《可編程控制器原理》實驗教案

～學年度第學期《可編程控制器原理》實驗教案劉東漢實驗學時：8實驗班級：教材指導書：自編試驗指導書機電工程學院

實驗一PLC認識及基本指令實驗二、實驗類型、分組及實驗器材實驗類型和方式：本實驗屬驗證實驗，采用原理講解和獨自實驗的方式；學時數(shù)和分組人數(shù)：學時為2學時，每小組5人；每組PLC-2型可編程控制器實驗臺1套、PC機1臺；編程電纜1根、連接導線若干；三、一、實驗目的1．熟悉和掌握常用基本指令的使用方法2．熟悉編程器的使用方法3．學會PLC-2型實驗臺的使用方法和法國和法國女股份 1．基本指令實驗（LD、LDI、OUT、AND、ANI、OR、ORI、ORB） =1\*GB2⑴ 運算開始和線圈、定時器LDIK19LDLDIK19LDX001X000T0OUT ——||———————（Y000）————|/|———————（M100）——母線 母線——（T0）—— ——||———————（Y001）—— ——————————［END］—— 指令表 0 LD X000 與母線連接 1 OUT Y000 2 LDI X001 3 OUT M001 驅(qū)動指令 4 OUT T0 驅(qū)動定時器指令 （SP） K19 設定常數(shù) 7 LD T0 8 OUT Y001 9 END輸入上面程序，運行觀察結(jié)果=2\*GB2⑵ 觸點的串聯(lián)連接ANDANDX003X002X003X002X000X001ANI ——||——||—————(Y001)—————||——|/|—————(Y002)—————(Y003)—————————————［END］—— 輸入以上程序，運行觀察結(jié)果0 LD X0001 AND X0012 OUT Y0013 LD X0024 ANI X0035 OUT Y0026 OUT Y0037 END=2\*GB2⑵ 觸點并聯(lián)連接梯形圖X006X004X006X004X005ORIOR ——||———————（Y005）—— ——||————|/|————————————［END］—— 0 LD X004 1 OR X006 2 ORI X005 3 OUT Y005 4 END輸入上面程序，運行觀察結(jié)果=3\*GB2⑶ 串聯(lián)電路的并聯(lián)連接X002X000X002X000X004ORBORBX003X001X005 ——||——||————（Y006）—— ——||——||————|/|——||————————————［END］——輸入上面程序，運行觀察結(jié)果 0 LD X0001 AND X0012 LD X0023 AND X0034 ORB5 LDI X0046 AND X005ORBOUT Y006END=4\*GB2⑷ 并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接X002X000X002X000X004ANBORBX003X001X005LD ——||——||—||——（Y006）— ——||——|/|—||——X006X006—||X00X003——||————————OROR——————————［END］——輸入上面程序，運行觀察結(jié)果0 LD X0001 OR X0012 LD X002分支起點3 AND X003 4 LDI X0045 AND X005ORB 并聯(lián)塊結(jié)束OR X006ANB 與前面電路塊串聯(lián)連接OR X003OUT Y006END2．實現(xiàn)下列組合電路的編程=1\*GB2⑴Y0=[X0·X2·(X5+X6)]+(X3·X4)XX5X6X0X2X4X3——||——||——|/|——（Y000）———||———||——||——————————————[END]——=2\*GB2⑵Y0=X0·（X2+X5）·(X3+X4)XX2X5X4X3X0——||———||——||—（Y000）———|/|——|/|————————————[END]—0 LD X51 OR X62 AND X03 ANI X24 LD X35 AND X4ORBOUT Y0END0 LD X21 ORI X52 LD X33 ORI X44 ANB5 AND X06 OUT Y07 END以上實驗中，輸入信號接實驗臺上的開關或按鈕，輸出LED接發(fā)光管。實驗二定時器、計數(shù)器實驗一、實驗目的熟悉和掌握計數(shù)器指令的應用熟悉和掌握定時器指令的應用。熟悉掌握計數(shù)器/定時器內(nèi)部時基脈沖參數(shù)的設置二、實驗類型、分組及實驗器材實驗類型和方式：本實驗屬驗證實驗，采用原理講解和獨自實驗的方式；學時數(shù)和分組人數(shù)：學時為2學時，每小組5人；每組PLC-2型可編程控制器實驗臺1套、PC機1臺；編程電纜1根、連接導線若干；三、實驗原理與實驗步驟計數(shù)器指令指令、名稱功能電路表示和可用元件程序步OUT輸出計數(shù)器線圈驅(qū)動—||———（C）———K32位計數(shù)器：516位計數(shù)器：3RST復位輸出觸點的復位當前值的清零—||———[RSTC]——2 FX0N系列PLC的通用計數(shù)器個數(shù)為16個（C0~C15），鎖存用計數(shù)器的個數(shù)也為16個（C16~C31），每個計數(shù)器均為16位，指令步數(shù)為3步。 =1\*GB2⑴例1X0——||————[RSTC0]——X1K10——||————（C0）——C0——||————（Y0）—————————[END]———0 LD X02 RST C03 LD X14 OUT C0 K107 LD C08 OUT Y09 ENDX0為C0復位信號，接實驗臺上按鈕P0。X1為C0的計數(shù)脈沖輸入，接實驗臺上的按鈕P1。Y0為C0的輸出信號，接實驗臺上的LED發(fā)光管L0。波形圖如圖4.1所示輸入運行以上程序，觀察運行結(jié)果。1010987612345X0X1123456789101112131415當前數(shù)據(jù)C0（Y0）圖4.1定時器指令指令、名稱功能電路表示和可用元件程序步OUT輸出定時器線圈驅(qū)動—||———（T）———K3RST復位輸出觸點的復位—||———[RSTT]——2FX0N系列PLC有63個100ms定時器T0~T62，1個1ms定時器T63，當M8028被驅(qū)動時，即（M8028=1），定時器T32~T62改為10ms定時器。 ⑴例1X0T1K10——||——|/|——（T0）——T0K10——||————（T1）———T0——||—————（Y0）——————————[END]——0 LD X01 ANI T12 OUT TO K105 LD T06 OUT T1 K109 LD T010 OUT Y011 END輸入程序,檢查是否正確。運行程序，X0接K0，Y0接L0，X0合上，Y0為1s閃一次。T0、T1定時器的時基脈沖為100ms（0.1s）。⑵例2X1——||———（M8028）——X0T62K10——||——|/|—（T61）——T61K10——||————（T62）——T61——||—————（Y0）——————————[END]——0 LD X11 OUT M80283 LD X04 ANI T625 OUT T61 K108 LD T619 OUT T62 K1012 LD T6113 OUT Y014 END實驗步驟同上一例子一樣，觀察X1合上對Y0輸出有什么影響，X1接K1。X1合上（K1為ON），可以看到Y(jié)0每0.1s閃一次，X1關閉（K1為OFF），Y0每1s閃一次。說明M8028影響T32~T62的時基脈沖。定時器/計數(shù)器實驗輸入下列程序，觀察輸出結(jié)果。X0T1K10——||——|/|———（T0）——T0K10——||——————（T1）—————（Y0）——X1——||————[RSTC0]——T0——||——————（C0）——C0——||——————（Y1）——————————[END]——0 LD X01 ANI T12 OUT T0 K105 LD T06 OUT T1 K109 OUT Y010 LD X111 RST C013 LD T015 OUT C0 K1017 LD C018 OUT Y119 ENDX0為啟動信號。接K0，Y0為1s脈沖發(fā)生器，輸出顯示接L0，X1為C0（Y1）復位信號，接P0，Y1輸出接L15。輸入程序，并檢查是否正確。實驗三步進順控指令實驗一、實驗目的1．熟悉和掌握步進順控指令STL的使用方法。2．理解和掌握狀態(tài)元件S在步進順控程序中的應用。3．進一步熟悉以上介紹的各個指令的編程使用方法。二、實驗類型、分組及實驗器材1．實驗類型和方式：本實驗屬驗證實驗，采用原理講解和獨自實驗的方式；2．學時數(shù)和分組人數(shù)：學時為2學時，每小組5人；3．每組PLC-2型可編程控制器實驗臺1套、PC機1臺；4．編程電纜1根、連接導線若干；三、實驗原理與實驗步驟狀態(tài)軟元件S是PLC的狀態(tài)寄存器，它在對工序作步進順控類型的控制程序中起著重要的作用。它與步進順控指令STL組合使用。在三菱FX2N系列PLC中，S0~S9（10點）為初始狀態(tài)用，S10~S19(10點)為返回原電用，S20~S499(480點)為通用狀態(tài)繼電器，S500~S899(400點)為停電保持狀態(tài)器。這些狀態(tài)寄存器若不在順控指令中使用，也可作為輔助繼電器（M）使用。各狀態(tài)軟元件常開、常閉次數(shù)不受限制。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（SFC，順序功能圖）適用于表示機械動作的流程，順序控制圖(STL)是以繼電器階梯圖的形式表示，具有綜合表達負載驅(qū)動電路與轉(zhuǎn)移條件電路的特點。指令助記符及說明 步進梯形圖指令(STL)是利用內(nèi)部軟元件狀態(tài)(S)，在順控程序上進行工序步進形控制的指令。返回(RET)是表示狀態(tài)(S)流程的結(jié)束，用于返回主程序(母線)的指令。2、編程與動作子母線主母線子母線主母線STLS20OUTY0LDX1SETS21STLS21OUTY1LDX2…a)順序功能圖b)梯形圖c)指令表主母線子母線主母線子母線狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和步進順控圖表達的都是同一個程序，它的優(yōu)點是可以讓編程者每次只考慮一個狀態(tài)，而不用考慮其它的狀態(tài)，使編程更容易。另外，狀態(tài)的順序可自由選擇，不一定非按S編號的順序選用。但是在一系列指令的最后，必須寫入RET指令。說明：在STL電路中，不能用MC指令。MPS指令也不能緊跟在STL觸點后使用。1、用步進順控指令實現(xiàn)下圖所示波形，使Y0、Y1、Y2每隔1s順序輸出，并循環(huán)。根據(jù)順序功能圖繪制步進梯形圖和STL指令表。指令表0 LD M80021 SET S33 STL S34 OUT Y05 OUT T0K108 LD T09 SET S2211 STL S2212 OUT Y113 OUT T1K1016 LD T117SETS2319STLS2320OUT Y221 OUT T2K1024LDT225 OUT S326RET27END實驗步驟： 1）輸入程序檢查使其正確。 2）Y0~Y2分別接實驗臺上的L0~L2。 3）運行程序，觀察Y0、Y1、Y2的輸出是否和波形一致。4）改變定時器的定時時間常數(shù)，再次運行程序，觀察輸出情況。思考：充分理解上圖中的步進順控程序的編制，在此基礎上編制下面的步進順孔程序，使Y0、Y1、Y2、Y3按每隔1s的順序輸出，循環(huán)往復。要求輸出波形如下圖3.2所示。Y0Y1Y2Y3圖3.2輸出波形圖按上述波形圖設計，其順控圖如下：順控圖STLS20S3S20S3RETENDS21S22———||————[SETS3]—————（Y0）K10T0———（T0）—————（Y1）K10T1———（T1）—————（Y2）K10T2———（T2）—————（Y3）K10T3———（T3）S3圖3.3指令表0 LD M80021 SET S33 STL S34 OUT Y05 OUT T0 K108 LD T09 SET S2011 STL S2012 OUT Y113 OUT T1K1016 LD T117 SET S2119 STL S2120 OUT Y221 OUT T2K1024 LD T225 SET S2227 STL S2228 OUT Y329 OUT T3K1032 LD T333 OUT S335 RET36 END實驗步驟：①按順控圖和指令表編制輸入程序。②檢查程序是否正確。③Y0~Y3分別接實驗臺上的L0~L3，運行程序觀察輸出結(jié)果是否和波形圖一致。2、選擇性分支及匯合指令實驗指令表：LDM8002STLS23SETS3OUTY3STLS3SETS24OUTY1STLS24LDX1OUTY4SETS22LDX5LDX3OUTS3SETS23RETSTLS22ENDOUTY2LDX2SETS24實驗步驟：1）輸入程序檢查使其正確。2）X1~X5分別接試驗臺上的按鈕P1~P5，Y0~Y4分別接LED燈L0~L4。3）運行程序，先閉合X1，然后閉合X3，觀察Y2、Y3有無輸出。4）改變X1和X3的閉合順序，觀察Y2和Y3的輸出情況。3、并行分支及匯合指令實驗實驗步驟：1）輸入程序檢查使其正確。2）X1~X5分別接試驗臺上的按鈕P1~P5，Y0~Y4分別接LED燈L0~L4。3）運行程序，閉合X1，觀察Y2和Y4有無輸出。4）然后閉合X2、X3和X4，觀察Y3、Y5和Y6的輸出情況。指令表：LDM8002SETS3STLS3OUTY1LDX1SETS22SETS24STLS22OUTY2LDX2SETS23STLS24OUTY4LDX3SETS25STLS23OUTY3STLS25OUTY5STLS23STLS25LDX4SETS26STLS26OUTY6LDX5OUTS3RETEND實驗四交通信號燈PLC自動控制

=1\*DBNUM3一、實驗目的掌握十字路口交通信號燈的控制原理。掌握PLC定時器、計數(shù)器的使用方法。二、實驗類型、分組及實驗器材實驗類型和方式：本實驗屬驗證實驗，采用原理講解和獨自實驗的方式；學時數(shù)和分組人數(shù)：學時為2學時，每小組5人；每組PLC-2型可編程控制器實驗臺1套、PC機1臺；編程電纜1根、連接導線若干；=3\*DBNUM3三、實驗原理與實驗步驟1．交通信號燈PLC自動控制演示板結(jié)構(gòu)如圖4.12．本裝置與交通信號實際控制一致，采用LED模擬信號燈，信號燈分東西、南北二組，分別有“紅”“黃”“綠”三種顏色。其工作狀態(tài)由PLC程序控制，“啟動”、“停止”按鈕分別控制信號燈的啟動和停止。“白天/黑夜”開關控制信號燈白天/黑夜轉(zhuǎn)換。對“紅”“黃”“綠”燈控制要求如下：=1\*GB2⑴假設東西方向交通比南北方向繁忙一倍，因此東西方向的綠燈通行的時間多一倍。=2\*GB2⑵控制時序要求如圖4.2所示。=3\*GB2⑶按下“啟動”按鈕開始工作，按下“停止”按鈕停止工作，“白天/黑夜”開關按下閉合時為黑夜工作狀態(tài)，這是只有黃燈閃爍，斷開時按時序控制圖工作。根據(jù)具體情況還可增加控制要求，如緊急控制，某一方向綠燈常亮。實驗步驟：=1\*GB2⑴打開PLC-2型實驗臺電源，編程器與PLC連接。=2\*GB2⑵根據(jù)具體情況編制輸入程序，并檢查是否正確。=3\*GB2⑶按圖4.3接線，實驗臺與PLC-DOME001連接，檢查連線是否正確。=4\*GB2⑷按下啟動按鈕，觀察運行結(jié)果。=4\*DBNUM3四、推薦設計程序清單I/O地址分配清單:輸入地址：啟動按鈕X0 停止按鈕X1晚上開關X2輸出地址: 紅１Y0黃１Y1綠１Y2 紅２Y3黃２Y4綠２Y5程序=1\*GB2⑴梯形圖=2\*GB2⑵指令表0LD X01RST S03RST S15RST S27RST S39RST S411LD X00012SET S014LD X00115RST S017LD X00218OUT M50019LD T420OR X00121RST C1623LD M801224AND S025OUT C16 K1028LD C1629AND S030OUT T4 K1033LD T334OR X00035RST S437SET S139LD S140