PLC应用技术实验指导书.docx
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PLC应用技术实验指导书
PLC应用技术
ProgrammableLogicController
实
验
指
导
书
第一部分ZYE3103B型实验装置实验
第一章PLC的基本指令及使用方法
一、PLC主要软元件（以FX0N-60MR为例）
1、输入继电器Xi（X０、X2……X43）
2、辅助继电器M是内部继电器，它不能获取外部的输入，也不能直接驱动外部负载，只能在程序中使用。
3、状态继电器S在步进梯形图中或SFC中表示工序号，也可当辅助继电器使用。
4、输出继电器Yi（Y0、Y2……Y27）
5、定时器Ti（基本单位时长为100ms），后面还需有参数，参数类型有K（十进制数），H（十六进制数）。
6、计数器Ci，后面也要跟参数，参数类型有K或H，其响应速度在10HZ以下。
二、PLC主要编程方式：
1、指令表编程:
指令表编程是以“LD”、“AND”、“OUT”等顺序指令输入的方式。
这种方式是编写顺控程序的基本输入形式，但控制内容难于看懂。
对应的编程设备：
FX系列用的编程器及全部编程软件，但是不支持A6GPP/PHP编程器用的SFC输入专用软件。
2、梯形图编程:
梯形图程序是采用顺控信号及软元件号，在图形画面上作出顺序控制电路图的方法。
这种方法是用触点符号与线圈符号表示顺控回路，因而容易理解程序的内容。
同时还可用回路显示的状态来监控可编程控制器的动作。
对应的编程设备：
个人计算机、A7PHP/HGP、A6GPP/PHP以及相应的编程软件。
3、SFC编程:
SFC程序是根据机械动作的流程进行顺序控制设计的输入方法。
对应的外围设备：
个人计算机、A7PHP/HGP、A6GPP/PHP以及与分别对应的编程软件。
第二章FX—PLC的应用实验
PLC演示装置分为ZYPLC01～ZYPLC07七块，每一块实验演示装置根据实验内容都可以与PLC可编程控制器实验台连接实验，也可以根据要求与任何类型的PLC相连接。
实验一电机的PLC控制认识实验
一、实验目的
1.掌握PLC控制的基本原理
2.认识电机的PLC控制的基本原理及基本程序设计。
3.自己动手搭建电机、开关、继电器组成的基本电机控制电路。
4.掌握并熟练连接双继电器控制电机正反转电路，并编程实现电机正、反转、停止。
二、实验器材
1．ZYE3103B型可编程控制器实验台1台
2．ZYPLC01电机控制演示板1块
3．PC机或FX-20P-E编程器1台
4．编程电缆1根
5．连接导线若干
三、注意事项
1、注意手持编程器插头箭头处对准插座槽。
2、按图接好线后，打开电源。
3、预习手持式编程器的使用方法，细心输入指令，检查无误，投入运行（RUN）,按下有关开关，观察运行结果，是否符合控制要求。
四、实验原理与实验步骤
该实验板是为了让学生在基础实验之后进一步熟悉开关、继电器、电机的连线和用法，在亲自动手的基础上更深刻了解一些元件的使用。
认识实验
（一）——电机的简单起停控制
下图为最简单的三相电机起停的电气控制图，其中SB2为启动按纽，SB1为停止按纽，右侧KM为接触器线圈，左侧KM为接触器主触头。
对应的PLC控制则为：
我们现在来设计实验：
用直流电机代替交流电机，用继电器代替接触器来实现该实验，从而更深刻的理解PLC的实际控制功能。
1．实验原理
将面板上的直流电机（代替交流电机）接入主回路，主回路中的通断用继电器（代替接触器KM）的常开触点控制。
将继电器的线圈接入控制回路，通过PLC输入口的开关量输入，再通过PLC内部程序的运行，驱动输出口开关的动作，控制继电器线圈的通断。
从而实现对主回路中继电器触点的控制。
2．控制要求
（1）按下启动按钮（K4），继电器线圈得电（继电器灯亮），同时常开触点动作，电机启动
（2）按下停止按钮（K5），继电器线圈失电（继电器灯灭），电机停止。
认识实验二——电机正反转控制
下图为最简单的三相电机正反转的电气控制原理图，其中SB2为正转按纽，SB3为反转按纽，SB1为停止按纽；右侧KM1为正转接触器线圈，KM2为反转接触器线圈；左侧KM1为正转接触器的主触点，KM2为反转接触器的主触点。
对应的PLC控制应为：
1．实验原理
将面板上的直流电机（代替交流电机）接入主回路，主回路中的通断用继电器（代替接触器KM）的常开触点控制。
将继电器的线圈接入控制回路，通过PLC输入口的开关量输入，再通过PLC内部程序的运行，驱动输出口开关的动作，控制继电器线圈的通断。
从而实现对主回路中继电器触点的控制。
2.控制要求
（1）按下正转按钮（K4），继电器J1动作，电机正转。
（2）按下反转按钮（K5），继电器J2动作，电机反转。
（3）按下停止按钮（K6），电机停止。
五、思考题：
（1）实际控制过程中PLC是放在主回路中还是放在控制回路中？
（2）PLC控制电机的起停的具体过程是什么？
（3）试想如果换成真正的三相异步电动机，有什么区别？
程序有变化吗？
（4）试想如果在生产过程中不加入象上述程序中的互锁触点（Y001、Y002闭触点），会发生什么问题？
（5）程序中，类似如下的程序称为自保（或自锁）电路，那加不加自保触点Y1有什么区别？
（6）试想如果换成真正的三相异步电动机，有什么区别？
程序有变化吗？
六、实验报告要求：
（1）实验目的
（2）实验器材
（3）实验原理与实验步骤
（4）画出实验接线图，在接线、编程实验操作过程中，有否碰到问题，如何处理。
（5）实验结论
（6）实验体会
实验二直流电机正反转及能耗制动
一、实验目的
1．掌握PLC控制的基本原理。
2．掌握直流电机正反转及能耗制动的基本原理及程序设计。
二、实验器材
1．ZYE3103B型可编程控制器实验台1台
2．ZYPLC02直流电机正反转及能耗制动演示板1块
3．PC机或FX-20P-E编程器1台
4．编程电缆1根
5．连接导线若干
三、注意事项
1、注意手持编程器插头箭头处对准插座槽。
2、按图接好线后，打开电源。
3、预习手持式编程器的使用方法，细心输入指令，检查无误，投入运行（RUN）,按下有关开关，观察运行结果，是否符合控制要求。
四、实验原理与实验步骤
1.面板上K1、K2、KZ分别表示正转、反转、制动，是PLC给电机的三个控制信号。
KM1、KM2、KM3是模拟实际情况中的接触器，用来控制直流电机的正、反转及制动。
2.控制要求：
（1）按下正转按钮K1，KM1闭合，电机正转;按下制动按钮KZ，KMZ延时1秒动作，电机能耗制动。
（2）按下反转按钮K2，KM2闭合，电机反转；按下制动按钮KZ，KMZ延时1秒动作，电机能耗制动。
3.实验步骤：
（1）打开PLC实验台电源，编程器与PLC连接。
（2）根据具体情况编制输入程序，并检查是否正确。
（3）按接线图连线，实验台与ZYPLC02连接，检查连线是否正确。
（4）按下正转、反转、制动按钮，观察运行结果。
五、实验报告要求：
（1）实验目的
（2）实验器材
（3）实验原理与实验步骤
（4）画出实验接线图，在接线、编程实验操作过程中，有否碰到问题，如何处理。
（5）实验结论
（6）实验体会
实验三降压启动
一、实验目的
1.掌握PLC控制的基本原理
2.掌握降压启动的基本原理及程序设计。
二、实验器材
1．ZYE3103B型可编程控制器实验台1台
2．ZYPLC03串电阻降压启动演示板1块
3．PC机或FX-20P-E编程器1台
4．编程电缆1根
5．连接导线若干
三、注意事项
1、注意手持编程器插头箭头处对准插座槽。
2、按图接好线后，打开电源。
3、预习手持式编程器的使用方法，细心输入指令，检查无误，投入运行（RUN）,按下有关开关，观察运行结果，是否符合控制要求。
四、实验原理与实验步骤
1.实验原理
本实验采用直流电机模拟交流电机的运行，通过实验使学生了解实际交流电机的降压启动过程，图中K0是启动按钮，KM1-KM3是三个继电器，用来代替现实中应用的接触器（注：
现实中的继电器和接触器的用法是不同的）。
2.控制要求：
按下启动按钮后，KM1接触器动作，1秒后KM3接触器动作，电机正转并串电阻启动，再6秒后接触器KM2动作，电机进入正常运行状况。
3.实验步骤：
（1）打开PLC实验台电源，编程器与PLC连接。
（2）根据具体情况编制输入程序，并检查是否正确。
（3）按接线图连线，实验台与ZYPLC03连接，检查连线是否正确。
（4）按下启动按钮，观察运行结果。
五、实验报告要求：
（1）实验目的
（2）实验器材
（3）实验原理与实验步骤
（4）画出实验接线图，在接线、编程实验操作过程中，有否碰到问题，如何处理。
（5）实验结论
（6）实验体会
工作台自动循环控制实验步骤
一、实验目的
1.掌握PLC控制的基本原理
2.掌握工作台循环控制的基本原理及程序设计。
二、实验器材
1．ZYE3103B型可编程控制器实验台1台
2．ZYPLC04工作台自动循环控制演示板1块
3．PC机或FX-20P-E编程器1台
4．编程电缆1根
5．连接导线若干
三、注意事项
1、按图接好线后，打开电源
2、注意继电器标有1、5、9、13和4、8、12、14接线插口，细心接好继电器J0、J1的线。
3、按下启动按扭时，注意用手保护“自动台车”，避免因接错线向左、右冲出范围。
3、预习手持式编程器的使用方法，细心输入指令，检查无误，投入运行（RUN）,按下有关开关，观察运行结果，是否符合控制要求。
四、实验原理与实验步骤
1.面板上SIN1-SIN2是两个工作台到位信号开关（由磁感应器充当），SIN3-SIN4是两个工作台过位的保护开关。
L1、L2是两个到位指示灯。
左行（K1）和右行（K2）是PLC给电机的两个控制信号。
2.控制要求：
（1）首先按下启动/停止按钮，再按下左行（或右行）按钮，继电器J1（J2）吸合，电机正转（反转），工作台向左（右）运行；当到达左端（右端）限位开关位置时，工作台自动停止，同时左端（右端）指示灯亮，然后，继电器J1（J2）断开，继电器J2（J1）吸合，电机反转（正转），工作台向右（左）运行。
如此循环
（2）再次按下启动/停止按钮，电机停转。
3.实验步骤：
（1）打开PLC实验台电源，编程器与PLC连接。
（2）接线图
（3）按接线图连线，实验台与ZYPLC04连接，检查连线是否正确。
说明：
图中J0、J1为实验台主板上的继电器J0、J1
接线明细表：
SIN1~SIN4——X1~X4左行K1——X5右行K2——X6
启动K0——X7
J0、J1——Y1、Y0Y3——L1Y4——L2
M0先接继电器J0的9脚，再接继电器J1的9脚
M1先接继电器J0的12脚，再接继电器J1的12脚
继电器J0的5脚和继电器J1的8脚均接电源部分的+24V
继电器J0的8脚和继电器J1的5脚均接电源部分的COM
（4）根据具体情况编制输入程序，并检查是否正确
（5）按下左行或右行按钮，观察运行结果。
六、思考题
使用本装置完成如下实验：
PLC的自动台车控制
某自动车在启动前位于导轨的中部，如下图所示.某一个工作周期的控制工艺要求如下，试编制程序实现之。
a）按下启动按钮RUN/STOP，台车电机M正转，台车前进，到磁感应器SQ1后，台车电机M反转，台车后退。
b）台车后退碰到磁感应器SQ2后，台车电机M停转，台车停车，停5s，第二次前进，碰到磁感应开关SQ3，再次后退。
c）当后退再次碰到限位开关SQ2时，台车停止。
七、实验报告要求：
（1）实验目的
（2）实验器材
（3）实验原理与实验步骤
（4）画出实验接线图，在接线、编程实验操作过程中，有否碰到问题，如何处理。
（5）实验结论
（6）实验体会
实验五物料传送装车控制
一、实验目的
1．掌握PLC控制的基本原理
2．用PLC构成自动送料装车控制系统
二、实验器材
1．ZYE3103B型可编程控制器实验台1台
2．ZYPLC05自动送料演示板1块
3．PC机或FX-20P-E编程器1台
4．编程电缆1根
5．连接导线若干
三、注意事项
1、注意手持编程器插头箭头处对准插座槽。
2、按图接好线后，打开电源。
3、预习手持式编程器的使用方法，细心输入指令，检查无误，投入运行（RUN）,按下有关开关，观察运行结果，是否符合控制要求。
四、实验原理与实验步骤
1.本模块中K1为料斗满信号，K2为运料车到位信号，M1、M2、M3分别为三级传送带电机，L1、L0为“允许装料”和“正在装料”指示。
2.控制要求：
按下启动按钮，绿灯L1亮，表示允许汽车开进装料，料斗V1，电机M1、M2、M3皆为OFF，当汽车到来时（用“汽车到”纽子开关K2接通表示），L0亮，L1灭，M3运行，电机M2在M3通5s后运行，M1在M2通5s后运行，V1在M1通2s后打开出料口，当料满后（用定时10s表示），料斗V1关闭，电机M1关断，M2在M1停5s后停止，M3在M2停5s后停止，然后汽车开走（用“汽车到”纽子开关K2断开表示），L1亮，L0灭，表示下辆汽车可以装料。
其中，K1（料斗满）接通时，料斗进料阀门V0关闭（LED灭）。
3.实验步骤：
（1）打开PLC实验台电源，编程器与PLC连接。
（2）根据具体情况编制输入程序，并检查是否正确。
（3）按接线图连线，实验台与ZYPLC05连接，检查连线是否正确。
（4）按下启动按钮，观察运行结果。
4．接线图
接线明细：
启动K0——X0料斗满K1——X1汽车到K2——X2
M1——Y1M2——Y2M3——Y3
L0——Y0L1——Y4
V0——Y6V1——Y5
COM——电源部分COM
五、思考题：
试在原程序中加入如下功能：
每次汽车装料完成后，重新拨下再推上“汽车到”按钮时，程序自动计数一次。
从而完成装车数自动统计。
六、实验报告要求：
（1）实验目的
（2）实验器材
（3）实验原理与实验步骤
（4）画出实验接线图，在接线、编程实验操作过程中，有否碰到问题，如何处理。
（5）实验结论
实验六加工中心刀具库选择控制
一、实验目的
1．掌握PLC控制的基本原理
2．用PLC构成加工中心刀具库选刀自动控制系统。
二、实验器材
1．ZYE3103B型可编程控制器实验台1台
2．ZYPLC06电机控制演示板1块
3．PC机或FX-20P-E编程器1台
4．编程电缆1根
5．连接导线若干
三、注意事项
1、注意手持编程器插头箭头处对准插座槽。
2、按图接好线后，打开电源。
3、预习手持式编程器的使用方法，细心输入指令，检查无误，投入运行（RUN）,按下有关开关，观察运行结果，是否符合控制要求。
四、实验原理与实验步骤
1．此模块面板上SIN1-SIN6是6个刀具到位信号开关，P1-P6为六个刀具选刀请求控制。
L0、L1分别是“符合”“换刀”指示灯。
2.控制要求：
（1）按请求信号，PLC记录请求刀号。
（2）刀具盘按照某一方向运转，到位符合后，显示到位指示。
（3）机械手开始换刀，显示换刀指示灯亮6s后结束，等待请求。
换刀过程中，其他请求信号均视为无效。
3.实验步骤：
（1）打开PLC实验台电源，编程器与PLC连接。
（2）根据具体情况编制输入程序，并检查是否正确。
（3）按接线图连线，实验台与ZYPLC06连接，检查连线是否正确。
（4）按下启动按纽，观察运行结果。
4．接线图
接线明细：
按I/O点对应表一一连接
另外：
+24V——电源部分+24VCOM——电源部分COM
M0——COM
五、思考题
如果控制要求中要求刀具盘不是按某一方向运转，而是按照离请求刀具号最近的方向转动，其他条件不变时，接线和程序需要做哪些修改和补充（提示：
因为刀具盘要进行选向，所以电机要求连接成正反转：
程序中补充比较指令可实现此功能）
六、实验报告要求：
（1）实验目的
（2）实验器材
（3）实验原理与实验步骤
（4）画出实验接线图，在接线、编程实验操作过程中，有否碰到问题，如何处理。
（5）实验结论
（6）实验体会
第二部分QSPLC-ⅠA型可编程控制器实验模拟装置实验
第一章基本指令简介
基本指令如表所示
名称
助记符
目标元件
说明
取指令
LD
X、Y、M、S、T、C
常开接点逻辑运算起始
取反指令
LDI
X、Y、M、S、T、C
常闭接点逻辑运算起始
线圈驱动指令
OUT
Y、M、S、T、C
驱动线圈的输出
与指令
AND
X、Y、M、S、T、C
单个常开接点的串联
与非指令
ANI
X、Y、M、S、T、C
单个常闭接点的串联
或指令
OR
X、Y、M、S、T、C
单个常开接点的并联
或非指令
ORI
X、Y、M、S、T、C
单个常闭接点的并联
或块指令
ORB
无
串联电路块的并联连接
与块指令
ANB
无
并联电路块的串联连接
主控指令
MC
Y、M
公共串联接点的连接
主控复位指令
MCR
Y、M
MC的复位
置位指令
SET
Y、M、S
使动作保持
复位指令
RST
Y、M、S、D、V、Z、T、C
使保持复位
上升沿产生脉冲指令
PLS
Y、M
输入信号上升沿产生脉冲输出
下降沿产生脉冲指令
PLF
Y、M
输入信号下降沿产生脉冲输出
空操作指令
NOP
无
使步序作空操作
程序结束指令
END
无
程序结束
一、线圈驱动指令LD、LDI、OUT
LD，取指令。
表示一个与输入母线相连的常开接点指令，即常开接点逻辑运算起始。
LDI，取反指令。
表示一个与输入母线相连的常闭接点指令，即常闭接点逻辑运算起始。
OUT，线圈驱动指令，也叫输出指令。
LD、LDI两条指令的目标元件是X、Y、M、S、T、C，用于将接点接到母线上。
也可以与ANB指令、ORB指令配合使用，在分支起点也可使用。
OUT是驱动线圈的输出指令，它的目标元件是Y、M、S、T、C。
对输入继电器X不能使用。
OUT指令可以连续使用多次。
LD、LDI是一个程序步指令，这里的一个程序步即是一个字。
OUT是多程序步指令，要视目标元件而定。
OUT指令的目标元件是定时器T和计数器C时，必须设置常数K。
二、接点串联指令AND、ANI
AND，与指令。
用于单个常开接点的串联。
ANI，与非指令。
用于单个常闭接点的串联。
AND与ANI都是一个程序步指令，它们串联接点的个数没有限制，也就是说这两条指令可以多次重复使用。
OUT指令后，通过接点对其它线图使用OUT指令称为纵接输出或连续输出，连续输出如果顺序不错可以多次重复。
三、接点并联指令OR、ORI
OR，或指令。
用于单个常开接点的并联。
ORI，或非指令。
用于单个常闭接点的并联。
OR与ORI指令都是一个程序步指令，它们的目标元件是X、Y、M、S、T、C。
这两条指令都是并联一个接点。
需要两个以上接点串联连接电路块的并联连接时，要用ORB指令。
四、串联电路块的并联连接指令ORB
两个或两个以上的接点串联连接的电路叫串联电路块。
串联电路块并联连接时，分支开始用LD、LDI指令，分支结果用ORB指令。
ORB指令与ANB指令均为无目标元件指令，而两条无目标元件指令的步长都为一个程序步。
ORB有时也简称或块指令。
ORB指令的使用方法有两种：
一种是在要并联的每个串联电路块后加ORB指令；另一种是集中使用ORB指令。
对于前者分散使用ORB指令时，并联电路块的个数没有限制，但对于后者集中使用ORB指令时，这种电路块并联的个数不能超过8个。
五、并联电路的串联连接指令ANB
两个或两个以上的接点并联的电路称为并联电路块。
分支电路并联电路块与前面电路串联连接时，使用ANB指令。
分支的起点用LD、LDI指令，并联电路快结束后，使用ANB指令与前面电路串联。
ANB指令也简称与块指令，ANB也是无操作目标元件，是一个程序步指令。
六、主控及主控复位指令MC、MCR
MC为主控指令，用于公共串联接点的连接，MCR叫主控复位指令，即MC的复位指令。
在编程时，经常遇到多个线圈同时受一个或一组接点控制。
如果在每个线圈的控制电路中都串入同样的接点，将多占用存储单元，应用主控指令可以解决这一问题。
使用主控指令的接点称为主控接点，它在梯形图中与一般的接点垂直。
它们是与母线相连的常开接点，是控制一组电路的总开关。
MC指令是3程序步，MCR指令是2程序步，两条指令的操作目标元件是Y、M，但不允许使用特殊辅助继电器M。
与主控接点相连的接点必须用LD或LDI指令。
使用MC指令后，母线移到主控接点的后面，MCR使母线回都原来的位置。
在MC指令内再使用MC指令时嵌套级N的编号（0~7）顺序增大，返回时用MCR指令，从大的嵌套级开始解除。
七、置位与复位指令SET、RST
SET为置位指令，使动作保持；RST为复位指令，使操作保持复位。
SET指令的操作目标元件为Y、M、S。
RST指令的操作目标元件为Y、M、S、D、V、Z、T、C。
这两条指令是1~3个程序步。
用RST指令可以对定时器、计数器、数据寄存器、变址寄存器的内容清零。
八、脉冲输出指令PLS、PLF
PLS指令在输入信号上升沿产生脉冲输出，而PLF在输入信号下降沿产生脉冲输出，这两条指令都是2程序步，它们的目标元件是Y和M，但特殊辅助继电器不能作目标元件。
使用PLS指令，元件Y、M仅在驱动输入接通后的一个扫描周期内动作。
而使用PLF指令，元件Y、M仅在驱动输入断开后的一个扫描周期内动作。
九、空操作指令NOP
NOP指令是一条无动作、无目标元件的一程序步指令。
空操作指令是该步序作空操作。
用NOP指令替代已写入指令，可以改变电路。
在程序中加入NOP指令，在改动或追加程序时可以减少步序号的改变。
十、程序结束指令END
END是一条无目标元件的1程序步指令。
PLC反复进行输入处理、程序运算、输出处理，若在程序最后写入END指令，则END以后的程序步就不再执行，直接进行输出处理。
在程序调试过程中，按端插入END指令，可以顺序扩大对各程序段的检查。
采用END指令将程序划分为若干段，在确认处理前面电路块的动作正确无误之后，依次删去END指令。
第二章可编程控制器梯形图设计规则
1．触点的安排
梯形图的触点应画在水平线上，不能画在垂直分支上。
2．串、并联的处理
在有几个串联回路相并联时，应将触点最多的那个串联回路放在梯形图最上面。
在有几个并联回路相串联时，应将触点最多的并联回路放在梯形图的最左面。
3．线圈的安排
不能将触点画在线圈右边，只能在触点的右边接线圈。
4．不准双线圈输出
如果在同一程序中同一元件的线圈使用两次或多次，则称为双线圈输出。
这时前面的输出无效，只有最后一次才有效，所以不应出现双线圈输出。
5．重新编排电路
如果电路结构比较复杂，可重复使用一些触点画出它的等效电路，然后再进行编程就比较容易。
6．编程顺序
第三章FX—PLC的应用实验
QSPLC-ⅠA型
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