可编程操纵器指导书.docx
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可编程操纵器指导书
可编程操纵器实验指导书
系别：
电子工程系
专业：
数控加工、机电
教师：
郭波
时刻：
2008-2-15
1.按时器/计数器实验--------------------------------3
2.置位/复位及脉冲指令实验-----------------------------5
3.三相异步电动机正反转操纵实验------------------------8
4.栈及主控指令实验-----------------------------------10
5.水塔水位自动操纵-----------------------------------13
6.天塔之光操纵实验-----------------------------------15
7.八段码显示-----------------------------------------18
8.交通信号灯操纵-------------------------------------23
9.步进电机单轴定位操纵实验---------------------------26
10.步进电机两轴联动操纵实验---------------------------29
11.交流伺服电机单轴定位操纵实验--------------------32
12.微加工中心选刀换刀实验--------------------------35
实验一按时器/计数器实验
一、实验目的
13.把握按时器指令、计数器指令的利用。
14.把握计数器/按时器内部时基脉冲参数的设置。
15.把握PLC实验台输出负载指示电路的应用。
二、实验设备
1.Dais-PLC30MR可编程操纵模拟实验仪
2.运算机
3.连接导线一套
三、实验内容
1、按时器指令
FX1s系列PLC有按时器64个（T0—T63），按时器的时基脉冲为100ms（0.1s），每
个按时器的按时范围从0.1—3276.7s，按时指令占用步数3步。
当M8028被驱动时，按时器T32—T62的时基脉冲为10ms（0.01s）。
输入梯形图，写出指令表，在实验报告完成填空。
（1）梯形图
（2）梯形图
（1）梯形图当X000合上，Y0为1s闪次，说明T1，T0的定不时基脉冲为ms（s）。
（2）梯形图当X000合上，Y0为1s闪次，当X000断开，Y0为1s闪次，说明M8028作用是。
16.计数器指令
FX1s系列PLC的一样计数器个数为16个（C0—C15），停电锁存计数器16个
（C16—C31），每一个计数器均为16位，设定值的范围在K1—K32767内，该指今占用步数为3步。
输入梯形图，写出语句表，在实验报告完成填空。
（1）梯形图
（2）梯形图
（1）梯形图为C0提供复位信号，为C0提供计数脉冲输入，。
（2）梯形图为C1提供复位信号，为C0提供计数脉冲输入。
X000闭合次，Y000输出；X001合上，X000合上计十次，Y000。
17.按时器/计数器实验
依照下列程序，画出梯形图，在实验报告分析结果现象。
实验二置位/复位及脉冲指令实验
一、实验目的
18.熟悉置位/复位及脉冲指令的利用。
19.把握PLC实验台输出负载指示电路的应用。
二、实验设备
一、Dais-PLC30MR可编程操纵模拟实验仪
二、运算机
3、连接导线一套
三、实验内容
一、SET/RST指令
SET为置位指令,RST为复位指令,占一个程序步。
SET/RST指令用于线圈（Y、S、M）的自维持功能，相当于一个R、S触发器，其中S为置位端，使线圈接通，R为复位端，使线圈断电，指令利用方式如下。
（1）输入梯形图，写出指令表，在实验报告完成填空。
梯形图：
观看结果如下。
20.X0接通后再断开，Y0为，X1的作用为。
（2）输入梯形图，写出语句表，X0-X7按表输入，在实验报告完成列表输出结果。
梯形图：
输入
输出
X0
X1
X2
X3
X4
X5
Y0
M0
S0
Y1
Y2
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
21.PLS/PLF脉冲指令
PLS为上升沿微分输出指令，PLF为下降沿微分输出指令。
这两条指令仅在输入信号的上升沿或下降沿时，产生一个扫描周期的脉冲，占2个程序步。
（1）输入梯形图，写出指令表，在实验报告完成填空。
梯形图：
由实验可知：
X0接通后，Y0接通，在X1后，Y0断开。
（2）分析梯形图，写出语句表，在实验报告对照结果。
A、梯形图
B、梯形图
C、梯形图
D、梯形图
E、梯形图
实验三三相异步电动机正反转操纵实验
一、实验目的：
22.学习和把握PLC的实际操作和利用方式；
23.学习和把握利用PLC操纵三相异步电动机正反转的方式。
二、实验内容及步骤：
本实验采纳PLC对三相异步电动机进行正反转操纵，其主电路和操纵电路接线图别离为图2-1和图2-2。
图中：
正向按钮接PLC的输入口X0，反向按钮接PLC的输入口X1，停止按钮接PLC的输入口X2，KM5为正向接触器，KM6反向接触器。
继电器KA5、KA6别离接于PLC的输出口Y33、Y34。
其大体工作原理为：
合上QF一、QF5，PLC运行。
当按下正向按钮，操纵程序使Y33有效，继电器KA5线圈得电，其常开触点闭合，接触器KM5的线圈得电，主触头闭合，电动机正转；当按下反向按钮，操纵程序使Y34有效，继电器KA6线圈得电，其常开触点闭合，接触器KM6的线圈得电，主触头闭合，电动机反转。
实验步骤：
24.1．在断电的情形下，学生按图2-1和图2-2接线（为安全起见，操纵电路的PLC外围继电器KA五、KA6和接触器KM五、KM6输出线路已接好）；
25.2．在老师检查合格后，接通断路器QF一、QF5；
3．运行PC机上的工具软件FX-WIN，输入PLC梯形图；
4．对梯形图进行编辑﹑指令代码转换等操作并将程序传至PLC；
26.5．运行PLC，操作操纵面板上的相应开关及按钮，实现电动机的正反转操纵。
在PC机上对运行状况进行监控，同时观看继电器KA5、KA6和接触器KM5、KM6的动作及转变情形，调试并修改程序直至正确；
27.
6。
记录运行结果。
28.
图2-1主控电路
图2-2操纵电路接线图
三．实验说明及注意事项
29.本实验中，继电器KA5、KA6的线圈操纵电压为24VDC，其触点5A220VAC（或5A30VDC）；接触器KM5、KM6的线圈操纵电压为220VAC，其主触点25A380VAC。
30.三相异步电动机的正、反转操纵是通过正、反向接触器KM五、KM6改变定子绕组的相序来实现的。
其中一个很重要的问题确实是必需保证任何时候、任何条件下正反向接触器KM五、KM6都不能同时接通，不然会造成电源相间瞬时短路。
为此，在梯形图中应采纳正反转互锁，以保证系统工作安全靠得住。
31.本实验中，主控电路的电压为380VDC，请注意安全！
四．实验用仪器工具
PC机1台
PLC1台
编程电缆线1根
三相异步电动机1台
断路器（QF一、QF5）2个
接触器（KM五、KM6）2个
继电器（KA五、KA6）2个
按钮3个
实验导线若干
五．实验前的预备
32.预习实验报告，温习教材的相关章节；
33.依照图2-一、图2-2画出梯形图，并写出指令代码。
六．实验报告要求
画出梯形图，写出指令代码，分析实验结果。
七．思考题
34.试比较继电器和接触器的结构及工作原理的异同点；
35.请说明本实验中继电器的线圈工作电压和接触器的线圈工作电压别离是多少？
36.试比较可编程操纵器的三种输出接口：
晶体管输出方式、晶闸管输出方式、继电器输出方式的工作原理异同点；
37.可否将接触器KM5，KM6的线圈直接接至PLC的输出端Y33、Y34（注：
本实验所用的PLC为FX2N-64MT，其输出接口为晶体管型）？
实验四栈及主控指令实验
一、实验目的
一、把握进栈（MPS）、读栈（MRD）、出栈（MPP）指令的利用方式。
二、把握主控（MC、MCR）指令的利用方式。
3、进一步熟悉PLC程序输入。
二、实验设备
一、Dais-PLC30MR可编程操纵模拟实验仪
二、运算机
3、连接导线一套
三、实验内容
一、进栈（MPS）、读栈（MRD）、出栈（MPP）指令
在可编程操纵器中有11个存储器，它们用来存储运算中间结果，咱们称之为栈
存储器。
利用一次MPS指令，就将现在刻的运算结果送入堆栈的第1段,而将原先的数据依次推移到堆栈的下一段去。
MRD为读栈指令，该指令是读取最上段所存在的最新数据的专用指令，堆栈内的数据不发生移动。
利用MPP指令，各数据按序向上段移动，最上段的数据被读出，同时该数据从堆栈内消失。
输入梯形图，写出语句表，说明结果。
38.梯形图：
39.梯形图：
运行程序，并把结果写入下表。
输出状态
输入状态
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
X000=1
X001=1
X2=1
X2=0
X003=1
X4=1
X5=1
X4=0
X006=1
X7=1
X10=1
X11=1
X12=1
二、主控指令（MC、MCR）
MC为主控指令符号，MCR为主控复位指令符号，当利用多级嵌套时，利用该指令，
MC—MCR指令成对利用，其嵌套共八级（N0—N7），如下列程序：
（1）输入梯形图，写出语句表，说明结果。
（2）对下面程序进行实验论证
梯形图：
a）输入程序
b）检查程序，使其正确,写出语句表
c）执行程序，依次别离使SA一、SA二、SA3、SA4、SA五、SA六、SA7、SA八、SA9为ON，输出应依次为Y00一、Y00二、Y003、Y004、Y005为ON。
40.开、关X000（ON→OFF→ON），观看Y000～Y005输出状态并记录。
41.开、关X002（ON→OFF→ON），观看Y000～Y005输出状态并记录。
42.开、关X004（ON→OFF→ON），观看Y000～Y005输出状态并记录。
43.开、关X006（ON→OFF→ON），观看Y000～Y005输出状态并记录。
44.开、关X010（ON→OFF→ON），观看Y000～Y005输出状态并记录。
45.开、关X012（ON→OFF→ON），观看Y000～Y005输出状态并记录。
实验五水塔水位自动操纵（选做）
一、实验目的
用PLC组成水塔水位自动操纵系统
二、实验设备
46.Dais-PLC30MR可编程操纵模拟实验仪
47.运算机
48.连接导线一套
三、实验内容
一、操纵要求：
当水塔水位低于水位界（S4为ON表示）时，电磁阀Y打开，于是进水（S4为OFF表示水池水位高于水池低水界），当水池水位高于水池低水界（S3为ON表示），电磁阀Y关闭。
1）I/O分派表：
输入输出
SB4：
X2L2：
Y1
SB3：
X3
49.输入下图的梯形图。
50.调试并运行程序，观看结果。
二、操纵要求：
当水池水位低于SB4所指示的位置时，启动SB4按钮，L2所指示的电机工作，水池进水。
当水池水位达到SB3所指示的位置时，启动SB3按钮，使L2所指示的电机关闭，停止进水；当水塔水位低于SB2所指示的位置时，启动SB2按钮，L1所指示的电机工作，开始水塔进水。
当水塔水位达到SB1所指示的位置时，启动SB1按钮，使L1所指示的电机停止工作。
1）I/O分派表：
输入输出
SB1：
X0L1：
Y0
SB2：
X1L2：
Y1
SB3：
X2
SB4：
X3
51.输入下图的梯形图。
3）调试并运行程序，观看结果。
四、编程练习
1）当水池水位低于水位界时（S4为ON），电磁阀Y打开进水（S4为OFF表示水池水位高于水池低水界）。
当水位高于水池高水位界（S3为ON表示），阀门关闭。
当S4为OFF时，且水塔水位低于水塔低位界时，S2为ON，电动机M运转，开始抽水。
当水塔水位高于水塔高水位界时，电动机M停止。
依照上述操纵要求编制水塔水位自动操纵程序，并上机调试运行。
2）当水池水位低于水位界时（S4为ON表示），电磁阀Y打开进水（Y为ON）按时器开始按时，2S以后，若是S4还不为OFF，那么阀Y指示灯闪烁，表示阀Y没有进水，显现故障，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位界时S2为ON，电动机M运转抽水。
当水塔水位高于水塔高水位界时，电动机M停止。
依照上述操纵要求编制水塔水位自动操纵程序，并上机调试运行。
实验六天塔之光操纵实验（选做）
一、实验目的
用PLC组成闪光灯操纵系统
二、实验设备
1）Dais-PLC30MR可编程操纵模拟实验仪
2）运算机
3）连接导线一套
三、实验内容
一、操纵要求：
隔灯闪烁：
L3、L五、L7、L9亮，1s后灭；接着L二、L4、L六、L8亮，1s后灭，再接着L3、L五、L7、L9亮，1s后灭；如此循环下去。
1）I/O分派表：
输入输出
启动按键X0L2----Y0L3----Y1
停止按键X1L4----Y2L5----Y3
L6----Y4L7----Y5
L8----Y6L9----Y7
52.输入下图的梯形图。
调试并运行程序。
二、操纵要求：
L12→L11→L10→L8→L1→L一、L二、L9→L一、L五、L8→L一、L4、L7→L一、L3、L6→L一、L二、L3、L4、L5→L六、L7、L八、L9→L一、L二、L6→L一、L3、L7→L一、L4、L8→L一、L五、L9→L一、L二、L3、L4、L5→L六、L7、L八、L9→L1二、L1一、L10……循环下去
1）I/O分派表：
输入输出
启动按键（SB1）：
X0L1：
Y0L7：
Y6
停止按键（SB2）：
X1L2：
Y1L8：
Y7
L3：
Y2L9：
Y10
L4：
Y3L10：
Y11
L5：
Y4L11：
Y12
L6：
Y5L12：
Y13
53.输入下图的梯形图。
3）调试并运行程序，观看结果。
四、编程练习
1）隔两灯闪烁：
L一、L4、L7亮，1s后灭；接着L二、L五、L8亮，1s后灭；接着L3、L6亮，1s后灭；接着L一、L4、L7亮，1s后灭；如此循环工作。
编制程序，并上机调试运行。
54.发射型闪烁：
L1亮，2s后灭；接着L二、L3、L4亮，2s后灭；接着L六、L7、L8亮，2s后灭；接着L1亮，2s后灭；如此循环工作。
编制程序，并上机调试运行。
实验七八段码显示（选做）
一、实验目的
用PLC组成数码显示操纵系统。
二、实验设备
1）Dais-PLC30MR可编程操纵模拟实验仪
2）运算机
3）连接导线一套
三、实验内容
一、操纵要求：
一个四组抢答器，任一组抢先按下按键后，显示器及时显示该组的编号，同时锁住抢答器，使其它组按下按键无效，抢答器有复位开关，复位后可从头抢答。
1）I/O分派表：
输入输出
按键1：
X0A：
Y1B：
Y2
按键2：
X1C:
Y3D:
Y4
按键3：
XE:
Y5F：
Y6
按键4：
X3G：
Y7
复位开关：
X4
2）输入下面的梯形图。
3）调试并运行程序，观看结果。
二、操纵要求：
A→B→C→D→E→F→G→H→ABCDEF→BC→ABDEG→ABCDG→BCFG→ACDFG→ABC→ABCCDEFG→ABCDFG→A→B→C……一个循环。
1）I/O分派表：
输入输出
起动按钮（SB1）：
X0A：
Y0E:
Y4
停止按钮（SB2）：
X1B：
Y1F:
Y5
C：
Y2G：
Y6
D：
Y3H：
Y7
2）输入下面的梯形图。
3）调试并运行程序，观看结果。
四、编程练习
55.完成五组的抢答器程序设计，I/O分派后输入并运行程序。
56.完成知足以下操纵要求的程序设计，调试并运行程序。
显示在一段时刻t内已按过的按键的最大号数，即在时刻t内键按下后，PLC自动判定其键号大于仍是小于前面按下的键号，若大于，则显示现在按下的键号，若小于，则原键号不变。
若是键按下的时刻与复位的时刻相差超过时刻t，则不管键号为多少，皆无效。
复位键按下后，从头开始，显示器显示无效。
实验八交通信号灯操纵（选做）
一、实验目的
用PLC组成交通信号灯操纵系统
二、实验设备
1）Dais-PLC30MR可编程操纵模拟实验仪
2）运算机
3）连接导线一套
三、实验内容
一、操纵要求：
起动后，东西绿灯亮4S后闪2S灭；黄灯亮2S灭；红灯亮8S；绿灯亮；如此循环。
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灭；红灯又亮；如此循环。
1）I/O分派表：
输入输出
X0：
起动按钮Y0：
南北红灯
Y1：
南北黄灯
Y2：
南北绿灯
Y3：
东西红灯
Y4：
东西黄灯
Y5：
东西绿灯
2）输入下图的梯形图。
3）调试并运行程序，观看结果。
二、操纵要求：
起动后，南北红灯亮并维持25s。
在南北红灯亮的同时，东西绿灯也亮，1s后，甲车灯亮，表示甲车能够行走。
到20s时，东西绿灯闪亮，3s后熄灭，在东西绿灯熄灭后东西黄灯亮，同时甲车灯灭，表示甲车停止通行。
黄灯亮2s后灭东西红灯亮。
与此同时，南北红灯灭，南北绿灯亮。
1s后乙车灯亮，表示乙车能够行走。
南北绿灯亮了25s后闪亮，3s后熄灭，同时乙车灯灭，表示乙车停止通行。
黄灯亮2s后熄灭，南北红灯亮，东西绿灯亮，循环。
1）I/O分派表：
输入输出
X0：
起动按钮Y0：
南北红灯
Y1：
南北黄灯
Y2：
南北绿灯
Y3：
东西红灯
Y4：
东西黄灯
Y5：
东西绿灯
Y6：
甲车车灯
Y7:
乙车车灯
2）输入下图的梯形图。
3）调试并运行程序，观看结果。
四、编程练习
1在操纵要求的基础上，增加绿灯亮的时刻从8个输入开关输入，而绿灯闪烁和黄灯亮的时刻皆为2S。
编制程序，并上机调试运行。
2）在操纵要求的基础上，增加手动操纵。
不管何时输入X1的开关S2闭合时，南北绿灯亮，东西红灯亮，当S2打开，输入点X2开关S3闭合时，东西绿灯亮，南北红灯亮。
编制程序，并上机调试运行。
实验九步进电机单轴定位操纵实验
一、实验目的：
57.学习和把握步进电机及其驱动器的操作和利用方式
58.学习和把握步进电机单轴定位操纵方式
二、实验内容及步骤：
本实验的内容是对步进电机进行单轴定位操纵。
其研究对象为X轴。
操纵系统原理图如图5-1所示。
其中，20GM位置操纵单元，它既可实现单轴位置操纵，又可实现双轴联动位置操纵（本实验是对X轴进行单轴位置操纵）。
图5-1操纵系统原理图
实验步骤：
59.学生依照图5-2接线（为安全起见，步进电机M和驱动器SH-20806C的主控电路和PLC外围的继电器KA二、接触器KM2输出线路已接好）；
60.征得老师同意后，合上断路器QF1和QF2；
61.将编程电缆连于PLC上，利用PC机上的编程软件“FXGP/WIN-C”向PLC输入PLC操纵程序（现在，PLC处于中止运行状态）；
62.将编程电缆连于20GM上，利用PC机上的定位软件“FXVPS-E”向20GM输入定位程序（现在，20GM的状态开关拔向手动位置“MANU”）；
63.将PLC设置为运行状态，运行PLC，接触器KM2的主触头闭合，驱动器SH-20806C得电；
64.将20GM的状态开关拔向自动位置“AUTO”，运行20GM；
65.按“复位”按钮，X轴复位。
读取现在指针指向的标尺位置A；
66.按“启动”按钮，使X轴以1000脉冲/S的速度正向移动20MM，然后反向移动20MM；
按“停止”按钮，20GM停止运行
图5-2操纵系统接线图
三．实验说明及注意事项
1．在操纵步进电机启动时，若是频率升得太快，步进电机就会显现失步或不动现象；另一方面，在步进电机停止之前，若是操纵频率降得太快，也会显现失步或不动现象。
因此，在操纵步进电机启动时，应先使步进电机在低频下启动，然后慢慢加速，最后使其进给脉冲频率升到所要求的高频下运行;当需要电机停止时，将脉冲频率慢慢降速,然后再停止。
图5-3为步进电机升、降频示用意。
其中S1为步进电机最高频率；S2为输出脉冲总数；S3表示升、降频时刻。
频率
（HZ）
脉冲数（PLS）
图5-3步进电机升、降频示用意
67.若是步进电机在较低的频率下运行（本实验为200脉冲/S以下），步进电机就会振动，从而引发机械振动。
步进电机应幸免在振动频率下运行；
68.由于X轴步进电机为开环，其回原位计数COUNT应设为0；
69.本实验步进电机57BYG250E的步距角为1.8度，驱动器向步进电机每发送200个脉冲，步进电机旋转1圈；
70.步进电机旋转1圈，丝杆走1个螺距（4MM）。
四．实验用仪器工具
PC机1台
PLC1台
20GM1个
RS232电缆线1根
编程电缆1根
断路器（QF一、QF2）2个
继电器（KA2）1个
接触器（KM2）1个
驱动器（SH-20806C）1台
步进电机（57BYG250E）1台
五．实验前的预备
1．预习实验报告及附录，并画出PLC操纵程序和20GM定位程序。
六．实验报告要求
71.画出PLC梯形图，并写出指令代码；
72.写出定位程序；
73.计算并分析实验结果。
七．思考题
74.试说明坐标轴的正向和负向的规定方式；
75.阻碍步进电机单轴定位精度的要紧因素是什么？
76.什么叫前极限、后极限、机械原点、电气原点？
77.
如何实现步进电机的持续路径循环操纵：
正向移动20MM反向移动20MM
正向移动20MM？
78.在本实验中，若是要使X轴正向移动50MM，20GM须给步进电机发多少个脉冲？
实验十步进电机两轴联动操纵实验
一、实验目的：
79.学习和把握步进电机两轴联动操纵方式
二、实验内容及步骤：
本实验的内容
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