电气控制与PLC实验指导书2015

1、 Southwest university of science and technology电气控制与PLC实验指导书张春峰 编写信息工程学院 自动化教研室2015年03月修订目 录第一章 绪论1 TVT-90E可编程序控制器训练装置1 可编程控制器编程环境2 可编程控制器实验台操作注意事项3第二章 实验内容4 实验1 FPWIN GR的编程环境应用4 实验2 电动机正反转和Y/启动实验6 实验3 自动送料装车控制实验8 实验4 多种液体自动混合控制实验10 实验5 交通灯系统设计实验12 实验6A 电梯控制系统设计实验14 实验6B 智力竞赛抢答控制系统设计实验16第一章 绪论 TVT-9

2、0E可编程序控制器训练装置一、概述“TVT-90E可编程序控制器训练装置”是针对各高校开设的PLC应用技术课程的教学实验需要而设计的实验装置，该实验装置提供了多个实验，模拟现场状况，增加实验难度和灵活性，更加贴近实际，使实验内容更加丰富，紧密切合教学要求。二、实验装置 在FP系列产品中，FP0属于小型PLC产品。该产品系列有C10、C14、C16、C32型等多种规格。扩展单元有E8、E16、E32等规格。以C字母开头代表主控单元(或称主机)，以E字母开头代表扩展单元(或称扩展机)，后面跟的数字代表I/O点数。例如C16表示输入和输出点数之和为16。本实验装置中主机采用的是FP0-C16CT，8

3、入/8出(晶体管输出，带RS232C），对应的地址范围：X0-X7，Y0-Y7；扩展单元采用的是FP0-E16RS，8入/8出(继电器输出），对应的地址范围：X20-X27，Y20-Y27。三、标准配置 1、电脑(用户自备) 1台 2、USB电缆 1根 3、FPWIN GR编程软件 1套 4、实验连接导线 若干四、注意事项实验时，断开实验装置中电源模块的开关，按实验要求接好外部连线。检查无误后，接通电源开关，下载PLC程序后进行调试。 可编程控制器编程环境一、可编程控制器编程实验步骤1、确定被控系统必须完成的动作及完成的顺序；2、分配输入输出设备，即确定哪些外围设备是将信号送到PLC，哪些是外

4、围设备是接收来自PLC的信号，并将PLC的输入、输出口与之对应进行分配；3、设计PLC程序画出梯形图，保存程序；4、根据I/O地址分配，进行硬件连线；5、程序转换及下载传送；6、对程序进行调试(监控)；7、停止监控、修改、转换并保存已完成的程序。二、编程规则1、外部输入继电器、内部继电器、定时器、计数器等器件的接点可多次重复使用，无需用复杂的程序结构来减少接点的使用次数。2、梯形图每一行都是从左母线开始，线圈接在右边。3、同一编号的线圈在一个程序中使用两次或多次称为双线圈输出。双线圈输出容易引起误操作，应避免线圈重复使用。松下PLC编程软件在编译下载时会将双线圈输出作为错误，用户程序不能执行。

5、4、同输出继电器的概念一样，定时器、计数器也包括线圈和触点两个部分，采用相同编号，但是线圈是用来设置，触点则是用于引用。因此，在同一个程序中，相同编号的定时器或计数器只能使用一次，即设置一次，而该定时器或计数器的触点可以通过常开或常闭触点的形式被多次引用。5、梯形图程序必须符合顺序执行的原则，即从左到右，从上到下地执行，如不符合顺序执行的电路就不能直接编译。6、在梯形图中串联接点使用的次数是没有限制，可无限次地使用。7、两个或两个以上的线圈可以并联输出。 可编程控制器实验台操作注意事项实验操作人员必须严格遵守以下规定，违反操作规定造成仪器损失和安全事故的，将追究当事人责任。1、严禁拔出USB编

6、程电缆(连接主机和计算机的RS232 端口)通讯插头；2、连线时，必须保证PLC断电，即稳压电源关闭，指示灯不亮； 电源连接电源+24V接PLC+极，电源0接负极； COM口连接无论输入输出部分，所有用到的COM口接电源正极； 实验板电源连接电源+24V接实验板+24V端口，电源0接实验板0端口； 输入输出连接根据输入/输出接线列表(I/O分配表)，将插线两端分别将主机的输入输出端口与实验板的输入输出端对应连接。3、输入和调试程序时，停止(STOP)和运行(RUN) PLC，必须使用编程软件中的“运行/停止”功能，不要用手拨PLC上的开关，PLC上的开关应始终处于RUN状态；4、实验室计算机上

7、均安装有还原精灵软件，实验结束后将程序或文件拷贝带走。在编程过程中应随时将程序保存到U盘等存储设备中，以防误操作或断电； 5、实验操作过程中，发现实验装置故障应及时报告负责老师；6、实验结束拔线时，必须先关闭PLC主机模块电源后操作！拔出的接线，放入实验台抽屉中，关闭计算机，并将实验台操作面板上的开关(有灯指示的)按钮关闭。第二章 实验内容实验1 FPWIN GR的编程环境应用一、实验目的1、熟悉松下FP0 PLC编程软件；2、编制简单的梯形图程序，熟悉基本指令的使用；3、初步掌握编程软件的使用方法和调试方法。二、实验设备1、TVT-90E可编程控制器训练装置（主机型号为FP0-C16）；2、

8、电动机正反转实验板1块、天塔之光实验板1块和若干连接导线。三、实验内容1、熟悉FPWIN GR编程软件的菜单、工具条、指令输入和程序调试；2、在FPWIN GR的编程环境中根据电机运转控制要求，输入梯形图，进行硬件连接，并观察实验现象。（1）按下启动按钮SB1，电动机M1运行，按下停止按钮SB2，M1停止运行。（2）按下启动按钮SB1，电动机M1运行，3s后电动机M2运行，按下停止按钮SB2，电动机M1和 M2立即停止运行。3、在FPWIN GR的编程环境中根据天塔之光的控制要求，编写梯形图。控制要求：按下启动按钮，L1亮1s后灭，接着L2、L3、L4、L5亮，1s后灭，再接着L6、L7、L8

9、、L9亮1s后灭，L1又亮，如此循环下去，按下停止按钮，系统停止运行。注意：1、首先根据控制要求，确认I/O地址。注意L2、L3、L4、L5虽状态一样，但每个都需要对应一个输出地址，L6、L7、L8、L9亦如此。2、天塔之光实验板上没有启动和停止按钮，请使用电动机正反转实验板上的输入按钮，注意给该实验面板的24V电源通电。编写梯形图，并根据I/O地址分配进行硬件连线（使用电动机正反转和天塔之光实验板），检查无误后将程序写入PLC，调试运行该程序直至满足控制要求。四、实验步骤1、根据实验内容，制定输入/输出接线列表（I/O分配表）；2、在FPWIN GR的编程环境中编写梯形图； 3、根据I/O地

10、址分配进行实验面板接线；4、打开主机电源将程序下载到主机中；5、启动并运行程序，观察实验现象，调试修改程序；6、完成实验报告。实验2 电动机正反转和Y/启动实验一、实验目的1、熟悉松下FP0 PLC编程软件；2、编制简单的梯形图程序，熟悉基本指令的使用；3、初步掌握编程软件的使用方法和调试方法。二、实验设备1、TVT-90E可编程控制器训练装置（主机型号为FP0-C16）；2、电动机正反转和Y/ 启动实验板1块和若干连接导线。三、实验内容控制要求：按下正转启动按钮SB1，电动机正转运行，且KM1，KMY接通。2s后KMY断开，KM接通，即完成正转启动。按下停止按钮SB2，电动机停止运行。按下反

11、转启动按钮SB3，电动机反转运行，且KM2，KMY接通。2s后KMY断开，KM 接通，即完成反转启动。按下停止按钮SB2，电动机停止运行。注意：电动机正转运行时，按下反转启动按钮，电动机仍要正转运行，不能反转运行；同理，电动机反转运行时，按下正转启动按钮，电动机亦要保持反转运行，不能正转运行。编写梯形图，根据I/O地址分配进行硬件连线，检查无误后将程序写入PLC，调试运行该程序直至满足控制要求。四、实验步骤1、根据实验内容，制定输入/输出接线列表（I/O分配表）；2、在FPWIN GR的编程环境中编写梯形图； 3、根据I/O地址分配进行实验面板接线；4、打开主机电源将程序下载到主机中；5、启动

12、并运行程序，观察实验现象，调试修改程序；6、完成实验报告。实验3 自动送料装车控制实验一、实验目的1、熟悉松下FP0系列 PLC的逻辑指令及定时器的使用；2、根据控制要求设计自动送料装车系统控制的梯形图程序；3、进一步掌握编程软件的使用方法、梯形图的设计方法和调试方法。二、实验设备1、TVT-90E可编程控制器训练装置（主机型号为FP0-C16）；2、自动送料装车系统实验板1块和若干连接导线。三、实验内容控制要求：初始状态时，红灯灭L1=OFF，绿灯亮L2=ON，表示允许汽车开进装料，料斗K2，电动机M1，M2，M3皆为OFF。（1）当汽车到来时S2=ON，红灯L1亮，绿灯L2灭，传送带驱动电

13、动机M3运行；2秒后，电动机M2运行；再经过2秒钟M1运行，依次顺序起动送料系统。（2）电动机M3运行后，进料阀门K1打开料斗进料，料斗装满时，检测开关S1= ON，进料阀门K1关闭（设1料斗物料足够装满1车）；料斗出料阀门K2在M1运行及料满（S1= ON）后，打开放料，物料通过传送带的传送，装入汽车。（3）当汽车装满料后S2=OFF，料斗K2关闭，电机M1运行2s后停止，M1停止2s后M2停止，M2停止2s后M3停止，此时红灯灭L1=OFF，绿灯L2=ON，汽车可以开走。编写梯形图，并根据I/O地址分配进行硬件连线，检查无误后将程序写入PLC，调试运行该程序直至满足控制要求。四、实验步骤1

14、、根据实验内容，制定输入/输出接线列表（I/O分配表）；2、在FPWIN GR的编程环境中编写梯形图； 3、根据I/O地址分配进行实验面板接线；4、打开主机电源将程序下载到主机中；5、启动并运行程序，观察实验现象，调试修改程序；6、完成实验报告。实验4 多种液体自动混合控制实验一、实验目的1、熟悉松下FP0系列PLC的逻辑指令及定时器的使用；2、根据控制要求设计多种液体自动混合控制的梯形图程序；3、进一步掌握编程软件的使用方法、梯形图的设计方法和调试方法。二、实验设备1、TVT-90E可编程控制器训练装置（主机型号为FP0-C16）；2、多种液体自动混合控制实验板1块和若干连接导线。三、实验内

15、容控制要求：初始状态时，容器是空的，电磁阀Y1，Y2，Y3，Y4和搅拌机均为OFF，液面传感器L1，L2，L3均为OFF。此时按下启动按钮（采用点动按钮），开始下列操作：（1）电磁阀Y1闭合(Y1=ON)，开始注入液体A，至液面高度为L3(L3=ON)时，停止注入液体A(Y1=OFF)，同时开启液体B电磁阀Y2(Y2=ON)注入液体B，当液面高度为L2(L2=ON)时，停止注入液体B(Y2=OFF)，同时开启液体C电磁阀Y3(Y3=ON)注入液体C，当液面高度为L1(L1=ON)时，停止注入液体C(Y3=OFF)。（2）停止液体C注入时，开启搅拌机M(M=ON)，搅拌混合时间为10s。（3）停

16、止搅拌后加热器H开始加热(H=ON)。当混合液温度达到某一指定值时，温度传感器T动作(T=ON)，加热器H停止加热(H=OFF)。（4）开始放出混合液体(Y4=ON)，至液体高度降为L3后(依次检测液位是否降到L1、L2、L3，如果液位低于L1、L2、L3时，对应液位传感器L1、L2、L3依次OFF)，再经5s停止放出(Y4=OFF)。温度传感器T = OFF。注意：此时系统已恢复为初始状态，等待下一次启动信号的到来。若按下启动按钮，系统重复过程（1）（4）。（5）操作过程中任意时刻按下停止按钮(采用点动按钮)，停止当前操作，回到初始状态。编写梯形图，并根据I/O地址分配进行硬件连线，检查无误

17、后将程序写入PLC，调试运行该程序直至满足控制要求。四、实验步骤1、根据实验内容，制定输入/输出接线列表（I/O分配表）；2、在FPWIN GR的编程环境中编写梯形图； 3、根据I/O地址分配进行实验面板接线；4、打开主机电源将程序下载到主机中；5、启动并运行程序，观察实验现象，调试修改程序；6、完成实验报告。实验5 交通灯系统设计实验一、实验目的1、熟悉松下FP0 PLC的逻辑指令，掌握复杂逻辑的编程方法及定时器的灵活运用；2、根据交通灯系统控制要求设计梯形图程序；3、进一步掌握编程软件的使用方法、梯形图的设计方法和调试方法。二、实验设备1、TVT-90E可编程控制器训练装置（主机型号为FP

18、0-C16）；2、交通灯系统实验板1块和若干连接导线。三、实验内容控制要求：正常工作时，信号灯受自动开关（按钮SB1）控制。当自动开关闭合时，信号灯系统开始工作，且先东西绿灯亮，南北红灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭；东西绿灯亮4s后闪2s灭，黄灯亮2s灭，红灯亮8s，绿灯亮循环；对应东西绿黄灯亮时南北红灯亮8s，接着绿灯亮4s后闪2s灭；黄灯亮2s后，红灯又亮循环。编写梯形图，并根据I/O地址分配进行硬件连线，检查无误后将程序写入PLC，调试运行该程序直至满足控制要求。思考：（1）正常工作时，信号灯受自动开关（按钮SB1）控制，按上述控制要求循环工作；（2）手动控制（按钮SB2）时，

19、南北、东西黄灯一直闪烁；（3）特殊情况下（如有救护车等应急车辆时），无论交通灯原来状态如何，闭合开关（按钮SB3），南北绿灯亮，东西红灯亮。开关断开 5s后，解除通车状态，恢复正常工作，即东西绿灯亮，南北红灯亮。四、实验步骤1、根据实验内容，制定输入/输出接线列表（I/O分配表）；2、在FPWIN GR的编程环境中编写梯形图； 3、根据I/O地址分配进行实验面板接线；4、打开主机电源将程序下载到主机中；5、启动并运行程序，观察实验现象，调试修改程序；6、完成实验报告。实验6A 电梯控制系统设计实验一、实验目的1、工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法；2、进一步熟悉PLC的I/O

20、连接；3、熟悉四层楼电梯采用轿厢外按钮控制的编程方法。二、实验设备1、TVT-90E可编程控制器训练装置（主机型号为FP0-C16）；2、电梯控制系统实验板1块和连接导线一套。三、实验内容控制要求：电梯由安装在各楼层厅门口的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操纵，其操纵内容为电梯运行方向。电梯轿箱内设有楼层内选按钮S1S4，用以选择需停靠的楼层。L1、L2、L3、L4分别为14层的指示，亮表示电梯上升，亮表示电梯下降。（1）开始时，电梯处于1层。（2）当有外呼梯信号到来时，轿厢响应该呼梯信号，到达该楼层时，轿厢停止运行（若轿厢停于1层，4层呼梯，则轿厢经停2、3层，可用时间继电器实现，轿厢经过1楼层需

21、3秒；到达某楼层时，对应该楼层的指示灯亮）。（3）当有内呼梯信号到来时，轿厢响应该呼梯信号，到达该楼层时，轿厢停止运行。（4）在电梯轿厢运行过程中，轿厢上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的外呼梯信号均不响应，但如果反向外呼梯信号前方向无其它内、外呼梯信号时，则电梯响应该外呼梯信号。例如，电梯轿厢在1楼，将要运行到3楼，在此过程中可以响应2层向上外呼梯信号，但不响应2层向下外呼梯信号。同时，如果电梯到达3层，如果4层没有任何呼梯信号，则电梯可以响应3层向下外呼梯信号。否则，电梯轿厢将继续运行至4楼，然后向下运行响应3层向下外呼梯信号。（5）电梯应具有最远反向外呼梯响应功能。例如，电梯轿厢在1楼，而同时有2层向下外呼梯，3层向下外呼梯，4层向下外呼梯，则电梯轿厢光去4楼响应4层向下外呼梯信号。（6）当轿厢停于1层以上时，若10秒没有请求信号时，轿厢自动下降至1层停止。编写梯形图，并根据I/O地址分配进行硬件连线，检查无误后将程序写入PLC，调试运行该程序直至满足控制要求。四、实验步骤1、根据实验内容，制定输入/输出接线列表（I/O分配表）；2、在FPWIN GR的编程环境中编写梯形图； 3、实验面板接线；4、打开主机电源将程序下载到主机中；5、启动并运行程序，观察实验现象，调试修改程序；6、完成实验报告。实