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PLC教案.docx

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PLC教案

实验一认识FXGP与PLC

一、实验目的

1、认识实验台，对PLC有感性认识

2、了解PLC的外部接线

3、初步了解PLC的作用

4、熟悉FXGP的操作界面

5、熟悉FXGP菜单的显示和操作方式

6、初步学习用指令表、梯形图方式编制PLC程序

二、实验器材

1、可编程控制器实验台

2、连接导线

三、实验过程

1、观察PLC及其外部接线

本实验台使用的PLC型号为FX1N-40MR，有24个输入端（八进制，X0-X27），16个继电器输出端（八进制，Y0-Y17）。

其输入输出端已引至控制台相应端口上，可使用连接导线与外围电路连接。

在输入端由PLC内部电路提供电源，故直接用导线接入输入信号即可。

COM端为接地端，应有效接地。

输出端除接输出信号外，因该PLC为继电器输出型，故还应在输出电路中加入驱动电源。

COM0-COM5位输出端输入电源的接入口，对于直流电源，应将正极接在这些端口上，COM口接负极。

该PLC采用分组供电制。

其中，COM0为Y0提供电源，COM1为Y1提供电源，COM2为Y2、Y3提供电源，COM3为Y4-Y7提供电源，COM4为Y10-Y13提供电源，COM5为Y14-Y17提供电源。

根据输出负载的需要，可为各组提供不同的电源。

当有输入信号送入或输出信号送出时，相应的输入输出信号指示灯会亮起，这也可以作为调试程序的一个依据。

2、看教师做演示实验

弄清有哪些输入量输出量，要达到怎样的控制要求；注意观察当输入信号送入时，PLC的指示灯状态，程序执行后，输出指示灯的状态；观察程序是否达到控制要求。

操作步骤如下：

（1）设置文件路径为C:

\PLC1

（2）进入FXGP软件

（3）新建一个程序名，指定正确的PLC类型

（4）用梯形图形式编辑一段程序

（5）通过转换，在指令表形式下阅读程序

（6）将程序传送到PLC

（7）用监控/测试调试程序

实验二与、或、非基本逻辑处理实验

一、实验目的

1、认识实验台，学习实验台的使用

2、学习PLC的外部接线

3、学习编程软件的使用方法

4、熟练和掌握常用基本指令的使用方法

二、实验器材

1、可编程控制器实验台

2、电脑及编程电缆

3、基础实验板

4、连接导线

三、实验原理及步骤

1、实验台的使用

实验台主要由电源模块、PLC主机、几个功能模块组成。

首先打开位于实验台左下角的电源总开关，实验台及电脑才可以使用。

电源模块主要向PLC提供220V交流电源，及向外部提供5V、1A，24V、2A的直流稳压电源。

本实验台使用的PLC型号为FX1N-40MR，按下PLC右方的红色按钮，PLC通电。

常用功能模块包括基础实验模块、交通灯控制模块、电机控制模块、步进电机控制模块、搅拌器控制模块、四层电梯控制模块、艺术彩灯控制模块等。

本次实验选用基础实验模块。

2、外部接线

输入信号可通过连接导线接至PLC输入端（X0-X27），输入信号可由开关或按钮提供。

输出信号（Y0-Y17）可接至LED指示灯、直流电机或蜂鸣器，但必须提供适当的外部电源。

外部电源接至COM0-COM5和COM之间。

外部电源由位于PLC右方的24V直流电提供。

其正极可接至COM0-COM5，PLC的COM端及模块的COM端应接至直流电源的负端。

其中，COM0为Y0提供电源，COM1为Y1提供电源，COM2为Y2提供电源。

当接线完成并检查无误后，打开位于实验台右下角电压表下方的红色开关，观察电压表的指针是否正确偏转。

如果电压表的指针没有偏转，关闭该红色开关，检查COM端的接线是否正确。

3、编程软件的使用

打开电脑，双击桌面上的

图标，打开PLC的编程软件，界面如下图所示：

点击“文件”菜单项，选择“新文件”，在“PLC类型设置”对话框中，选择该PLC的类型，FX1N，点击确定，出现如下所示的两个窗口

在指令表窗口中，可以直接输入指令，各指令的步序号由系统自动产生。

在梯形图窗口中可以直接编辑梯形图。

若使用梯形图工具来编辑程序，则完成后，须使用“工具”菜单下“转换”命令，将梯形图转换成指令表形式，因为最终送入到PLC中的程序应是指令表形式的。

观察PLC的指示灯，确认此时PLC的状态，若此时PLC的RUN指示灯亮着，选择“PLC”菜单下“遥控运行/停止”，在弹出的对话框中选择“中止”，再选择“PLC”菜单下“传送”的“写出”命令，将编辑好的程序送入到PLC中，选择“PLC”菜单下“遥控运行/停止”，在弹出的对话框中选择“运行”，PLC开始执行程序，此时可选择“监控/测试”菜单下的“开始监控”，监视程序的运行状态。

同时，也可以通过观察PLC的输入输出指示灯来判断程序的运行状况。

4、基本指令的使用（LD、LDI、OUT、AND、ANI、OR、ORI、ORB），输入信号接基础实验板上的开关，输出接LED发光管。

1）运算开始和线圈、定时器

输入上面程序，观察运行结果。

2）触电的串联连接

输入上面程序，观察运行结果。

3）触电并联连接

输入上面程序，观察运行结果。

4）串联电路的并联连接

输入上面程序，观察运行结果。

5）并联电路块的串联连接

输入上面程序，观察运行结果。

四、思考题

实现下列组合电路的编程：

1、

2、

实验三定时器、计数器实验

一、实验目的

1、熟练和掌握计数器指令的使用方法

2、熟练和掌握定时器指令的使用方法

3、熟练和掌握闪烁电路的编程方法

二、实验器材

1、可编程控制器实验台

2、电脑及编程电缆

3、基础实验板

4、连接导线

三、实验原理及步骤

1、计数器

功能：

对驱动计数器线圈的条件成立的次数计数。

计数满后，复位要用RST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

32位计算器：

16位计算器：

RST复位

输出触点的复位

当前值的清零

种类：

C0-C1516位增计数器，一般用

C16-C19916位增计数器，断电保持用

C200-C21932位增减计数器，一般用

C220-C23432位增减计数器，断电保持用

C235-C255高速计数器，断电保持用

例1：

X0为C0复位信号，接实验台上的按钮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，接基础实验板上的LED发光管。

2、定时器

功能：

当定时器线圈驱动的条件成立后，定时器对内部时钟开始计时，除可累计保持的计数器外，计时过程中要保持条件成立，当条件不成立时，计时器自动复位。

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

RST复位

输出触点的复位

种类：

T0-T199100ms

T200-T24510ms

T246-C2491ms累计电容保持

T250-C255100ms累计电容保持

闪烁电路：

X0接基础实验板上的开关。

Y0接基础实验板上的LED发光管。

开关闭合，Y0为1秒闪一次。

T0、T1的时基脉冲为100毫秒。

3、定时器/计数器实验

输入程序，观察结果，X0、X1接开关，Y0、Y1接LED指示灯。

尝试自己分析各元件的作用，和程序运行结果。

实验四数据控制功能实验

一、实验目的

1、掌握移位功能指令右移STFR（FNC34）,左移SFTL（FNC35）

2、学会应用移位指令实现功能控制

二、实验器材

1、可编程控制器实验台

2、电脑及编程电缆

3、基础实验板

3、连接导线

三、实验原理及实验步骤

移位寄存器指令是PLC可编程控制器的编程过程中比较常用的编程指令，掌握好这条指令的功能对PLC编程技巧有很大帮助。

在三菱FX系列PLC中，有位元件状态右移、左移的功能，也有使字元件的状态右移、左移的功能。

本实验主要使用位元件状态的右移和左移的功能指令。

指令结构功能如下表：

指令、名称

功能

操作数

程序步

SFTR

FNC34

把源元件存放在堆栈中，堆栈右移

X、Y、M、S

Y、M、S

K,H

FX0N

n2≤n1≤512

SFTL

FNC35

把源元件存放在堆栈中，堆栈左移

X、Y、M、S

Y、M、S

K,H

FX0N

n2≤n1≤512

1、右移位指令SFTR（FNC34）

SFTR指令格式如下：

SFTR指令把以源数S（即X000）为首址的n2（K4）位位元件（X000-X003,共四位）的内容存放到以目的数（即M000）为首址的长度为n1（K16）的位栈中（M000-M015，共十六位），位栈右移n2位，最低n2位溢出。

以上面的梯形图为例，首次执行SFTR时，X000-X003的内容移入M012-M015中，第二次执行时，M012-M015的内容移入M008-M011中，X000-X003的内容再次移入M012-M015中，以后每次执行时，依次往下移动。

如下图所示：

用右移指令实现下图功能

脉冲

Y3Y2Y1Y0

0000

1000

1100

1110

1111

0111

0011

0001

实验步骤：

（1）输入程序，并检查是否正确。

连线，Y0-Y3分别与基础实验板上Y0-Y3对应的LED指示灯相连，Y13与Y13指示灯相连。

（2）运行程序，观察输出结果，若将K4改成K8，则将怎样更改接线，会有怎样的输出？

2、左移位指令SFTL（FNC35）

SFTL指令格式如下：

SFTL指令把以源数S（即X000）为首址的n2（K4）位位元件（X000-X003,共四位）的内容存放到以目的数（即M000）为首址的长度为n1（K16）的位栈中（M000-M015，共十六位），位栈右移n2位，最低n2位溢出。

以上面的梯形图为例，首次执行SFTL时，X000-X003的内容移入M000-M003中，第二次执行时，M000-M003的内容移入M004-M007中，X000-X003的内容再次移入M000-M003中，以后每次执行时，依次往下移动。

如下图所示：

用左移指令实现下表功能

脉冲

Y3Y2Y1Y0

0000

0001

0011

0111

1111

1110

1100

1000

实验五电机的PLC自动控制实验

一、实验目的

1、掌握PLC控制辅助继电器的方法

2、了解三相交流电机的实际接线

二、实验器材

1、可编程控制器实验台

2、电机PLC控制实验板

3、电脑及编程电缆

4、连接导线

三、实验原理及控制要求

1、实验原理

本实验采用直流电机模拟交流电机的运行。

KM1、KM2是两个控制电机正反转的继电器，KMY、KM△是控制电机Y、△型接法的继电器。

L1、L2、L3、L4是控制信号指示灯。

P01按钮控制电机正转启动，P02控制电机反转启动，P03是停止按钮。

实验板如下图所示：

2、控制要求

（1）按下正向启动按钮P01，电机正向启动，继电器KM1工作。

（2）按下反向启动按钮P01，电机反向启动，继电器KM2工作。

（3）启动后，电机先模拟Y方式运行，继电器KMY工作，8秒后变成△方式运行，继电器KM△工作。

（Y-△降压启动）

（4）正反向之间可以随时切换，按下P03按钮，工作立即停止。

（5）KM1和KM2不能同时接通，否则会引起短路。

3、实验步骤

（1）输入程序，并检查是否正确。

（2）按照I/O地址分配清单连线（可参看接线图）。

（3）运行程序，按下启动按钮，观察运行结果。

四、设计程序清单

1、地址分配清单

输入地址：

正向启动P01X0反向启动P02X1

停止P03X2

输出地址：

KM1Y0KM2Y1

KMYY2KM△Y3

2、接线图

程序清单

实验六交通灯控制实验

一、实验目的

1、熟悉PLC编程原理及方法

2、掌握交通灯的控制原理

3、掌握定时器、计数器的使用方法

二、实验器材

1、可编程控制器实验台

2、交通灯PLC控制实验板

3、电脑及编程电缆

4、连接导线

三、实验内容

使用PLC数字量输入、输出控制红绿灯。

四、实验方法

（1）INPUT00接PO1启动信号

（2）OUTPUT01接交通灯插孔TL1；绿灯

（3）OUTPUT02接交通灯插孔TL2；黄灯

（4）OUTPUT03接交通灯插孔TL3；红灯

（5）OUTPUT04接交通灯插孔TL4；绿灯

（6）OUTPUT05接交通灯插孔TL5；黄灯

（7）OUTPUT06接交通灯插孔TL6；红灯

五、编程要求

1秒3秒

红红红绿红黄

1秒

黄红绿红红红

运行PLC程序；进入WINDOWS；PLC辅助程序；点击“交通灯”图标；观察结果。

实验七搅拌器的PLC自动控制实验

一、实验目的

1、掌握搅拌器PLC控制的基本原理

2、掌握置位、复位指令的使用

二、实验器材

1、可编程控制器实验台

2、搅拌器PLC控制演示板

3、电脑及编程电缆

4、连接导线

三、实验原理及控制要求

1、实验原理

本实验利用搅拌器PLC控制演示板中的LED指示灯模拟搅拌器个点的工作状态，如电磁阀的开闭状态、液面到位信号，搅拌电机工作用LED闪烁来表示。

同时采用定时器来模拟液面上升/下降。

其中，L1-L3表示液面指示灯，L4、L6、L7表示电磁阀的打开，L5闪烁表示搅拌器正在工作。

H、I、L为液面传感器信号，即液面达到此位置时（指示灯亮），传感器发出信号，PLC收到信号后控制电磁阀或搅拌电机工作。

X1、X2、X3为三个电磁阀，M为搅拌电机。

2、控制要求

初始状态个阀门关闭，传感器H、I、L为OFF。

按下启动按钮，定时器开始计时，同时电磁阀X1打开（L4=ON），开始注入液体A，1秒后到达液面L，低液面指示灯L1亮（即传感器L=ON），3秒后到达液面I，中液面指示灯L2亮（即传感器I=ON），关闭控制阀X1，打开电磁阀X2注入液体B（L6=ON）,再经过3秒后到达液面H，高液面指示灯L3亮（即传感器H=ON），关闭X2，搅拌机开始工作（L5闪烁），3秒后搅拌结束，电磁阀X3打开（L7=ON），液面下降，7秒后液体放空，X3关闭，一周工作结束。

工作循环进行。

3、实验步骤

（1）输入程序，并检查是否正确。

（2）按I/O地址清单接线（可参考接线图）。

（3）按下启动按钮，观察运行结果。

四、设计程序清单

1、地址分配清单

输入地址：

启动X0HX2

IX3LX4

输出地址：

L1Y2L2Y1

L3Y0L4Y3

L5Y4L6Y5

L7Y6

2、接线图

3、程序

实验八刀具库选择实验

一、实验目的

1、掌握PLC控制的基本原理。

2、掌握加工中心刀具库选择控制原理及程序设计。

3、了解数据比较及运算指令的具体应用。

二、实验器材

1、可编程控制器实验台

2、加工刀具库选择控制实验板

3、电脑及编程电缆

4、连接导线

三、实验原理及控制要求

1、实验原理

图中SIN1—SIN6是六个刀具到位信号开关，P01—P06是六个刀具请求信号按钮。

L1、L2是“符合”、“换刀”指示灯。

显示板下面有一个步进电机及其控制电路。

“启动”、“顺/逆”是PLC给电机的两个控制信号。

2、控制要求

（1）按下刀具选择按钮，控制开始，PLC记录当前刀号A，等待请求。

（2）按请求信号，PLC记录请求刀号B。

（3）刀具盘按照离请求刀具号最近的方向转动，到位符合后，显示符合指示。

（4）机械手开始换刀，显示换刀指示闪烁，5秒后结束。

（5）记录当前刀号，等待请求。

（6）换刀过程中，其他请求信号均视为无效。

3、实验步骤

（1）编制输入程序，并检查是否正确

（2）按I/O地址分配清单接线（可参看接线图），并检查连线是否正确。

（3）按下刀具选择按钮，观察运行结果。

四、设计程序清单

1、地址分配清单

输入地址:

SIN1X0SIN2X2

SIN3X3SIN4X4

SIN5X5SIN6X6

P01X10P02X11

P03X12P04X13

P05X14P06X15

输出地址:

符合Y0换刀Y1

启动Y2顺/逆Y3

2、接线图

3、程序清单

（1）梯形图

（2）指令表

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