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可编程控制器实验

一、可编程控制器概况

可编程控制器(PROGRAMMABLECONTR。

简称RP。

与个人计算机的PC相区别,用PLC表示。

PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自

动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置,目的是用来取代继电

器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能,建立柔性的程控系统。

国际电工委员会(IEC)颁布了对PLC的规定:

可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。

它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。

可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。

PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。

可以预料:

在工业控制领域中,PLC控制技术的应用必将形成

世界潮流

PLC程序既有生产厂家的系统程序,又有用户自己开发的应用程序,系统程序提供运行平台,同时,还为PLC程序可靠运行及信息与信息转换进行必要的公共处理。

用户程序由用户按控制要求设计。

二、实验要求、教学方式与考核方式

1、学生根据实验讲义和实验要求,进行预习,编写预习报告和上机程序。

2、实验由学生独立操作,调试实验程序,连接控制电路,并在规定时间内完成实验内容。

3、实验由教师现场指导、考核,考核成绩根据预习、实验技能、实验报告

按2:

5:

3比例评分。

实验一基本操作练习

、实验目的

1.通过实验,了解上位机与PLC之间是通过RS-232口相联的,它们之间的数据通信是网络通信中最基本的一对一的通信。

2.进一步熟悉PLC的一些指令、时序图,如定时、计数指令。

3•熟练应用GPP软件。

二、预习要求

(1)阅读教材中有关FX2N可编程控制器的编程器件、基本指令等内容。

(2)阅读实验指导书,预先设计线路和梯形图。

(3)熟悉附录中GPP软件及其应用。

三、实验器件:

1.个人电脑PC

2.PLC程控器实验装置。

3.导线若干。

四、实验内容与步骤

(一)根据以下梯形图写出与之对应的助记符形式的指令。

并由GPP软件

传输到PLC中,实时运行。

 

图1-1可编程控制器外接线示意图

 

1)

 

X000X001X002X003Y000

IH

X004

X005

END

 

2)

X000X001X004X005

Y000

3)

-HH

HI

X002X003X006X007

END

 

 

(二)根据时序图在GPF下编写相应的梯形图,并由GPP软件传输到PLC中,实时运行并实施监控程序。

1、定时断

X000

Y000

45sf

■5s+

图1-3定时断时序图

2、Y000闪亮三次后Y001亮,Y000闪亮四次后Y001灭。

如此循环

图1-4振荡与计数时序图

3、四节传送带的启动/停止控制

SB1

SB2

M1

1s1s

M2

1s

1s

M31

M4

图1-5四节传送带的启动/停止控制

五、实验报告

1、程序清单与说明

2、实验结果。

3、心得体会。

实验二邮件分拣的模拟控制

、实验目的

2.通过实验,了解上位机与PLC之间是通过RS-232口相联的,它们之间的数据通信是网络通信中最基本的一对一的通信。

2.进一步熟悉PLC的一些指令、时序图,如定时、计数指令。

3•熟练应用GPP软件。

二、预习要求

(4)阅读教材中有关FX2N可编程控制器的编程器件、基本指令等内容。

(5)阅读实验指导书,预先设计线路和梯形图。

(6)熟悉附录中GPP软件及其应用。

三、实验器件:

4.个人电脑PC

5.PLC程控器实验装置

6.导线若干。

四、实验内容与步骤

L1L2

S2M1M2M3M4

V廿护山:

1、梯形图

 

xooo

MO

X001

M30

HH

X006X003X004X005

II«HJH

X005X003X004X006

X005X006X003X004

TIIMH

X004X003X005X006

十th片

X004X006X003X005

Til*1科

M1YOO1MOM30M6

j+-H

M2Y002

M3Y003

M4Y004

M5C5

X007M1

hi—n

M7

X007M2

-II卜

M8

X007M3

TIP

M9

X007M4

11-

M10

X007M5

-II*

M5

MO

M30

M1

M2

M3

M4

M5

Y007

Y005

M7

M9

M10

J'M11

M8

X003X004X005X006T11

X003

X003X004X005

M8M1

M9

Hb

M1O

-II-

M11

-IH

M7M2

M9

TA

M10

TH

M11

M7

M8

M10

Tb

M11

T」

M7

M8

-lh

M9

HF

M11

-IH

M3

M4

■u

M7M5

TL

M8

Tl-

M9

Tt-

M10

T12

Y6

(Y006A

£SETM6J—

 

 

M7X010X006X003X004X005

C7K2

C7

PLSM仃

M17

it

C1K5

C1

T1K20

T1

Y001

M8X010X005X003X004X006

II_II—IIHMJM-

C8K2

M18

C2

T2

H

M9XO1OX005X006X003X004

峠II""II""IIMH

M19

C3

T3

M1OXO1OX004X003X005X006

HI_IFHIHMH

M20

T卜

C4

M11XO1OX004X003X005X006

HI~II—IIHH

M21

C5

C8

C9

T卜

C1O

C11

PLSM18

C2K10

T2K20

C9K2

C3K15

T3K20

CIOK2

FC4K20

T4K20

.Y004

rC11K2

-T5K20

3-

Y002

PLSM19

-Y003

PLSM20

■PLSM21

rC5K25

图2-2

END

J-

 

该梯形图可完成如下控制功能:

SA1SA2SA3SA4用PLC-21的常开开关表示,当SA1SA2SA3SA4取值不是(0001,0010,0011,0100,0101)时,L1闪亮表示出错,按启动按扭无效。

必须取SA1SA2SA3SA4为(0001,0010,0011,0100,0101)后,按停止按扭,复位一下,再按起动按钮,则L2亮表示可以进邮件,同时

M5亮,S1产生1s的脉冲闪亮。

在这基础上当SA1SA2SA3SA4取值0001时,表示邮编第一个数字为1,当按下S2表示检测到了邮件,脉冲开始计数,经五个脉冲后M1亮2s,表示开头为1的邮编进北京的邮箱,同时M5、L2、S1灭2s。

当SA1SA2SA3SA4取值0010时,表示邮编第一个数字为2,当按下S2表示检测到了,脉冲开始计数,经十个脉冲后M2亮2s,

表示开头为2的邮编进上海的邮箱,同时M5,L2,S1灭2s。

当SA1SA2SA3SA4取值0011时,表示邮编第一个数字为3,当按下S2表示检测到了,脉冲开始计数,经十五个脉冲后M3亮2s,表示开头为3的邮编进天津的邮箱,同时M5、L2、S1灭2s。

当SA1SA2SA3SA4取值0100时,表示邮编第一个数字为4,当按下S2表示检测到了,脉冲开始计数,经二十个脉冲后M4亮2s,表示开头为4的邮编进武汉的邮箱,同时M5、L2、S1灭2s。

当SA1SA2SA3SAF取值0101时,表示邮编第一个数字为5,当按下S2表示检测到了,脉冲开始计数,经二十五个脉冲后,M5、L2、S1灭2s,表

示开头为5的邮编进广州的邮箱。

当开头为1的邮编检测到了,但M1还没亮时,转变SA1SA2SA3SA4的值,发生错误L1闪亮,情况就跟开头说的一样了,以此类推当其他号码检测到了,但还没投进箱子时,转变号码就发生错误。

当邮编投进邮箱后再按S2表示检测到邮件工作。

2、实验要求与步骤

(1)在GPPT输入梯形图。

(2)按如下连接硬件线路。

输入

输出

起动按钮:

X0

M1:

Y1

L1:

Y6

停止按钮:

X1

M2:

Y2

L2:

Y7

S1按钮:

X10

M3:

Y3

S2按钮:

X7

M4:

Y4

SA1按钮:

X3

M5:

Y5

SA2按钮:

X4

SA3按钮:

X5

SA4按钮:

X6

(3)调试并实时运行程序。

要求实时监控运行的程序,观察其运行结果,并与控制功能比较。

(4)分析该梯形图,根据控制功能给程序块注释。

五、实验报告

1、程序清单与说明。

2、硬件接线图

3、实验结果。

4、心得体会。

 

实验三舞台灯光的PLC控制

一、实验目的:

1:

掌握PLC与上位机的接线。

2:

进一步熟悉PLC的一些指令,如移位寄存器指令。

3:

熟练应用GPP软件。

二、实验器件:

1:

个人电脑PC

2:

PLC程控器实验装置,型号FX2N。

3:

RS-232数据通讯线。

4:

舞台灯光控制板。

6:

导线若干。

三、实验内容:

我们平时看到五光十色的舞台灯光,可以用PLC来控制,如下图2所

示的舞台灯饰,共有9盏灯,如图排列:

L9

L8

图3-1

舞台灯光面板示意图

L6

控制要求

将9盏灯分组如下:

(A)L2、L9(B)L5、L8(C)L4、L7(D)L3、L6

(E)L2、L3、L4、L5(F)L6、L7、L8、L9(G)L2、L6

(HL3、L7(I)L4、L8(J)L5、L9

按启动后,L1灯一亮一灭交替进行,其他按(A)、(B)、(C)、(D)、(E)

(F)、(G、(H)、(I)、(J)、(E)、(F)的顺序闪亮,后一组灯闪亮后前一

组灯熄灭,整个过程需要12秒,循环往复。

按停止后熄灭。

四、实验步骤

1、根据要求,在计算机上编制梯形图。

(也可自己设计灯光闪烁时序)。

2、依面板图正确接线。

3、运行自己编制的梯形图,观察灯光闪烁的情况,检验它是否与控

制要求相吻合。

五、实验报告

1、程序清单与说明。

2、硬件接线图

3、实验结果。

4、心得体会。

实验四小车运动系统的自动控制

一、实验目的

1、学习自己设计梯形图。

2、熟练应用GPP软件进行编程,并在ONLINE状态下运行负载。

3、学习用可编程控制器控制电动机正反转,并对电动机正反转进行接线。

二、实验器材:

1•个人电脑PC

2.PLC程控器实验装置。

三、控制要求

1、按起动后,小车自动返回A点,停车30秒钟,等待装料,然后自动向B点运行,到达B点停车20秒后再自动返回A点。

如此往复。

2、小车运行到任意位置,手动停止优先,再次起动重复第1点内容。

3、A、B两点间小车运行时间不得超出10秒,否则认为故障,应立即停车。

4、小车向A点、向B点运行或停止或故障,均设有指示灯指示。

故障时指示灯

为闪亮。

A

图4-1小车运动示意图

四、实验步骤

1、根据要求,在计算机上编制梯形图

2、根据实际控制对象画出硬件线路图并正确接线。

3、运行自己编制的梯形图,观察小车运行的情况,检验它是否与控制要求相吻合。

五、实验报告

1、程序清单与说明。

2、硬件接线图

3、实验结果。

4、心得体会。

实验五两种液体的混合装置模拟控制

、实验目的

1、学习自己设计梯形图。

2、熟练应用GPP软件进行编程,并在ONLINE状态下运行负载

3、熟悉PLC在过程控制中的应用。

二、实验器材:

1、个人电脑PC

2、PLC程控器实验装置。

二、控制要求

■■A

Y2

L1

L2

L3

图5-1两种液体的混合装置示意图

两种液体的混合装置如图所示,L1、L2、L3为液面传感器,液面淹没该点

时为ONY1、Y2、Y3为电磁阀,M为搅拌电动机,它们通电时为ON

装置初始时,容器是空的,L1、L2、L3、Y1、Y2、Y3M都为OFF

动作要求如下:

按下起动按钮,装置开始按下列规律操作:

1、丫仁ON液体A流入容器。

当液面升到L2时,L2=ON使丫仁OFF同时使丫2=ON即关闭液体A阀门,打开液体B阀门。

2、当液面升到L1时,使丫2=OFF同时使M=ON即关闭液体B阀门,开始搅拌。

3、搅拌6S后,停止搅拌(M=OFF,开始放出混合液体(丫3=O)

4、当液面降到L3时,L3由ON变为OFF再过2S后,容器液体全部放空,使丫3=OFF到此为止完成一个混合搅拌周期。

随后液体A注入,开始新的循环周期。

5、按下停止按钮,只有在当前的混合搅拌周期结束后,控制系统才可停止运行。

四、实验步骤

1、根据要求,在计算机上编制梯形图。

2、根据实际控制对象画出硬件线路图并正确接线。

3、运行自己编制的梯形图,观察控制系统运行的情况,检验它是否与控制要求相吻合。

五、实验报告

1、程序清单与说明。

2、硬件接线图

3、实验结果。

4、心得体会。

附录

GPP软件简介

一、基本概况

SW7D5C-GPP是三菱电气公司开发的用于可编程控制器的编程软件,

可在Windows下运行,适用于IBMPC/AT(兼容)其CPU为i486SX或更高,内存需8兆或更高(推荐16兆以上)。

该程序可在串行系统中可与可编程控制器进行通讯,文件传送,操作监控以及各种测试功能。

在GPP软件中,你可通过线路符号,助记符来创建顺控指令程序,建立注释数据及设置寄存器数据,并可将其存储为文件,用打印机打印。

在PLC与PC之间必须有接口单元及缆线。

接口单元:

FX-232AWC型RS-232C/RS-422转换器(便携式).

FX-232AW型RS-232C/RS-422转换器(内置式)

缆线:

FX-422CAB型RS-422缆线[用于FX1,FX2,FX2C型可编程控制器,0.3米];FX-422CAB-150型RS-422缆线[用于FX1,FX2,FX2C型可编程控制器,1.5米。

一、用GPRS写梯形图

GPP软件使用起来灵活、简单、方便,我们把它安装在程序中,使用

时只要进入程序,选中MELSOF应用程序中的GXDeveloper在WINDOWS下运行的GPP,点击新建,出现如下图6-1画面,先在PLC系列中选出你所使用的程控器的CPU系列,如在我们的实验中,选用的是FX系列,所以选FXCPUPLC类型是指选机器的型号,我们实验用FX2N系列,所以选中FX2N(C),确定后出现如图6-2画面,在画面上我们清楚地看到,最左边是根母线,兰色框表示现在可写入区域,上方有菜单,你只要任意点击其中的元件,就可得到你所要的线圈、触点等。

瞬应色代/甘也.炖出三燐如锻出叫IfttJ苕口屮WftlhJ

□I胡口sjiiiifilial业]盘削sa

3T聊_±JI

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艮设启内■存

1ES

图6-2

如你要在某处输入X000,只要把兰色光标移动到你所需要写的地方,然后在菜单上选中T卜触点,出现如下图6-3画面:

[输入馳

E3

宣|-11-勺丽|

确定退出||

图6-3

再输入X000,即可完成写入X000。

如要输入一个定时器,先选中线圈,再输入一些数据,数据的输入标准

对于计数器,因为它有时要用到两个输入端,所以在操作上既要输入线圈部分,又要输入复位部分,其操作过程如图6-5、6-6所示。

|输入标iS

直|-[卜三]网TCOl

确定退出]

 

图6-6

计数器的使用方法及计数范围在第三章中已讲过,同学们可自己查阅

图6-7是一个简单的计数器显示形式。

^^l:

LS3C^?

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1I社

MHQ3

——II

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抽FechH)豈iiftA(

图6-7

通过上面的举例,同学们就明白了,如果你需要画梯形图中的其他一些线、输出触点、定时器、计时器、辅助继电器等,在菜单上都能方便地找到,再输入元件编号即可。

在图6-6的上方还有其它的一些功能菜单,

如果你把光标指向菜单上的某处,在屏幕的左下角就会显示其功能,或者打开菜单上的“帮助”,你可找到一些快捷键列表、特殊继电器/寄存器等信息,同学们可自己边学习边练习。

三、传输、调试

当你写完梯形图,最后写上END语句后,必须进行程序转换,转换功能键有两种,在下图6-8的箭头所示位置。

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图6-8

在程序的转换过程中,如果程序有错,它会显示,也可通过菜单“工具”,查询程序的正确性。

只有当梯形图转换完毕后,才能进行程序的传送,传送前,必须将FX2N面板上的开关拨向STOP犬态,再打开“在线”菜单,进行传送设置,如下图6-9所示:

图6-9

根据图示,你必须确定你的PLC与计算机的连接是通过C0M1口还是COM2口连接,在实验中我们已统一将RS-232线连在了计算机的COM1口,你在操作上只要进行设置选择。

写完梯形图后,在菜单上还是选择“在线”,选中“写入PLC(W”,就出现如图6-9

 

-JEJ设备拄譯

□ODMHEHT

-琴数

图6-9

从图上可看出,在执行读取及写入前必须先选中MAINPLC参数,否

则,不能执行对程序的读取、写入,然后点击“开始执行”即可。

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