《可编程序控制器》正文

PAGEPAGE45实验一可编程控制器的基本指令编程练习一、实验学时：3学时二、实验类型：验证性三、开出要求：必修四、实验目的：１.熟悉PLC实验装置，OMRON编程控制器CPM2AH系列的外部接线方法２.了解编程软件CX-Programmer的编程环境，软件的使用方法。３.掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。４.掌握定时器、计数器的正确编程方法，并学会定时器和计数器扩展方法。五、实验原理：1.实验面板图图1图1-1基本指令编程练习实验面板图图5-1基本指令编程练习实验面板图2.实验说明首先应根据参考程序，判断10.01、10.02、10.03、10.04的输出状态，在拨动输入开关0.01、0.03，观察输出指示灯10.01、10.02、10.03、10.04是否符合与、或、非逻辑的正确结果。注：编程软件使用参考附录。六、实验条件：THORM-A型THORM-B型实验装置THORM-1型THORM-2型实验箱七、实验步骤：（一）安全讲解实验指导人员讲解实验的基本要求，安全操作和注意事项。介绍实验装置的使用方法。（二）与或非功能的实验1、输入输出接线。图图1-2输入端子实际接线图图图1-3输出端子实际接线图图图1-4PLC接线原理图根据PLC的实际输入、输出接线端子和接线原理图，完成本次实验功能的所有接线。接线表如下：表1-1I/O接线输入按钮开关按钮开关按钮开关000000010003输出指示灯指示灯指示灯指示灯指示灯100010011002100310042、连接电源。将电源的正负极分别连至控制面板；将输入回路COM端与电源负极连接；输出端用到的所有回路COM端短接作为一个公共端。3、连接好串口通信线，利用cx-programmer软件编辑程序，打开主机电源将程序下载主机中。4、启动并运行程序观察实验现象。5、梯形图参考程序与门输出指令：0LD0.011AND0.032OUT10.01或门输出指令0LD0.011OR0.032OUT10.02或非门输出:0LD0.011ORNOT0.032OUT10.03与非门输出：0LD0.011ANDNOT0.032OUT10.04（三）定时器/计数器功能实验图1图1-6参考梯形图1、一般延时电路的参考程序0LD0.00输入1TIM000#0050延时5秒2LDTIM0003OUT10.00输出2．长时间延时电路的参考程序由于PLC的定时器和计数器有一定的定时范围和计数范围。如果需要的设定值超过其范围，我们可以通过几个定时器和计数器的串联组合来扩充设定值的范围。图图1-7参考梯形图实验参考程序，如下：0LD0.00输入1TIM000#0050延时5秒2LDTIM0003TIM001#0030延时3秒4LDTIM0015OUT10.00输出3．计数器实验OMRON系列的内部计数器分为计数器和可逆计数器两类。实验参考程序，计数器指令：0LD0.001AND255.022LDNOT0.013CNT001#07004LDCNT0015OUT10.00图图1-8梯形图参考图4.计数器的扩展实验计数器的扩展与定时器扩展的方法类似（程序略）。八、思考问题：１.如输入接点为常闭点，要求系统功能不变，程序应当如何变化？２.如何利用定时器产生具有一定占空比的方波脉冲序列？九、实验成绩评定办法：主要评分点：原理描述、实验流程、调试过程、数据记录、解决问题的能力、资料搜集、实验结果、实验效果等。十、其它说明：（一）注意事项1．仔细连线，反复检查，确保准确无误，注意输入、输出所需电源的极性。2．仔细研究所编的程序，使之正确无误后再下载到PLC上，即可运行程序3.实验中一旦出现异常情况，应立即切断电源，排除故障后方可继续实验。（二）实验报告要求1.分析实验电路的工作原理及实验过程中出现的问题。2.回答思考题3.小结实验体会。实验二天塔之光模拟控制一、实验学时：3学时二、实验类型：验证性三、开出要求：必修四、实验目的：了解并掌握移位指令SFT基本应用及编程方法。五、实验原理：１.实验说明合上启动开关（SD）后，按以下规律显示：L1→L1、L2→L1、L3→L1、L4→L1、L5→L1、L2、L3、L4、L5→L1、L6→L1、L7→L1、L8→L1、L9→L1、L6、L7、L8、L9→L1、L2、L6→L1、L3、L7→L1、L4、L8→L1、L5、L9→L1循环执行，断开启动开关或合上停止开关(ST),程序停止运行。２.实验面板图图2图2-1天塔之光试验面板图六、实验条件：THORM-A型THORM-B型实验装置THORM-1型THORM-2型实验箱七、实验步骤：（一）安全讲解实验指导人员讲解实验的基本要求，安全操作和注意事项。介绍实验装置的使用方法。（二）操作步骤1、输入输出接线表2-1I/O接线输入SD(启动)ST（停止）00000001输出L1L2L3L4L5L6L7L8L91000100110021003100410051006100711002、根据实验说明要求编写程序；3、连接好电源、通信电缆，打开主机电源将程序下载到主机中。4、启动并运行程序观察实验现象。5、梯形图参考程序 八、思考问题：如果要求灯按照从里到外的辐射规律闪亮，应如何实现？即要求按如下规律闪亮：L1L2、L3、L4、L5L6、L7、L8、L9L1循环闪亮。完成I/O分配并编写PLC控制梯形图。2．画出两个定时器触点时序图。九、实验成绩评定办法：主要评分点：原理描述、实验流程、调试过程、数据记录、解决问题的能力、资料搜集、实验结果、实验效果等。十、其它说明：（一）注意事项1．仔细连线，反复检查，确保准确无误，注意输入、输出所需电源的极性。2．仔细研究所编的程序，使之正确无误后再下载到PLC上，即可运行程序（二）实验报告要求1.分析实验电路的工作原理及实验过程中出现的问题。2.回答思考题3.小结实验体会。实验三三相鼠笼式异步电动机点动控制和自锁控制一、实验学时：3学时二、实验类型：验证性三、开出要求：选修四、实验目的：1.用PLC进行三相鼠笼式异步电动机点动控制和自锁控制。２.通过实验进一步加深理解点动控制和自锁控制的特点五、实验原理：１.实验说明（１）点动控制：启动：按下启动按钮SS并保持，0.00的动合触点闭合，10.03线圈得电，即接触器KM3的线圈得电，0.1S后10.01线圈得电，即接触器KM1的线圈得电，电动机作星形连接启动。松开SS后电机停转。每按动SS一次，电机运转一次。（２）自锁控制：启动：按启动按钮ST,0.01的动合触点闭合，10.03线圈得电，即接触器KM3的线圈得电，0.1S后10.01线圈得电，即接触器KM1的线圈得电，电动机作星形连接启动。只有按下停止按钮FR时电机才停止运转。２.实验面板图图3-1电机自动控制试验面板图图3-1电机自动控制试验面板图图7-1电机自动控制试验面板图图7-1电机自动控制试验面板图六、实验条件：THORM-A型THORM-B型实验装置THORM-1型THORM-2型实验箱七、实验步骤：（一）安全讲解实验指导人员讲解实验的基本要求，安全操作和注意事项。介绍实验装置的使用方法。（二）操作步骤1、输入输出接线表3-1I/O接线输入SSSTFRCOM（面板）000000010002电源正极输出KM1KM3N(面板)10011003COM注：1001和1003的COM端短接作为输出回路公共端。2、电动机主电路接线：图图3-2主电路接线注：电机接线端子与实验面板接线端子相对应（例如：电机A→面板A）3、根据实验说明的要求编写程序；4、连接好电源、通信电缆，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。6、梯形图参考程序八、思考问题：１.如果增加运行指示功能，系统如何改进？２.总结ＰＬＣ系统相对于继电器－接触器系统有何优势？九、实验成绩评定办法：主要评分点：原理描述、实验流程、调试过程、数据记录、解决问题的能力、资料搜集、实验结果、实验效果等。十、其它说明：（一）注意事项1．仔细连线，反复检查，确保准确无误，注意输入、输出所需电源的极性。2．仔细研究所编的程序，使之正确无误后将计算机上的程序下载到PLC上，即可运行程序3．检查主电路线间及对地绝缘正常后方可送电。4．注意不要被旋转电动机所伤。（二）实验报告要求1.分析实验电路的工作原理及实验过程中出现的问题。2.回答思考题3.小结实验体会。实验四三相鼠笼式异步电动机带延时正反转控制一、实验学时：3学时二、实验类型：验证性三、开出要求：选修四、实验目的：1.用PLC实现三相鼠笼式异步电动机带延时正反转控制；2.通过实验，提高分析、解决问题的能力。五、实验原理：１.实验说明启动：按启动按钮SS，0.00的动合触点闭合，10.03的线圈得电，10.00的线圈也同时得电，此时电机正转，延时3S后，10.00的线圈失电，10.01的线圈得电，此时电机反转；按启动按钮ST，0.01的动合触点闭合，10.03的线圈得电，10.01的线圈也同时得电，此时电机反转，延时4S后，10.01的线圈失电，10.00的线圈得电，此时电机正转；按停止按钮FR电机停止运转。２.实验原理及接线图图图4-1试验原理及接线图六、实验条件：THORM-A型THORM-B型实验装置THORM-1型THORM-2型实验箱七、实验步骤：（一）安全讲解实验指导人员讲解实验的基本要求，安全操作和注意事项。介绍实验装置的使用方法。（二）操作步骤1、输入输出接线表4-1I/O接线输入SSSTFRCOM（面板）000000010002电源正极输出KM1KM2KM3N(面板)100110021003COM注：1.1001和1003的COM端短接作为输出回路公共端。2.电机接线端子与实验面板接线端子相对应（例如：电机A→面板A）2、根据实验原理说明编写程序。3、连接好电源、通信电缆，打开主机电源开关将程序下载到主机中。4、启动并运行程序观察实验现象。5、梯形图参考程序八、思考问题：１.在对电机进行正反转控制时，怎样避免两组主触头同时接通而造成短路事故？２.如何对系统增加运行指示功能？3.如果接触器由KM1切换到KM2后电动机旋转方向并未改变，试分析原因。九、实验成绩评定办法：主要评分点：原理描述、实验流程、调试过程、数据记录、解决问题的能力、资料搜集、实验结果、实验效果等。十、其它说明：（一）注意事项1．仔细连线，反复检查，确保准确无误，注意输入、输出所需电源的极性。2．仔细研究所编的程序，使之正确无误后将计算机上的程序下载到PLC上，即可运行程序3．检查主电路线间及对地绝缘正常后方可送电。4．注意不要被旋转电动机所伤。（二）实验报告要求1.分析实验电路的工作原理及实验过程中出现的问题。2.回答思考题3.小结实验体会。实验五三相鼠笼式异步电动机星/三角换接启动控制一、实验学时：3学时二、实验类型：验证性三、开出要求：必修四、实验目的：1.用PLC控制电动机Y-△起动电路；2.通过实验，提高分析、解决问题的能力。五、实验原理：１.实验说明启动：按启动按钮SS，0.00的动合触点闭合，20.00线圈得电，20.00的动合触点闭合，同时10.00线圈得电，即接触器KM1的线圈得电，1S后10.03线圈得电，即接触器KM3的线圈得电，电动机作星形连接启动；6S后10.03的线圈失电，同时10.02线圈得电，电动机转为三角形运行方式，按下停止按钮FR电机停止运行。２.实验面板图图图5-1试验原理及接线图六、实验条件：THORM-A型THORM-B型实验装置THORM-1型THORM-2型实验箱七、实验步骤：（一）安全讲解实验指导人员讲解实验的基本要求，安全操作和注意事项。介绍实验装置的使用方法。（二）操作步骤1、输入输出接线表5-1I/O接线输入SSSTFRCOM（面板）000000010002电源正极输出KM1KM2KM3N(面板)100110021003COM注：1.1001和1003的COM端短接作为输出回路公共端。2.电机接线端子与实验面板接线端子相对应（例如：电机A→面板A）2、根据实验原理说明编写程序。3、连接好电源、通信电缆，打开主机电源开关将程序下载到主机中。4、启动并运行程序观察实验现象。5、梯形图参考程序八、思考问题：１.若电动机要求可逆运行，程序如何改动？２.Y-△起动的使用条件是什么？该启动方法有什么优点？3．实验中，如果KM2和KM3切换正常，但电机却不能正常运行，试分析为什么？九、实验成绩评定办法：主要评分点：原理描述、实验流程、调试过程、数据记录、解决问题的能力、资料搜集、实验结果、实验效果等。十、其它说明：（一）注意事项1．仔细连线，反复检查，确保准确无误，注意输入、输出所需电源的极性。2．仔细研究所编的程序，使之正确无误后将计算机上的程序下载到PLC上，即可运行程序3．检查主电路线间及对地绝缘正常后方可送电。4．注意不要被旋转电动机所伤。（二）实验报告要求1.分析实验电路的工作原理及实验过程中出现的问题。2.回答思考题3.小结实验体会。实验六水塔水位控制模拟一、实验学时：3学时二、实验类型：验证性三、开出要求：必修四、实验目的：用PLC构成水塔水位自动控制系统。五、实验原理：１.实验说明当水池水位低于水池低水位界（S4为ON表示），阀Y打开进水（Y为ON）定时器开始定时，4秒后，如果S4还不为OFF，那么阀Y指示灯闪烁，表示阀Y没有进水，出现故障，S3为ON后，阀Y关闭（Y为OFF）。当S4为OFF时，且水塔水位低于水塔低水位界时S2为ON，电机M运转抽水。当水塔水位高于水塔高水位界时电机M停止。２.实验面板图图图6-1水塔水位控制试验面板图六、实验条件：THORM-A型THORM-B型实验装置THORM-1型THORM-2型实验箱七、实验步骤：（一）安全讲解实验指导人员讲解实验的基本要求，安全操作和注意事项。介绍实验装置的使用方法。（二）操作步骤1、输入输出接线表6-1I/O接线输入S1S2S3S40000000100020003输出M（指示灯）Y（阀指示灯）电磁阀1000100110032、根据实验原理说明编写程序。3、连接好电源、通信电缆，打开主机电源开关将程序下载到主机中。4、启动并运行程序观察实验现象。5、梯形图参考程序八、思考问题：１.用实验室的笼型电动机作为泵电动机，，以接触器KM2控制其运行，应如何实现？２.试分析，如果阀和其状态指示灯用同一输出继电器控制，是否合理，为什么？九、实验成绩评定办法：主要评分点：原理描述、实验流程、调试过程、数据记录、解决问题的能力、资料搜集、实验结果、实验效果等。十、其它说明：（一）注意事项1．仔细连线，反复检查，确保准确无误，注意输入、输出所需电源的极性。2．仔细研究所编的程序，使之正确无误后将计算机上的程序下载到PLC上，即可运行程序（二）实验报告要求1.分析实验电路的工作原理及实验过程中出现的问题。2.回答思考题3.小结实验体会。实验七PLC实现的自动配料系统控制实验一、实验学时：3学时二、实验类型：设计性三、开出要求：选修四、实验目的：五、实验原理：１.实验说明２.实验面板图图图7-1试验面板图六、实验条件：THORM-A型THORM-B型实验装置THORM-1型THORM-2型实验箱七、实验步骤：（一）安全讲解实验指导人员讲解实验的基本要求，安全操作和注意事项。介绍实验装置的使用方法。（二）操作步骤2、根据实验原理说明编写程序。3、连接好电源、通信电缆，打开主机电源开关将程序下载到主机中。4、启动并运行程序观察实验现象。5、梯形图参考程序 八、实验成绩评定办法：主要评分点：原理描述、实验流程、调试过程、数据记录、解决问题的能力、资料搜集、实验结果、实验效果等。九、其它说明：（一）注意事项1．仔细连线，反复检查，确保准确无误，注意输入、输出所需电源的极性。2．仔细研究所编的程序，使之正确无误后将计算机上的程序下载到PLC上，即可运行程序（二）实验报告要求1.分析实验电路的工作原理及实验过程中出现的问题。2.小结实验体会。实验八液体混合装置PLC控制系统设计实验一、实验学时：3学时二、实验类型：设计性三、开出要求：选修四、实验目的：熟练使用置位和复位等各条基本指令，通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试。五、实验原理：１.实验说明由实验面板图可知：本装置为两种液体混合装置，SL1、SL2、SL3为液面传感器，液体A、B阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3控制，M为搅动电机，控制要求如下：按下启动按钮SB1，装置投入运行时，液体A、B阀门关闭，混合液阀门打开20秒将容器放空后关闭：液体A阀门打开，液体A流入容器。当液面到达SL2时，SL2接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门。液面到达SL1时，关闭液体B阀门，搅动电机开始搅动。搅动电机工作6秒后停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。当液面下降到SL3时，SL3由接通变为断开，再过2秒后，容器放空，混合液阀门关闭，开始下一周期。停止操作:在当前的混合液操作处理完毕后.按下停止按钮SB1，停止操作。２.实验面板图图图8-1试验面板图六、实验条件：THORM-A型THORM-B型实验装置THORM-1型THORM-2型实验箱七、实验步骤：（一）安全讲解实验指导人员讲解实验的基本要求，安全操作和注意事项。介绍实验装置的使用方法。（二）操作步骤1、输入输出接线表8-1PLCI/O接线表输入SB1SL1SL2SL30000000100020003输出YV1YV2YV3YKM10001001100210032、根据实验原理说明编写程序。3、连接好电源、通信电缆，打开主机电源开关将程序下载到主机中。4、启动并运行程序观察实验现象。5、梯形图参考程序八、实验成绩评定办法：主要评分点：原理描述、实验流程、调试过程、数据记录、解决问题的能力、资料搜集、实验结果、实验效果等。九、其它说明：（一）注意事项1．仔细连线，反复检查，确保准确无误，注意输入、输出所需电源的极性。2．仔细研究所编的程序，使之正确无误后将计算机上的程序下载到PLC上，即可运行程序（二）实验报告要求1.分析实验电路的工作原理及实验过程中出现的问题。2.小结实验体会。实验九加工中心的PLC控制系统设计实验一、实验学时：3学时二、实验类型：设计性三、开出要求：选修 四、实验目的：五、实验原理：１.实验说明２.实验面板图图图9-1试验面板图3.图图9-2自动演示循环工作过程图六、实验条件：THORM-A型THORM-B型实验装置THORM-1型THORM-2型实验箱七、实验步骤：（一）安全讲解实验指导人员讲解实验的基本要求，安全操作和注意事项。介绍实验装置的使用方法。（二）操作步骤1、输入输出接线2、根据实验原理说明编写程序。3、连接好电源、通信电缆，打开主机电源开关将程序下载到主机中。4、启动并运行程序观察实验现象。5、梯形图参考程序（二）现场模拟八、实验成绩评定办法：主要评分点：原理描述、实验流程、调试过程、数据记录、解决问题的能力、资料搜集、实验结果、实验效果等。九、其它说明：（一）注意事项1．仔细连线，反复检查，确保准确无误，注意输入、输出所需电源的极性。2．仔细研究所编的程序，使之正确无误后将计算机上的程序下载到PLC上，即可运行程序（二）实验报告要求1.分析实验电路的工作原理及实验过程中出现的问题。2.小结实验体会。实验十PLC实现的锅炉温度PID连续控制研究实验一、实验学时：3学时二、实验类型：研究性三、开出要求：选修四、实验目的：1、了解温度控制系统构成2、学习控制原理及仪表应用五、实验原理：1、实验系统流程图：图1图10-1试验系统流程图2、实验原理说明：图1图10-2试验原理框图六、实验条件：PCS过程控制实验装置（其中使用：加热器、PLC控制单元、Pt100及变送器等）七、实验步骤：（一）安全讲解实验指导人员讲解实验的基本要求，安全操作和注意事项。介绍实验装置的使用方法。（二）操作步骤附图锅炉内胆温度控制实验接线图接好实验导线和通讯线。图10图10-3试验接线图2、将PLC上的通讯口用PC/PPI电缆与上位机连接。3、将手动阀门1V7、1V10、V9打开，其余阀门全部关闭。4、先打开实验对象系统电源，然后打开控制台上的总电源，再打开PLC控制单元电源。5、在控制板上打开水泵1、加热器。6、在信号板上打开温度输入信号、内胆温度输出信号。7、打开计算机上的MCGS运行环境，选择系统管理菜单中的用户登录，登录用户。8、选择单回路控制实验的锅炉内胆温度控制实验。9、选择PLC控制方式。10、整定参数值的计算设定适当的控制参数使过渡过程的衰减比为4：1，整定参数值可按下列“阶跃反应曲线整定参数表”。表10-1阶跃反应曲线整定参数表控制规则控制器参数δTITDPδsPI1.2δs0.5TsPID0.8δs0.3Ts0.1Ts11、设置参数Ts=1（参考值）SV=40（参考值）Kc=20（参考值）Ti=20（参考值）Td=0（参考值）12、观察计算机上的实时曲线和历史曲线。13、待系统稳定后，给定加个阶跃信号，观察其液位变化曲线。14、再等系统稳定后，给系统加个干扰信号，观察液位变化曲线。15、曲线的分析处理，对实验的记录曲线分别进行分析和处理，处理结果记录于表中。表10-2阶跃响应曲线数据处理记录表参数值测量情况温度1温度2K1T1τ1K2T2τ2阶跃1阶跃2平均值按常规内容编写实验报告，并根据K、T、τ平均值写出广义的传递函数。八、思考问题：1．温度控制PID有什么特点。2．如何减小超调量和快速达到平衡。九、实验成绩评定办法：主要评分点：原理描述、实验流程、调试过程、数据记录、解决问题的能力、资料搜集、实验结果、实验效果等。十、其它说明：（一）注意事项1．仔细连线，反复检查，确保准确无误，注意输入、输出所需电源的极性。2．仔细研究所编的程序，使之正确无误后将计算机上的程序下载到PLC上，即可运行程序（二）实验报告要求1.分析实验电路的工作原理及实验过程中出现的问题。2.回答思考题3.小结实验体会。附录CX-Programmer软件的使用及编程规则一、CX-Programmer软件的使用方法CX-Programmer是一个用于对OMRONCS1系列PLC、CV系列PLC、以及C系列PLC建立、测试和维护程序的工具。它是一个支持PLC设备和地址信息、OMRONPLC和这些PLC支持的网络设备进行通信的方便工具。CX-Programmer是一个用来对OMRONPLC进行编程和对OMRONPLC设备进行维护的工具。本实验装置使用的编程软件是CX-Programmer5.0版本，在做实验前，首先将该软件根据软件安装的提示安装到计算机上，然后用编程线将计算机和