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培训题库基础篇

信捷培训之基础实验

一.高速记数

100.位置记录

通过可编程控制器PLC内相关程序的编写，接近开关，按钮等外围设备的操作实现变频器带动异步电机的准确定位，同时通过编码器的反馈信号观察位置的变化。

具体要求如下：

1．在触摸屏上作1个高速计数显示，指示工作台位置，并作一个清零按键。

PLC程序写入A\B相高速计数程序。

2．手工旋转丝杆使滑台运行到接近开关3（即位置3）动作，清零。

在旋转过程中，观察A、B、Z相对应输入点变化规律，观察触摸屏高速计数显示的变化规律，观察每圈数值变化多少。

3．当按左行按钮（即绿色按钮）时，变频器带动电机左向高速运行，当刚到达接近开关2（即位置2）时，电机减为低速运行，直至到达接近开关1（即位置1）时，电机减速停止，同时通过高速计数记录位置1和位置2的准确数值，并在触摸屏上显示。

4．当按右行按钮（即黄色按钮）时，变频器带动电机右向高速运行，当刚到达接近开关4（即位置4）时，电机减为低速运行，直至到达接近开关5（即位置5）时，电机减速停止，同时通过高速计数记录位置4和位置5的准确位置，并在触摸屏上显示。

5．运行中按下停止按钮（即红色按钮）时，异步电机也减速运行至停止。

当继续按左行或者右行按钮时，按以上运行规律继续运行。

101.模拟四段进给

用异步电机带动旋转编码器旋转，用PLC对旋转编码器的输出信号进行高速计数，利用高速计数的24段中断来控制变频器的输出频率。

具体要求如下：

1，用变频器的面板控制电机运行至丝杆的一侧，将该点定为原点。

2，更改变频器的控制参数，用PLC来控制变频器。

按下启动按钮，变频器输出30HZ，小车以30HZ对应的速度运行，至高速计数当前值为30000时，产生第一段中断，频率降至25HZ；至当前值为60000时，产生第二段中断，频率降至20HZ；至当前值为90000时，产生第三段中断，频率降至15HZ；至当前值为120000时，产生第四段中断，停止3秒；然后以30HZ的频率回到原点，方式方法不限，但一定要注意误差的处理。

3，以此方式不断循环运行，当按下停止按钮时，小车做完此次循环，回到原点后停止。

4，若按下复位按钮，小车立即返回原点。

102.模拟条纹染色

本实验中只做黑白染色的模拟。

每100mm的布匹，将前50mm染成黑色，后50mm保持白色不变。

布匹依靠牵引机构在水平方向上缓慢向前，在牵引机构的旋转轴上安装一个2500线旋转编码器（1倍频旋转1圈时的AB相高速计数为2500），电机旋转1圈，布匹前进20mm。

在布匹的正上方有一染色辊，通过汽缸控制其垂直上下运动，当上气阀开，下气阀关时，染色辊向下并与布匹接触，将布匹染成相应的颜色；当上气阀关，下气阀开时，染色辊向上与布匹脱离接触。

现要求编写相应的控制程序和触摸屏画面，要求：

1，有手动与自动选择：

在手动情况下，可以点动牵引，若不需要染色，则将染色辊停留在上方，点动牵引；若需要染色，则先将染色辊与布匹接触，然后点动牵引。

在自动模式下，点启动，机器按上述内容自动运行，直至按下停止。

2，在触摸屏上做出运行模式，以及运行状态的显示。

显示当前累积长度和该周期（100mm为一个周期）内染黑的长度。

二．脉冲应用

110．步进电机正反转A

通过可编程控制器PLC的脉冲输出功能，实现步进电机的正反转功能，具体要求如下：

1．当按下启动按钮（即按钮1，绿色）时，电机先正转4周，再反转6周，最后正转2周停止，再按启动按钮重复动作。

2．在运行过程中，倘若按下停止按钮（即按钮3，红色），电机停止运行，当按下继续按钮（即按钮2，黄色）时，电机走完剩下的行程，要求最终位置回到起点，无偏差。

提高：

1，将“暂停”按扭作换向使用，每按一次“暂停”，电机的旋转方向取反一次，要求转换5次之后，电机仍能回到起始位置。

2，分别用PLSY和PLSR指令实现题目中的要求。

111．步进电机正反转B

通过可编程控制器PLC的脉冲输出功能，实现步进电机的正反转功能，具体要求如下：

1．按下启动按钮，电机正转8周，然后反转2周，再正转1周，反转2周（重复4次正转1周反转2周的过程），每一次换向前都需要暂停1秒钟，第5次反转后，回到原点。

2．在电机正转8周后，换向按钮开始有效，这时，如果按下换向按钮，电机立即停止，1秒后换向运行，至第5次反转时（注意换向和反转的区别，换向是和上一次的运行方向相反，是相对的，而反转是相对与正转而言），回到原点，要求无偏差。

112.步进小车送料A

通过可编程控制器PLC的脉冲输出功能及流程控制指令，实现小车控制程序：

1．手工旋转丝杆至接近开关1动作，此位置为装料位置。

接近开关2为卸料位置1，接近开关3为卸料位置2。

2．按下启动按钮（即按钮1，绿色），小车开始装料（Y4输出），3秒后小车右向运行，至卸料位置1处停止，卸料5秒（Y5输出）。

3．卸料结束后小车左向回到装料位置，装料3秒后右向运行至卸料位置2处停止，卸料5秒。

4．卸料结束后小车左向回到装料位置，重复步骤2～4之间过程。

5．循环过程中按下停止按钮（即按钮3，红色），循环回到装料位置处停止。

提高：

1.假定向位置1和位置2各送一次料并返回加料点，为一个工作周期，要求可以设定循环工作的次数，实时显示当前已完成多少次，还剩余多少次。

2.增加断电保持功能，如果机器处于运行状态时，突然断电，要求控制系统能够记住小车当前所处的工作状态，当电路正常之后，按一次启动，小车按照之前的动作继续运行；增加一个复位按钮，当按下复位按钮时，停止装卸料，小车以一个比较高的速度回到原点。

3.增加一个料位计信号，当小车的料斗内有料时，该信号为ON，无料时为OFF。

在装料时，若3秒以内检测到有料，小车立刻开始送料，不用等到3秒种时才开始送料；若超过3秒仍检测不到有料，则输出报警，报警内容为“装料故障”。

在卸料时，若5秒内检测到空料信号，小车立刻返回；若超过5秒仍检测不到空料信号，则输出报警，报警内容为“卸料故障”。

当发生报警时，停止所有与报警无关的输出。

在报警解除之前无法再启动，报警解除之后，按启动按钮，小车继续报警前的工作。

113.步进小车送料B

通过可编程控制器PLC的脉冲输出功能及流程控制指令，实现小车控制程序：

1.手动旋转丝杆，使小车在丝杆的一侧边缘，将该点作为装料点（原点），从原点到第一个卸料点，电机需要旋转8圈，到第二个卸料点，电机需要旋转16圈。

2．按下启动按钮（即按钮1，绿色），小车开始装料（Y4输出），3秒后小车右向运行，至卸料位置1处停止，卸料5秒（Y5输出）。

3．卸料结束后小车左向回到装料位置，装料3秒后右向运行至卸料位置2处停止，卸料5秒。

4．卸料结束后小车左向回到装料位置，重复步骤2～4之间过程。

5．循环过程中按下停止按钮（即按钮3，红色），循环回到装料位置处停止。

提高：

1，假定向位置1和位置2各送一次料并返回加料点，为一个工作周期，要求可以设定循环工作的次数，实时显示当前已完成多少次，还剩余多少次。

2，增加断电保持功能，如果机器处于运行状态时，突然断电，要求控制系统能够记住小车当前所处的工作状态，当电路正常之后，按一次启动，小车按照之前的动作继续运行；增加一个复位按钮，当按下复位按钮时，停止装卸料，小车以一个比较高的速度回到原点。

3，增加一个料位计信号，当小车的料斗内有料时，该信号为ON，无料时为OFF。

在装料时，若3秒以内检测到有料，小车立刻开始送料，不用等到3秒种时才开始送料；若超过3秒仍检测不到有料，则输出报警，报警内容为“装料故障”。

在卸料时，若5秒内检测到空料信号，小车立刻返回；若超过5秒仍检测不到空料信号，则输出报警，报警内容为“卸料故障”。

当发生报警时，停止所有与报警无关的输出。

在报警解除之前无法再启动，报警解除之后，按启动按钮，小车继续报警前的工作。

114．模拟磨床

通过可编程控制器PLC的脉冲输出功能及流程控制指令，模拟实现磨床磨削的动作过程：

1．在文本屏上做手动前进键（右向），手动后退键（左向），清零键。

手动控制滑台至接近开关1动作，此位置为原点位置。

将当前脉冲位置清零。

2．按下启动按钮（即按钮1，绿色），小车分四段速右向进给运行，进给速1>进给速2>进给速3>进给速4。

3．进给结束后小车停顿3秒，然后以高速快退至原点。

4．快退结束后停顿2秒，重复步骤2～4之间过程。

5．循环过程中按下停止按钮（即按钮3，红色），循环回到原点位置处停止。

6．循环过程中按下复位按钮（即按钮2，黄色），滑台立即快退至原点位置处停止。

7．要求当前位置可以显示，4段进给速、4段进给量、快退速、加减速时间、手动速都可设定。

三．MODBUS通讯

120.模拟分布式控制

现有PLCA和B，A用来做负责数字输入和输出的控制，B用来做温度和模拟量的采集与控制，触摸屏直接与A相连，由于B主要用作温度和模拟量的采集，IO使用不多，因此，B的输入输出可以视为A的扩展。

B可以单独运行。

现在按要求完成A与B的通讯部分程序，具体要求如下：

1，当A的X0和B的X0同时为ON时，A的Y0输出。

2，当A的X1为ON或者B的X1为ON时，B控制温控模块开始加热。

3，将B的温度信息读到A中，并在触摸屏上显示；在触摸屏上设定加热的目标值和PID参数。

4，当A和B的通讯失败时，强制停止A的Y0。

提高：

1，通讯失败时，重新读写，连续3次不成功，报通讯故障。

故障时，强制停止A的Y0。

2，借助RS485转RS232模块，使用串口调试工具监视PLC和变频器之间的通讯字符串，分析其含义。

121.数据共享

现有PLCA和B，要求A和B实现数据和端子共享，具体要求如下：

1，当A的X0~X4为ON时，相应的B的Y0~Y4输出；当B的X0~X4为ON时，A的Y0~Y4输出。

2，将A的D10~D19的数据写到B的D10~D19，将B的D20~D29的数据读到A的D20~D29。

提高：

1，通讯失败时，重新读写，连续3次不成功，报通讯故障。

故障时，A和B的输入无效（不能驱动B和A的Y端子）。

2，借助RS485转RS232模块，使用串口调试工具监视PLC和变频器之间的通讯字符串，分析其含义。

122．与MA模块通讯

用一台PLC与MA-8X8YR、MA-6PT-P进行通讯。

具体要求如下：

1，控制信号由MA-8X8YR提供，当MA-8X8YR的X0为ON时，MA-6PT-P的一通道开始进行PID控制。

2，将MA-6PT-P的各路温度读取到PLC中，并显示在触摸屏上；在触摸屏上设定各路温度的目标值以及PID控制参数。

3，当温度超过目标值2℃时，启动风扇进行散热，风扇的控制端子为MA-8X8YR的Y0。

123．与V5变频器通讯A

用触摸屏、PLC、变频器组成一个简单的控制系统，利用RS485实现PLC与变频器的通讯。

具体要求如下：

1．在可编程控制器PLC内编写相关控制程序，以MODBUS通讯的方式实现变频器的正转，反转，停止，频率设定，电流、母线电压读出等操作。

2．借助RS485转RS232模块，使用串口调试工具监视PLC和变频器之间的通讯字符串，分析其含义。

提高：

在可编程控制器PLC内编写相关控制程序，控制3台变频器，实现各变频器的正转，反转，停止，频率设定，电流、母线电压读出等操作。

四．自由格式通讯

130.与V5变频器通讯B

用触摸屏、PLC、变频器组成一个简单的控制系统，利用RS485实现PLC与变频器的通讯。

具体要求如下：

在可编程控制器PLC内编写相关控制程序，以自由格式通讯的方式实现变频器的正转，反转，停止，频率设定，电流、母线电压读出等操作。

131.与富士变频器通讯

参考富士变频器的通讯协议，编写PLC与富士变频器的通讯程序。

要求能够写变频器的频率命令和读出富士变频器的输出频率。

132.PLC之间的自由格式通讯

PLCA和B分别为先发后收和先收后发，要求实现以下内容：

1，当A的X0~X4为ON时，相应的B的Y0~Y4输出；当B的X0~X4为ON时，A的Y0~Y4输出。

2，将A的D10~D19的数据写到B的D10~D19，将B的D20~D29的数据读到A的D20~D29。

五．变频器的应用

140.变频器的七段速控制（端子控制）

用触摸屏、PLC、变频器组成一个简单的控制系统，实现对变频器的多段速控制。

要求能够实现电机的正转、反转、停止以及段速的切换。

七个段速如下：

在触摸屏上要做正转、反转、停止、以及7个段速的选择按扭；如果在实验台上做这个实验，要注意做好保护。

141.触摸屏控制变频器

利用触摸屏和变频器的485通信对变频器进行如下控制:

1．控制变频器启动和停止

2．把变频器的设定频率、输出频率、输出电流、母线电压、输出电压、电机转速显示在触摸屏上。

六．过程控制

150.温度控制XC-E3AD4PT2DA

通过可编程控制器PLC、XC-E3AD4PT2DA模块和触摸屏实现温度控制功能。

具体要求如下：

1．将目标温度值设为50℃。

2．通过触摸屏设定相关PID参数，通过触摸屏按键控制加热，观察温度控制效果。

3．做一下PID自整定操作，观察一下整定出的采样时间和PID参数值，观察温度控制效果有何变化。

4．通过触摸屏进行实时温度监控，即实时温度曲线和历史温度曲线，并显示当前温度值。

提高：

手动调节PID控制参数，观察温度的变化趋势，结合PID控制原理，分析原因。

2，用模块XC-E6PT-P本身的PID实现以上要求（要求3除外）；

3，用模块XC-6TCA-P实现以上控制要求；

4，对比一下3种控制方式的优缺点，各适用于何种场合。

151.温度控制XC-E6PT-P

通过可编程控制器PLC、XC-E6PT-P模块和触摸屏实现温度控制功能。

具体要求如下：

1．将目标温度值设为50℃。

2．通过触摸屏设定相关PID参数，通过触摸屏按键控制加热，观察温度控制效果。

3．通过触摸屏进行实时温度监控，即实时温度曲线和历史温度曲线，并显示当前温度值。

提高：

手动调节PID控制参数，观察温度的变化趋势，结合PID控制原理，分析原因。

152.温度控制XC-E6TCA-P

通过可编程控制器PLC、XC-E6TCA-P模块和触摸屏实现温度控制功能。

具体要求如下：

1．将目标温度值设为50℃。

2．通过触摸屏设定相关PID参数，通过触摸屏按键控制加热，观察温度控制效果。

3．做一下PID自整定操作，观察一下整定出的采样时间和PID参数值，观察温度控制效果有何变化。

4．通过触摸屏进行实时温度监控，即实时温度曲线和历史温度曲线，并显示当前温度值。

提高：

手动调节PID控制参数，观察温度的变化趋势，结合PID控制原理，分析原因。

153．液位控制

本系统的电气部分由PLC、变频器、水泵、磁控液位记和其他一些外围设备构成。

要求实现液位的恒定控制。

具体要求如下：

1．设定目标为500mm（该液位计量程为0~1000mm，输出4~20mA）

2．通过触摸屏来设定PID控制参数，并控制其启动和停止。

修改控制参数，对比控制效果。

3．尝试使用自整定功能来学习参数，并通过控制效果来判断参数学习成功与否。

要注意，这里所说的成功与否，并非PID自学习的标志位，而是参数是否能够控制液位稳定。

提高：

编写滤波程序，对反馈的液位进行滤波，用滤波之后的数字参与PID运算，对比控制效果。

154.恒压供水

实现保持恒定水压的控制。

具体要求：

（1）分别通过变频器内置PID及控制软件型PID控制两种方式实现。

（2）比较其优缺点，并作相关数据记录。

关于变频器内置PID控制原理

信捷V5系列变频器将PID调节器以及简易可编程控制器的功能都综合了进来。

压力设定信号和压力反馈信号在输入变频器后，经变频器内部PID控制运算，调节电机电源的频率，完成恒压控制。

触摸屏和变频器连接，可以实时监控参数的变化曲线。

关于软件型PID控制原理如下：

变频器的作用是为三相水泵的电机提供可变频率的电源，实现电机的无级调速，从而使水管的水压连续变化。

压力计的任务是检测水管的水压。

在PLC内部设定水压期望值，压力设定信号和压力反馈信号在输入可编程控制器后，经可编程控制器内部PID控制运算，输出给变频器一个控制信号。

触摸屏与PLC直接连接，用于输入参数和实时显示参数。

关于压力计

压力计相当于一个检测压力信号的电位器，其两端电压由变频器内+10V和GND提供。

提高：

结合变频器的调速原理以及泵类负载特性，分析其节能原理。