OMRON-CP1H-PLC实验.doc

实验一 硬件的认识与CP-X软件的应用一、实验目的1、认识PLC实物，掌握PLC各部分硬件的作用。2、掌握PLC电源接线的方法。3、学会CP-X软件的应用。二、实验设备电脑一台，可编程控制控制器综合实验箱一台（在本书中简称为实验箱），AB接口的USB连线一条，电源线两条。实验箱介绍：如图1-1所示的实验箱是编者所在的学校自行研制的，它的核心部件是采用新型的OMRON CP1H PLC，输入电路有24点/1公共端、输出电路有16点/6公共端；其次是触摸屏，通过R232端口与PLC进行通讯，可作PLC的编程器用。实验箱下方提供了三组信号的输入方式：第一组是24个输入端的拨动开关，拨动开关向上，相应的端子有电信号输入，反之则相应的端子无信号输入；第二组是6个输入端的按钮开关，按钮按下，相应的端子有电信号输入，放开则断开；第三组是输入接线端子，这组可让学生根据实验的需要自己接线。实验箱的最上方是输出接线端子，可连接电气元件或负载。图1-1 PLC实验箱三、实验步骤1、在PLC实验箱没有通电的情况下，打开实验箱盖，根据图1-2和图1-3所示，在实验老师的指导来认识OMRON-CP1H PLC的基本组成；在了解硬件的过程中要注意各个标注的意义，如在上部端子左边有标注：IN和AC100-200V。图1-2 PLC正面图 图1-3 PLC侧面图2、 在认识PLC硬件的基础上学会PLC的外部接线方法。（1）上部端子的接线：明确哪两个端子是用来接外部交流电及其电压范围；明确PLC信号输入端子0CH1CH和COM所用的电源是24V的直流电源。（2）下部端子的接线：明确继电器输出型的端子的最大开关能力是多少；根据实验的需要，确定哪几个输出端子要共用一个公共端，公共端与输出端子间所接的电源有没有在开关能力的允许范围内。（3）认真观察PLC实验箱的电源接线，画出PLC实验箱的电源接线图。3、把实验箱的电源及各个输入端的拨动按钮置于“OFF”位，即向下，再用AB接口的USB连线把PLC与电脑连接起来，然后给PLC上电。4、启动CPX软件，设计一个简单的梯形图，然后“在线工作”，把程序下载到PLC中运行，并监视程序的运行状态。5、根据实验内容在CPX软件编程环境里进行编程，然后进行相关的操作。6、保存好的文件，做好各项实验记录。7、最后把实验箱的电源及各个输入端的拨动按钮置于“OFF”位，切断实验箱的电源，盖好实验箱的盖子。8、写实验报告。四、实验内容1、走廊灯两地控制程序（1）控制要求：楼下开关、楼上开关均能控制灯的亮灭。（2）I/O分配：输入：0.00楼下开关 输出：100.00灯0.01楼上开关（3）梯形程序图：图1-4 走廊灯两地控制（4）思考：分析以上的程序是如何实现走廊灯的两地控制。上机运行以上程序，把运行结果填入下表中。 0.000.01100.0000011011编程实现走廊灯的三地控制。1、将继电器控制系统改为PLC控制系统（1）控制要求：将图1-4的继电器控制系统改为PLC控制系统。（2）电路工作原理：该电路是一个顺序启动、顺序停车的电路。启动顺序：电机M1启动电机 M2启动停车顺序：电机M2停车电机 M1停车 电动机M1：启动：按下启动按钮SB2接触KM1线圈通电，其常开触点闭合电动机M1运行，同时KM1形成自锁，为接触器KM2线圈通电做好准备。停车：电动机M2没有启动或已停车，按下停止按钮SB1接触器KM1线圈断电，其常开触点断开电动机M1停止运行，同时KM1自锁解除。电动机M2：启动：电动机M1已经启动，按下启动按钮SB4接触KM2线圈通电，其常开触点闭合电动机M2运行，同时KM2形成自锁。停车：按下停止按钮SB3接触器KM2线圈断电，其常开触点断开电动机M2停止运行，同时KM2自锁解除。保护环节：电动机M1与M2均设有过载保护FR1、FR2，电动机M2过载，电动机M2停止运行,M1继续运行；电动机M1过载，两台电动机均停止运行。主电路上还设有短路保护。（3）I/O分配表：输 入输 出0.00M1启动按钮SB2100.00电动机M1运行0.01M1停车按钮SB1100.01电动机M2运行0.02M2启动按钮SB40.03M2停车按钮SB30.04M1过载保护FR10.05M2过载保护FR2（4）绘制出PLC控制电气原理图主电路：从电源到电动机的大电源电路，与继电器控制系统的电路相同。控制电路：由学生根据I/O分配表画出。（5）梯形程序图（图1-5）图1-5 电动机顺序控制（6）思考：分析以上的程序是如何实现电动机顺序控制。上机运行以上程序，看看是否符合控制要求。 如果所用的接触器KM1、KM2的控制端是380V输入的，则以上的PLC控制系统应该如何修改，请画出PLC控制电气原理图。(a)(b)图1-4 电动机顺序控制电路五、实验报告本次实验为学生的第一次PLC实验，要求学生在实验的过程中重点掌握PLC各部分硬件的作用、PLC的接线方法以及熟悉CXP的编程环境。本次实验报告的主要内容是：1、目的：本次实验主要达到的要求及目的。2、设备：本次实验的主要设备。3、具体步骤：如何对PLC硬件的认识；如何编写程序、下载程序、调试程序、观察结果、修改程序等。4、程序上机验证：写出运行后的结果，与自己分析的是否相符合，有没有达到控制要求。5、做思考题。6、心得体会：本次实验中遇到的问题、解决方法及收获。实验二 基本逻辑指令编程实验一、 实验目的1、 继续学习CP-X软件的应用。2、 掌握基本逻辑指令LD、LD NOT、AND、AND NOT、OR、OR NOT的使用方法。3、 学会用基本逻辑指令实现顺控系统的编程。二、实验设备电脑一台，实验箱一台，AB接口的USB连线一条，电源线两条。三、实验步骤1、 把实验箱的电源及各个输入端的拨动按钮置于“OFF”位，即向下，再用AB接口的USB连线把PLC与电脑连接起来，然后给PLC上电。2、启动CPX软件，新建工程，进入CPX软件编程环境。3、根据实验内容在CPX软件编程环境里进行编程，然后进行相关的操作。4、对程序进行编译、调试、修改。5、保存好的文件，做好各项实验记录。6、把实验箱的电源及各个输入端的拨动按钮置于“OFF”位，切断实验箱的电源，盖好实验箱的盖子。7、写实验报告。四、实验内容1、基本逻辑指令的练习（1）用笔把下面两个梯形图程序的助记符写在纸上。图2-1图2-2（2）把以上的两个梯形图分别在CP-X里编辑出来。在编辑时要注意如何插入一列、一行，如何插入一条等操作。同时要学会一些相关的设置，用鼠标点击菜单里的工具选项，弹出如下的设置窗口。图2-3 PLC程序设置选项卡（3）梯形图编辑完毕后，分别查看它们的助记符程序，对比看看你写的是否正确。查看助符的办法是用鼠标点击“查看”工具栏上的“查看记忆”即可，如下图所示。图2-4 PLC程序查看工具栏（4）把其中的一个梯形图下载PLC中，并运行监视程序的运行状态。（5）模拟在线工作，对比在线工作，看看它们有什么异同2、基本逻辑指令的应用（1）自锁（保持） 自锁梯形图程序如下图所示，输入点0.00为点动输入。请同学们先分析一下，然后运行该程序，观察自锁的作用。图2-5 自锁梯形图（2）互锁（优先） 互锁梯形图程序如下图所示，输入点0.00、0.01为点动输入。请同学们先分析一下，然后运行该程序，观察互锁的作用。图2-6 互锁梯形图（3）2-4译码器 2-4译码器梯形图程序如下图所示。请同学们运行该程序，观察它的功能。图2-7 2-4译码器梯形图3、将继电器控制系统改为PLC控制系统（1）控制要求：电动机能正/反转、停车；正/反转可任意切换；有自锁、互锁环节，见图2-7。（2）I/O分配表：输 入输 出0.00停车按钮SB1100.00电动机正转0.01正转启动按钮SB2100.01电动机反转0.02反转启动按钮SB30.03过载保护FR（3）PLC 电气原理图绘制 主电路：从电源到电动机的大电流电路，与继电器电路相同。 控制电路：由学生根据I/O分配表画出。（4）根据I/O分配表及控制要求编写PLC梯形图程序。图 2-7 三相电动机的正反转控制电路五、实验报告本次实验报告的主要内容是：1、 实验目的。2、 实验设备。3、 实验具体步骤。4、 实验程序上机验证、观察与调试。心得体会：本次实验中遇到的问题、解决方法及收获。实验三 定时器指令编程实验一、实验目的1、熟悉CP-X编程软件的使用方法。2、掌握定时器指令的使用方法。3、掌握定时器波形的画法和含义。4、学会用PLC改造典型继电器电路的方法。二、实验设备电脑一台，实验箱一台，AB接口的USB连线一条，电源线两条。三、实验步骤2、 把实验箱的电源及各个输入端的拨动按钮置于“OFF”位，即向下，再用AB接口的USB连线把PLC与电脑连接起来，然后给PLC上电。2、启动CPX软件，新建工程，进入CPX软件编程环境。3、根据实验内容在CPX软件编程环境里进行编程，然后进行相关的操作。4、程序运行调试并修改。5、保存好的文件，做好各项记录。6、把实验箱的电源及各个输入端的拨动按钮置于“OFF”位，切断实验箱的电源，盖好实验箱的盖子。7、写实验报告。四、实验内容1、 通电延时控制程序（1）控制要求：利用计时器指令编程实现输入/输出信号波形图3-1如下所示的程序。图3-1 通电延时时序图图3-2 通电延时梯形图 （2）参考程序如图3-2所示。（3）把程序下载到PLC中，然后选择“操作模式”为“监视”，运行程序，这时你可能会观察到计时器的当前值是以十六进制显示的，如图3-3椭圆圈内所示。如果要以十进制显示，则用鼠标点击菜单的视图监视数据类型十进制，如图3-4所示。再运行观察程序，你会发现计时器的当前值变为以十进制显示了，如图3-5椭圆圈内所示。 图3-3图3-4图3-5图3-6（4）查找地址如果程序很长，查找所要的地址将是一项繁重的工作，但我们可以用下面的方法来快速地找到所要找的地址。用鼠标右键点击梯形图编辑区域，系统弹出快捷菜单，如图3-6所示，然后用鼠标点击“查找位地址”项，这时系统弹出查找地址的对话框，如图3-7所示，输入要查找的地址，然后点击“查找下一个”按钮，如果所要查找的地址在程序中有存在，就可以找到，如图中双箭头线所示。图3-7（5）对计时器进行内存跟踪监视 对计时器进行内存跟踪监视操作方法是用有鼠标点击“工程工作区”的“内存”选项，如图3-8所示。 系统弹出“PLC内存”窗口。在窗口的最右边“数据工作区”内有显示出PLC的CPU型号（CP1H-XA）及各内存存储区域的名称。我们选择“定时器/计数器工作区（T）”，如图3-9椭圆所圈的，然后再用鼠标右键单击已打开的“定时器/计数器工作区（T）”内存区域窗口，系统弹出快捷菜单，点击快捷菜单的在线监视，如图3-9打勾的所示。运行PLC程序，认真观察“定时器/计数器工作区（T）”内存区域窗口里数据的变化，这里你会发现T0的第一格的数据在变化，跟PLC程序里的T0的当前值是一致的，当T0的当前值为0时，则其状态由“off”变为“on”，如图3-10所示。图3-9 图3-102、断电延时控制程序（1） 控制要求：利用计时器指令编程实现输入/输出信号波形图3-11如下所示的程序。图3-11 断电延时时序图（2）参考程序如图3-12所示。图3-12 断电延时梯形图（3）分析以上程序是如何实现断电延时的，然后上机运行程序，认真观察。3、2秒方波发生器控制程序（1）控制要求：利用计时器指令编程实现输入/输出信号波形图3-13如下所示的程序。图3-13 2秒方时序图（2）上机编写程序，写出程序的梯形图。4、PLC改造双速交流异步电动机自动变速控制电路（1）控制要求：将图3-14继电器双速交流异步电动机自动变速控制电路的控制电路改为PLC控制系统。（2）电路控制原理分析：该控制电路是通过控制电动机的绕组来改变电动机的运转速度。当按下启动按钮SB2时，接触器KM1吸合，同时其常开触点闭合，三相异步电动机定子绕组接成三角形运转，此时启动按钮SB3因KM1和KM2及KM3互锁而无效，只有在停止按钮SB1按下后才有效。另一种启动方式是启动按钮SB3按下后（前提是KM1不得电），中间继电器KA得电，同时自锁，对应的定时器触点KT瞬时导通，所以KM1闭合，因而构成三角形运转，同时定时器开始定时；定时时间到（整定时间就是定时时间4秒），定时器的常闭触点动作，KM1被断开，同时定时器的常开触点同时动作，接触器KM2和KM3相继闭合，电动机构成双星型运转，KM2常闭触点动作，中间继电器KA失电，定时器复位；所以按钮SB3实现了异步电动机从低速相高速的过渡。电机热保护继电器为FR，当电动机过载时，KM1 KM3失电，电动机停车。（3）参考实验一、实验二相关的实验，列出I/O分配表。（4）画出PLC的外部输入输出电路。（5）设计控制电路的梯形图程序。图3-14图3-14继电器双速交流异步电动机自动变速控制电路的主电路和控制电路五、实验报告本次实验报告的内容主要是：1、实验目的。2、实验设备。4、实验具体步骤。5、实验程序上机验证：写出运行后得到的结果，并分析与预习中的结果是否相同。6、心得体会：本次实验中遇到的问题、解决方法及收获。实验四 计数器指令编程实验一、实验目的1、掌握计数器指令的使用方法。2、掌握计数器波形的画法和含义。3、学会定时器、计数器的综合应用。二、实验设备电脑一台，实验箱一台，AB接口的USB连线一条，电源线两条。三、实验步骤3、 把实验箱的电源及各个输入端的拨动按钮置于“OFF”位，即向下，再用AB接口的USB连线把PLC与电脑连接起来，然后给PLC上电。2、启动CPX软件，新建工程，进入CPX软件编程环境。3、根据实验内容在CPX软件编程环境里进行编程，然后进行相关的操作。4、程序运行调试并修改。5、保存好的文件，做好各项记录。图4-1 CNT指令验证梯形图6、把实验箱的电源及各个输入端的拨动按钮置于“OFF”位，切断实验箱的电源，盖好实验箱的盖子。7、写实验报告。四、实验内容1、CNT指令的验证把图4-1梯形图程序录入到CP-X编辑器中，然后下载到PLC中运行，观察计数器当前值是如何变化的、输出100.00是什么时候被置图4-2为“on”的、计数器如何被复位等。4、 运行图4-2梯形图程序，与图4-1梯形图程序进行比较，找出它们的异同。 3、 CNTR指令的验证运行图4-2梯形图程序，认真观察，回答下面几个问题：（1）可逆计数器对0.00(加法计数）进行脉冲计数时，它的当前值是如何变化的？100.00在什么情况下被置为“on”?（2）可逆计数器对0.01(减法计数）进行脉冲计数时，它的当前值（图4-2椭圆所圈的）是如何变化的？100.00在什么情况下被置为“on”?（3）当0.01为“on”时，可逆计数器能否对0.00进行加法计数?（4）100.00在什么情况下由“on”变为“off”。图4-3 CNTR指令验证梯形图图4-4 长时间控制梯形图4、长时间控制程序（1） 控制要求：按下启动按钮（用输入端0.00模拟），长定时器开始定时，此时即使松开启动按钮，长定时器仍然继续定时；4 小时后，指示灯亮（用输出端100.00模拟）；此时，只有压下停止按钮（用输入端0.01模拟），指示灯才会熄灭。（2）参考梯形图程序（见图4-4）（3） 程序分析：当0.00为“on”时，W0.00为“on”并自锁；T0 延时1分钟，1分钟后自复位。计数器C0 对T0 的上升沿进行计数，计到60时，CO为“on”，并自复位，些时计时的时间=1分钟60=1小时。计数器C1对C0 的上升沿进行计数，计到4时，C1为“on”，同时输出端100.00为“on”,即指示灯亮，些时总计时的时间=1分钟604=4小时。C1的复位由输入端0.01进行复位，0.01为“on”，C1被复位，输出端100.00为“off”, 即指示灯灭。（注：为了方便调试观察，T0和C0的设定值要设置得小一些）（4） 思考： 根据你所设定的值，指示灯亮什么时候才会亮。 定时器的设定值不变，改变C0的设定值，可实现最长多少时间的定时。 请画出0.00、0.01、T0、C0、C1、100.00的时序图。5、车库车量管理系统（1）控制要求： 设车库最多能停放10辆车，当车库停满车辆时，入口处的红灯亮，否则红灯亮。（2）列出I/O分配表。（3）画出PLC的外部接线图。（4）编写PLC梯形图程序。图4-4 车库平面图6、按钮记数控制程序（1） 控制要求：按钮0.00 按下3 次，信号灯100.00亮；再按下3 次，信号灯灭。（2）上机编写程序，写出程序的梯形图。（3）上机运行程序，分析运行结果，根据输入信号的波形画出输出信号的波形图。图4-5 一种单按钮控制时序图（4）若要求按按钮的时间按0.5 秒计一次，而单次按下时，按一下，计一次，程序应作如何修改？五、实验报告本次实验报告的内容主要是：1、实验目的。2、实验设备。4、实验具体步骤。5、实验程序上机验证：写出运行后得到的结果，并分析与预习中的结果是否相同。6、心得体会：本次实验中遇到的问题、解决方法及收获。实验五 保持、微分指令编程实验一、实验目的1、 掌握保持、微分指令的使用方法。2、 学会用保持、微分指令实验顺序系统控制的编程。3、 掌握保持、微分指令波形画法及其含义。二、实验设备电脑一台，实验箱一台，AB接口的USB连线一条，电源线两条。三、实验步骤1、把实验箱的电源及各个输入端的拨动按钮置于“OFF”位，即向下，再用AB接口的USB连线把PLC与电脑连接起来，然后给PLC上电。2、启动CPX软件，新建工程，进入CPX软件编程环境。3、根据实验内容在CPX软件编程环境里进行编程，然后进行相关的操作。4、程序运行调试并修改。5、保存好的文件，做好各项记录。6、把实验实验箱的电源及各个输入端的拨动按钮置于“OFF”位，切断实验箱的电源，盖好实验箱的盖子。7、写实验报告。四、实验内容1、保持指令的验证把图5-1梯形图程序录入到CP-X编辑器中，然后下载到PLC中运行，观察中间继电器w0.00是如何由“off”变化“on”的，又是如何由“on”变化“off”的 ，画出输入端0.00、0.01及中间继电器w0.00的波形图。图5-1保持指令验证梯形图2、微分指令的验证把图5-2梯形图程序录入到CP-X编辑器中，然后下载到PLC中运行，观察计数器C0、C1、C2的当前值是如何变化的，C0与C1当前值的变化是否步，画出输入端0.00、0.01及计数器C0、C1、C2的波形图。 思考：如果只对输入端0.00第一个脉冲的上升沿进行微分（其它脉冲的上升沿不微分，下降沿微分保持不变），以上梯形图程序应如何修改。图5-2微分指令验证梯形图3、 单按钮单路启/停输出控制程序（1）控制要求： 用一只按钮控制一盏灯，第一次按下时灯亮，第二次按下时灯灭，奇数次灯亮，偶数次灯灭。（2）I/O分配： 输入端：0.00按钮 输出端：100.00灯（3）参考梯形图程序（见图5-3，图5-4）图5-3 一种单按钮启/停控制梯形图图5-4一种单按钮启/停控制梯形图（4）程序分析： 图5-3程序：输入端0.00上升沿到来时，中间继电器w0.00产生一个宽度为一个时钟周期的脉冲；如果此时中间继电器w0.01为“off”，则w0.01被置为“on”；如果此时w0.01为“on”，则w0.01被置为“off”，实现了程序的要求。图5-4程序：输入端0.00上升沿到来时，中间继电器w0.00产生一个宽度为一个时钟周期的脉冲；如果此时中间继电器w0.01为“off”，则w0.01被置为“on”；如果此时w0.01为“on”，则w0.01被复位为“off”，也实现了程序的要求。4、 单按钮双路交替启/停输出控制程序（1）控制要求： 用一只按钮控制两盏灯，第一次按下时第一盏灯亮，第二次按下时第一盏灯灭，同时第二盏灯亮，第三次按下时两盏灯灭，如此规律循环下去。（2）I/O分配： 输入端：0.00按钮 输出端：100.00灯（3）编写PLC梯形图程序。5、简单抢答器控制程序（1）控制要求：在主持人侧，设置抢答器的启动和复位按钮，启动时表示选手可以抢答了，复位时表示答题完毕。选手（设有5位）侧各设置有一个抢答按钮和一个批示灯，当选手抢到时，对应的指示灯亮。（2）列出I/0分配表。（3）编写PLC梯形图程序。（4）画出PLC的外部接线图。五、实验报告本次实验报告的内容主要是：1、 实验目的。2、实验设备。4、实验具体步骤。5、实验程序上机验证：写出运行后得到的结果，并分析与预习中的结果是否相同。6、心得体会：本次实验中遇到的问题、解决方法及收获。实验六 数据的传送、转换、比较及运算指令编程实验一、实验目的1、掌握数据的传送、转换、比较及运算指令的使用方法。2、学会数据的传送、转换、比较及运算指令在编程中的应用。二、实验设备电脑一台，实验箱一台，AB接口的USB连线一条，电源线两条。三、实验步骤1、把实验箱的电源及各个输入端的拨动按钮置于“OFF”位，即向下，再用AB接口的USB连线把PLC与电脑连接起来，然后给PLC上电。2、启动CPX软件，新建工程，进入CPX软件编程环境。3、根据实验内容在CPX软件编程环境里进行编程，然后进行相关的操作。4、程序运行调试并修改。5、保存好的文件，做好各项记录。6、把实验箱的电源及各个输入端的拨动按钮置于“OFF”位，切断实验箱的电源，盖好实验箱的盖子。7、写实验报告。四、实验内容1、可调多谐振荡器控制程序（1）控制要求： 多谐振荡器输出的脉冲宽度及点空比可以调整。（2）参考梯形图程序(图6-1)（3）程序分析： 画出0.00、0.01、T0、T1、100.00的时序图（图6-2）当0.00为“on”、0.01为“off”时，数据传送指令MOV分别把立即数10传送给D0、D1，则T0、T1的设定值均为10，100.00输出的脉冲宽度为1秒，点空比为1:1；当0.00为“off”、0.01为“on”时，数据传送指令MOV分别把立即数20和40传送给D0、D1，则T0、T1的设定值分别为20和40，100.00输出的脉冲宽度为4秒，点空比为2:1。（3）把图6-1梯形图程序中的“MOV”指令改为“MOV”，然后再观察它们的运行情况，并与图6-1梯形图程序进行比较，看是否相同，说明原因。程序中的“MOV”能否用“MOVB”或“MOVD”替代，如果可以，请在程序中修改，如果不行，说明原因。图6-1 可调多谐振荡器控制梯形图图6-2 时序图2、BCD、CMP及数据运算指令的验证运行图6-3梯形图程序，认真观察，回答下面几个问题：（1）说说“BCD”指令在程序中的作用，能不能把该指令省去？（2）程序中两个“MOV”指令，它们传送的立即数是否相同？计时器T0、T1的设置值是否相同？（3）程序中的“CMP”指令起着什么作用？说说为什么D0会小于D2。（4）程序中“+B”、“-B”和“*”三个运算指令能否用指令“+”、“-”和“*B”替换？ A(a)A(b)图6-3 验证BCD、CMP及数据运算指令的梯形图3、三个正整数相加减控制程序（1）控制要求： 三个正整数D0、D1、D2，如果D0=D1,则D3=D0-D1，否则D3=D0+D1；如果D3=D2，则D4=D3-D2，否则D4=D3+D2。（2）编写PLC梯形图程序。4、智能选斗控制程序（1）控制要求： 如图6-4所示，环形的工作台有导轨、动力系统，可供斗车行驶，工作台上有8个工作位，每个工作位均有个限位开关和一个呼叫斗车的按钮。当某个工作位呼叫斗车时，系统能自动地选择最短的路程把斗车送到呼叫的工作位；当有工作位呼叫斗车后，其它的工作位就不能呼叫斗车了，要等到斗车到达呼叫的工作位10秒后才能呼叫。（2）列出I/O分配表。（3）画出PLC的外部接线图。（4）编写PLC梯形图程序。图6-4五、实验报告本次实验报告的内容主要是：1、实验目的。2、实验设备。4、实验具体步骤。5、实验程序上机验证：写出运行后得到的结果，并分析与预习中的结果是否相同。6、心得体会：本次实验中遇到的问题、解决方法及收获。实验七 移位指令编程实验一、实验目的1、掌握移位指令的使用方法。2、学会移位指令在编程中的应用。二、实验设备电脑一台，实验箱一台，AB接口的USB连线一条，电源线两条。三、实验步骤1、把实验箱的电源及各个输入端的拨动按钮置于“OFF”位，即向下，再用AB接口的USB连线把PLC与电脑连接起来，然后给PLC上电。2、启动CPX软件，新建工程，进入CPX软件编程环境。3、根据实验内容在CPX软件编程环境里进行编程，然后进行相关的操作。4、程序运行调试并修改。5、保存好的文件，做好各项记录。6、把实验箱的电源及各个输入端的拨动按钮置于“OFF”位，切断实验箱的电源，盖好实验箱的盖子。7、写实验报告。四、实验内容1、用PLC控制喷泉程序 （1）控制要求： 有十个喷泉头“一”字排开。系统启动后，喷泉头要求每间隔1秒从左到右依次喷出水来，全部喷出10秒后停止，然后系统又从左到右依次喷水，如此循环。十个喷泉头由十个继电器控制，继电器得电，相应的喷泉头喷水。（2）I/0分配表：输入端输出端0.00启动100.00喷泉头10.01 停止100.01喷泉头2100.09喷泉头10（3）参考梯形图程序如图7-1所示： （注：为了节省编幅，梯形图程序只编出四个输出。同学们在实验验证时要把其余的补上。）（4）程序分析：启动后w0.00得电（逻辑值用“1”表示），当P_1s上升沿脉冲来时，移位开始通道w1至结束通道w1（这里用的是同一通道）里的所有的位的值均向左移动一位，第一位的值则由数据输入端w0.00移入。所以系统启动后P_1s第一个脉冲上升沿过后，w1的值为“0000000000000001B”，即仅有w1.00得电,其余的均不得电，这样输出端100.00得电，喷泉头1喷水。当P_1s第二个脉冲上升沿过后，w1的值为“0000000000000011B”，即w1.00和w1.01得电,其余的不得电，输出端100.00保持得电状态不变，喷泉头1继续喷水，100.01得电，喷泉头2喷水。依此类推，当P_1s第十个脉冲上升沿过后，w1.09得电，十个喷泉头全部喷水，此时计数器C0开始计数。C0计十个P_1s脉冲后得电，对SFT进行复位，w1的值被复位为“0000000000000000B”，所有喷泉头停止喷泉，等待下一个周期的开始。（5）思考：如果该系统的控制要求改为每一时刻只能有一个喷泉头在喷水，喷水的次序不变，试修改图7-1梯形图程序以满足控制要求。图7-1 用SFT指令控制喷泉梯形图2、用SFTR指令实现喷泉控制系统（1）控制要求： 有十个喷泉头“一”字排开。系统启动后，喷泉头要求每间隔1秒从左到右依次喷出水来，全部喷出10秒后停止，然后系统从右到左依次喷水，如此循环。十个喷泉头由十个继电器控制，继电器得电，相应的喷泉头喷水。（2）I/0分配表：输入端输出端0.00启动100.00喷泉头10.01 停止100.01喷泉头2100.09喷泉头10（3）参考梯形图程序如图7-2所示：（注：为了节省编幅，梯形图程序只编出四个输出。同学们在实验验证时要把其余的补上。）A(a)A(b)图7-2用SFTR指令控制喷泉梯形图（4）程序分析：本程序编程的关键就是控制字w2高4位（即w2.15、w2.14、w2.13、w2.12）的编程控制。系统启动时及喷泉一趟后（即C0得电）都对SFTR进行复位。W2.14作SFTR的脉冲输入时，一定要注意，如果w2.14的脉冲宽度等于或超过了两个扫描周期，SFTR将在一个脉冲时间里作多次移位。为了避免这种情况，P_1s后加了一个上升沿微分指令，使得w2.14的脉冲宽度仅为一个扫描周期，保证了SFTR在一个脉冲时间里只作一次移位。W2.13作SFTR的数据输入端，系统启动后为“1”。编程控制SFTR向左移还是向右移是本程序的难点。系统启动后，SFTR应向左移，因此程序中w0.00上升沿脉冲使w2.12得电为“”，w2.12自锁。系统喷泉一趟后C0得电，解除了w2.12的自锁，w2.12由“”变为“0”,SFTR向右移。当系统喷泉两趟后（即一个周期）C1得电，w2.12得电为“”，SFTR向左移。如此循环控制。这里要注意，C0和C1的得电时间不能相同，C1的得电时间必须大于C0的得电时间，否则无法使w2.12得电。所以为了延长C1的得电时间，在它的复位端串上了w1.00。3、产品检测控制程序（1）控制要求： 如图7-3所示，图中传感器0.01用于检验产品好坏，当0.01为“ON”时，表示产品是好的，否则为坏的。速度检测器0.00测量流水线的速度，每得到个脉冲，代表产品向前移动一段距离d。速度检测器与传感器0.01的共同作用，可以决定那个产品好坏。若是坏的产品， 100.00为“OFF”，并控制推杆将坏的产品推到滑道上去，同时传感器0.02会检测到这个坏的产品已经到了滑道上，并使推杆退回。（2）编写PLC梯形图程序。图7-3 产品检测装置示意图五、实验报告本次实验报告的内容主要是：1、实验目的。2、实验设备。4、实验具体步骤。5、实验程序上机验证：写出运行后得到的结果，并分析与预习中的结果是否相同。6、心得体会：本次实验中遇到的问题、解决方法及收获。实验八 跳转与互锁指令编程实验一、实验目的5、 掌握跳转与互锁指令的使用方法。6、 学会跳转与互锁指令在编程中的应用。二、实验设备电脑一台，实验箱一台，AB接口的USB连线一条，电源线两条。三、实验步骤1、把实验箱的电源及各个输入端的拨动按钮置于“OFF”位，即向下，再用AB接口的USB连线把PLC与电脑连接起来，然后给PLC上电。2、启动CPX软件，新建工程，进入CPX软件编程环境。3、根据实验内容在CPX软件编程环境里进行编程，然后进行相关的操作。4、程序运行调试并修改。5、保存好的文件，做好各项记录。(a)图8-16、把实验箱的电源及各个输入端的拨动按钮置于“OFF”位，切断实验箱的电源，盖好实验箱的盖子。图8-1(a) JMP/JME指令验证梯形图 36 7、写实验报告。四、实验内容1、JMP/JME指令的验证把图8-1梯形图程序录入到CP-X编辑器中，然后下载到PLC中运行，认真观察各位地址状态的变化以及T0、C0当前值是否变化，然后回答下面的问题：（1）当0.00为“off”时， JMP与JME之间的程序能否执行？（2）当0.00为“on”时， JMP与JME之间的程序能否执行？（3）当0.00由“on”变为“off”时，JMP与JME之间各地址位的状态是何变化？ 图8-1(b) JMP/JME指令验证梯形图T0和C0的当前值是否变化？2、IL/ILC指令的验证把图8-2梯形图程序录入到CP-X编辑器中，然后下载到PLC中运行，认真观察各位地址状态的变化以及T0、C0当前值是否变化，然后回答下面的问题：（1）当0.00为“off”时，IL与ILC之间的程序能否执行？（2）当0.00为“on”时，IL与ILC之间的程序能否执行？（3）当0.00由“on”变为“off”时，IL与图8-2 IL/ILC指令验证梯形图ILC之间各地址位的状态是何变化？T0和C0的当前值是否变化？（4）IL/ILC与JMP/JME相比较，它们有哪些异同？7、 互锁异常问题的解决在IL写ILC之间如果有用到微分命令，有时会出现异常情况。在异常情况出现时要认真分析程序，找出问题所在，然后修改程序避免异常情况的出现。运行图8-3梯形图程序，认真观察，你会发现当w0.01得电，按下点动停止按钮0.01， w0.00失电，互锁的条件不满足，然后再按下点动启动按钮0.00，w0.00得电，互锁的条件满足，w0.02会异常地得电。这就是说该程序在重新启动时可能会出现异常情况。为了避免这种异常情况的出现，如图8-4梯形图程序所示，在程序中加入一条KEEP指令，在程序启动时，把w0.03置为“off”状态，然后在w0.01在DOWN后串上了w0.03，这样就保证了程序重新启动时不会出现异常情况。图8-3 一种互锁异常的梯形图图8-4 一种解决互锁异常的梯形图4、带式输送机控制程序（1）控制要求：带式输送系统由三台带式电动机M1、M2、M3组成，它们分别由继电器KM1、KM2、KM3控制着，系统设有总开关SQ1、手动/自动启动开关SQ2，当SQ2处于“ON”位置时为自动启动，每台电机设有启停按钮，供手动启动用。自动启动时，先启动M3，10秒后M2启动，再过10秒M3启动。停车时先停M1，10秒后M2停，再过10秒M3停。手动启动时，要先按M3的启动开关，再按M2的启开关，最后按M1的启动开关，如果不安顺序启动，刚电机启动不了。停车的顺序再好相反。（2）列出I/O分配表。（3）编写PLC梯形图程序。五、实验报告本次实验报告的内容主要是：1、实验目的。2、实验设备。4、实验具体步骤。5、实验程序上机验证：写出运行后得到的结果，并分析与预习中的结果是否相同。6、心得体会：本次实验中遇到的问题、解决方法及收获。实验九 步进顺序控制编程实验一、实验目的1、掌握步进顺序控制的编程方法。2、通过程序的调试，进一步牢固掌握步进顺序控制的特点。3.、学习用步进顺序控制编程的方法。二、实验设备电脑一台，实验箱一台，AB接口的USB连线一条，电源线两条。三、实验步骤8、 把实验箱的电源及各个输入端的拨动按钮置于“OFF”位，即向下，再用AB接口的USB连线把PLC与电脑连接起来，然后给PLC上电。2、启动CPX软件，新建工程，进入CPX软件编程环境。3、根据实验内容在CPX软件编程环境里进行编程，然后进行相关的操作。4、程序运行调试并修改。5、保存好的文件，做好各项记录。6、把实验箱的电源及各个输入端的拨动按钮置于“OFF”位，切断实验箱的电源，盖好实验箱的盖子。7、写实验报告。1、大，小球分类传送控制程序（使用传送机将大、小球分类传送至指定框中存放）（1）控制要求：图9-1为使用传送机将大、小球分类后分别传送的系统。左上为原位（当机械臂处于原位时，SQ1、SQ3接通，原位指示灯亮），机械臂的动作顺序为下行、抓紧、上行、右行、下行、放松、上行、左行八个工序。另外，机械臂下行，机械手抓的是大球时，下限开关SQ2不接通，抓的是小球时，SQ2 接通。图9-1 大、小球分类装置示意图四、实验内容（2）I/O分配表：输入输出操作功能地址操作功能地址启动SB0.00下行100.00SQ10.01抓紧100.01SQ20.02上行100.02SQ30.03右行100.03SQ40.04左行100.04SQ50.05SP0.06图9-2 小球分类功能图（3）参考功能图（图9-2） 这个例子在很多书本上都有介绍过，他们在处理抓大小球时都是采用SFC的选择分支来考虑的。这里编者认为不管机械手抓的是小球还是大球，系统的工序都没有变化，还是下行、抓紧、上行、右行、下行、放松、上行、左行八个工序，只不过系统在处理机械臂右行这步时要根据所抓的大小球进行判断（小球w0.03=1），到底是在小球箱位置开关SQ4点下行还是在大球箱位置开关SQ5点下行。如图9-2所示。（4）参考的梯形图程序（图9-3）。（5）程序分析：把图9-2的SFC语言程序转化为梯形图程序的关键是如何实现w1.00w1.07这八个位的状态变化。这个变化要满足在同一时刻w1.00w1.07最多只能有一个位是为1，其余的均为0；这个变化同时要满足这个顺序，就是当系统启动后有大小球需要分类时w1.00为1，完成工序的第一步后w1.00由1变为0，w1.01由0变为1进行第二步工序，第二步工序完成后w1.01由1变为0，w1.02由0变为1进行第三步工序直到w1.07由0变为1并完成所有工序机械臂回到原点，进入下一个循环。实现这八个位的状态变化由移位指令SFT来完成，见梯形图程序图9-3所示。那么SFT是如何实现这八个位的状态变化的呢？分析如下：系统启动时，SFT的数据输入端w0.00被置为1。如果有大小球需要分类的，即0.06=1，则SFT的脉冲输入端w0.01产生一个脉冲，把w0.00=1移入w1的第一位w1.00，则w1.00由0变为1。当w1.00为1后，需要要把数据输入端w0.00的自锁断开，把它复位为0，这样才能保证w1.00w1.07最多只有一个位为1。机械臂下行所定的时间2秒（T0=2s）到时，T0产生一个脉冲传送给w0.01，这时w0.01得到第二个脉冲，把SFT的数据输入端w0.00=0的数据移入w1.00，同时，w1.00原有的值1移入w1.01，这样w1.00由1变为0，w1.01由0变为1。该程序在控制系统每完成一个工序时，捕获一个脉冲信号送给w0.01，使得SFT实现移位的操作，这样就能实现把控制该工序的位的状态由1变为0，而把控制下一工序的位的状态由0变为1。为了保证系统能够循环，在最后工序完成时（左限位开关SQ1（0.01）得电），把w1.07作为SFT的数据输入端，同时w0.01捕获一个脉冲，这样就把w1.07=1移入w1.00,同时w1.07原有的值移入w1.08（w1.08及以后的位不用），实现了w1.00w1.07位状态的循环。程序中在第一工序即机械臂下行时，如果是小球，SQ2（0.02）得电，使小球标志位w0.03得电并自锁；在第五工序即机械臂右行时，程序根据小球标志位w0.03，判断机械臂是在小球箱位置开关SQ4点下行还是在大球箱位置开关SQ5点下行；在第七工序即机械手放球时，w1.05得电，解除机械手抓紧100.01的自锁，同时也解除了小球标志位w0.03的自锁。AA图9-3（a）控制大小球程序梯形图 A图9-3