PLC实验指导.doc

实验1 PLC程序调试及基本逻辑指令实验2 顺序控制系统及顺控继电器指令实验3 功能指令及应用实验4 标准型多功能控制系统平台及常用电器元件的使用4.1 标准型多功能PLC控制系统平台介绍4.1.1 系统配置4.1.2 接线原理图4.1.3 接线原理图说明1）开关电源（24V直流电源） 24P和24N分别表示24V直流电源的正极和负极。3）按钮图4.1.1 电位器端子图按钮公共端接24P。红色SB2,SB3为常闭触点，绿色SB4,SB5为常开触点2）指示灯指示灯公共端接24N。4）电位器图4.3.1电位器接线端子图。5）继电器继电器线圈（）公共端接24N，引出的一组常开触点（1-5）公共端1接24P。6）接近开关SP(PNP) 图4.1.2 接近开关接线原理图PLC数字量输入模块一般可分为两类：一类的公共输入端为电源0V，电流从输入模块流出（日本模式），此时，一定要选用NPN型接近开关；另一类的公共输入端为电源正端，电流流入输入模块，即阱式输入（欧洲模式），此时，一定要选用PNP型接近开关。实验台要求PLC公共输入端为电源正端，即接近开关为PNP型。7）接触器当继电器KA1线圈得电时，接触器KM线圈得电，主触点闭合。图4.1.3 接触器接线原理图8）PLC开关量输入输出端子PLC第二组输入端子公共端24N，第一组输入端子公共端接24P。PLC为晶体管输出，公共端子按产品说明要求接线，负载公共端子只能接24N。PLC的开关量输入信号有：接近开关SP，4个按钮，或者PLC输出的高速脉冲信号。输出信号有：继电器线圈，步进电机驱动器的脉冲信号端和方向控制端，变频器的数字量输入端子。9）步进电机驱动器图4.1.4 步进电机及其驱动器接线原理图（已接好线）限位开关的接线10）变频器开关量输入注意：实验台上，仅DIN1和DIN2引到了接线端子。 图4.1.5 变频器开关量输入端接线原理图4.2 实验前准备工作画出下列情况的接线原理图，写在实验准备报告中，可以打印出来画。4.2.1 问题1：按钮与PLC输入端连接在实验台已有接线的基础上（图4.4.1中兰色），选择按钮可以连接的输入端子组，给四个按钮分配输入端子，并画出接线原理图。图4.2.1 按钮与PLC接线原理图4.2.2 问题2：PLC输出控制继电器线圈当使用某继电器时，其线圈与相应的PLC输出端子如何连接，请在图4.4.2中画出。图4.2.2 按钮与PLC接线原理图4.2.3 问题3：PLC输出控制步进电机驱动器PLC有两个端子可以输出脉冲信号，PLC输出脉冲信号通过驱动器控制步进电机，选择脉冲输出端，并在图4.3.3中连线。驱动器的方向控制端DIR也由PLC控制，请分配端子并在图中画出接线。图4.2.3 步进电机驱动器与PLC接线原理图4.2.4 问题4：PLC通过继电器控制接触器实验台中，接触器由继电器KA1的常开触点2-6控制。在图4.4.4中画出接线图。 图4.2.4 PLC控制接触器接线原理图4.2.5 问题5：PLC通过继电器控制变频器数字量输入端由PLC通过继电器控制变频器的DIN1到DIN4四个开关量输入端。选择四个继电器（别选KA1），分配输出端子（别使用分配给步进电机的输出端），在图4.2.5中画出接线原理图。图4.2.5 PLC控制变频器接线原理图M440开关量公共端内部接28端（0V端），如果直接连接PLC的Q端，则0V端接24N（否则悬空）。如果通过继电器控制，DIN端与开关端连接，同样0V端接24N。4.3 常用电器元件认识和使用实验台上的电器元件：空气开关（QF），开关（SA）、按钮（SB）、行程开关（SQ）、接近开关（SQ）、继电器（KA）、接触器(KM)、固态继电器（SSR）。 观察实验台上的各电器元件的外形结构 部分元件使用开关（SA）：手动操作旋钮，用万用表测得触点类型（常开或常闭）按钮（SB）：用万用表区分按钮两对触点类型（常开或常闭）继电器（KA）：观察继电器的接线端子，找到线圈输入端，各触点组。接触器(KM)：手动操作接触器，用万用表区测量主触点状态。实验5 脉冲处理指令及步进电机控制5.1 实验目的掌握高速脉冲输出指令和高速计数器指令的功能与应用；了解步进电机驱动器的使用及步进电机的工作原理；掌握高速脉冲输出指令在步进电机控制中的应用。5.2 实验前准备工作由于本次试验在开放的试验台上进行，难以入手，必须提前做好准备，故要求每位同学在做实验前，先交实验准备报告，不得抄袭，否则取消本次实验资格。报告内容包括：要求回答的问题、要求完成的表或接线图、设计的PLC程序等，不要照抄本资料的内容。5.2.1 读懂PWM信号产生程序读图5.2.1梯形图程序，程序功能：在Q0.0输出端，产生周期为1000ms宽度为400ms的PWM信号，由常开按钮SB4（I1.0）控制脉冲输出启动，常闭按钮SB2（I1.2）控制脉冲输出结束。回答下列问题：参考教材，了解PWM输出相关特殊存储器，说明SMB67、SMW68和SMW70的功能。SMB67=16#58的含义。该程序如何控制脉冲输出的起动与结束。图5.2.1 PWM信号产生梯形图图5.2.1 PWM信号产生梯形图（续）5.2.2 编写PLC程序根据下列要求，参照5.2.1例程，编写PLC程序。（按钮对应的输入端子采用第4.2.1节分配端子）1）输出30个周期为1000ms的PTO脉冲。由常开按钮SB4（I1.0）启动PTO输出；在PTO脉冲数未输完时，常闭按钮SB2（I1.2）停止PTO输出，实现急停功能。2）输出变周期的PTO脉冲。（选做）3）使用高速计数器指令，对按1）产生的PTO脉冲计数。（选做）（Q0.0与I1.0.相连）要求： 确定PTO相关特殊寄存器值； 编写PLC程序。5.2.3 设计匀速运行步进电机PLC控制系统试验台上滑台装置由步进电机驱动，PLC输出的高速脉冲信号可以控制滑台的速度和位置。设计控制系统，实现以下功能： 为简单，步进电机低速匀速运行，即没有启动和停止过程的加减速过程。 按下启动按钮（常开按钮SB4，I1.0）开始运行，按下停止按钮（常闭按钮SB2，I1.2）则停止运行，按下方向按钮（常开按钮SB5，I1.1）则改变运行方向。设计要求： 画出接线图在图4.2.1和图4.2.3基础上，在图5.2.2中画出PLC控制步进电机的接线图。（输入按钮分配端子与前面一致，避免重新接线）图5.2.2 PLC控制步进电机接线图 确定PTO输出相关特殊寄存器的值u SMB67初值。要求：单段PTO输出、时间基准为us、禁止PTO输出。u 脉冲数。滑台位移由脉冲数决定，如果滑台运行到终端位置还有脉冲到来，则产生冲击。本例设有急停按钮，脉冲数可以不限制，但在运行过程中必须观察滑台位置，接近端位时，按急停按钮，让其停止运行。参考值：SMD72=20000 u 脉冲周期。脉冲周期决定滑台运行速度：周期大运行速度慢；滑台运行范围有限，速度大危险，因此，要求速度慢，即PTO周期大。参考值：SMW68=1000 us 编写PLC程序在5.2.2节程序基础上，修改相关特殊寄存器值，增加运行方向控制（参考图5.2.3程序）。图5.2.3 单按钮实现起停控制5.2.4 设计变速运行步进电机PLC控制系统选做5.3 实验操作实验调试所编写的PLC程序，在动手前，请思考如何调试程序功能，并仔细阅读以下调试步骤。5.3.1 调试PWM信号产生程序5.2.1程序调试步骤： 在电源开关断开情况下，按图4.2.1在PLC第二组输入端接入按钮；PLC输出端不接线。 用万用表查线。 合上电源开关，PLC模式开关处于stop状态，操作所接入的按钮，观察输入端相应指示灯。正常情况为：对于常开按钮，如按下相应指示灯亮，不按则灭；对于常闭按钮，不按亮按下灭。 输入并下载PLC程序，将PLC处于运行状态。按下启动按钮，观察Q0.0指示灯是否有脉冲信号，且是否按设定周期和脉宽工作；按下停止按钮，观察指示灯状态。 修改脉冲周期和宽度，重新下载程序，观察输出脉冲。5.3.2 调试PTO信号产生程序在上述基础上，继续以下步骤： 输入并下载5.2.2所编写的PLC程序，将PLC处于运行状态。 按下启动按钮，观察Q0.0指示灯状态，直到指示灯不再亮，PTO脉冲输完；再次按下启动按钮，在PTO脉冲未输完前，按下停止按钮，观察指示灯状态； 修改PTO脉冲数及周期，重新下载程序，观察输出脉冲。5.3.3 调试步进电机匀速运行PLC控制系统控制滑台运行前，必须先调试程序功能：在5.3.2基础上按下列步骤调试5.2.3程序： 输入并下载5.2.3所编写的PLC程序，将PLC处于运行模式。 按下启动和停止按钮，观察Q0.0指示灯状态。 反复按方向控制按钮，观察Q0.1指示灯状态。若指示灯状态为：按亮再按灭再按亮，则功能实现。若启/停和方向控制功能都正常，则继续下列步骤： 在电源开关断开情况下，按图5.2.2 PLC输出端与驱动器连接。 用万用表查线。 合上电源开关，输入并下载PLC程序，将PLC处于运行模式。 按下启动按钮，滑台启动运行后，按下停止按钮。按下方向控制按钮，再次启动运行，观察运行方向，并及时按停止按钮，以免滑台到达端位。 修改脉冲周期，重新观察运行速度。5.3.4 调试步进电机变速运行PLC控制系统自选5.4 实验报告1） 在实验准备报告上，用红色笔作出标注：程序修改和标注、接线图修改、观察到的实验结果等。2） 以步进电机匀速运行PLC控制系统设计为例，说明PLC控制系统的设计步骤。3） 本次实验的心得体会或收获。4） 报告可以打印。实验6 变频器调速系统6.1 实验目的初步掌握变频器的使用，包括参数设置方法、命令源类型、频率设定方式等；掌握操作面板控制的变频器工作方式；掌握PLC控制（数字量输入端子控制）的变频器工作方式。6.2 实验前准备工作完成下列工作，写实验准备报告，报告内容包括：要求回答的问题、要求完成表或接线图、设计的PLC程序等，不要照抄本资料的内容。6.2.1 参阅M440变频器手册仔细阅读以下章节内容：u 1.2 BOP修改参数步骤 （P7页）u 1.4 BOP面板控制变频器 （P8页）u 调试步骤（P9-13页）6.2.2 BOP面板实现电机调速控制系统设计 接线原理图变频器只需与电机和电源相连，无需外部接线，接线原理图见图6.2.1。图6.2.1 BOP控制变频器接线原理图 完成下列BOP面板控制变频器的参数表表6-1 快速调试（设置电机参数、命令源及频率给定源）参数号设置值说明P00031参数访问等级：标准级P0010?快速调试P0304220电动机额定电压（V）P03053.48电动机额定电流（A）P03070.75电动机额定功率（KW）P031050电机额定频率(Hz)P03111400电动机额定转速（rpm）P0700?选择命令给定源（启动/停止）:BOPP1000?设置频率给定源: BOP电动电位计给定（BOP面板）P3900?结束快速调试: 电机数据计算，并将除快速调试以外的参数恢复到工厂设定表6-2 面板基本操作控制参数参数号出厂值设置值说明P000311设用户访问级为标准级P000407命令和数字I/OP070021由BOP输入设定值（选择命令源）P000311设用户访问级为标准级P0004010设定值通道和斜坡函数发生器P100021由键盘（电动电位计BOP）输入设定值P108000电动机运行的最低频率(Hz)P10825050电动机运行的最高频率(Hz)P000312设用户访问级为扩展级P0004010设定值通道和斜坡函数发生器P1040520设定键盘控制的频率值(Hz)P1058510正向点动频率(Hz)P1059510反向点动频率(Hz)P1060105点动斜坡上升时间(s)P1061105点动斜坡下降时间(s)说明1：有些参数必须快速调试才能设置，如电机参数；有些参数可以快速调试时设置，也可以直接设置，如P0700和P1000；有些参数只能直接设置，因为快速调试后恢复到出厂值。说明2：当变频器所带电机不更换时，只需要在第一次使用或者作出厂恢复后，进行快速调试；在变频器参数设置混乱时或进行出厂恢复。 仍然采用BOP控制电机起、停，但由外部电位器设定频率值。（选做）问题1：参数P1000的值修改为几。问题2：完成图6-2的变频器接线原理图。图6.2.2 电位器设定频率值时变频器接线原理图6.2.3 采用PLC实现电机调速控制系统设计由启动按钮、停止按钮、方向按钮控制电机的运行，运行速度固定20Hz。要求： 画出接线原理图； 完成变频器参数表； 编写PLC程序。 画出接线原理图PLC为晶体管输出型，驱动功率小，这里通过继电器进行功率放大，控制变频器的开关量输入端。实验台上，只有DIN1和DIN2引到接线端子，因此，首先选用DIN1和DIN2，其中一个控制起停，一个控制方向。KA1的一组常开触点控制接触器，因此，尽量选用其它继电器。Q0.0和Q0.1用于步进电机驱动器，因此，选用其它输出端子。参照图4.2.5，在图6.2