PLC实验报告.docx

1、PLC实验报告单片机原理及PLC控制实验报告 余瑾 姚燕专业：机械工程及自动化 班级： XX 姓名： XX 学号： XX 北京邮电大学机电工程实验教学中心2011/12/2 实验设备介绍一. 实验设备组成及使用方法 实验设备的主要部件为400300平方毫米的实验板, 表面采用PVC材料及制作工艺,并印制有形象直观的彩色工业现场模拟图。实验板正面装有接线用的台阶插座、按钮、开关以及声光显示和运动机构等器件。背面为单面印刷电路板,装有实验所需的电气元件。实验板装在高级航空铝箱底座内,可编程序控制器则装在高级航空铝箱上盖内。根据可编程序控制器的高度,改变铝箱上盖深度或适当增加长度，将这两部分同装在一

2、个机箱内,便于保管和使用。 实验板布局由电源区、输入输出端子区、实验区、辅助输入输出信号区等几部分组成。实验时用配备好的电源线接通电源,用扁平线电缆连接好可编程序控制器与实验板的输入与输出端口,根据实验内容,选择好所需的输入、输出元件信号台阶插座,用高级自锁紧接插线引入到输入、输出端子区上,即可完成电路的连接工作。打开实验板电源开关,接通可编程序控制器电源,输入并运行程序,观察执行情况,看是否满足工艺要求,直到通过为止,达到学习的目的。 操作时注意区别实验板上的输入和输出信号,因电压和电路不同,尽量不要接错。二. 电源区 电源区在实验板的左上方。实验设备使用交流220V电源,并转换为直流5V电

3、源和直流24V电源。直流5V电源,将作为实验板上的声光显示和执行元件 (如微电机、继电器、发光二级管、数码管、蜂鸣器等元件)的供电电源,亦称之为可编程序控制器输出信号的负载电源。直流24V电源将作为可编程序控制器输入信号电源。 大多数小型可编程序控制器自身已提供直流24V电源作为输入信号电源,但考虑实验中的误操作造成电源短路进行维修的麻烦,所以对于这类机型,还应使用实验设备提供的直流24V电源。因此,可编程序控制器上所提供的直流24V电源的端子不得再进行接线。 直流24V电源还将作为使用直流工作电源的可编程序控制器机型的工作电源,如C20H、CPM1A-CDR-D机型。对于可编程序控制器的工作

4、电源为交流220V、50Hz,如C20P、CPM1A-CDR-A、FX0S、S7-200等机型,这类机型使用单独的电源线接入市电即可,与实验设备无联系。 有些小型可编程序控制器的输入信号或输出信号电源为交流220V,这类机型因实验不安全,故不适合与本实验设备直接连接。三. 输入输出端子区 输入、输出端子区在实验板的左侧,由长方型DC3插座和与I/O点编号对应的自锁紧台阶插座构成。长方型DC3插座与I/O点台阶插座之间接线已在线路板下面连好。通过扁平线电缆,将可编程序控制器的输入和输出端子,全部引入到实验设备的电源和I/O点台阶插座上。 电缆线冷压端子的分布是为了更换机型时接线方便而统筹考虑的。

5、如果用户机型已确定,为了避免误接或短路电路,可舍去多余端子。公共端子较多的需用导线相互连接。 冷压端子与可编程序控制器端子相连接时,应参考下面接线原理图及表1、表2接线。1. 输入端子接线原理图 可编程序控制器输入端子端 (工作电源端子) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 91011COM + - 黄黄黄黄黄黄黄黄黄黄黄黄 红 扁平电缆线 (1) AC220V电源 输入信号公共端 实验设备端 实验箱内提供 的24V电源 注： （1）端红线接C20P、C20H、CPM1A等机型输入公共端子COM上。 2. 输出端子接线原理图 实验设备端 实验箱内负载用 直流5V电源 负载公共端 扁平电缆线 黄

6、 黄 黄 黄 黄 黄 黄 黄 红 - 0 1 2 3 4 5 6 7 COM (工作电源端子) 可编程序控制器输出端子四. 实验区实验区共有五部分: 十字路口交通信号灯实验区、旋转控制实验区、直线控制实验区、输料线控制实验区、混料罐控制实验区。在各实验区内除能完成任务书中给出的基本实验和应用实验外,还可利用其资源开设出许多其它内容的实验。 1、交通信号灯实验区 该实验区在实验板的上方。面板上示意十字路口交通信号灯, 由三色发光二极管形象显示。信号灯分东西和南北两组, 在印刷线路板上同组的相同颜色的信号灯相互并联。将5V电源的正极接至发光二极管台阶插座,对应的一组发光二极管就会发光。实验时, 将

7、这些插座连接至可编程序控制器的输出端子上(这些端子与直流5V正极连接), 信号灯的工作状态就受控于可编程序控制器的程序,显示其控制功能。 2、旋转控制实验区 该实验区在实验板的上方。主要由圆盘驱动电机、传动机构、旋转盘、光电开关元件等组成。电机采用三极管构成的调速电路和正反转控制电路,调速范围较宽。有级调速分高、低两挡,其调速端子在圆盘旋转区,使用时需与正转或反转端子配合连接。低速可由带锁电位器调节。 圆形转盘处装有光电开关和孔盘,构成位置检测电路,供旋转计数时使用。 3、直线控制实验区该实验区在实验板的中间。正面板为电梯控制示意图。主要由按钮、光电开关、发光二极管和直线行走机构及驱动电机等元

8、件组成。电梯楼层数为四层,滑块为模拟轿箱。上方4个按钮为轿箱内选信号, 下方6个按钮为各层厅外呼梯信号, 4个光电开关为楼层位置信号。楼层位置可由数码显示指示。电机速度也分高、低两挡,使用时需与正转或反转端子配合连接。低速可由带锁电位器调节。 4、输料线实验区该实验区在实验板的右上方。正面板为输料生产线示意图。上料仓底下有背景光显示料位, 下料仓背景光显示料位的有无。下料仓料位的料满和料欠传感器信号由三位双刀手动开关代替。卸料阀皮带等工作状态由发光二极管表示。输料线起动和停止的顺序应以不积压物料和节能等方面予以考虑。输料线的起动和停止信号选用直线区的按钮实现。自动起停时, 拨动手动开关产生模拟

9、的料满或料欠信号,即可模拟实现输料线各级皮带的自动顺序起停。5、混料罐实验区 该实验区在实验板的右侧。正面板为混料罐设备示意。液体 A和液体 B的输入和输出混合液体C的工作状态以及搅拌机的工作状态均由发光二极管表示。液体的液面高低由可升降的背景光表示, 液体 A或液体 B输入时,料位上升; 混合液体 C输出时,料位下降。液面的高、中、低三个位置信号由三个光电开关产生, 应接至可编程序控制器的输入端。 混料罐的控制方式可分为手动、自动、单周期和连续等控制方式, 信号可选至辅助信号区的方式开关。起动和停止信号可选用直线区的按钮产生。五、 辅助输入输出信号区在实验板的下方,共有八个辅助信号区,输入信

10、号为高速脉冲信号、拨码盘信号、方式选择信号、开关信号; 输出信号为声光显示和数码显示。 电位器区是最新增加的辅助信号，一可作为交流异步电动机变频调速器的调速电位器使用，二可与5V电压配合变化出05V电压，作为模拟量的输入信号使用。电压表可作为模拟量输出显示信号使用。 高速脉冲源产生脉冲信号,频率范围为10-2KHZ,可作为可编程序控制器的高速计数器的输入信号。实验时, 应将高速脉冲信号源区上的5V电源端接至电源区5V端,给信号源提供工作电源。将PULSE高速脉冲信号端应接至可编程序控制器的高速计数器输入端子上,即可做相应的实验。 数码显示区端子有5个, 数据端子4个分别为8、4、2、1端子,当

11、可编程序控制器输出端给出4位BCD数据并将信号端引至数据端时,数码显示一位十进制数。数码显示区工作电源5V端子接至电源区5V端。 这些辅助信号信号可加到其它程序中使用,增加其控制功能。例如:用方式开关作为应用实验中的手动、自动操作功能选择信号;用数码显示电梯楼层、转盘位置显示等。 实验设备的使用、维护注意事项: 认真操作,防止电源短路。特别注意不要将扁平电缆线冷压端子一端的24V电源的正极端子与负极端子或输入信号红色端子与兰色端子短路。实验板上24V和5V电源有短时短路保护功能。直线区应尽量避免滑块在终端停留过长时间。混料区实验板下的丝杠需经常润滑。设备常见故障和排除措施表序号 设 备 常 见

12、 故 障措施序号 设 备 常 见 故 障措施 1 电源线内部断线 更换 5 皮带老化或较松 更换 2 电源开关接触不良 更换 6 台阶插座、螺钉松动拧紧 3 机械部分配合不良 7 电子元件损坏 更换 4 信号灯不亮 更换 8 扁平电缆线断线 修复实验一、基本指令的熟悉实验内容：按照OMROND 的技术资料，熟悉基本指令 熟悉PLC系统的软硬件环境 熟悉实验箱的结构及如何应用梯形图的截图打印出来看不清楚，所以直接用虚拟打印机输出的PDF格式的文件，但不知道有什么参数没有设置正确，有些原件名称打印出来成了代码。但不影响总体程序的阅读。实验二、 十字路口交通信号灯控制实验一、 控制要求: 该实验在十

13、字路口交通信号灯控制实验区内完成,交通灯分1、2两组,控制规律相同,工作时序如下表: 要求：按下启动按钮，循环开始，按下停止按钮所有灯都灭。提高部分：加两开关，开关在自动位置时，按下面的时序运行，开关在手动位置时，自动运行停止，可以按实际路口情况控制车辆通过路口 该实验在十字路口交通信号灯控制实验区内完成,交通灯分1、2两组,控制规律相同,工作时序图如下: 起动 1绿 20秒 3秒 1黄2秒 1红 2绿 1 2黄 2红 实验要求：10秒3秒10秒3秒绿1000黄0闪00红001闪绿1000黄0000红0闪1闪注意事项：红、黄、绿信号灯完成一个工作周期后应循环工作。二、 I/O分配: 输入信号信

14、号元件及作用元件或端子位置 0 起动按钮 直线区 任选 1 停止按钮 直线区 任选 输出信号控制对象及作用元件或端子位置 0 1红信号灯 交通信号灯实验区 1 1黄信号灯 交通信号灯实验区 2 1绿信号灯 交通信号灯实验区 4 !2红信号灯 交通信号灯实验区 5 2黄信号灯 交通信号灯实验区 6 2绿信号灯 交通信号灯实验区 程序的梯形图见附页：实验三、 混料罐控制实验 一、控制要求: 该实验在混料罐实验区内完成。液面在最下方时,按下起动按钮后, 可进行连续混料。首先,液体A阀门打开,液体A流入容器;当液面升到M传感器检测位置时, 液体A阀门关闭,液体B阀门打开; 当液面升到H传感器检测位置时

15、, 液体B阀门关闭,搅拌电机开始工作。搅拌电机工作6秒钟后,停止搅拌,混合液体C阀门打开,开始放出混合液体。当液面降到L传感器检测位置时,延时2秒后,关闭液体C阀门, 然后再开始下一周期操作。如果工作期间有停止按钮操作,则待该次混料结束后,方能停止,不再进行下一周期工作。由于初始工作时,液位不一定在液面在最下方,为此需按下复位按钮,使料位液面处于在最下方。注意: 复位按钮、启动按钮在正常工作中不起作用, 只在初始工作时有效.液面上升和液面下降指示灯不能同时亮,否则会烧电机.有可能用到的辅助继电器200.00-200.15. 二、 I/O分配: 输入信号信号元件及作用元件或端子位置 0 起动按钮

16、 直线区 任选 1 停止按钮 直线区 任选 2 H传感器 混料罐实验区 3 M传感器 混料罐实验区 4 L传感器 混料罐实验区 5 复位按钮 直线区 任选 输出信号控制对象及作用元件或端子位置 0 A阀门电磁阀 混料罐实验区 1 B阀门电磁阀 混料罐实验区 2 C阀门电磁阀 混料罐实验区 3 搅拌电机 混料罐实验区 程序梯形图见附页：实验四、 电梯控制实验 一、控制要求: 该实验在直线控制区完成。电梯为四层四站有司机驾驶客梯,轿箱行走由滑块动作示意,开门动作由信号灯指示示意。其它部分参考下面电梯控制逻辑关系和I/O 分配表。 电梯控制逻辑关系如下: 1、行车方向由内选信号决定,顺向优先执行;

17、2、行车途中如遇呼梯信号时,顺向截车,反向不截车; 3、 内选信号、呼梯信号具有记忆功能,执行后解除。 4、 内选信号、呼梯信号、行车方向、行车楼层位置均由信号灯指示,(因 点数不够,只有行车行车方向和楼层位置由信号灯指示); 5、 停层时可延时自动开门、手动开门、(关门过程中)本层顺向呼梯开门; 6、 有内选信号时延时自动关门,关门后延时自动行车; 7、 无内选时不能自动关门; 8、 行车时不能手动开门或本层呼梯开门,开门不能行车。 二、I/O分配: 输入信号信号元件及作用元件或端子位置 0 内选1按钮 直线区 内选1 1 内选2按钮 直线区 内选2 2 内选3按钮 直线区 内选3 3 内选

18、4按钮 直线区 内选4 4 1层上呼梯按钮 直线区 呼梯按钮 5 2层上呼梯按钮 直线区 呼梯按钮 6 3层上呼梯按钮 直线区 呼梯按钮 7 2层下呼梯按钮 直线区 呼梯按钮 8 3层下呼梯按钮 直线区 呼梯按钮 9 4层下呼梯按钮 直线区 呼梯按钮 10 !1层光电开关 直线区 1光电开关 (并联) 2层光电开关 直线区 2光电开关 3层光电开关 直线区 3光电开关 4层光电开关 直线区 4光电开关 11 手动开门按钮 开关信号区(代用) 输出信号控制对象及作用元件或端子位置 0 电机正转 直线区正转端子 1 电机反转 直线区反转端子 2 1楼层指示 数码显示 3 2楼层指示 4 3楼层指示

19、 5 4楼层指示 6 有呼梯信号指示声光显示区(蜂鸣器) 7 开门状态指示 声光显示区(信号灯) 三、内部中间继电器分配: (OMRON CPM2A机型) 100.01 100.03 电梯轿箱内司机内选信号指示 100.04 100.06 厅外乘客上呼信号指示 100.07 100.09 厅外乘客下呼信号指示 (以上20点机型不能进行外部显示) 200.xx 有内选信号 201. xx 有呼梯信号 202. xx 有截车信号及自动开门信号 203. xx 上行信号 204. xx 下行信号 205. xx 本层开门信号 四、调试注意: 1、.此实验接线较多,注意输入、输出信号线一定不要接错或接

20、反,以免增加调试工作量。 2、因4个光电开关为相互并联接线,引入同一输入信号端子上,发生位置错误时,关掉可编程序控制器电源,将滑块移至第一光电开关位置上,重新开机将内部位置计数器复位,同时将层信号置为一层。3、认真检查输入程序。根据执行中出现的错误逻辑现象,判断出错程序段,逐步缩小范围,最后纠正错误、完成调试。4、要将4个并联的光电开关分解，可用MLPX（76）4-16位译码指令。可参看软件中的帮助。 程序梯形图见附页：实验总结：PLC的实验是我自己比较感兴趣的一项实验，虽然也有编程的内容，但程序都是形象化的梯形图，不似C或汇编那样全是枯燥的代码。图像化的编程增加了程序的可读性，使程序更加易读易懂。此外，PLC的编程是一种逻辑的判断和组合。只有真正弄懂了各个模块之间的相互关系与逻辑的先后顺序，才能准确的编写出程序。如果每一步都只编写其中一部分功能，最后联系各个模块的时候就会相当混乱。实验课上用到的实验板集成了实验的红绿灯、混料罐、电梯的基本电路和电子元件。写完的程序下载到PLC后即可进行实际的实验操作，形象直观的展示了自己的实验成果，增加了实验兴趣。刚开始上课时学的只是一些基础的符号原件，通过各个基础原件的通断、计时、相互控制等可以实现多种复杂的功能。试验时还用到了一些其他的原件，如CNTR（可逆计数器）、MLPX（解码器）等需要通过自己查资料学习使用，增强了自己自主学习的能力。