可编程控制器实验指导书11个.docx
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可编程控制器实验指导书11个
可编程控制器实验指导书
系别：
电子工程系
教师：
林铮
时间：
2011-2-22
目录
1、FXGP-WIN-C编程软件的应用简介………………………………3
2、实验一认识FXGP与PLC…………………………………………13
3、实验二定时器/计数器与基本逻辑指令实验………………………14
4、实验三三相异步电动机正反转控制实验………………………………16
5、实验四栈及主控指令与彩灯控制综合实验…………………………18
6、实验五交通信号灯控制（设计性实验）………………………………20
7、实验六水塔水位自动控制……………………………………………21
8、实验七天塔之光控制实验………………………………………………23
9、实验八八段码显示……………………………………………………26
10、实验九步进电机单轴定位控制与两轴联动控制实验…………………31
11、实验十交流伺服电机单轴定位控制实验……………………………35
12、实验十一微加工中心选刀换刀实验……………………………………38
FXGP-WIN-C编程软件的应用
FXGP-WIN-C编程软件的界面介绍见图
（1）
界面包含：
a当前编程文件名,例如标题栏中的文件名untit101
b菜单:
文件（F）、编辑（E）、工具（T）、PLC、遥控（R）、
监控/测试（M）等等。
c快捷功能键:
保存、打印、剪切、转换、元件名查、指令查、触点/线圈查、刷新等等。
d当前编程工作区:
编辑用指令（梯形图）形式表示的程序。
e当前编程方式:
梯形图。
f状态栏:
梯形图。
g快捷指令:
F5常开、F6常闭、F7输入元件、F8输入指令等等。
h功能图:
常开、常闭、输入元件、输入指令等等。
a
b
c
dh
LLKJHHHH
e
KK
f
g
图
（1）编程软件界面
菜单操作：
FXGP-WIN-C（以下统一用简称FXGP）的各种操作主要靠菜单来选择，当文件处于编辑状态时，用鼠标点击想要选择的菜单项，如果该菜单项还有子菜单，鼠标下移，根据要求选择子菜单项，如果该菜单项没有下级子菜单，则该菜单项就是一个操作命令，单击即执行命令。
1设置编辑文件的路径
首先应该设置文件路径，所有用户文件都在该路径下存取。
假设D：
\PLC*设置为文件存取路径。
操作步骤：
首先打开Windows界面进入“我的电脑”，选中D盘，新建一个文件夹，取名为[PLC1]确认，然后进入FXGP编程软件。
2编辑文件的正确进入及存取
正确路径确定后，可以开始进入编程﹑存取状态。
1、假设首次程序设计：
首先打开FXGP编程软件，点击〈文件〉子菜单〈新文件〉或点击常用工具栏
弹出[PLC类型设置]对话框，供选择机型。
本实验指导书提供的为FXON、FX2N二种机型，实验使用时，根据实际确定机型，若FX2N即选中FX2N，然后[确认]，就可马上进入编辑程序状态。
注意这时编程软件会自动生成一个〈SWOPC-FXGP/WIN-C-UNTIT***〉文件名，在这个文件名下可编辑程序。
2、文件完成编辑后进行保存:
点击〈文件〉子菜单〈另存为〉，弹出[FileSaveAs]对话框，在“文件名”中能见到自动生成的〈SWOPC-FXGP/WIN-C-UNTIT***〉文件名，这是编辑文件用的通用名，在保存文件时可以使用，但我们建议一般不使用此类文件名，以避免出错。
而在“文件名”框中输入一个带有（保存文件类型）特征的文件名。
保存文件类型特征有三个：
WinFiles（*.pmw）；
DosFiles（*.pmc）；
AllFiles（*.*）。
一般类型选第一种，例：
先擦去自动生成的“文件名”，然后在“文件名”框中输入（ABC.pmw）、（555.pmw）、（新潮.pmw）等等。
有了文件名，单击“确定”键，弹出“另存为”对话框，在“文件题头名”框中输入一个自己认可的名字，单击“确定”键，完成文件保存。
注：
如果点击工具栏中“保存”按键只是在同名下保存文件。
3、打开已经存在的文件:
首先点击编程软件FXGP-WIN-C，在主菜单〈文件〉下选中〈打开〉弹出[FileOpen]对话框，选择正确的驱动器、文件类型和文件名，单击“确定”键即可进入以前编辑的程序。
3文件程序编辑
当正确进入FXGP编程系统后，文件程序的编辑可用二种编辑状态形式：
1）指令表编辑
2）梯形图编辑
1．指令表编辑程序
“指令表”编辑状态，可以让你用指令表形式编辑一般程序。
序号
操作步骤
解释
1
点击菜单〈文件〉中的〈新文件〉或〈打开〉选择PLC类型设置，FXON或FX2N后确认，弹出“指令表”（注：
如果不是指令表，可从菜单“视图”内选择“指令表”）
建立新文件，进入“指令编辑”状态，进入输入状态，光标处于指令区，步序号由系统自动填入
2
键入“LD”[空格]（也可以键入“F5”）键入“X000”，[回车]
输入第一条指令（快捷方式输入指令）输入第一条指令元件号，光标自动进入第二条指令
3
键入“OUT”[空格]（可以健入“F9”）
键入“Y000”，[回车]
输入第二条指令（快捷方式输入指令）输入第二条指令元件号，光标自动进入第三条指令
4
键入“END”，[回车]
输入结束指令，无元件号，光标下移。
注：
程序结束前必须输入结束指令（END）
“指令表”程序编辑结束后，应该进行程序检查，FXGP能提供自检，单击[选项]下拉子菜单，选中[程序检查]弹出[程序检查]对话框，根据提示，可以检查是否有语法错误，电路错误以及双线圈检验。
检查无误可以进行下一步的操作〈传送〉、〈运行〉
2．“梯形图”编辑程序
梯形图编辑状态，可以让你用梯形图形式编辑程序。
现在以输入下面一段梯形图为例：
序号
操作步骤
解释
1
点击菜单〈文件〉中的〈新文件〉或〈打开〉选择PLC类型设置，FXON或FX2N后确认，弹出“梯形图”（注：
如果不是梯形图，可从菜单“视图”内选择“梯形图”
建立新文件，进入“梯形图编辑”状态，进入输入状态，光标处于元件输入位置。
2
首先将小光标移到左边母线最上端处
输入第一条指令（快捷方式输入指令）输入第一条指令元件号，光标自动进入第二条指令
3
按“F5”或点击右边的功能图中的常开，弹出“输入元件”对话框
输入一个元件“常开”触点
4
键入“X000”[回车]
输入元件的符号“X000”
5
按“F6”或点击功能图中的常闭，弹出“输入元件”对话框
输入一个元件“常闭”触点
6
键入“X001”[回车]
输入元件的符号“X001”
7
按“F7”或点击功能图中的输出线圈
输入一个输出线圈
8
键入“Y000”[回车]
输入线圈符号“Y000”
9
点击功能图中带有连结线的常开，弹出“输入元件”对话框
输入一个并联的常开触点
10
键入“Y000”[回车]
输入一个线圈的辅助常开的符号“Y000”
11
按“F8”或点击功能图中的“功能”元件“—[]—”,弹出“输入元件”对话框
输入一个“功能元件”
12
键入“END”[回车]
输入结束符号
注：
程序结束前必须输入结束指令（END）
“梯形图”程序编辑结束后，应该进行程序检查，FXGP能提供自检，单击[选项]下拉子菜单，选中[程序检查]弹出[程序检查]对话框，根据提示可以检查是否有语法错误，电路错误以及双线圈检验。
进行下一步<转换>、<传送>、<运行>。
注意：
“梯形图”编辑程序必须经过“转换”成指令表格式才能被PLC认可运行。
但有时输入的梯形图无法将其转换为指令格式。
梯形图转换成指令表格式的操作用鼠标点击快捷功能键:
转换
或者点击工具栏的下拉菜单〈转换〉
“梯形图”和“指令表”编程比较：
梯形图编程比较简单、明了，接近电路图，所以一般PLC程序都用梯形图来编辑，然后，转换成指令表，下载运行。
4设置通讯口参数
在FXGP中将程序编辑完成后和PLC通讯前，应设置通讯口的参数。
如果只是编辑程序，不和PLC通讯，可以不做此步。
设置通讯口参数，分二个步骤：
1．PLC串行口设置
点击菜单“PLC”的子菜单“串行口设置（D8120）[e]”，弹出下列对话框：
检查是否一致，如果不对，马上修正完[确认]返回菜单做下一步。
（注：
串行口设置一般已由厂方设置完成）。
2、PLC的端口设置
点击菜单“PLC”的子菜单“端口设置[e]”弹出下列对话框：
根据PLC与PC连接的端口号，选择COM1～COM4中的一个，完成[确认]返回菜单。
注：
PLC的端口设置也可以在编程前进行。
5FXGP与PLC之间的程序传送
在FXGP中把程序编辑好之后，要把程序下传到PLC中去。
程序只有在PLC中才能运行；也可以把PLC中的程序上传到FXGP中来，在FXGP和PLC之间进行程序传送之前，应该先用电缆连接好PC-FXGP和PLC。
1．把FXGP中的程序下传到PLC中去
若FXGP中的程序用指令表编辑即可直接传送，如果用梯形图编辑的则要求转换成指令表才能传送，因为PLC只识别指令。
点击菜单“PLC”的二级子菜单“传送”→“写出”：
弹出对话框，有二个选择〈所有范围〉、〈范围设置〉
选择：
1）所有范围
即状态栏中显示的“程序步”（FX2N-8000、FX1S-2000）会全部写入PLC，时间比较长。
（此功能可以用来刷新PLC的内存）
2）范围设置
先确定“程序步”的“起始步”和“终止步”的步长，然后把确定的步长指令写入PLC，时间相对比较短。
程序步的长短都在状态栏中明确显示。
在“状态栏”会出现“程序步”（或“已用步”）写入（或插入）FX2N等字符。
选择完[确认]，如果这时PLC处于“RUN”状态，通讯不能进行，屏幕会出现“PLC正在运行，无法写入”的文字说明提示，这时应该先将PLC的“RUN、STOP”的开关拨到“STOP”或点击菜单“PLC”的[遥控运行/停止[0]]（遥控只能用于FX2N型PLC），然后才能进行通讯。
进入PLC程序写入过程，这时屏幕会出现闪烁着的“写入Pleasewaitamoment”等提示符。
“写入结束”后自动“核对”，核对正确才能运行。
注意这时的“核对”只是核对程序是否写入了PLC，对电路的正确与否由PLC判定，与通讯无关。
若“通讯错误”提示符出现，可能有两个问题要检查。
第一、在状态检查中看“PLC类型”是否正确，例：
运行机型是FX2N，但设置的是FXON，就要更改成FX2N。
第二、PLC的“端口设置”是否正确即COM口。
排除了二个问题后，重新“写入”直到“核对”完成表示程序已输送到PLC中。
2．把PLC中的程序上传到FXGP中
若要把PLC中的程序读回FXGP，首先要设置好通讯端口，点击“PLC”子菜单“读入”弹出[PLC类型设置]对话框，选择PLC类型,[确认]读入开始。
结束后状态栏中显示程序步数。
这时在FXGP中可以阅读PLC中的运行程序。
注意：
FXGP和PLC之间的程序传送，有可能原程序会被当前程序覆盖，假如不想覆盖原有程序，应该注意文件名的设置。
6程序的运行与调试
1、程序运行
当程序写入PLC后就可以在PLC中运行了。
先将PLC处于RUN状态（可用手拨PLC的“RUN/STOP”开关到“RUN”档,FXON、FX2N都适合，也可用遥控使PLC处于“RUN”状态，这只适合FX2N型），再通过实验系统的输入开关给PLC输入给定信号，观察PLC输出指示灯，验证是否符合编辑程序的电路逻辑关系，如果有问题还可以通过FXGP提供的调试工具来确定问题，解决问题。
1）梯形图方式编辑，然后[转换]成指令表程序。
2）程序[写入]PLC，在[写入]时PLC应处于“STOP”状态。
3）PLC中的程序在运行前应使PLC处于“RUN”状态。
4）输入给定信号，观察输出状态，可以验证程序的正确性。
2、程序调试
当程序写入PLC后，按照设计要求可用FXGP来调试PLC程序。
如果有问题，可以通过FXGP提供的调试工具来确定问题所在。
调试工具：
监控/测试下面举例（如图（5））说明：
监控/测试包括
*开始监控在PLC运行时通过梯形图程序显示各位元件的动作情况：
见图（5）。
图（5）模拟调试
当X000闭合、Y000线圈动作、T0计时到、Y001线圈动作，此时可观察到动作的每个元件位置上出现翠绿色光标，表示元件改变了状态。
利用“开始监控”可以实时观察程序运行。
*进入元件监控在PLC运行时，监控指定元件单元的动作情况：
见图（6）。
图（6）
当指定元件进入监控（在“进入元件监控”对话框中输入元件号），就可以非常清楚元件改变状态的过程，例如T0定时器，当当前值增加到和设置的一致，状态发生变化。
这过程在对话框中能清楚看到。
*强制Y输出强制PLC输出端口（Y）输出ON/OFF：
见图（7）。
图（7）
如果在程序运行中需要强制某个输出端口（Y）输出ON或OFF，可以在“强制Y输出”的对话框中输入所要强制的“Y”元件号，选择“ON”或“OFF”状态“确认”后，元件保持“强制状态”一个扫描周期，同时图（7）界面也能清楚显示已经执行过的状态。
*强制ON/OFF强行设置或重新设置PLC的位元件：
“强制ON/OFF”相当于执行了一次SET/RST指令或是一次数据传递指令。
对那些在程序中其线圈已经被驱动的元素，如Y0，强制“ON/OFF”状态只有一个扫描周期，从PLC的指示灯上并不能看到效果。
下面通过图（8）和图（9）说明“强制ON/OFF”的功能，选TO元件作强制对象，在图（8）中，可看到在没有选择任何状态（设置/重新设置）条件下，只有当TO的“当前值”与“设置”的值一致时TO触点才能工作。
图（8）
如果选择“ON/OFF”的设置状态，在图（9）中当程序开始运行，TO计时开始，这时只要确认“设置”，计时立刻停止，触点工作（程序中的TO状态被强制改变）。
图（9）
如果选择“ON/OFF”的重新设置状态，当程序开始运行，TO计时开始，这时只要确认“重新设置”，当前值立刻被刷新，T0恢复起始状态。
TO计时重新开始。
调试还可以调用PLC诊断，简单观察诊断结果。
调试结束，关闭“监控/测试”，程序进入运行。
注：
“开始监控”、“进入元件监控”是可以进行实时监控元件的动作情况。
*改变当前值改变PLC字元件的当前值：
见图（10）。
图（10）
在图（10）中，当“当前值”的值被改动。
例如K100改为K58，在程序运行状态下，执行确认，则TO从常数K58开始计时，而不是从零开始计时，这在元件监控对话框中非常清楚地反应出来，同时在改变当前值的对话框的“过程显示”中也能观察到。
改变当前值在程序调试中可用于瞬时观察。
*改变设置值改变PLC中计数器或计时器的设置值：
见图（11）和图（12）。
图（11）
在程序运行监控中，如果要改变光标所在位置的计数器或计时器的输出命令状态，只需在“改变设置值”对话框中输入要改变的值，则该计数器或计时器的设置值被改变，输出命令状态亦随之改变。
如图（11）中，T0原设置值为“K100”，在“改变设置值”对话框中改为“K10”，並确认，则TO的设置值变为“K10”，如图（12）所示。
改变设置值在程序调试是比较常用的方法。
注：
该功能仅仅在监控线路图时有效。
图（12）
7退出系统
完成程序调试后退出系统前应该先核定程序文件名后将其存盘，然后关闭FXGP所有应用子菜单显示图，退出系统。
实验一认识FXGP与PLC
一．实验目的
1、熟悉FXGP的操作界面
2、熟悉FXGP菜单的显示和操作方式
3、注意观察FXGP系统提供的信息
4、学会设置路径、新建程序
5、初步学习用指令表、梯形图方式编制PLC程序
6、理解指令表和梯形图的对应关系
7、掌握FXGP中的程序传送到PLC的方法
8、掌握将PLC中的程序传送到FXGP的方法
9、掌握校对FXGP和PLC中的程序的方法
10、掌握调试程序的方法
二．实验内容
1.设置文件路径为D:
\PLC1
2.进入FXGP软件
3.新建一个序程序，指定正确的PLC类型，程序名称[untit101]
4.用梯形图形式编辑如下一段程序
5.通过转换，在指令表形式下阅读程序
6.程序传送到PLC（观察端口设置）
7.用监控/测试调试程序
三．实验报告
1.记录设置的文件路径（以后所有用户文件都在该路径下存取）。
2.手动编制指令表程序，并与软件中程序作出比较。
3.观察实验现象，认真记录实验中发现的问题错误、故障及解决方法。
实验二定时器/计数器与基本逻辑指令实验
一、实验目的
1、掌握定时器指令、计数器指令的使用。
2、掌握计数器/定时器内部时基脉冲参数的设置。
3、掌握PLC实验台输出负载指示电路的应用。
二、实验设备
1、Dais-PLC30MR可编程控制模拟实验仪
2、计算机
3、连接导线一套
三、实验内容
1、定时器指令
FX1s系列PLC有定时器64个（T0—T63），定时器的时基脉冲为100ms（0.1s），每个定时器的定时范围从—s，定时指令占用步数3步。
输入梯形图
（1），写出指令表并回答思考题。
梯形图
（1）
思考题：
特殊辅助继电器M8028的作用是什么？
2、计数器指令
FX1s系列PLC的一般计数器个数为16个（C0—C15），停电锁存计数器16个（C16—C31），每个计数器均为16位，设定值的范围在K1—K32767内，该指今占用步数为3步。
输入梯形图
（2），写出指令表并回答思考题。
梯形图
（2）
思考题：
（1）梯形图中为C0提供复位信号，为C0提供计数脉冲输入。
（2）特殊辅助继电器M8012有什么特性？
3、基本逻辑指令实验
根据下列指令表程序，画出梯形图，在实验报告分析结果现象。
4、设计性实验
设计一个程序能实现：
当X0对应的按钮按下时，要求灯1打开并持续3.2S后熄灭，随后灯2打开并持续2.56S，后熄灭。
要求1：
实验报告中完成梯形图设计与指令表程序。
2：
以组为单位调试出程序现象后请实验指导老师检查。
实验三三相异步电动机正反转控制实验
一、实验目的：
1．学习和掌握PLC的实际操作和使用方法；
2．学习和掌握利用PLC控制三相异步电动机正反转的方法。
二、实验内容及步骤：
本实验采用PLC对三相异步电动机进行正反转控制，其主电路和控制电路接线图分别为图2-1和图2-2。
图中：
正向按钮接PLC的输入口X0，反向按钮接PLC的输入口X1，停止按钮接PLC的输入口X2，KM5为正向接触器，KM6反向接触器。
继电器KA5、KA6分别接于PLC的输出口Y33、Y34。
其基本工作原理为：
合上QF1、QF5，PLC运行。
当按下正向按钮，控制程序使Y33有效，继电器KA5线圈得电，其常开触点闭合，接触器KM5的线圈得电，主触头闭合，电动机正转；当按下反向按钮，控制程序使Y34有效，继电器KA6线圈得电，其常开触点闭合，接触器KM6的线圈得电，主触头闭合，电动机反转。
实验步骤：
1．在断电的情况下，学生按图2-1和图2-2接线（为安全起见，控制电路的PLC外围继电器KA5、KA6以及接触器KM5、KM6输出线路已接好）；
2．在老师检查合格后，接通断路器QF1、QF5；
3．运行PC机上的工具软件FX-WIN，输入PLC梯形图；
4．对梯形图进行编辑﹑指令代码转换等操作并将程序传至PLC；
5．运行PLC，操作控制面板上的相应开关及按钮，实现电动机的正反转控制。
在PC机上对运行状况进行监控，同时观察继电器KA5、KA6和接触器KM5、KM6的动作及变化情况，调试并修改程序直至正确；
6。
记录运行结果。
图2-1主控电路
图2-2控制电路接线图
三．实验说明及注意事项
1．本实验中，继电器KA5、KA6的线圈控制电压为24VDC，其触点5A220VAC（或5A30VDC）；接触器KM5、KM6的线圈控制电压为220VAC，其主触点25A380VAC。
2．三相异步电动机的正、反转控制是通过正、反向接触器KM5、KM6改变定子绕组的相序来实现的。
其中一个很重要的问题就是必须保证任何时候、任何条件下正反向接触器KM5、KM6都不能同时接通，否则会造成电源相间瞬时短路。
为此，在梯形图中应采用正反转互锁，以保证系统工作安全可靠。
3．本实验中，主控电路的电压为380VDC，请注意安全！
四．实验用仪器工具
PC机1台
PLC1台
编程电缆线1根
三相异步电动机1台
断路器（QF1、QF5）2个
接触器（KM5、KM6）2个
继电器（KA5、KA6）2个
按钮3个
实验导线若干
五．实验前的准备
1．预习实验报告，复习教材的相关章节；
2．根据图2-1、图2-2画出梯形图，并写出指令代码。
六．实验报告要求
画出梯形图，写出指令代码，分析实验结果，完成思考题。
七．思考题
1．请说明本实验中继电器的线圈工作电压和接触器的线圈工作电压分别是多少？
2．试比较可编程控制器的三种输出接口：
晶体管输出方式、晶闸管输出方式、继电器输出方式的工作原理异同点；
实验四栈及主控指令与彩灯控制综合实验
一、实验目的
1、掌握进栈（MPS）、读栈（MRD）、出栈（MPP）指令的使用方法。
2、掌握主控（MC、MCR）指令的使用方法。
3、进一步掌握PLC程序综合设计的方法。
二、实验设备
1、Dais-PLC30MR可编程控制模拟实验仪
2、计算机
3、连接导线一套
三、实验内容
1、进栈（MPS）、读栈（MRD）、出栈（MPP）指令
在可编程控制器中有11个存储器，它们用来存储运算中间结果，我们称之为栈
存储器。
使用一次MPS指令，就将此时刻的运算结果送入堆栈的第1段,而将原先的数据依次推移到堆栈的下一段去。
MRD为读栈指令，该指令是读取最上段所存在的最新数据的专用指令，堆栈内的数据不发生移动。
使用MPP指令，各数据顺次向上段移动，最上段的数据被读出，同时该数据从堆栈内消失。
输入梯形图，在实验报告中写出语句表，分析结果。
（1）梯形图：
2、主控指令（MC、MCR）
MC为主控指令符号，MCR为主控复位指令符号，当使用多级嵌套时，使用该指令，MC—MCR指令成对使用，其嵌套共八级（N0—N7），如下列程序：
（1）输入梯形图，在实验报告中写出语句表，分析结果。
3、设计性实验
根据控制要求，设计符合要求的梯形图，并将
（1）I/O分配表；
（2）梯形图与指令表写在实验报告中。
控制要求：
横排LED灯组成的彩灯系统有8个彩灯分别为L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8，按下启动按钮SB1，彩灯按一下要求亮起并循环；按上停止按钮SB2，彩灯则停止运行。
L1→L1L2→L1L2L3→L2L3L4→L3L4L5→L4L5L6→L5L6L7→L6L7L8→L7L8→L8→全灭;暂停两秒；L8→L8L7→L8L7L6→
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