《可编程控制器》实验教案.docx

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《可编程控制器》实验教案

实验一PLC认识及基本指令实验

一、实验目的

1．熟悉和掌握常用基本指令的使用方法

2．熟悉编程器的使用方法

3．学会PLC-2型实验台的使用方法

二、实验类型、分组及实验器材

1．实验类型和方式：

本实验属验证实验，采用原理讲解和独自实验的方式；

2．学时数和分组人数：

学时为2学时，每小组5人；

3．每组PLC-2型可编程控制器实验台1套、PC机1台；

4．编程电缆1根、连接导线若干；

三、实验原理与实验步骤

1．基本指令实验（LD、LDI、OUT、AND、ANI、OR、ORI、ORB）

运算开始和线圈、定时器

梯形图

——||———————（Y000）——

——|/|———————（M100）——

——（T0）——

——||———————（Y001）——

——————————［END］——

指令表

0LDX000与母线连接

1OUTY000

2LDIX001

3OUTM001驱动指令

4OUTT0驱动定时器指令

（SP）K19设定常数

7LDT0

8OUTY001

9END

输入上面程序，运行观察结果

触点的串联连接

AND

——||——||—————（Y001）———

——||——|/|—————（Y002）———

——（Y003）———

——————————［END］——

输入以上程序，运行观察结果

0LDX000

1ANDX001

2OUTY001

3LDX002

4ANIX003

5OUTY002

6OUTY003

7END

触点并联连接

梯形图

——||———————（Y005）——

——||——

——|/|——

——————————［END］——

0LDX004

1ORX006

2ORIX005

3OUTY005

4END

输入上面程序，运行观察结果

串联电路的并联连接

——||——||————（Y006）——

——||——||——

——|/|——||——

——————————［END］——

输入上面程序，运行观察结果

0LDX000

1ANDX001

2LDX002

3ANDX003

4ORB

5LDIX004

6ANDX005

7ORB

8OUTY006

9END

并联电路块的串联连接

——||——||—||——（Y006）—

——||—　　—|/|—||——

—||

——||————————

OR

——————————［END］——

输入上面程序，运行观察结果

0LDX000

1ORX001

2LDX002分支起点

3ANDX003

4LDIX004

5ANDX005

6

ORB并联块结束

7ORX006

8

ANB与前面电路块串联连接

9ORX003

10OUTY006

11END

2．实现下列组合电路的编程

Y0=[X0·X2·（X5+X6）]+（X3·X4）

——||——||——|/|——（Y000）—

——||—

——||——||————

——————————[END]——

Y0=X0·（X2+X5）·（X3+X4）

——||———||——||—（Y000）—

——|/|—　—|/|—

———————————[END]—

0LDX5

1ORX6

2ANDX0

3ANIX2

4LDX3

5ANDX4

6ORB

7OUTY0

8END

0LDX2

1ORIX5

2LDX3

3ORIX4

4ANB

5ANDX0

6OUTY0

7END

以上实验中，输入信号接实验台上的开关或按钮，输出LED接发光管。

实验二定时器、计数器实验

一、实验目的

1．熟悉和掌握计数器指令的应用

2．熟悉和掌握定时器指令的应用。

3．熟悉掌握计数器/定时器内部时基脉冲参数的设置

二、实验类型、分组及实验器材

1.实验类型和方式：

本实验属验证实验，采用原理讲解和独自实验的方式；

2.学时数和分组人数：

学时为2学时，每小组5人；

3.每组PLC-2型可编程控制器实验台1套、PC机1台；

4.编程电缆1根、连接导线若干；

三、实验原理与实验步骤

1．计数器指令

指令、名称

功能

电路表示和可用元件

程序步

OUT输出

计数器线圈驱动

—||———（C）———K

32位计数器：

5

16位计数器：

3

RST复位

输出触点的复位当前值的清零

—||———[RSTC]——

2

FX0N系列PLC的通用计数器个数为16个（C0~C15），锁存用计数器的个数也为16个（C16~C31），每个计数器均为16位，指令步数为3步。

例1

X0

——||————[RSTC0]——

X1K10

——||————（C0）——

C0

——||————（Y0）——

———————[END]———

0LDX0

2RSTC0

3LDX1

4OUTC0

K10

7LDC0

8OUTY0

9END

●X0为C0复位信号，接实验台上按钮P0。

●X1为C0的计数脉冲输入，接实验台上的按钮P1。

●Y0为C0的输出信号，接实验台上的LED发光管L0。

●波形图如图4.1所示

输入运行以上程序，观察运行结果。

X0

X1

123456789101112131415

当前数据

C0（Y0）

图4.1

2．定时器指令

指令、名称

功能

电路表示和可用元件

程序步

OUT输出

定时器线圈驱动

—||———（T）———K

3

RST复位

输出触点的复位

—||———[RSTT]——

2

FX0N系列PLC有63个100ms定时器T0~T62，1个1ms定时器T63，当M8028被驱动时，即（M8028=1），定时器T32~T62改为10ms定时器。

⑴例1

X0T1K10

——||——|/|——（T0）——

T0K10

——||————（T1）———

T0

——||—————（Y0）——

————————[END]——

0LDX0

1ANIT1

2OUTTO

K10

5LDT0

6OUTT1

K10

9LDT0

10OUTY0

11END

1输入程序,检查是否正确。

2运行程序，X0接K0，Y0接L0，X0合上，Y0为1s闪一次。

T0、T1定时器的时基脉冲为100ms（0.1s）。

⑵例2

X1

——||———（M8028）——

X0T62K10

——||——|/|—（T61）——

T61K10

——||————（T62）——

T61

——||—————（Y0）——

————————[END]——

0LDX1

1OUTM8028

3LDX0

4ANIT62

5OUTT61

K10

8LDT61

9OUTT62

K10

12LDT61

13OUTY0

14END

实验步骤同上一例子一样，观察X1合上对Y0输出有什么影响，X1接K1。

X1合上（K1为ON），可以看到Y0每0.1s闪一次，X1关闭（K1为OFF），Y0每1s闪一次。

说明M8028影响T32~T62的时基脉冲。

3．定时器/计数器实验

输入下列程序，观察输出结果。

X0T1K10

——||——|/|———（T0）——

T0K10

——||——————（T1）——

———（Y0）——

X1

——||————[RSTC0]——

T0

——||——————（C0）——

C0

——||——————（Y1）——

————————[END]——

0LDX0

1ANIT1

2OUTT0

K10

5LDT0

6OUTT1

K10

9OUTY0

10LDX1

11RSTC0

13LDT0

15OUTC0

K10

17LDC0

18OUTY1

19END

1X0为启动信号。

接K0，Y0为1s脉冲发生器，输出显示接L0，X1为C0（Y1）复位信号，接P0，Y1输出接L15。

2输入程序，并检查是否正确。

3运行程序，X0=ON时，Y0每隔1s闪一次。

C0对Y0计次，10次是，Y1有输出。

实验三步进顺控指令实验

一、实验目的

1．熟悉和掌握步进顺控指令STL的使用方法。

2．理解和掌握状态元件S在步进顺控程序中的应用。

3．进一步熟悉以上介绍的各个指令的编程使用方法。

二、实验类型、分组及实验器材

1．实验类型和方式：

本实验属验证实验，采用原理讲解和独自实验的方式；

2．学时数和分组人数：

学时为2学时，每小组5人；

3．每组PLC-2型可编程控制器实验台1套、PC机1台；

4．编程电缆1根、连接导线若干；

三、实验原理与实验步骤

状态软元件S是PLC的状态寄存器，它在对工序作步进顺控类型的控制程序中起着重要的作用。

它与步进顺控指令STL组合使用。

在三菱FX2N系列PLC中，S0~S9（10点）为初始状态用，S10~S19（10点）为返回原点用，S20~S499（480点）为通用状态继电器，S500~S899（400点）为停电保持状态器。

这些状态寄存器若不在顺控指令中使用，也可作为辅助继电器（M）使用。

各状态软元件常开、常闭次数不受限制。

状态转移图（SFC，顺序功能图）适用于表示机械动作的流程，顺序控制图（STL）是以继电器阶梯图的形式表示，具有综合表达负载驱动电路与转移条件电路的特点。

1、指令助记符及说明

步进梯形图指令（STL）是利用内部软元件状态（S），在顺控程序上进行工序步进形控制的指令。

返回（RET）是表示状态（S）流程的结束，用于返回主程序（母线）的指令。

2、编程与动作

STLS20

OUTY0

LDX1

SETS21

STLS21

OUTY1

LDX2

…

a）顺序功能图b）梯形图

c）指令表

顺序功能图中的每一步包含三个内容：

本步驱动的内容，转移条件及指令的转换目标。

状态转移图和步进顺控图表达的都是同一个程序，它的优点是可以让编程者每次只考虑一个状态，而不用考虑其它的状态，使编程更容易。

另外，状态的顺序可自由选择，不一定非按S编号的顺序选用。

但是在一系列指令的最后，必须写入RET指令。

说明：

在STL电路中，不能用MC指令。

MPS指令也不能紧跟在STL触点后使用。

1、用步进顺控指令实现下图所示波形，使Y0、Y1、Y2每隔1s顺序输出，并循环。

根据顺序功能图绘制步进梯形图和STL指令表。

指令表

0LDM8002

1SETS3

3STLS3

4OUTY0

5OUTT0K10

8LDT0

9SETS22

11STLS22

12OUTY1

13OUTT1K10

16LDT1

17SETS23

19STLS23

20OUTY2

21OUTT2K10

24LDT2

25OUTS3

26RET

27END

实验步骤：

1）输入程序检查使其正确。

2）Y0~Y2分别接实验台上的L0~L2。

3）运行程序，观察Y0、Y1、Y2的输出是否和波形一致。

4）改变定时器的定时时间常数，再次运行程序，观察输出情况。

思考：

充分理解上图中的步进顺控程序的编制，在此基础上编制下面的步进顺孔程序，使Y0、Y1、Y2、Y3按每隔1s的顺序输出，循环往复。

要求输出波形如下图3.2所示。

Y0

Y1

Y2

Y3

图3.2输出波形图

按上述波形图设计，其顺控图如下：

顺控图STL

M8002

———||————[SETS3]

—————（Y0）

K10

T0———（T0）

—————（Y1）

K10

T1———（T1）

—————（Y2）

K10

T2———（T2）

—————（Y3）

K10

T3———（T3）

S3

图3.3

指令表

0LDM8002

1SETS3

3STLS3

4OUTY0

5OUTT0

K10

8LDT0

9SETS20

11STLS20

12OUTY1

13OUTT1K10

16LDT1

17SETS21

19STLS21

20OUTY2

21OUTT2K10

24LDT2

25SETS22

27STLS22

28OUTY3

29OUTT3K10

32LDT3

33OUTS3

35RET

36END

实验步骤：

①按顺控图和指令表编制输入程序。

②检查程序是否正确。

③Y0~Y3分别接实验台上的L0~L3，运行程序观察输出结果是否和波形图一致。

2、选择性分支及汇合指令实验

指令表：

LDM8002

STLS23

SETS3

OUTY3

STLS3

LDX4

OUTY1

SETS24

LDX1

STLS24

SETS22

OUTY4

LDX3

LDX5

SETS23

OUTS3

STLS22

RET

OUTY2

END

LDX2

SETS24

实验步骤：

1）输入程序检查使其正确。

2）X1~X5分别接试验台上的按钮P1~P5，Y0~Y4分别接LED灯L0~L4。

3）运行程序，先闭合X1，然后闭合X3，观察Y2、Y3有无输出。

4）改变X1和X3的闭合顺序，观察Y2和Y3的输出情况。

3、并行分支及汇合指令实验

实验步骤：

1）输入程序检查使其正确。

2）X1~X5分别接试验台上的按钮P1~P5，Y0~Y4分别接LED灯L0~L4。

3）运行程序，闭合X1，观察Y2和Y4有无输出。

4）然后闭合X2、X3和X4，观察Y3、Y5和Y6的输出情况。

实验四交通信号灯PLC自动控制

、实验目的

1．掌握十字路口交通信号灯的控制原理。

2．掌握PLC定时器、计数器的使用方法。

二、实验类型、分组及实验器材

5．实验类型和方式：

本实验属验证实验，采用原理讲解和独自实验的方式；

6．学时数和分组人数：

学时为2学时，每小组5人；

7．每组PLC-2型可编程控制器实验台1套、PC机1台；

8．编程电缆1根、连接导线若干；

、实验原理与实验步骤

1．交通信号灯PLC自动控制演示板结构如图4.1

2．本装置与交通信号实际控制一致，采用LED模拟信号灯，信号灯分东西、南北二组，分别有“红”“黄”“绿”三种颜色。

其工作状态由PLC程序控制，“启动”、“停止”按钮分别控制信号灯的启动和停止。

“白天/黑夜”开关控制信号灯白天/黑夜转换。

3．对“红”“黄”“绿”灯控制要求如下：

假设东西方向交通比南北方向繁忙一倍，因此东西方向的绿灯通行的时间多一倍。

控制时序要求如图4.2所示。

按下“启动”按钮开始工作，按下“停止”按钮停止工作，“白天/黑夜”开关按下闭合时为黑夜工作状态，这是只有黄灯闪烁，断开时按时序控制图工作。

4．根据具体情况还可增加控制要求，如紧急控制，某一方向绿灯常亮。

5．实验步骤：

打开PLC-2型实验台电源，编程器与PLC连接。

根据具体情况编制输入程序，并检查是否正确。

按图4.3接线，实验台与PLC-DOME001连接，检查连线是否正确。

按下启动按钮，观察运行结果。

、推荐设计程序清单

1．I/O地址分配清单:

输入地址：

启动按钮X0停止按钮X1

晚上开关X2

输出地址:

红１Y0　　　　黄１Y1绿１Y2

红２Y3　　　黄２Y4绿２Y5

2．程序

梯形图

指令表

0LDX0

1RSTS0

3RSTS1

5RSTS2

7RSTS3

9RSTS4

11LDX000

12SETS0

14LDX001

15RSTS0

17LDX002

18OUTM500

19LDT4

20ORX001

21RSTC16

23LDM8012

24ANDS0

25OUTC16

K10

28LDC16

29ANDS0

30OUTT4

K10

33LDT3

34ORX000

35RSTS4

37SETS1

39LDS1

40OUTT0

K200

43LDT0

44RSTS1

46SETS2

48LDS2

49OUTT1

K50

52LDT1

53RSTS2

55SETS3

57LDS3

58OUTT2

K400

61LDT2

62RSTS3

64SETS4

66LDS4

67OUTT3

K50

70LDS0

71ANDS1

72ANIM500

73OUTY002

74LDS0

75LDS2

76ORM500

77ANB

78ANIC16

79OUTY001

80LDS0

81LDS3

82ORS4

83ANB

84ANIM500

85OUTY000

86LDS0

87LDS1

88ORS2

89ANB

90ANIM500

91OUTY003

92LDS0

93ANDS3

94ANIM500

95OUTY005

96LDS0

97LDS4

98ORM500

99ANB

100ANIC16

101OUTY004

102END

绿1

黄1

红1

绿2

黄2

红2

20S5S40S5S

图4.2

3．接线图

X0

PLC-2可编程控制器

Y0

X1

Y1

X2

Y2

Y3

Y4

……

Y5

:

COM

COM

五、附加思考题

1.怎样延长红绿灯变换时间及黄灯闪烁次数，程序作怎样变化？

2.若用移位寄存器指令，程序如何编制？

3.如何利用实验台上的数码显示给演示装置加上一个两位时间显示？