《可编程控制器》实验教案.doc

实验一 PLC认识及基本指令实验一、实验目的1熟悉和掌握常用基本指令的使用方法2熟悉编程器的使用方法3学会PLC-2型实验台的使用方法二、实验类型、分组及实验器材1 实验类型和方式：本实验属验证实验，采用原理讲解和独自实验的方式；2 学时数和分组人数：学时为2学时，每小组5人；3 每组PLC-2型可编程控制器实验台1套、PC机1台；4 编程电缆1根、连接导线若干；三、实验原理与实验步骤1基本指令实验（LD、LDI、OUT、AND、ANI、OR、ORI、ORB）运算开始和线圈、定时器LDIK19LDX001X000T0OUT梯形图 | |（Y000） |/|（M100）母线 （ T0 ）| |（Y001）END指令表0LDX000与母线连接1OUTY0002LDIX0013OUTM001驱动指令4OUTT0驱动定时器指令（SP）K19设定常数7LDT08OUTY0019END输入上面程序，运行观察结果触点的串联连接ANDX003X002X000X001ANI | | |(Y001)| |/|(Y002) (Y003)END输入以上程序，运行观察结果0LD X0001ANDX0012OUTY0013LDX0024ANIX0035OUTY0026OUTY0037END触点并联连接梯形图X006X004X005ORIOR | |（Y005）| |/|END0LDX0041ORX0062ORIX0053OUT Y0054END输入上面程序，运行观察结果串联电路的并联连接X002X000X004ORBORBX003X001X005 | | |（Y006）| | |/| |END输入上面程序，运行观察结果0LDX0001ANDX0012LDX0023ANDX0034ORB5LDIX0046ANDX0057 ORB8 OUTY0069 END并联电路块的串联连接X002X000X004ANBORBX003X001X005LD | | | | |（Y006）| |/| |X006 | |X003| |OREND输入上面程序，运行观察结果0LDX0001ORX0012LDX002 分支起点3ANDX003 4LDIX0045ANDX0056 ORB 并联块结束7 ORX0068 ANB与前面电路块串联连接9 ORX00310 OUTY00611 END2实现下列组合电路的编程Y0=X0X2(X5+X6)+(X3X4)X5X6X0X2X4X3| | |/|（Y000）| | | |ENDY0=X0（X2+X5）(X3+X4)X2X5X4X3X0| | | |（Y000）|/|/|END0LDX51ORX62ANDX03ANIX24LDX35ANDX46 ORB7 OUTY08 END0LDX21ORIX52LDX33ORIX44ANB5ANDX06OUTY07END以上实验中，输入信号接实验台上的开关或按钮，输出LED接发光管。实验二 定时器、计数器实验一、实验目的1 熟悉和掌握计数器指令的应用2 熟悉和掌握定时器指令的应用。3 熟悉掌握计数器/定时器内部时基脉冲参数的设置二、实验类型、分组及实验器材1. 实验类型和方式：本实验属验证实验，采用原理讲解和独自实验的方式；2. 学时数和分组人数：学时为2学时，每小组5人；3. 每组PLC-2型可编程控制器实验台1套、PC机1台；4. 编程电缆1根、连接导线若干；三、实验原理与实验步骤1 计数器指令指令、名称功能电路表示和可用元件程序步OUT 输出计数器线圈驱动| |（ C ） K32位计数器：516位计数器：3RST 复位输出触点的复位当前值的清零| | RST C 2FX0N系列PLC的通用计数器个数为16个（C0C15），锁存用计数器的个数也为16个（C16C31），每个计数器均为16位，指令步数为3步。 例1 X0| | RST C0 X1 K10| |（ C0 ） C0| |（ Y0 ） END 0LDX02RSTC03LDX14OUTC0K107LDC08OUTY09END X0为C0复位信号，接实验台上按钮P0。 X1为C0的计数脉冲输入，接实验台上的按钮P1。 Y0为C0的输出信号，接实验台上的LED发光管L0。 波形图如图4.1所示输入运行以上程序，观察运行结果。10987612345X0X1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15当前数据C0（Y0）图4.12 定时器指令指令、名称功能电路表示和可用元件程序步OUT 输出定时器线圈驱动| |（ T ） K3RST 复位输出触点的复位| | RST T 2FX0N系列PLC有63个100ms定时器T0T62，1个1ms定时器T63，当M8028被驱动时，即（M8028=1），定时器T32T62改为10ms定时器。 例1 X0 T1 K10| |/|（T0） T0 K10| |（T1） T0| |（Y0）END0LDX01ANIT12OUTTOK105LDT06OUTT1K109LDT010OUTY011END 输入程序,检查是否正确。 运行程序，X0接K0，Y0接L0，X0合上，Y0为1s闪一次。T0、T1定时器的时基脉冲为100ms（0.1s）。 例2 X1| |（M8028） X0 T62 K10| |/|（ T61） T61 K10| |（T62） T61| |（Y0）END0LDX11OUTM80283LDX04ANIT625OUTT61K108LDT619OUTT62K1012LDT6113OUTY014END实验步骤同上一例子一样，观察X1合上对Y0输出有什么影响，X1接K1。X1合上（K1为ON），可以看到Y0每0.1s闪一次，X1关闭（K1为OFF），Y0每1s闪一次。说明M8028影响T32T62的时基脉冲。3 定时器/计数器实验输入下列程序，观察输出结果。 X0 T1 K10| |/|（T0） T0 K10| |（T1） （Y0） X1| | RST C0 T0| |（C0） C0| |（Y1） END 0LDX01ANIT12OUTT0K105LDT06OUTT1K109OUTY010LDX111RSTC013LDT015OUTC0K1017LDC018OUTY119END X0为启动信号。接K0，Y0为1s脉冲发生器，输出显示接L0，X1为C0（Y1）复位信号，接P0，Y1输出接L15。 输入程序，并检查是否正确。 运行程序，X0=ON时，Y0每隔1s闪一次。C0对Y0计次，10次是，Y1有输出。实验三 步进顺控指令实验一、实验目的1熟悉和掌握步进顺控指令STL的使用方法。2理解和掌握状态元件S在步进顺控程序中的应用。3进一步熟悉以上介绍的各个指令的编程使用方法。二、实验类型、分组及实验器材1实验类型和方式：本实验属验证实验，采用原理讲解和独自实验的方式；2学时数和分组人数：学时为2学时，每小组5人；3每组PLC-2型可编程控制器实验台1套、PC机1台；4编程电缆1根、连接导线若干；三、实验原理与实验步骤状态软元件S是PLC的状态寄存器，它在对工序作步进顺控类型的控制程序中起着重要的作用。它与步进顺控指令STL组合使用。在三菱FX2N系列PLC中，S0S9（10点）为初始状态用，S10S19(10点)为返回原点用，S20S499(480点)为通用状态继电器，S500S899(400点)为停电保持状态器。这些状态寄存器若不在顺控指令中使用，也可作为辅助继电器（M）使用。各状态软元件常开、常闭次数不受限制。状态转移图（SFC，顺序功能图）适用于表示机械动作的流程，顺序控制图(STL)是以继电器阶梯图的形式表示，具有综合表达负载驱动电路与转移条件电路的特点。1、 指令助记符及说明步进梯形图指令(STL)是利用内部软元件状态(S)，在顺控程序上进行工序步进形控制的指令。返回(RET)是表示状态(S)流程的结束，用于返回主程序(母线)的指令。2、编程与动作子母线主母线STL S20OUT Y0LD X1SET S21STL S21OUT Y1LD X2a)顺序功能图 b)梯形图c)指令表主母线子母线顺序功能图中的每一步包含三个内容：本步驱动的内容，转移条件及指令的转换目标。状态转移图和步进顺控图表达的都是同一个程序，它的优点是可以让编程者每次只考虑一个状态，而不用考虑其它的状态，使编程更容易。另外，状态的顺序可自由选择，不一定非按S编号的顺序选用。但是在一系列指令的最后，必须写入RET指令。说明：在STL电路中，不能用MC指令。MPS指令也不能紧跟在STL触点后使用。1、用步进顺控指令实现下图所示波形，使Y0、Y1、Y2每隔1s 顺序输出，并循环。根据顺序功能图绘制步进梯形图和STL指令表。指令表0LDM80021SETS33STLS34OUTY05OUTT0 K108LDT09SETS2211STLS2212OUTY113OUTT1 K1016LDT117 SET S2319 STL S2320 OUTY221OUTT2 K1024 LD T225OUTS326 RET27 END实验步骤：1）输入程序检查使其正确。2）Y0Y2分别接实验台上的L0L2。3）运行程序，观察Y0、Y1、Y2的输出是否和波形一致。4）改变定时器的定时时间常数，再次运行程序，观察输出情况。思考：充分理解上图中的步进顺控程序的编制，在此基础上编制下面的步进顺孔程序，使Y0、Y1、Y2、Y3按每隔1s的顺序输出，循环往复。要求输出波形如下图3.2所示。 Y0 Y1 Y2 Y3图 3.2 输出波形图按上述波形图设计，其顺控图如下：顺控图STLS20S3RETENDS21S22 M8002 | | SET S3 （Y0） K10 T0 （T0） （Y1） K10 T1 （T1） （Y2） K10 T2 （T2） （Y3） K10 T3 （T3） S3图 3.3指令表0LDM80021SETS33STLS34OUTY05OUTT0K108LDT09SETS2011STLS2012OUTY113OUTT1 K1016LDT117SETS2119STLS2120OUTY221OUTT2 K1024LDT225SETS2227STLS2228OUTY329OUTT3 K1032LDT333OUTS335RET36END实验步骤：按顺控图和指令表编制输入程序。检查程序是否正确。Y0Y3分别接实验台上的L0L3，运行程序观察输出结果是否和波形图一致。2、选择性分支及汇合指令实验指令表：LD M8002STL S23SET S3OUT Y3STL S3LD X4OUT Y1SET S24LD X1STL S24SET S22OUT Y4LD X3LD X5SET S23OUT S3STL S22RETOUT Y2ENDLD X2SET S24实验步骤：1）输入程序检查使其正确。2）X1X5分别接试验台上的按钮P1P5，Y0Y4分别接LED灯L0L4。3）运行程序，先闭合X1，然后闭合X3，观察Y2、Y3有无输出。4）改变X1和X3的闭合顺序，观察Y2和Y3的输出情况。3、并行分支及汇合指令实验实验步骤：1）输入程序检查使其正确。2）X1X5分别接试验台上的按钮P1P5，Y0Y4分别接LED灯L0L4。3）运行程序，闭合X1，观察Y2和Y4有无输出。4）然后闭合X2、X3和X4，观察Y3、Y5和Y6的输出情况。实验四 交通信号灯PLC自动控制一、实验目的1 掌握十字路口交通信号灯的控制原理。2 掌握PLC定时器、计数器的使用方法。二、实验类型、分组及实验器材5 实验类型和方式：本实验属验证实验，采用原理讲解和独自实验的方式；6 学时数和分组人数：学时为2学时，每小组5人；7 每组PLC-2型可编程控制器实验台1套、PC机1台；8 编程电缆1根、连接导线若干；三、实验原理与实验步骤1交通信号灯PLC自动控制演示板结构如图4.12本装置与交通信号实际控制一致，采用LED模拟信号灯，信号灯分东西、南北二组，分别有“红”“黄”“绿”三种颜色。其工作状态由PLC程序控制，“启动”、“停止”按钮分别控制信号灯的启动和停止。“白天/黑夜”开关控制信号灯白天/黑夜转换。3 对“红”“黄”“绿”灯控制要求如下：假设东西方向交通比南北方向繁忙一倍，因此东西方向的绿灯通行的时间多一倍。控制时序要求如图4.2所示。按下“启动”按钮开始工作，按下“停止”按钮停止工作，“白天/黑夜”开关按下闭合时为黑夜工作状态，这是只有黄灯闪烁，断开时按时序控制图工作。4 根据具体情况还可增加控制要求，如紧急控制，某一方向绿灯常亮。5 实验步骤：打开PLC-2型实验台电源，编程器与PLC连接。根据具体情况编制输入程序，并检查是否正确。按图4.3接线，实验台与PLC-DOME001连接，检查连线是否正确。按下启动按钮，观察运行结果。四、推荐设计程序清单1 I/O地址分配清单:输入地址：启动按钮 X0停止按钮 X1 晚上开关 X2输出地址:红 Y0黄 Y1 绿 Y2红 Y3 黄 Y4 绿 Y52 程序 梯形图 指令表0 LDX01 RSTS03 RSTS15 RSTS27 RSTS39 RSTS411 LDX00012 SETS014 LDX00115 RSTS017 LDX00218 OUTM50019 LDT420 ORX00121 RSTC1623 LDM801224 ANDS025 OUTC16K1028 LDC1629 ANDS030 OUTT4K1033 LDT334 ORX00035 RSTS437