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可编程序控制器实验指导书李克修 编写江南大学机械工程学院机电系二三年三月目录实验一 SM系列PLC编程软件操作练习3实验二 交通信号灯控制7实验三 冲头及搬运机械手的控制9实验四 传送带的自动控制10实验五 自动装卸线的控制11实验六 电梯控制程序12DirectSOFT编程软件基本操作指南14实验一 SM系列PLC编程软件操作练习一、 实验目的通过实验了解和熟悉SM系列PLC的外部结构和外部接线方法，熟练掌握DirectSOFT编程软件的使用方法。通过对一些简单程序的编写和运行，进一步熟悉SM系列PLC的指令系统和编程方法。二、 实验设备1、SM-24R可编程序控制器一台。2、Pentium级微型电子计算机一台。3、RS-232通讯电缆一根。4、开关量输入电路板（可模拟按钮、光电开关和行程开关等）一块。三、 实验内容1、硬件连接先将开关量输入电路板的输出线连接到PLC的输入端，所有开关均处于“OFF”状态；再将通讯电缆的一端连接PLC，另一端连接微机的COM1（或COM2）口，然后打开微机和PLC的电源。2、运行DirectSOFT编程软件方法见DirectSOFT基本操作指南。3、 编辑梯形图运用DirectSOFT编程软件绘制图一、图二的梯形图，并进行编辑修改和编译调试。4、 运行PLC进入PLC的运行状态，根据图一、图二的原理操作开关量输入电路板上的开关，观察输出指示灯的状态。6、查看指令程序。四、预习要求仔细阅读实验指导书和DirectSOFT基本操作指南，复习教材中的有关部分的内容。五、 实验报告要求画出输入、输出信号的状态关系表，写出梯形图的指令程序。六、 开关输入电路板与PLC输入端的接线表SA1SA2SA3SA4SA5SA6SA7SA8SB1SB2SB3SB4SB5SB6I0I1I2I3I4I5I6I7I10I11I12I13I14I15七、 梯形图及编制要求1、 闪烁电路本电路为定时器的练习。改变T0、T1的设定值，可以改变Q0的输出宽度和频率。图一 2、 彩灯控制本电路为移位寄存器的练习。由M200M207组成8位环行移位寄存器，M200M207通过Q2Q11控制8路彩灯。外接开关I1I7给移位寄存器中的各位置初值，以选择不同的彩灯花样。T0与常闭触点串联组成一个时钟脉冲发生器，周期为设定值。由于PLC的移位寄存器只能右移，所以采用外接开关I0和跳步指令改变M200M207和Q2Q11的连接关系，则可以控制彩灯的移动方向。梯形图见图二。 图二 实验二 交通信号灯控制一、 实验目的根据控制要求，掌握PLC的编程方法和调试方法，使学生了解用PLC解决一个实际问题的全过程，并掌握PLC定时器、计数器的使用方法。二、 实验设备同实验一。三、 控制要求信号灯受一个启动开关控制。当启动开关接通时，信号灯系统开始工作；当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭。具体指标是：南北绿灯和东西绿灯不能同时亮，否则应同时关闭信号系统并立即报警。南北红灯亮并维持25S。在南北红灯亮的同时，东西绿灯也亮，并维持20S。到20S时，东西绿灯闪亮，闪亮3S后熄灭，在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2S。到2S时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮。与此同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。东西红灯维持30S。南北绿灯亮维持25S，然后闪亮3S再熄灭。同时南北黄灯亮，维持2S后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。周而复始。根据控制要求，画出的信号灯状态波形图见图三。图三四、 输入输出接线图四是PLC交通信号灯I/O端子连接图。I10NL220V0VSB1Q2Q10Q7Q6COMQ5Q4Q3图四五、控制程序交通灯控制梯形图程序可有多种，学生根据控制要求和I/O端子可自行编制。六、实验报告1、画出经过调试运行后的梯形图，并加上必要的注释。2、写出指令表程序。实验三 冲头及搬运机械手的控制一、实验目的 根据控制要求，编制一个PLC在工业生产中进行顺序控制的应用实例，学习掌握PLC顺序控制程序的设计方法。二、实验设备同实验一。三、控制要求冲头及搬运机械手的运动示意图如图六所示。其操作是机械手在左边（初始位置）将工件夹紧，从左边搬到右边工作台，冲头下行后上行，机械手左行，机械手松开，返还初始状态。机械手通常位于原点。图五中，1ST为机械手左限位开关，2ST为机械手右限位开关，3ST为冲头下限位开关，4ST为冲头上限位开关。各限位开关提供的信号是相应步之间的转换条件。用外接按钮开关模拟各限位开关提供的信号。 4ST夹紧 右行 2ST 下行上行 3ST 机械手 松开1ST 左行 图五 冲头与搬运机械手运动示意图四、实验要求1、画出控制系统的顺序功能图。2、画出PLC与外接元件接线图。3、设计梯形图并调试运行。实验四 传送带的自动控制一、实验目的通过传送带的自动控制，熟悉和掌握在自动生产流水线中PLC控制程序的设计方法。二、实验设备 同实验一。三、控制要求图六所示为由三段组成的金属板传送带，电动机1、2、3分别用于驱动三段传送带，传感器（接近开关）1、2、3用来检测金属板的位置。图六当金属板正在传送带上传送时，其位置由一个接近开关检测，接近开关安放在两段传送带相邻的地方，一旦金属板进入接近开关的检测范围时，定时器开始计时，在达到整定时间时，上一个传送带电动机便停止运行。即只有载有金属板的传送带在运行，而未载有金属板的传送带则停止运行。这样就可以节省能源。试用PLC实现上述要求的自动控制。提示：可用拨键开关模拟传感器信号。四、实验要求1、画出控制系统的顺序功能图。2、画出PLC与外接元件接线图。3、设计梯形图并调试运行。实验五 自动装卸线的控制一、实验目的设计一条用PLC控制的自动装卸线。学习掌握PLC在自动化设备中的应用方法。二、实验设备 同实验一。三、控制要求自动线结构示意图如图七所示。电动机M1驱动装料机加料，电动机M2驱动料车升降，电动机M3驱动卸料机卸料。图七装卸线的操作过程是：1、 料车在原位，显示原位状态，按启动按钮，自动线开始工作；2、 加料定时5S，加料结束；3、 延时1S，料车上升；4、 上升到位，自动停止移动；5、 延时1S，料车自动卸料；6、 卸料10S，料车复位并下降；7、 下降到原位，料车自动停止移动。要求：能实现单周期装卸及连续循环操作。提示：可用拨键开关模拟传感器（限位开关）信号。四、实验要求1、画出控制系统的顺序功能图。2、画出PLC与外接元件接线图。3、设计梯形图并调试运行。实验六 电梯控制程序一、实验目的以三层楼电梯采用轿厢外按钮方式为例，学习采用PLC实现电梯自动控制的基本方法。进一步熟悉PLC的I/O连接；熟悉三层楼电梯采用轿厢外按钮控制的编程方法。二、实验设备同实验一。三、实验内容和步骤（一） 熟悉采用轿厢外按钮控制的电梯工作原理及控制要求电梯由安装在各楼层厅门口的呼叫按钮进行操纵，其操纵内容为呼叫电梯、运行方向和停靠楼层。图八是三层楼工作示意图。电梯上、下由一台电动机驱动；电动机正转，驱动电梯上升；电动机反转，驱动电梯下降。每层楼设有呼叫按钮SB1SB3，呼叫指示灯HL1HL3（可用PLC中的输入指示灯代替）和到位行程开关SQ1SQ3(用SA1-SA3代替)。图八电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向呼叫均无效。响应呼叫时，呼叫指示灯亮。三层电梯轿厢外按钮控制的动作要求如表一所示。（二）PLC I/O与电梯设备对应编号PLC I/O与电梯设备对应关系如表二。（三）PLC接线按钮SB1SB3、行程开关SQ1SQ3分别和PLC的I10I12与I0I2连接好；输出端可不接输出设备，而用输出指示灯的状态来模拟输出设备的状态。（四）编制梯形图根据以上要求编制梯形图。表一 三层电梯轿厢外按钮控制的动作要求序号输入输出原停楼层呼叫楼层运动方向结果113升上升到3层停223升上升到3层停333停呼叫无效412升上升到2层停522停呼叫无效632降下降到2层停711停呼叫无效821降下降到1层停931降下降到1层停1012、3升先升到2层暂停2S后，再升到3层停112先1后3降下降到1层停122先3后1升上升到3层停1331、2降先降到2层暂停2S后，再到1层停14任意任意任意各楼层间运行时间小于10S表二 PLC I/O与电梯设备对应关系如表二电梯输入设备PLC输入编号电梯输出设备PLC输出编号SB1I10HL1Q2SB2I11HL2Q3SB3I12HL3Q4SQ1I0KM1Q10SQ2I1KM2Q11SQ3I2KM1、KM2为上升、下降用接触器（五）运行程序例如接通SQ1即I0接通，表示电梯原停楼层为1，按一下SB3，即I12接通一下，表示呼叫楼层3，则Q2接通，表示3层呼叫指示灯亮；Q10接通，表示电梯上升。断开SQ1，即I0断开，表示电梯已离开1层。接通SQ3即I2接通，表示电梯已达到3层，则Q2断开，表示3层呼叫指示灯熄灭，同时Q10断开，表示电梯上升停止。仿照上述方法，顺序调试其它的动作。四、实验报告1、 根据梯形图控制原理分析，给每个逻辑行的功能加上注释。2、 按照调试的顺序列表说明运行的结果（写出输出的状态）。DirectSOFT基本操作指南说明：本指南用于掌握DirectSOFT编程软件的基本操作方法，如需学习和掌握其他操作功能可用Word 打开DirectSOFT目录下的Book.doc文件查看。DirectSOFT编程软件操作流程图。启动DirectSOFT建立工程文件编辑梯形图输入元件代号画连线开始编辑Ctrl + E编译梯形图F8调试运行通过吗？将程序存入PLC调试运行结束一、 运行DirectSOFT软件在Windows98任务栏中单击“开始”“程序”“DirectSOFT”“DirectSOFT 2.3”，或双击图标进入DirectSOFT的桌面窗口，见图一。图一 DirectSOFT启动菜单DirectSOFT桌面窗口有四个选项：Applets（建立工程）、 Utilities（浏览版本）、 Documents （工程文档）和Links（连接）。1、Documents （工程文档）选择工程文档，可直接双击Documents （工程文档）下面的工程文件，或双击“open Documents ”则显示对话框，选择已有的工程文件。2、连接设置新的连接和显示已有的连接，若手动设置新的连接，则进入设置对话框，见图三。图二 连接设置对话框一般在使用时，计算机的串行口与PLC已用通讯电缆相连接，当进入DirectSOFT时软件会自动进行连接和通讯设置。3、版本浏览器浏览关于DirectSOFT的有关信息。 4、建立工程双击Applets中的DSP2新建工程，首先在New Project中输入新的工程名，然后在Family中选择PLC的厂家产品系列和型号，见图三。图三对于光洋的SM-24R型PLC来说选Koyo Kostac S-Series中的SZ-3或SZ-4，按“确定”进入梯形图编辑界面，见图四。图四 梯形图编辑界面二、梯形图的编辑1、启用编辑模式在菜单栏中选择“Edit”“Edit Mode”，这时界面上显示“梯形图编辑工具板”，见图五。图五 编辑模式及工具板梯形图编辑工具板：梯形图编辑工具板如前面图示，具有以下按钮：热键F2，建立或编辑一个常开触点。热键F3（或/），建立或编辑一个常闭(NOT)触点。热键CTRL + F2, 建立或编辑一个常开直接输入触点。热键CTRL + F3, 建立或编辑一个常闭(NOT)直接输入触点。热键=，建立或编辑一个比较等于触点。热键！，建立或编辑一个比较不等于触点。热键，建立或编辑一个比较大于或等于常开触点。热键，建立或编辑一个比较小于（不大于等于）常开触点。热键F4，建立或编辑触点。热键F5，建立或编辑线圈。热键F7，建立或编辑BOX类指令。热键F9，功能存储器注释等的编辑。热键CTRL + W，画到输出位置的线。热键CTRL + Shift + W，画到级指令的线。2、键盘编辑梯形图的方法：1）触点的编辑（1）在触点黑色光标中（图六）键入I2、M3、Q4、SP0等触点代号，进入助记符编辑器（图七）。（2）在助记符编辑器中用“/ ”键切换常开或常闭触点。（3）按Enter键确认，按Esc键取消。图六 开始编辑图七 使用助记符编辑器进行编辑2） 输出元件的编辑（1） 在输出位置黑色光标中键入相关的助记符时（如OUT、TMR、CNT、SR、MLS、MLR、PD等），同时会进入助记符选择器（图八、图十一）。（2） 按Enter键确认，又进入助记符编辑器（图九、图十二），再键入相关元件的代号和K值（如M0、Q2、T1和K5、C0和K188等）。（3） 按Enter键确认（图十、图十三），按Esc键取消，按Tab键切换输入框。图八 助记符选择器图九 助记符编辑器 图十 使用助记符编辑器进行编辑好的线圈图十一 定时器的编辑之一图十二 定时器的编辑之二 3） 结束程序（1）在输出位置黑色光标中键入End 结束指令，按Enter键确认。（2）再按Enter键确认。 4）将程序从计算机内存写入磁盘。“File”“Write Program” “to Disk”工具条按钮：热键：SHIFT + F125）将程序从计算机内存写入PLC（必须与PLC通讯成功后进行）“File”“Write Program”“ to PLC”工具条按钮：热键：SHIFT + F9图十三 编辑好的定时器3、画连线向右画线热键：CTRL + Right向左画线热键：CTRL + Left向上画线热键：CTRL + Up向下画线热键：CTRL + Down4、删除删除右列热键：CTRL + SHIFT + Right删除当前光标所在位置的助记符或连接，光标右移。删除左列热键：CTRL + SHIFT + Left光标左移，然后删除新光标所在位置的助记符或连接。删除上列热键：CTRL + SHIFT + Up删除垂直连接，光标移到前行。删除下列热键：CTRL + SHIFT + Down删除垂直连接，光标移到下行。删除回路（块）热键：DELETE如果选择了回路（块），这个功能可以从程序里删除选择的回路块。如果没有选择回路（块），这个功能将从回路里删除光标位置的指令（例如，触点，线圈，块指令。）。5、插入回路/行/列：热键：INSERT图十四插入回路（Rung）用插入回路功能，在当前光标所在回路的前(Before)或后(After)面都可以插入更多的空行回路。插入行 (Row)用插入行功能，在当前回路中，当前光标所在行的前或后面都可以插入更多的空行。插入行功能可以建立梯形图的并行分支，或增加输出回路。垂直连接可以使新插入的行并联起来。插入列 (Column)用插入列功能，在当前回路中，当前光标所在列的前或后面都可以插入更多的空列。例如在原回路的某个触点前插入新的触点。水平连接可以使新插入的列和原来的回路串联起来。如果需要插入1个以上的回路，行或列，在“How Many？（多少个？）”框里输入数量。另：在当前光标所在行的前面插入新行，也可以将光标移到该行的开始处（靠近电源母线），并按ENTER键。另：在当前光标所在行的后面插入新行，也可以将光标移到该行的除靠近电源母线的列以外的任意位置，并按ENTER键。或者直接按CTRL + ENTER。 取消插入操作并退出。 执行插入操作并退出。6、梯形图编译（1）选择菜单“Edit”“Accept” (F8)（2）同时生成指令表程序，在菜单“View” “Mnemonic View”中查看。7、语句视图（Mnemonic View）打开菜单“View”“Mnemonic View”，以指令助记符的形式显示程序视图，见图十五。图十五三、PLC的连接与运行1、连接设置选择菜单“PLC”“Connect”进入Select对话框，按Select （选择）按钮在Online/Offline对话框中“选择“Use Disk”按钮，即使用磁盘上的程序。注意：绝对不能选择“Use PLC”按钮，否则被PLC中程序覆盖而不能恢复。 2、将程序写入PLC选择菜单“File” “Write Program”“to PLC”，或按Shift + F9”, 将程序写入PLC。3、PLC的工作模式选择选择菜单“PLC”“PLC Modes”，进入对话框，工作模式有3个选项：运行（Run）编辑程序（Program）测试（Test）选择Run时，PLC进入运行状态，Program在编程状态。4、运行调试根据实验要求和实验方法进行操作与调试，若需要修改程序将PLC的工作模式设定为编辑程序（Program），进入梯形图编辑器进行修改，然后再执行上面2、3、项运行程序，直至程序正确为止。四、操作实例以实验一的闪烁电路为例说明操作步骤：1、在黑框中键入IO，按Enter键。2、在黑框中键入T1，用“/”键选择常闭触点，按Enter键。3、在输出位置键入TMR，按Enter键。4、键入T0，用Tab键切换输入框，再键入K20，按Enter键。5、黑框光标移到第二行起点，键入T0，按Enter键。在输出位置键入TMR，按Enter键。再键入T1和K30，按Enter键。6、黑框在T1的位置上，按Ctrl + 键，向下画线。7、键入OUT，按Enter键，再键入Q0，按Enter键。8、在第三行的输出位置键入END，按Enter键，再按Enter键。9、编辑好的梯形图如下所视：10、按F8进行编译。11、将程序写入磁盘（保存）。12、将程序写入PLC进行调试和运行，如有问题重新按Ctrl + E 键进行编辑和修改。 具体操作见 三、PLC的连接与运行的相关内容。五、常用PLC的指令对照表型号名称F1系列SM系列SR系列取LD（X、Y、M、T、C、S）LD（I、Q、M、T、C、S）ST