PAC可编程序控制器I实验指导书教材.docx
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PAC可编程序控制器I实验指导书教材
《可编程序控制器Ⅰ》实验指导书
刘忠超编
电子与电气工程学院
2014-6-1
实验一GE-FanucME软件使用
一、实验目的：
1．掌握PACSystemsRX3i系统的硬件组成；
2.熟悉GE-Fanuc的应用软件PROFICYMACHINEEDITION（简称ME）；
3．使用ME软件，掌握硬件配置及其地址分配；
4．使用ME软件，掌握上位机和PACSystemsRX3i的通讯。
二、实验设备：
1．RX3i可编程序控制器；
2．装有PROFICYME编程软件的电脑；
3．导线若干。
三、实验内容：
1．了解PACSystemsRX3i系统的硬件组成
2.在ME软件中进行硬件配置，并对其分配地址；
3．实现上位机和PACSystemsRX3i的通讯。
4.将一个程序下载到PLC系统中运行。
四、实验设备介绍：
1．PACSystemsRX3i
PACSystemsRX3i的特点
PACSystemsRX3i控制器是创新的可编程自动化控制器PACSystems家族中最新增加的部件。
它是中、高端过程和离散控制应用的新一代控制器。
如同家族中的其它产品一样，PACSystemsRX3i的特点是具有单一的控制引擎和通用的编程环境，提供应用程序在多种硬件平台上的可移植性和真正的各种控制选择的交叉渗透。
使用与PACSystemsRX7i相同的控制引擎，新的PACSystemsRX3i在一个紧凑的、节省成本的组件包中提供了高级的自动化功能。
PACSystems的可移植性的控制引擎在几种不同的平台上都有卓越的表现，使得初始设备制造商和最终用户在应用程序变异的情况下，能选择最适合他们需要的确切的控制系统硬件。
RX3i部件
（1）RX3iCPU
高性能处理器：
奔腾PIII300MHz/PIII1GHz，支持32KDI,32KDO,32KAI,32KAO以及多达5M字的数据贮存，高达56M存储内存，所有设备文档都可以贮存在CPU中。
支持多种编程语言：
LD梯形图、指令表、C语言、FBD功能块图、OpenProcess、用户定义功能块、ST结构文本、顺序流程图、符号编程以及用户自己的编程软件。
内置两个串行口，一个RS-232，一个RS-485
三位置工况开关:
Run,RunDisabled,Stop
诊断状态指示LED：
OK（CPUOK）、RUN（运行）、OutputsEnabled（输出允许）、I/OFORCE（输入/输出强制）、BATTERY（电池）、SYSTEMFAULT（系统错误）。
内置温度传感器（对应warmandhot报警位）
注意事项：
不允许带电‘热’插拨CPU
（2）RX3i背板
RX3i可以使用二种通用底板：
12插槽的和16插槽的。
每个插槽既支持新的模块也支持现有的90-30系列I/O模块（PCM3xx和CMM301、CMM302、CMM311、CMM321等除外），此外还提供：
1）内置在基板上的可选的风扇控制端子座（CPU和电源上的热敏传感器）。
2）通过传统机架的扩展（选项模块）。
3）当使用直流电源时（电源占用一个插槽），16槽的基板最多能够容纳13个输入/输出模块和选项模块。
12槽的基板最多能够容纳9个上述模块（CPU占用2个模块插槽）
4）RX3i基板既支持PCI总线也支持串行总线。
每个插槽有2个连接器，1个是PCI连接器，另1个是串行连接器。
PCI总线提供的性能是串行总线的250倍。
串行总线（1MHz）数据传送速率0.062兆字节/秒，而新的PCI总线（27MHz）的数据传送速率是27.0兆字节/秒。
因此，在使用PCI总线的情况下，以太网和其它智能模块的数据吞吐量将增加70%。
（3）电源
RX3i有三种类型的40瓦电源：
交流120/240伏（直流125伏）双宽度模块和直流24伏单幅宽模块。
二种电源都装有热敏传感器，其接线端子是成双的，以便菊花链式接线。
通/断开关位于门的背面。
二种类型的电源支持带电‘热’插拨。
下面以PSA040电源为例：
诊断用的发光二极管显示状态，电源上的4个发光二极管指示，含义如下：
电源（绿色/琥珀色）。
当这个LED呈现绿色时，表现电源已经施加到底板上。
当这个LED呈现琥珀色时，表示供电已经施加到电源模块，但是电源开关没有接通。
电源故障（红色）。
当这个LED点亮时，表示电源模块已经接近或超过它的最大工作的温度。
负荷过载（琥珀色）。
当这个LED点亮时，表示电源模块中至少一路输出已接近或超过它的最大输出能力。
如果出现任何过热、过载、或电源故障，CPU故障表显示出一个故障信息。
通/断开关位于模块正面的门背后。
该开关控制电源输出的操作。
它不切断电力线路供电。
开关旁边的突缘有助于防止意外接通或关断电源。
（4）RX3i以太网模块
RX3i以太网模块（如图1-1）是以10/100兆位双工/全双工方式通信的，它支持SRTP、EGD和通道（信号发生器和使用器）。
发光二极管诊断显示下列状态：
以太网OK；局域网OK；工作登录状态
（附加协议还计划包括ModbusTCP、EthernetIP、ProfiNET、DNP3.0）。
图1-1以太网模块
（5）扩展模块
RX3i有两种扩展方式，如图1-2所示：
图1-2扩展模块
（6）模拟输入/输出，离散量输入/输出
2．ProficyMachineEdition软件
MachineEdition提供了一个统一的完整系统用于解决自动化控制方案。
其特点在于提供了一个集成的开发环境，这样可以使用户花更多的时间在应用程序的开发上而不是学习如何使用软件上。
所有MachineEdition系列产品都被有效的集成在一个统一的开发环境中。
其开发环境如下图所示：
五、实验步骤：
1.打开ME软件建立新项目
双击屏幕上的
图标，即可启动ProficyMachineEdition的操作界面，如图1-1所示，再点击File→NewProject，按图1-2设置,并输入工程名后点击OK。
或者到图1-3的界面也可以对其进行设置建立新的项目。
图1-3
2.增加目标对象
通常目标对象存在于用模板产生的工程中，一个工程项目可以包含多个目标对象。
实际的对象的数量与你所使用的计算机的内存、硬盘大小及操作系统有关。
一个对象一般对应一个PLC或远程I/O。
在浏览导航窗口
的工程标签
中，右键单击工程项目，并选择addTarget（增加对象）。
指向要扩展的I/O类型，如图1-4所示：
图1-4
3.对PLC进行硬件配置
在浏览窗口
的工程标签
中，展开硬件组态HardwareConfiguration文件夹
。
所有的机架都显现。
展开主机架
，右键单击Slot0并选择ReplaceModule（替换模块）。
选择实验板上的实际模块型号，以此类推，分别将所有的硬件进行配置。
结果如下图1-5、1-6所示：
图1-5Target1图1-6Target2
4.对目标对象设置临时的IP地址
分别对项目对象设置IP，鼠标右键点击Target1,出现选择栏，选择OfflineCommands,再选择SetTemporaryAddress...如图：
之后在所出现的框中设置IP，在“MACAddress”栏中，输入该RX3i的MAC地址。
在“IPAddress”栏中，设置该RX3i的临时IP地址。
如果需要可选择“EnableInterfaceSelection”有效，来指定RX3i上安装的网络接口卡。
上边写PLC编号，下边写IP地址，如下图
写好后点SetIP，出现下图：
点确定。
Target2同理设置IP地址为192.168.1.20。
警告：
临时IP地址不能保持，如果重新上电，该临时IP地址将会丢失。
5.增加以太网全局参数
6.编程器与PLC之间的交互操作
将程序下载到CPU中，先用
检查程序，检查无误后，用
建立起计算机与RX3i之间的通信联系，此时
有灰变绿，点击
，此时将CPU的转换开关打到停止状态，还应在Navigator下选中Target1，单击鼠标左键，在出现的Inspector的对话框中设置通信模式，在PhysicalPort中设置成ETHERNET，在IPAddress中设置原通信模块ETM001中设置的IP地址，如图1-7所示。
此时
有暗变亮，点击
，将出现如图1-8所示的对框，初次下载，应将硬件配置及程序一起下载进去，点击OK，下载后，如正确无误，Target1前面的
有灰变绿，屏幕下方出现
表明当前的RX3i配置与程序中的硬件配置吻合，内部逻辑与程序中的逻辑吻合。
此时可将CPU的转换开关打到运行状态，实验成功。
六、实验报告要求：
1．说明PACSystemsRX3i系列可编程序控制器控制系统硬件的各组成部分；
2．如何建立PLC系统与计算机之间的通信。
实验二舞台艺术灯饰的控制
一、实验目的
1.熟悉PACSystemsRX3i常用模块；
2.掌握PAC与外部电路的实际接线；
3.掌握基本指令；
4.掌握舞台艺术灯和广告屏控制器的设计方法。
二、实验器材
1.GEPACRX3i系统一套
2.舞台灯光模拟模块一块
3.KNT连接导线若干
4.网线一根
5.装有PME的电脑一台
三、实验原理及要求
霓虹灯广告和舞台灯光控制都可以采用PLC进行控制，如灯光的闪耀、移位及时序的变化等。
右图为舞台灯光自动控制演示装置，它共有10道灯管，直线、拱形、圆形及文字。
1、原理
舞台灯光模拟模块是用来模拟对舞台灯光的控制，使舞台上的彩灯按照设定的规律工作。
其控制要求如下：
1）初始状态
所有的彩灯都是熄灭状态，等待起始命令。
2）启动操作
按下启动按钮，装置开始按给定规律运转。
例如：
按照A-G-B-F-C-D-E-C-K、N、T-K-N-T的顺序依次点亮一段时间，可以结合不同的定时结点实现彩灯的闪亮。
也可按照自己的意愿设计程序，实现绚丽的舞台灯效果。
3）停止操作
按下停止按钮后，所有彩灯熄灭，才停止操作（停在初始状态），等待下一次的执行。
PLC进行舞台艺术灯饰的控制的I/O地址分配如下表所示：
输入
输出
端子
说明
端子
说明
I81
启动开关
Q1
灯A
I82
停止开关
Q2
灯B
Q3
灯C
Q4
灯D
Q5
灯E
Q6
灯K
Q7
灯N
Q8
灯T
Q9
灯F
Q10
灯G
2、舞台艺术灯饰的控制电气接口图
对输入输出接口板做到熟练使用，输入输出接口板也即I/O接口板。
3、舞台艺术灯饰PAC控制参考程序见附录1。
四、实验内容及步骤
1、编写I/O地址分配表。
2、绘制电气接线图。
3、编写PLC控制程序程序。
4、完成电气安装接线。
5、下载程序，完成软硬件联合调试过程。
6、置PLC于运行状态，按下启动键，观察灯光闪烁状态。
7、实验结束后，关闭电源，整理实验器材。
五、预习要求
1.熟悉本次实验原理、电路、内容及步骤。
2.复习PLC应用指令，步进指令的编程方法。
六、实验报告要求
1.按格式完成实验报告。
2.自行设计一个霓虹灯广告屏控制程序，霓虹灯的工作时序自定。
实验三交通信号灯控制
一、实验目的
1.掌握使用PLC控制十字路口交通灯的程序设计方法；
2.掌握PLC与外部电路的实际接线；
3.进一步熟悉PLC指令的运用。
二、实验器材
1.GEPACRX3i系统一套
2.交通灯模拟模块一块
3.KNT连接导线若干
4.网线一根
5.装有PME的电脑一台
三、实验原理及要求
1、原理
十字路口交通信号灯在我们日常生活中经常可以遇到，其控制通常采用数字电路控制或单片机控制都可以达到目的，这里我们用PLC对其进行控制。
图为交通灯模拟装置。
R1、Y1、G1分别为南北方向上的红、黄、绿指示灯。
R2、Y2、G2分别为东西方向上的红、黄、绿指示灯。
1）初始状态
装置投入运行时，所有灯都不亮，等待程序执行命令。
2）启动操作
按下启动按钮START，装置开始按下列给定规律运转：
东西方向上红灯亮20秒与此同时南北方向上黄灯亮5秒，绿灯接着亮15秒后，南北方向上红灯亮20秒与此同时东西方向黄灯亮5秒，绿灯接着亮15秒，如此循环往复。
3）停止操作
按下停止按钮STOP后，所有灯都熄灭，等待下次程序执行命令。
PLC进行交通信号灯控制的I/O地址分配如下表所示：
输入
输出
端子
说明
端子
说明
I81
启动开关
Q1
R1
I82
停止开关
Q2
Y1
Q3
G1
Q4
R2
Q5
Y2
Q6
G2
2、交通信号灯电气接口图
3、交通信号灯PAC控制参考程序见附录2。
四、实验内容及步骤
1、编写I/O地址分配表。
2、绘制电气接线图。
3、编写PLC控制程序程序。
4、完成电气安装接线。
5、下载程序，完成软硬件联合调试过程。
6、置PLC于运行状态，按下启动键，观察交通灯状态。
7、实验结束后，关闭电源，整理实验器材。
五、预习要求
1．预习定时器指令的功能及编程方法。
2．熟悉PLC控制系统的体系结构和工作基本原理。
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