《可编程控制器原理及应用》实验指导书

《可编程控制器原理及应用》

实验指导书

杭州电子工业学院

自动化分院

2000年11月

前言

可编程控制器是采用微机技术的通用工业自动化装置，近几年来，在国内得到迅速推广普及。正改变着

工厂自动控制的面貌，对传统的技术改造、发展新型工业具有重大的实际意义。

本实脸指导书旨在帮助学生通过实脸更好的掌握PLC的结构特点、工作原理和编程方法，从而为今后在

工程上的应用打下坚实的基础。全书分为三个部分：第一部分是以三菱可编程序控制器配THPLC-A型教学实

险设备为实验对象：第二部分是以三菱可编程控制器配SAC—PC教学实验设备为实验对象：第三部分则是实

验参考。在实验前学生应根据选定的实脸设备参考相应的指导书内容进行预习，实险过程中应严格按照实验

要求操作，注意安全，实验后书写实验报告。

目录

第一部分三菱可编程序控制器配THPLC—A型教学实验设备

实验一可编程控制器的基本指令编程练

习.....................................................................................3

实脸二装配流水线控制的模

拟..............................................................................................

...........................6

实验三三相异步电,动机的星/三角形换接启动控

制........................................................8

实验四LED数码显示控

制..............................................................................................

..........................................10

实验五五相步进电动机控制的模

拟..............................................................................................

...........12

实验六十字路口交通灯控制的模

拟...............................................................................................

...........14

实险七液体混合装置控制的模

拟...............................................................................................

...................16

实险八电梯控制系统的模

拟...............................................................................................

..................................18

实验九机械手动作的模

拟..............................................................................................

...........................................21

实脸十四节传送带控制的模

拟..............................................................................................

............................23

实验十一二台PLC的通

讯............................................................................................

..............................................25

实脸十二多台PLC的通

讯............................................................................................

..............................................28

第二部分三菱可编程控制器配SAC—PC数学实脸设备

实验一可编程控制器的基本指令编程练

习.........................................................................................29

实验二十字路口交通信号灯控制实

第一部分三菱可编程序控制器配THPLC-A型教学实验设备

实验一可编程控制器的基本指令编程练习

一、实脸目的

基本指令编程练习

1、熟悉PLC实脸装置。

2、练习手持编程器的使用。B

1输入星位

3、熟悉系统操作。开

oo口

所位十进弱数显示翳

4、掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。

5、掌握定时器、计数器的正确Y0Y1Y2Y3Y4Y7编程方法，并学会定

OOOOOO

时器和计数器扩展方法。

X0X2X4X6X10X12

□□□□□

二、实验预习要求□

1、熟悉手持编程器使用方法XIX3X5X7XIIX13

OOOO

、根据实验内容编写实脸程序

2YOYlY2Y3Y4Y5Y6-Y7+24V

OOOOOOOO

三、实验仪器和设备XOXIX2X3X4X5X6X7X10XllX12X13COM

coooooooooooo

1、三菱可编程序控制器

2、三菱手持编程器

3、THPLC-A型教学实验设备（基本指令编程练习的实睑区如上图所示）

上图中下面两排接线孔，通过防转叠插锁紧线与PLC的主机相应的输入输出插孔相接。Xi为输入点，

Yi为输出点.图中中间两排X0~X13为输入按键，模拟开关量的输入.八路一排Y0〜Y7是LED指示灯，接继电

器输出用以模拟榆出负载的通与断。图中上方为两位十进制数码计数器。

四、实验原理

使用PLC的X、Y、M、C、T、S等编程元件和基本逻辑指令进行编程操作，结果由显示区显示，从而险证

对其内部元件的正确使用方法。

五、实脸内容

1、与或非逻辑功能实验

①、走廊灯两地控制

资源分配：

信号作用输入信号控制对象输出信号

楼下开关X001走廊灯Y000

楼上开关X003

控制要求：楼上楼下开关均可实现对走廊灯操作，点亮或熄灭。

②、走廊灯三地控制

资源分配：

信号作用输入信号控制对象输出信号

走廊东侧开关X001走廊灯Y000

走廊中间开关X003

走廊西侧开关X005

控制要求：走廊东、西、中间开关均可实现对走廊灯操作，点亮或燃灭。

2、定时器/计数器功能实验

①、通电断电延时控制

资源分配：

信号作用输入信号控制对象输出信号

开关X001显示器Y000

控制要求：

XOOION

OFF________

Y000ON2秒--------------------

OFF---------；--------2秒!

②、闪光报警控制

资源分配：

信号作用榆人信号控制对象榆出信号

开关X001报警灯Y000

控制要求：

XOOION

OFF________I

Y000ONIS

OFF________I

③、按键计数控制

资源分配：

信号作用输入信号控制对象输出信号

按键X000信号灯Y000

控制要求：按键按下三次信号灯亮；再按两次，信号灯灭.

④、定时器扩展实脸

资源分配：

信号作用输入信号控制对象输出信号

起动X000定时到显示Y000

控制要求：利用定时器和计数器完成2分钟定时，其中定时器定时时间为10S,定时时间到后显示3s后自动

关断。

六、实脸结果分析

按照控制要求画出梯形图，并写出相应的指令表程序。

七、思考题

设计一个实脸用以验证脉冲输出指令.

实验二装配流水线控制的模拟

一、实验目的

了解移位和循环移位功能指令在控制系统中的应用及其编程方法。

二、实脸预习要求

1、掌握移位和循环移位功能指令的编程方法。

2、完成装配流水线模拟控制的程序。

三、实验仪器和设备

1、三菱可编程序控制器

2、三菱手持编程器

3、THPLC-A型教学实险设备（装配流水线控制实脸区如

右图所示）

四、实验原理

利用移位和循环移位功能指令实现单序列功能表图的编

程，可简化程序设计。具体的说，就是通过移位方式来完成转换，只要保证代表各工步的编程元件只有一个

为“1”状态即可，若有多个工位为活动状态，可采用块移位的操作方式实现。

五、实验注意事项

在实验区示意图中上部的A〜H表示动作榆出（用LED发光二极管模拟）；下部的A、B、C、D、E、F、G、H

插孔分别接PLC的输出点，起动、移位、复位插孔分别接PLC的输入点.

六、实脸内容

资源分配：

信号作用输入信号控制对象输出信号控制对象输出信号

起动X000AY000EY004

移位X001BY001FY005

复位X002CYUU2GY005

DY003HY007

控制要求：传送带共有十六个工位，D、E、F、G各有四个工位，工件从1号位装入，分别在A（操作1）、B

（操作2）、C（操作3）三个工位完成三种装配操作，其它工位均用于传送工件，经最后一个工位后送入仓库，

物流操作由移位控制键实现.

七、实脸结果分析

根据控制要求完成梯形图和相应的指令表程序，并脸证程序的正确畦.

八、必考题

对于含有选择序列的较复杂的功能表图，是不是也可以采用移位的方式编程，为什么？

实验三三相异步电动机的星/三角换接起动控制

一、实验目的

1、掌握电机星/三角换接起动主回路的接线。

2、学会用可编程控制器实现电机星/三角换接降压起动过程的编程方法。

二、实验预习要求

1、熟悉电机星/三角起动工作原理

2、编写星/三角换接降压起动控制程序

三、实脸仪器和设备

1、三菱可编程序控制器

2、三菱手持编程器

3、THPLC-A型教学实脸设备（三相异步电动机的星

/三角换接启动控制实验区如右图所示）

四、实验原理

由于电机正反转换接时，有可VWUZYX能因为电动机容量较大

或操作不当等原因，使接触器主SSSTFRKM1KM2KM3220V触头产生较为严重的起

弧现象，如果电弧还未完全熄火ooooooo时，反转的接触器就闭

合，则会造成电源相间短路。用O^OPLC来控制电机则可避

免这一问题。

五、实脸注意事项

接通电源之前，将三相异步电动机的星/三角换接启动实验模块的开关置于“关”位置（开关往下扳）。因

为一旦接通三相电，只要开关置于“开”位置（开关往上扳），这一实验模块中的U、V、W端就已通电。所以,

请在连好实验接线后，才将这一开关接通，请千万注意人身安全。

六、实验内容

资源分配：

信号作用榆入信号控制对象输出信号

SS（起动）X000KM1Y001

ST（停车）X001KM2Y002

FR（过载保护）X002KM3Y003

控制要求：合上启动按钮后，延时1S后电机先作星形连接起动，工作5秒钟后进行换接，延时0。5秒钟后

自动换接到三角形连接运转.注意KM2、KM3必须互锁.

实脸装置已将三个CJO—10接触器6勺触点引出至面板上.学生可按图示的粗线，用专用实脸连接导线连接.

三相市电已引至三相开关SQ的U、V、W端。A、B、C、X、Y、Z与三相异步电动机(400W)的相应六个接线

柱相连。将三相间刀开关拨向“开”位置，三相380V市电就接通电动机。

七、实验结果分析

按照控制要求画出梯形图，并写出相应的指令表程序，并验证其正确性。

八、思考题

若采用继电器控制系统应如何设计，画出相应的电气图。

实验四LED数码显示控制

・、实险目的

了解并掌握置位与复位指令SET、RST在控制中的应用及其编程方法.

二、实验预习要求

根据控制要求采用以转换为中心A的编程方式编写LED数码

0

显示控制程序.0OC0

00

三、实脸仪器和设备0

0B

1、三菱可编程序控制器00

0G0

2、三菱手持编程器O

00

3.THPLC-A型教学实脸设备（LED00数码显示控制实验区如右

图所示）E00C

00

四、实验原理0D0)

o

SET为理位指令，使动作保持；RSTHO为复位指令，使操作保持

复位。当X0一接通，即使再编程断FGED启动CHBA开，Y0也保持接通.X1接

通后，即使再变成断开，Y0也将保ooooooooo持断开。SET指令的操作

目标元件为丫、M、So而RST指令的+24VCOMSD操作元件为Y、M,S、D、

ooo

V、Z、l、C。这两条指令是广3个程序步。用RSI指令叩以对

定时器、计数器、数据寄存器、变址寄存器的内容清零。以这

两条指令可以实现多种编程方式，其中以转换为中心的编程方式为其中之一。

五、实脸注意事项

实验中，A、B--H分别接PLC的输出点，其状态由上面的发光二极管模拟显示；SD接PLC的输入点。

六、实脸内容

资源分配：

信号作用输入信号控制对象输出信号控制对象输出信号

SD（起动）X000AY000EY004

BY001FY005

CY002GY006

DY003HY007

控制要求：按下起动按钮后，由八组LED发光二极管开始显示：先是一段段显示，显示次序是A、B、C、D、

E、F、G、比随后显示数字及字符，显示次序是0、1、2、3、4、5、6,7、8、9、A、b、C、d、E、F,再返回

初始显示，并循环10次结束。

七、实验结果分析

按照控制要求画出功能表图、梯形图，并写出相应的指令表程序，并脸证其正确性。

八、思考题

对此实脸若采用起保停电路的设计思想，但要求用SET、RST指令编程应怎样实现？

实验五五相步进电动机控制的模拟

一、实验目的

了解并掌握采用PLC实现对步进电机进行控制的一种方法.

二、实验预习要求

1、熟悉步进电机的工作原理。

2、根据五相步进电机的工作特点模拟环行分配器，完成程序

编制。

三、实脸仪器和设备

1、三菱可编程序控制器

2、三菱手持编程器

3、THPLC-A型教学实验设备（五相步进电动机的模拟控制实

验区如右图所示）

四、实验原理

利用顺序控制的思想实现该控制任务。

五、实脸注意事项

接线时，下部的A、B、C、D、E分别接PLC的输出点,同时用

上部的发光二极管模拟步进电机五个绕组的通电状态：SD接PLC的揄入。

六、实验内容

资源分配：

信号作用输入信号控制对象揄出信号控制对象输出信号

SD（起动）X000AY001DY004

BY002EY005

CY003

控制要求：对五相步进电动机五个绕组依次自动实现如下方式的循环通也控制:

第一'方式：A〜B〜C~D~E

第二方式：A~AB~BC〜CD~DE〜EA

第三方式：AB〜ABC〜BC~BCD〜CD飞DE〜DE〜DEA

第四方式：EA〜ABC〜BCD~CDE~DEA

实脸中要求实现以上四种控制模式中的任意两种，每拍间隔2S。

七、实验结果分析

按照控制要求画出功能表图、梯形图，并写出相应的指令表程序。记录以上四步的现象，分析步进电机各

处于何种工作节拍下。

八、思考题

如采用此种控制方法，要想提高步进业机的转速受哪些因素限制？

实验六十字路口交通灯控制的模拟

一、实验目的

熟练使用各基本指令，根据控制要求.掌握PLC的编程方法和程序调试方法,使学生了解用PLC解决一个

实际问题的全过程。

二、实验预习要求

十字路口交通灯控制

GYR

按照控制要求采用顺序控制的思想完成程序编制。

三、实脸仪器和设备

1、三菱可编程序控制器

2、三菱手持编程器

3、THPLC-A型教学实验设备（十字路口交通灯模拟控

制实验区如右图所示）

四、实验原理

验证顺序控制中的步进顺控指令的编程方式

000,自动0000

五、实验注意事项红黄绿0甲绿黄红

RYGGYR

1

接线时，东西、南北的红、黄、L南出了」00-东西灯」绿灯分别接PLC的输出点,

COM+24V

同时上部用发光二极管模拟显示其状态；SD接PLC的输入

点O

六、实蛉内容

资源分配：

信号作用榆入信号控制对象输出信号控制对象榆出信号

SD（起动）X0001绿（南Y0002绿（东Y003

北）西）

1黄（南Y0012黄（东Y004

北）西）

1红（南Y0022红（东Y005

北）西）

车（南北）Y006车（东西）Y007

注：小车的.度制可以不加考虑

控制要求：信号灯受一个起动开关控制.当起动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先南北绿灯亮，东西红

灯亮.当起动开关断开时，所有信号灯招熄灭。

南北嫁灯亮维持5秒，此时东西红灯亮并维持10秒.南北绿灯亮5秒后，闪亮3秒后熄灭，黄灯亮，并

维持2秒，结束后黄灯熄灭，红灯亮，同时，东西红灯熄灭，绿灯亮.

东西球灯亮维持5秒，此时南北红灯亮并维持10秒。东西绿灯亮5秒后，闪亮3秒后熄.灭，黄灯亮，并

维持2秒，结束后黄灯熄灭，红灯亮。同时，南北红灯熄灭，绿灯亮，周而复始。时序图如下：

起动

i绿—।LTUTTI-------------------

5秒13秒I

［黄!--------------!---------12秒I_______________________

1红-I-----------------------------------------

2象______________________________Iumjn—

2黄―I____________________________________________

2红」_________________________

七、实脸结果分析

按照控制要求画出功能表图、梯形图，并写出相应的指令表程序，脸证其正确性。

八、思考题

采用经蛉设计法应如何实现？

实验七液体混合装置控制的模拟

一、实验目的

熟练使用各条基本指令，通过对工程事例的模拟，熟练

地掌握PLC的编程和程序调试.

“kgrr液体混合装置控制的模拟

二、实验预习要求械修b周II

液体A闷n__________

电磁闷

06助校

按照控制要求完成程序编制--------oX000YC00TH|

-I停止按iasB20I液体B电磁阀

---------L，X001Y00!YV2|

三、实脸仪器和设备液面仲传耨$L1

X002Y002混台液电磁阀

7*—m|

1、三菱可编程序控制器液面代它总SL2

X003Y003助电硒俵触卷

■0—TXM

2、三菱手持编程器取面传感龄SL3

3、THPLC-A型教学实验设备（液体混合装置的模拟控制

实险区如右图所示）

四、实验原理搅匀电机II近台液体网门

利用顺序控制的设计思想实现VIV2V3M+24V该控制任务.

00000

五、实验注意事项

SL3SL2SL1SB2SB1COM

000000

接线时，液面传感器SL1、SL2、SL3用钮子开关来模拟，

起动、停止用动合按钮来实现，接PLC的输入触点；液体A

阀门、B阀门、混合液阀门的打开与关闭以及搅匀电机的运行与停转，接PLC的输出触点，并用发光二极管

的点亮与熄灭来模拟。

六、实脸内容

资源分配:

信号作用输入信号控制对象输出信号

SB1（起动）X000V1Y000

SB2（停止）X001V2Y001

SL1X002V3Y002

SL2X003MY006

SL3X004

控制要求：本装建为两种液体混合装置，SL1、SL2、SL3为液而传感器，液体A、B阀门与混合液阀门由电

磁阀YV1、YV2、YV3控制，M为搅匀电机，控制如下：

初始状态：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。

起动操作：按下起动按钮SB1,装置就开始按以下约定的规律操作：

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，搅匀电机开始搅匀。搅匀电机工作1分钟后停止搅动，混合液体阀门打开，

开始放出混合液体。当液面下降到SL3对，SL3由接通变为断开，再过20秒后，容器放空，混合液阀门关闭，

开始下一周期。

停止操作：按下停止按钮SB2后，在当前的混合液操作处理完毕后，才停止操作（停在初始状态上）.

七、实脸结果分析

按照控制要求画出功能表图、梯形图，并写出相应的指令表程序，验证其正确性。

实验八电梯控制系统的模拟

一、实验目的

1、通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程方法.

2、进一步熟悉PLC的I/O连接。

电梯控制系统的模拟

3、熟悉三层楼电梯采用轿厢外按钮控制的编程方法。

二、实验预习要求Y000（

Y001

1、了解电梯的控制思想。

Y002-

2、编制实验程序.¥003,

三、实验仪器和设备SB3

Y005

1、三菱可编程序控制器T006

Y007

2、三菱手持编程器

m▽

3、THPLC—A型教学实险设备o骄席下降（电梯控制系统的的模拟

p△

控制实脸区如右图所示）Dowlo骄厢提升

UF

3□

四、实验原理SBA3。三层呼叫

SB□

SB2他。二屋呼叫

采用经脸设计法设计控制程□序.

1AlO底层呼叫

五、实验注意事项

沏

L1LO2UPA3A2Al+24V

ODO

层指示、层呼叫指示、上升、000000下降分别接PLC的揄出触

SQO3

SQ1SQO2SB2SB3COM2C0I1COM

点，并用发光二极管和12V灯来SOB模拟其状态；层间行程开

000000

关、层呼叫按钮分别接PLC的输入触点。

六、实验内容

资源分配：

信号作用输入信号作用输入控制对象输出控制对象输出

SQ3（行程开关）X000SB2（层呼X004L3（层指示）Y000DOWN（向下）Y004

叫）

SQ2（行程开关）X001SB1（层呼X005L2（层指示）Y001A3（呼叫指示）Y005

叫）

SQ1（行程开关）X002L1（层指示）Y002A2（呼叫指示）Y006

SB3（层呼叫）X003UP（向上）Y003A1（呼叫指示）Y007

控制要求：熟悉米用轿厢外按钮控制的电梯工作原理及控申要求。电梯由安装在各楼层厅门口的呼叫按钮

进行操纵，其操纵内容为呼叫也梯、运行方向和停靠楼层。每层楼设有呼叫按钮SB/SB3,指示灯「指示电

梯在底层与二层之间运行、L2指示在二层与三层之间运行、L3指示在三层与二层之间运行、SQ1〜SQ4为到

位行程开关。电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向的呼叫均无效.模拟开

关SB1、SB2、SB3分别与X005、X004、X003相连：SQ1、SQ2、SQ3分别与X002、X001、X000相连。输出端

可不接输出设备，而用输出指示灯的状态来模拟输出设备的状态。

过程分析：

1、也横在一、二、三层楼分别设置一个呼叫按钮和一个行程开关.在行程开关SQ1、SQ2、SQ3都断开的情

况下，呼叫不起作用。

2、用指示灯模拟电梯的运行过程.

①、从一层到三层：接通X002即接通SQ1,表示轿厢原停楼层1,按SB3,即X003接通一下，表示呼叫楼

层3,则Y005接通，三层呼叫指示灯亮，Y004接通，表示电梯上升，过1秒后，Y002接通，底层指示灯亮，3

秒后Y002断开，则底层指示灯灭.断开X002即断开SQ1,3秒后Y001接通，二层指示灯亮，过2秒后Y001断

开，二层指示灯灭。又过3秒，到达三层，Y000接通，三层指示灯亮，再过2秒,Y004断开，上升指示灯灭。

②、从三层到一层：接通X000即接通SQ3,表示轿厢1原停楼层3,按SB1,即X005接通一下，表示呼叫楼

层1,则Y007接通，一层呼叫指示灯亮，Y003接通，表示电梯下降，过1秒后，Y000接通，三层指示灯亮，3

秒后YOOO断开，则三层指示灯灭.断开X000即断开SQ3,3秒后Y001接通，二层指示灯亮，过2秒后Y001

断开，二层指示灯灭.又过3秒，到达底层，Y002接通，底层指示灯亮，再过2秒，Y003断开，下降指示灯灭.

③、从一层到二层：接通X002即接通SQ1,表示轿厢原停楼层1,按SB2,即X004接通