示程序的设计参加智力竞赛的A、B、C三人的桌上各有一只抢答按纽，分别为PB1、PB2、PB3, 用3盏灯显示他们的抢答信号。当主持人接通抢答允许开关SW后抢答开始，最先按下按钮的抢答者对应的灯亮，与此同时，应禁止另外两个抢答者的灯亮，指示灯在主持人断开开关SW后熄灭。主持人接通开关SW后，在10s内如果参赛者按下按钮，电磁开关接通，使彩球摇动；SW断开后停止摇动。与输入输出装置对应的元件号如图2.1右边。输入输出装置 元件号按钮PB1 X1按钮PB2 X2按钮PB3 X3开关SW X4灯L1 Y1灯L2 Y2灯L3 Y3电磁开关 Y4图2.1按要求画出梯形图，并写出对应的程序，将程序输入计算机进行调试。四、预习要求 认真阅读实验指导书, 编写出梯形图对应的指令表程序， 按要求设计第2个抢答显示系统。五、实验报告要求按实验要求对梯形图编程和设计程序,运行并调试PLC程序使之满足设计要求, 观察输出变化。写出实验内容、实验步骤以及实验小结，并回答思考题中的问题。六、思考题1. 图2.1中常闭触点X5、Y1、Y2和Y3的作用分别是什么？2. 图2.1中常开触点Y1、Y2和Y3的作用又是什么？实验三 定时器、计数器及电机控制一、实验目的1. 掌握定时器和计数器的使用方法。2. 进一步熟悉自锁和互锁的概念。3. 掌握电机PLC简单的正反转控制方法。二、实验设备1. FX系列 PLC一台。2. FX系列 PLC编程器一只。3. 开关量输入电路板一块或连接导线一套。三、实验内容把PC控制器输入端X1X3输入端接上导线,需要哪个端信号, 把这个端信号的导线搭接输入COM端。或者, 如有开关量输入电路板, 可将按钮的一端接PLC输入端, 另一端接COM。1. 定时器和计数器的使用(1) PLC输入X1接通时，PLC输出Y1指示灯连续亮暗变化5次，6秒后，计数器清零。(2) I/O 分配表输入装置 元件号 输出装置 元件号输入按钮PB1 X1 Y1指示灯 Y1(3) 梯形图图3.1 2. 模拟电动机正反转控制(1) 输入输出端子的分配PLC输入按钮PB1（X1）控制电机正转起动PLC输入按钮PB2（X2）控制电机反转起动PLC输入按钮PB3（X3）停止电机运行PLC输出1（Y1）Y1指示灯亮表示电机正转PLC输出2（Y2）Y2指示灯亮表示电机反转(2) 梯形图 图3.2四、预习要求 认真阅读实验指导书，分析给出的梯形图3.1中定时器和计数器工作时序关系，弄清梯形图3.2中控制的方法，并写出梯形图对应的指令表程序。五、实验报告要求写出实验内容和步骤，仔细观察实验现象，认真记录实验中发现的问题，错误、故障及解决方法，并回答思考题提出的问题。六、思考题1、 编写程序，二个定时器T0、T1的作用是什么？若把T0、T1、C0换成具有停电记忆功能的定时器及计数器应怎么换？2、梯形图中，Y0、Y1输出模拟控制电机正转、反转交流接触器线圈得电。它的触头 （Y1）, (Y2), (Y1), (Y2)的作用分别是什么? 实验四 十字路口交通灯控制一、实验目的1、 进一步熟悉PLC的指令系统，重点是定时器和计数器的应用。2、 熟悉时序控制程序的设计和调试方法。3、 掌握构建实际 PLC控制系统的能力。二、实验设备1. FX系列 PLC一台。2. FX系列 PLC编程器一只。3. 开关量输入电路板一块或连接导线一套。4. EL教学实验箱一个。三、实验内容1. 输入输出端子分配PLC输入X1：起动信号 PLC输入X2：停止信号PLC输出 Y1交通灯控制插孔1（前后方向绿灯）Y2交通灯控制插孔2（前后方向黄灯）Y3交通灯控制插孔3（前后方向红灯）Y4交通灯控制插孔4（左右方向红灯）Y5交通灯控制插孔5（左右方向黄灯）Y6交通灯控制插孔6（左右方向红灯）2. 十字路口前后、左右方向交通灯变化时序要求 1秒 3秒 红红 红绿 红黄1秒 1秒 黄红 绿红 红红 3秒 1秒3. 状态流程图见图4.14. 实验做完，程序顺序通过后，不要删除程序，经老师允许后，可以把PC控制器与EL教学实验箱相连，看演示效果。(1) 把PC控制器输入端X0，X1端接上导线。(2) 把PC控制器输入端24+与它的输出端COM1，COM2相连。(3) 把PC控制器输入端24+与EL教学实验箱最下部+24相连,PC控制器输入端COM与EL教学实验箱最下部GND相连。(4) 用导线把PC控制器输出端Y1Y6端分别连EL教学实验箱中红绿灯部分TL1TL6插孔。图4.1四、预习要求 认真对照红黄绿灯的亮灭要求与梯形图进行分析，根据分析画出时序图，写出梯形图对应的程序。五、实验报告要求 写出实验内容和步骤，并给出调试好的程序，画出时序图，仔细观察红绿黄灯变化的情况，看它们是否和控制要求一致，认真记录实验中发生的问题、错误、故障及解决方法。回答思考题提出问题，并写出实验小结。六、思考题1. 程序中若没有RET指令句会发生怎样的情况？2. 要使得交通灯循环工作，X0、X1应保持什么样的工作方式？3. 当X1常闭触点断开时，为什么有时可马上停止交通灯工作，而有时需要等待一段时间后才能使交通灯停止工作？实验五两组信号灯轮流闪烁一、实验目的1. 进一步熟悉状态转移图的编程方法。2. 熟悉分支与汇合的编程方法。二、实验设备1. FX系列 PLC一台。2. FX系列 PLC编程器一只。3. 开关量输入电路板一块或连接导线一套。三、实验内容1. PLC输入1X1PLC输出1Y1 PLC输出4Y4 PLC输入2X2PLC输出2Y2 PLC输出5Y5PLC输出3Y3 PLC输出6Y6利用分支汇合编程方法编程，使PLC输入1为“ON”时，Y1Y3 1S轮流输出，PLC输入2为“ON”时，Y4Y6 1S轮流输出。2. 状态转移图T1S32Y6T6K10S31Y5T5K10X1S30K10Y4T4Y5Y6X2T4T5T6S0M8002X2K10X1S20Y1T1S21Y2T2K10S22Y3T3K10T3T2 图5.1实验做完，程序顺利通过后，不要删除程序，经老师允许后，可以把PC控制器与EL教学实验箱相连，看演示，连线方式同实验四的第四部分。四、预习要求 认真复习课本上关于状态转移图以及分之与汇合的编程方法，按照状态转移图写出程序。五、实验报告要求写出实验内容和步骤，仔细观察实验现象，认真记录实验中发现的问题、错误、故障及解决方法，并回答思考题，写出实验小结。Y5Y6六、思考题1. 状态转移图中，如果没有Y5、Y6动断触头 , 程序将怎样运行，结果怎样？ 2. 不按照书上分支与汇合方法编程而按每条支路单独编程是否可行？请用这两种方法编程并检查是否可行。实验六 跳转分支和数据处理一、实验目的 1. 熟悉功能指令的编程器输入方法。1. 熟悉跳转分支指令的使用。2. 掌握传送指令以及比较指令应用。二、实验设备1. FX系列 PLC一台。2. FX系列 PLC编程器一只。3. 开关量输入电路板一块或连接导线一套。三、实验内容1. 跳转分支指令的使用PC输入X1通，Y1接通；PC输入X2通，则Y2接通。梯形图 图6.1程序： LD X2 FNC 0 LD X1 OUT Y1 SP P1 LD X2 OUT Y2 END2. 传送指令以及比较指令应用开机运行,D2赋值：K10；PLC输入X1接通，D1 赋值K0；PLC输入X2接通，D1 赋值K10；PLC输入X3接通，D1 赋值K20；(D1) (D2), M1=1；(D1) (D2),M2=1；(D1) (D2), M3=1. 由PLC输入X1X3，给D1赋值，（D1），（D2）比较结果由输出显示。梯形图 图6.2 当X1、X2、X3任意一个接通时，分别是哪个输出指示灯亮？观察输出结果,并分析得到结果的原因。四、预习要求 认真阅读实验指导书，写出梯形图对应的程序，分析程序的功能。五、实验报告要求写出实验内容和步骤，仔细观察实验现象，认真记录实验中发现的问题、错误、故障及解决方法，回答实验内容中提出的问题，并写出实验小结。实验七 子程序调用指令、主控触点指令的应用一、实验目的1. 掌握子程序调用指令的特点、功能以及应用。2. 熟悉主控指令的使用方法。3. 熟悉彩灯控制程序的编程方法。二 、实验设备1. FX系列 PLC一台。2. FX系列 PLC编程器一只。3.开关量输入电路板一块或连接导线一套。三 、实验内容1. 输入并运行图7.1所示指令程序,分析运行结果。 程序运行后Y0=ON吗？为什么？ 图7.1 图7.22输入并运行图7.2所示指令程序, 分析运行结果。 当X1和X3为ON时，观察Y0变化，画出Y0的波形，监视C0当前值以及触点变化情况，观察发生的现象并解释结果。3用子程序实现以下控制(1) 按照图7.3将指令程序输入PLC，检查无误后，开始运行程序。(2) 将 X0-X7任意一个输入端接公共端COM，或两端接COM，或三端接COM,然后将X10连接到公共端COM，观察各种情况输出灯变化，分析结果。(3) 将 X11连接到公共端COM, 观察输出灯变化和发生的现象，与第二步结果有什么不同，为什么?(4) 将M8000换成M8002重新运行程序会出现什么结果，为什么?(5) 将X10瞬时短接公共端与始终连接公共端分别运行程序有什么不同的现象，为什么?(6) 将X10常开与X11常闭串联以及将X10常闭与X11常开串联的原因何在? 请解释一下。(7) 请回答一下整个程序实现的功能。图7.1四、预习要求仔细阅读实验指导书，写出梯形图对应的程序，分析程序完成的任务。五、实验报告要求按照实验内容要求运行程序，观察现象，写出实验内容以及步骤，并分析回答实验内容中提出的问题，写出实验小结。实验八 三层电梯PLC控制程序设计 （综合设计性实验）一、实验目的1. 通过对三层电梯自动控制模型实验板的编程设计，学会电梯常用控制原则和方法。2. 熟练掌握PLC I/O接口应用方法和编程技巧。3. 掌握程序的调试步骤和方法。4. 培养构建实际PLC控制系统的能力。二、实验设备1. PLC编程一只，PLC一套。2. 电梯模型实验板一块。3. 连接导线一套。三、预习要求1.认真分析图1三层楼电梯示意图。电梯上、下由一台电机控制：正转（上升）、反转（下降）。每层设有呼叫开关PB1-PB3；呼叫指示灯L1-L3和到