PLC学习和简单实验教程.docx
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PLC学习和简单实验教程
实验一基本指令练习
实验学时：
3
实验目的：
（1）掌握基本指令的功能。
（2）更好地理解自锁与互锁，逻辑关系以便使用。
（3）掌握编程软件环境的基本操作，检查、修改和调试方法。
实验原理：
该系列可编程序控制器的常用基本指令有10条。
先简要介绍如下：
（1）线圈（Coils）
线圈（输出）也是梯形图的重要组成元件，它代表着输出或内部变量。
一个线圈代表一个动作。
它的左边必须有布尔元件或一个指令块的布尔输出。
线圈又分为以下几种类型：
1．直接输出（DirectCoil）
直接输出元件如图2-1-1所示：
图2-1-1直接输出元件
左连接件的状态直接传送到右连接件上，右连接件必须连接到垂直电源轨上，除非是平行线圈。
2．反向输出（ReverseCoil）
反接输出元件如图2-1-2所示：
图2-1-2反接输出元件
左连接件的反状态直接传送到右连接件上，右连接件必须连接到垂直电源轨上，除非是平行线圈。
3．上升沿输出（PulseRisingEdgeCoil）
上升沿输出元件如图2-1-3所示：
图2-1-3.上升沿输出元件
当左连接件的布尔状态由假变真时，右连接输出变量将被置1，其他情况下输出变量将被复位。
4．下降沿输出（PulseFallingEdgeCoil）
下降沿输出元件如图2-1-4所示：
图2-1-4.下降沿输出元件
当左连接件的布尔状态由真变假时，右连接输出变量将被置1，其他情况下输出变量将被复位。
5．置位输出（SetCoil）与复位输出（ResetCoil）
置位和复位输出元件如图2-1-5所示：
图2-1-5置位和复位元件
置位：
让线圈处于导通状态。
其功能：
驱动线圈，使其具有自锁功能，维持接通状态。
复位：
让线圈处于断开状态。
（2）接触器（Contacts）
接触器在梯形图中代表一个输入的值或是一个内部变量，通常相当于一个开关或按钮的作用。
1．直接连接（DirtectContact）
直接连接如图2-1-6所示。
图2-1-6直接连接
左连接件的输出状态和该连接件的状态取逻辑与，即为右连接件的状态。
2．反向连接（ReverseContact）
反向连接如图2-1-7所示。
图2-1-7反向连接
左连接件的输出状态和该连接件的状态的布尔反状态取逻辑与，即为右连接件的状态。
2．上升沿连接（PulseRisingEdgeContact）
上升沿连接如图2-1-8所示。
图2-1-8上升沿连接
当左连接件的状态为真时，如果该上升沿连接代表的变量状态由假变真，那么右连接件的状态将会被置1，这个状态在其他条件下将会被复位。
3．下降沿连接（PulseFallingEdgeContact）
下降沿连接如图2-1-9所示。
图2-1-9下降沿连接
当左连接件的状态为真时，如果该下降沿连接代表的变量状态由真变假，那么右连接件的状态将会被置1，这个状态在其他条件下将会被复位。
实验器材（设备、元器件）：
（1）装有CCW软件的PC机一台
（2）PLC实验箱一台
（3）导线若干
实验内容：
（1）设计一个自锁装置
（2）按下图，设计一个控制电机正反转的装置
（3）按下图，完成小车自动往返
（4）设有一个知识竞赛抢答装置，提出如下控制要求：
主持人用一个开关控制3个抢答桌，参赛者若要回答主持人所提出的的问题时需要抢先按下桌上的按钮。
主持人说出题目后，谁抢先按下桌上的按钮谁的桌上的灯即亮。
这时主持人按控制按钮后灯才会熄灭，否则一直亮着。
3个抢答桌上的按钮作如下安排：
一个抢答桌上是儿童组，桌上有两个按钮，并联形式，无论按按下那一只，桌上的灯都会亮；第二个抢答组是大学生组，桌上也只有两个按钮，串联形式，只有两个按钮都按下，桌上的灯才会亮；第三抢答组是中学生组，桌上只有一个按钮，且只有一个人，一按灯即亮。
实验步骤
1.检查计算机与PLC、PLC与实验箱连线，确保连接良好；
2.接通PLC电源，接实验箱电源；
3.开启计算机，启动一体化编程组态软件CCW；
4.在一体化编程组态软件CCW中创建项目：
5.在一体化编程组态软件CCW中编辑梯形图程序；
6.对梯形图程序进行合法性检查；
7.若程序无错，则将控制程序下载到PLC；
8.联机运行PLC程序；
9.编程确定实验线路连接情况：
10.按实验内容要求进行设置或改变输入信号等操作；
11.观察实验对象是否达到控制要求；
12.观察记录实验现象：
若实验未达控制要求则分析、发现问题并停止程序运行。
若是程序错则回到步骤（７）编辑更正程序；若是线路连接错误则需关闭实验箱电源，更正线路连接后接通实验箱电源，回到步骤（９）重新联机运行PLC程序；
13.直到实验达到控制要求，则保存项目；
14.关闭各部分电源，规整好实验器材，并经指导老师确认后，方可作为实验完成。
分析和实验结果：
1.自锁
对应I/O地址分配
外部输入信号
PLC地址
外部输出信号
PLC地址
按钮1
_IO_EM_DI_00
输出指示灯
_IO_EM_DO_00
2.正反转
对应I/O地址分配
外部输入信号
PLC地址
外部输出信号
PLC地址
正转按钮
_IO_EM_DI_00
正转输出指示灯
_IO_EM_DO_00
反转按钮
_IO_EM_DI_01
反转转输出指示灯
_IO_EM_DO_01
3.自动往返
对应I/O地址分配
外部输入信号
PLC地址
外部输出信号
PLC地址
左转按钮
_IO_EM_DI_03
左转输出指示灯
_IO_EM_DO_00
右转按钮
_IO_EM_DI_01
右转输出指示灯
_IO_EM_DO_01
总开关按钮
_IO_EM_DI_00
停止按钮
_IO_EM_DI_02
4.抢答器
对应I/O地址分配
外部输入信号
PLC地址
外部输出信号
PLC地址
儿童组按钮
_IO_EM_DI_01
儿童组指示灯
_IO_EM_DO_00
_IO_EM_DI_02
大学生组按钮
_IO_EM_DI_03
大学生组输出指示灯
_IO_EM_DO_01
_IO_EM_DI_04
中学生组按钮
_IO_EM_DI_05
中学生组输出指示灯
_IO_EM_DO_02
主持人按钮
_IO_EM_DI_00
思考题：
（1）举例说明置位和复位指令的使用
答：
置位使装置布尔状态为真，复位使布尔状态装置为假。
比如我们给一个电机置位，则其转动，只有但电机收到对应的复位信号时，其才停止转动。
（2）简述自锁和互锁的原理
自锁，依靠自身辅助触点保持通电
互锁，利用两个接触器的常闭辅助触点互相控制的方式。
总结及心得体会：
通过写梯形图程序，掌握了CCW软件的使用，了解了PLC工作原理，掌握位逻辑指令用于基本I/O逻辑处理的方法。
实验二计时器
实验学时：
3
实验目的：
（1）认识并理解计数器结构及功能
（2）掌握计时器的应用
实验原理：
1）延时通增计时（TON）
延时通增计时功能块如图2-2-1所示。
图2-2-1延时通增计时功能块
增大内部计时器至给定值。
其参数列表见表2-2-1。
参数
参数类型
数据类型
描述
IN
Input
BOOL
上升沿，开始增大内部计时器；下降沿，停止且复位内部计时器。
PT
Input
TIME
最大编程时间，见Time数据类型。
Q
Output
BOOL
真：
编程的时间已消耗完。
ET
Output
TIME
已消耗的时间，允许值：
0~1193h2m47s294ms。
表2-2-1延时通增计时功能块参数列表
该功能块时序图如图2-2-2所示。
……
图2-2-2延时通增计时功能块时序图
2）延时断增计时（TOF）
延时断增计时功能块如图2-2-4所示。
图2-2-4延时断增计时功能块
增大内部计时器至给定值。
其参数列表见表2-2-2。
参数
参数类型
数据类型
描述
IN
Input
BOOL
下降沿，开始增大内部计时器；上升沿，停止且复位内部计时器。
PT
Input
TIME
最大编程时间，见Time数据类型。
Q
Output
BOOL
真：
编程的时间没有消耗完。
ET
Output
TIME
已消耗的时间，允许值：
0~1193h2m47s294ms。
表2-2-2延时断增计时功能块参数列表
该功能块时序图如图2-2-5所示。
.
图2-2-5延时断增计时功能块时序图
实验器材（设备、元器件）：
（1）装有CCW软件的PC机一台
（2）PLC实验箱一台
（3）导线若干
实验内容：
应用定时器指令实现下述报警功能。
控制要求是当报警开关IO_EM_DI_00闭合时，要求报警。
警灯闪烁，每隔0.5s亮一次，亮一次的时间也是0.5s，警铃响。
报警响应开关IO_EM_DI_01接通时，报警灯从闪烁变为长亮，同时报警铃关闭。
开关IO_EM_DI_02为警灯测试开关，当它接通，则警灯亮。
实验步骤
1.检查计算机与PLC、PLC与实验箱连线，确保连接良好；
2.接通PLC电源，接实验箱电源；
3.开启计算机，启动一体化编程组态软件CCW；
4.在一体化编程组态软件CCW中创建项目：
5.在一体化编程组态软件CCW中编辑梯形图程序；
6.对梯形图程序进行合法性检查；
7.若程序无错，则将控制程序下载到PLC；
8.联机运行PLC程序；
9.编程确定实验线路连接情况：
10.按实验内容要求进行设置或改变输入信号等操作；
11.观察实验对象是否达到控制要求；
12.观察记录实验现象：
若实验未达控制要求则分析、发现问题并停止程序运行。
若是程序错则回到步骤（７）编辑更正程序；若是线路连接错误则需关闭实验箱电源，更正线路连接后接通实验箱电源，回到步骤（９）重新联机运行PLC程序；
13.直到实验达到控制要求，则保存项目；
14.关闭各部分电源，规整好实验器材，并经指导老师确认后，方可作为实验完成。
分析和实验结果：
对应I/O地址分配
外部输入信号
PLC地址
外部输出信号
PLC地址
报警开关1
_IO_EM_DI_00
警灯
_IO_EM_DO_00
报警开关2
_IO_EM_DI_01
警铃
_IO_EM_DO_01
警灯测试开关
_IO_EM_DI_02
思考题：
问：
怎么用定时器设置一个自复位器？
写出你的设计。
答：
利用计时器计时完成后Q端为真这一特性，在计时器输入端加一个Q端的常闭控制开关，当Q为真时使计时器重新计时。
总结及心得体会：
通过实验，进一步熟悉PLC的编程软件的应用，掌握延时器的正确编程使用，学会它们的扩展方法，学会使用延时器实现各种延时、记数功能。
实验三计数器
实验学时：
3
实验目的：
（1）认识并理解计数器结构及功能
（2）掌握计数器的应用
实验器材（设备、元器件）：
（1）装有CCW软件的PC机一台
（2）PLC实验箱一台
（3）导线若干
实验原理：
计数器功能块主要用于增减计数，其主要指令见表2-3-1：
功能块
描述
CTU
增计数
CTD
减计数
CTUD
可逆计数
表2-3-1
（1）递增计数器指令（CTU）
递增计数器功能块如图2-3-1所示。
图2-3-1递增计数器功能块
从0开始加计数至给定值。
其参数列表见表2-3-2。
表2-3-2
参数
参数类型
数据类型
描述
CU
Input
BOOL
加计数（当CU是上升沿时，开始增计数）
RESET
Input
BOOL
重置命令（高级）（RESET为真时，CV=0）
PV
Input
DINT
程序最大值
Q
Output
BOOL
上限，当CV≥PV时为真
CV
Output
DINT
计数结果
（2）递减计数器指令（CTD）
递减计数器功能块如图2-3-2所示。
图2-3-2递减计数器功能块
从给定值开始减计数至0。
其参数列表见下表2-3-3。
参数
参数类型
数据类型
描述
CD
Input
BOOL
减计数（当CD是下降沿时，开始减计数）
LOAD
Input
BOOL
加载命令（高级）（当LOAD为真时CV=PV）
PV
Input
DINT
程序最大值
QD
Output
BOOL
下限，当CV≤0时为真
CV
Output
DINT
计数结果
表2-3-3
（2）可逆计数器（CTUD）
可逆计数器功能块如图2-3-3所示。
图2-3-3可逆计数器功能块
从0开始加计数至给定值，或从给定值开始减计数至0。
其参数列表见表2-3-4。
参数
参数类型
数据类型
描述
CU
Input
BOOL
加计数（当CU是上升沿时，开始计数）
CD
Input
BOOL
减计数（当CD是上升沿时，开始减计数）
RESET
Input
BOOL
重置命令（高级）（RESET为真时，CV=0）
LOAD
Input
BOOL
加载命令（高级）（当LOAD为真时CV=PV）
PV
Input
DINT
程序最大值
QU
Output
BOOL
上限，当CV≥PV时为真
QD
Output
BOOL
下限，当CV≤0时为真
CV
Output
DINT
计数结果
表2-3-4
实验内容：
（1）在按钮I0.0按下后第一灯变亮并保持，I0.1输入3个脉冲后（用加计数器计数），TON开始定时，5s后第一个灯熄灭，同时加计时器复位。
根据要求，设计出梯形图。
（2）长按一个按键3S后第一个灯以2HZ的频率闪烁5次后长亮，第一个灯长亮2S后第二个灯长亮，直到按下同一个按键，第二个灯立即熄灭，第一个灯在第二个灯熄灭2S后才熄灭。
根据要求，设计出梯形图。
（3）6次循环计数控制（即工作台前进及后退1次一个循环，每碰到行程开关时延迟3秒后再运行，循环6次停止在原位，原位在SQ2处）。
实验步骤
1.检查计算机与PLC、PLC与实验箱连线，确保连接良好；
2.接通PLC电源，接实验箱电源；
3.开启计算机，启动一体化编程组态软件CCW；
4.在一体化编程组态软件CCW中创建项目：
5.在一体化编程组态软件CCW中编辑梯形图程序；
6.对梯形图程序进行合法性检查；
7.若程序无错，则将控制程序下载到PLC；
8.联机运行PLC程序；
9.编程确定实验线路连接情况：
10.按实验内容要求进行设置或改变输入信号等操作；
11.观察实验对象是否达到控制要求；
12.观察记录实验现象：
若实验未达控制要求则分析、发现问题并停止程序运行。
若是程序错则回到步骤（７）编辑更正程序；若是线路连接错误则需关闭实验箱电源，更正线路连接后接通实验箱电源，回到步骤（９）重新联机运行PLC程序；
13.直到实验达到控制要求，则保存项目；
14.关闭各部分电源，规整好实验器材，并经指导老师确认后，方可作为实验完成。
分析和实验结果：
（1）
对应I/O地址分配
外部输入信号
PLC地址
外部输出信号
PLC地址
按钮I0.0
_IO_EM_DI_00
输出指示灯
_IO_EM_DO_00
按钮I0.0
_IO_EM_DI_01
（2）
对应I/O地址分配
外部输入信号
PLC地址
外部输出信号
PLC地址
按钮1
_IO_EM_DI_00
输出指示灯1
_IO_EM_DO_00
输出指示灯2
_IO_EM_DO_01
（3）
对应I/O地址分配
外部输入信号
PLC地址
外部输出信号
PLC地址
左行程开关
_IO_EM_DI_00
左转指示灯
_IO_EM_DO_00
右行程开关
_IO_EM_DI_01
右转指示灯
_IO_EM_DO_01
思考题：
PLC计数指令的实质是什么？
答：
计算上升沿或者下降沿的个数（视不同的计数器而定）
总结及心得体会：
通过写梯形图程序，掌握Micro830可编程序控制器的定时器、计数器指令的基本应用，并学会定时器和计数器扩展方法，进一步熟悉PLC的编程软件的应用。
实验四比较指令与算术运算指令
实验学时：
3
实验目的：
（1）认识并理解比较指令与算术运算指令结构及功能
（2）熟悉掌握比较指令与算术运算指令的应用
实验器材（设备、元器件）：
（1）装有CCW软件的PC机一台
（2）PLC实验箱一台
（3）导线若干
实验原理：
（1）比较功能块指令主要用于数据之间的大小等于比较，是编程时一种简单有效的指令。
在此只介绍等于，大于和小于指令
其用途见表2-4-1.
功能块
描述
Equal
比较两数是否相等
GreaterThan
比较两数是否其中一个大于另一个
GreaterThanorEqual
比较两数是否其中一个大于或等于另一个
LessThan
比较两数是否其中一个小于另一个
LessThanorEqual
比较两数是否其中一个小于或等于另一个
表2-4-1比较功能块指令用途
等于（Equal）
其功能块如图2-4-1.
图2-4-1等于功能块
对于整型，实型，时间型，日期型和字符串型输入变量，比较第一个和第二个输入，并判断是否其大小。
其参数列表见表2-4-1.
表2-4-1
参数
参数类型
数据类型
描述
i1
Input
BOOL-SINT-USINT-BYTE-INT-WORD-DINT-
UDINT-DWORD-LINT-ULINT-LOWORD-TIME
两个输入必须有相同的数据类型。
i2
Input
o1
Output
BOOL
当i1=i2时为真
大于（GreaterThan）
其功能块如图2-4-2.
图2-4-2大于功能块
对于整型，实型，时间型，日期型和字符串型输入变量，比较第一个和第二个输入，并判断是否其大小。
其参数列表见表2-4-2
表2-4-2
参数
参数类型
数据类型
描述
i1
Input
BOOL-SINT-USINT-BYTE-INT-WORD-DINT-
UDINT-DWORD-LINT-ULINT-LOWORD-TIME
两个输入必须有相同的数据类型。
i2
Input
o1
Output
BOOL
当i1>i2时为真
小于（LessThan）
其功能块如图2-4-3.
图2-4-3小于功能块
对于整型，实型，时间型，日期型和字符串型输入变量，比较第一个和第二个输入，并判断是否相等。
其参数列表见表2-4-3
表2-4-3
参数
参数类型
数据类型
描述
i1
Input
BOOL-SINT-USINT-BYTE-INT-WORD-DINT-
UDINT-DWORD-LINT-ULINT-LOWORD-TIME
两个输入必须有相同的数据类型。
i2
Input
o1
Output
BOOL
当i1（2）算术类功能块指令主要用于实现算术函数关系.。
在此只介绍加，减，乘，除功能块指令和直接传送指令
加指令（+）
加指令功能块如图2-4-4所示。
图2-4-4加指令功能块
其参数列表见表2-4-4。
参数
参数类型
数据类型
描述
i1
Input
SINT-USINT-BYTE-INT-WORD-DINT-
UDINT-DWORD-LINT-ULINT-
LOWORD-TIME
可以是整数或实数（所有的输入变量必须是同一格式）
i2
Input
o1
Output
输入的加法
表2-4-4
减指令（—）
加指令功能块如图2-4-5所示。
图2-4-5减指令功能块
其参数列表见表2-4-5。
参数
参数类型
数据类型
描述
i1
Input
SINT-USINT-BYTE-INT-WORD-DINT-
UDINT-DWORD-LINT-ULINT-
LOWORD-TIME
可以是整数或实数（所有的输入变量必须是同一格式）
i2
Input
o1
Output
减入的乘法
表2-4-5
乘指令（*）
乘指令功能块如图2-4-6所示。
图2-4-6乘指令功能块
两个及多个整数或实数的乘法运算。
其参数列表见表2-4-6
参数
参数类型
数据类型
描述
i1
Input
SINT-USINT-BYTE-INT-WORD-DINT-
UDINT-DWORD-LINT-ULINT-
LOWORD-TIME
可以是整数或实数（所有的输入变量必须是同一格式）
i2
Input
o1
Output
输入的乘法
表2-4-6
除指令（/）
除指令功能块如图2-4-7所示。
图2-4-7除指令功能块
其参数列表见表2-4-7。
参数
参数类型
数据类型
描述
i1
Input
SINT-USINT-BYTE-INT-WORD-DINT-
UDINT-DWORD-LINT-ULINT-
LOWORD-TIME
可以是整数或实数（所有的输入变量必须是同一格式）
i2
Input
o1
Output
输入的除法
表2-4-7
直接传送指令（1gain）
直接传送指令功能块如图2-4-8所示。
如图2-4-8直接传送指令功能块
其参数列表见表2-4-8。
参数
参数类型
数据类型
描述
i1
Input
SINT-USINT-BYTE-INT-WORD-DINT-
UDINT-DWORD-LINT-ULINT-
LOWORD-TIME
可以是整数或实数（所有的输入变量必须是同一格式）
o1
Output
表2-4-8
实验内容：
（1）用算术运算指令完成（（1234+4321）×123-4565）÷1234的运算。
要求：
X1闭合时计算，X0闭合时清零。
（2）在社会生产过程中，电机是必不缺少的；而长时间地使用电机，会给电机带来不必要的损坏。
因此，在日常使用中，需要更加的爱护和维护它。
请设计一个程序并实现以下功能：
电机工作时间在大于等于5小时，小于等于7小时，信号指示灯被点亮，表示提示；在大于7小时，小于10小时，警铃响，表示警告；在等于10小时，电机停止运行。
（3）.使用TON、加法指令、比较指令模块实现电动机连续运行时间控制，连续运行时间为3秒，连续运行15秒后需要停机。
以TON模块设计一个自复位计时器，用来实现3秒循环计时。
直接传送指令实现循环总次数的复位。
（4）使用比较指令
升级会员 