PAC可编程序控制器I实验指导书

1、可编程序控制器可编程序控制器实验指导书实验指导书刘忠超 编电子与电气工程学院2014-6-1目目 录录实验一 GE-Fanuc ME 软件使用.3实验二 舞台艺术灯饰的控制.13实验三 交通信号灯控制.16实验四 液体混合模拟.19实验五 MPS 模块化生产线控制设计 .22实验六 洗衣机模拟实验.253实验一实验一 GE-Fanuc ME 软件使用软件使用一、一、 实验目的：实验目的：1掌握 PAC Systems RX3i 系统的硬件组成；2. 熟悉 GE-Fanuc 的应用软件 PROFICY MACHINE EDITION（简称 ME） ；3使用 ME 软件，掌握硬件配置及其地址分配；

2、4使用 ME 软件，掌握上位机和 PAC Systems RX3i 的通讯。二、二、 实验设备：实验设备：1RX3i 可编程序控制器；2装有 PROFICY ME 编程软件的电脑；3导线若干。三、三、 实验内容：实验内容：1了解 PAC Systems RX3i 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 PAC Systems RX3i 的通讯。4. 将一个程序下载到 PLC 系统中运行。四、四、 实验设备介绍：实验设备介绍：1PAC Systems RX3iPAC Systems RX3i 的特点PAC Systems RX3i 控制器是创新的可编程自

3、动化控制器 PAC Systems 家族4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，PAC Systems RX3i 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 PAC Systems RX7i 相同的控制引擎，新的 PAC Systems RX3i 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。PAC Systems 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

4、硬件。RX3i 部件部件（1）RX3i CPU高性能处理器：奔腾 PIII 300 MHz / PIII 1GHz，支持 32K DI, 32K DO, 32K AI, 32K AO 以及多达 5 M 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、Open Process、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, Run Disabled, Stop诊断状态指示 LED：OK（CP

5、U OK） 、RUN（运行） 、Outputs Enabled（输出允许） 、I/O FORCE(输入/输出强制)、BATTERY（电池） 、SYSTEM FAULT(系统错误)。内置温度传感器 (对应 warm and hot 报警位)注意事项：注意事项：5不允许带电不允许带电热热插拨插拨 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

6、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（27 MHz）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

7、的数据吞吐量将增加 70%。（3）电源6RX3i 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

8、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 Modbus TC

9、P、Ethernet IP、ProfiNET、DNP3.0） 。7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2Proficy Machine Edition 软件Machine Edition 提供了一个统一的完整系统用于解决自动化控制方案。其8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 Machine Edition 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、五、 实验步骤：实验步骤：1. 打开 M

10、E 软件建立新项目双击屏幕上的图标，即可启动 Proficy Machine Edition 的操作界面，如图 1-1 所示，再点击 FileNew Project，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。9图 1-32.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add Target （增加对象）。指向要扩展的I/O类型，如图1-4

11、所示：图1-43. 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Hardware Configuration文件夹。所有的机架都显现。展开主机架，右键单击 Slot 0并选择 Replace 10Module（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1-5 Target1 图1-6 Target24. 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 Offline Commands,再选择 Set Temporary Address. 如图：之后在所出

12、现的框中设置 IP，在“MAC Address”栏中，输入该 RX3i 的MAC 地址。在“IP Address”栏中，设置该 RX3i 的临时 IP 地址。如果需要可选择“Enable Interface Selection”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11写好后点 Set IP，出现下图：点确定。 Target2 同理设置 IP 地址为 192.168.1.20。警告警告：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

13、检查程序，检查无误后，用建立起计算12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 Physical Port 中设置成 ETHERNET，在IP Address 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

14、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：六、实验报告要求：1说明 PAC Systems RX3i 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。图 1-7图 1-813实验二实验二 舞台艺术灯饰的控制舞台艺术灯饰的控制一、一、 实验目的实验目的1.熟悉 PACSystems RX3i 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、实验器材二、实验器材1.GE PAC RX3I 系统 一套2.舞台灯光

15、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。K N TGFBACED1、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

16、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14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AI82停止开关Q2灯BQ3灯CQ4灯DQ5灯EQ6灯KQ7灯NQ8灯TQ9灯FQ10灯G2、舞台艺术灯饰的控制电气接口图GE FANUC RX3iI1I2Q1Q2Q3Q4Q5Q6COM18启动停止ABCDEK17NTFGQ7Q8Q9Q10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。

17、 3、舞台艺术灯饰 PAC 控制参考程序见附录 1。四、实验内容及步骤四、实验内容及步骤 1、编写 I/O 地址分配表。152、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。16实验三实验三 交通信号灯控制交通信

18、号灯控制一、实验目的一、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、实验器材二、实验器材1.GE PAC RX3I 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、实验原理及要求三、实验原理及要求RYGRYGRYGRYG171、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

19、。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Q1R1I82停止开关Q2Y1Q3G1Q4R2Q5Y2Q6G22、交通信

20、号灯电气接口图18GE PAC RX3iI1I2Q1Q2Q3Q4Q5Q6COM18启动停止Y1G1R2Y2G217R1 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。3熟悉 PLC 与交通灯模拟演示装置的电气接线原

21、理图。4了解本次实验的内容及步骤。六、实验报告要求六、实验报告要求按规定的格式完成实验报告。19实验四实验四 液体混合模拟液体混合模拟一、实验目的一、实验目的1.复习 PLC 的基本指令；2.掌握 PLC 与外部电路的实际接线；3.掌握 PLC 定时 指令的运用。二、实验器材二、实验器材1.GE PAC RX3I 系统 一套2.液体混合模拟模块 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、实验原理及要求三、实验原理及要求MQ1Q2Q3Q4Q5Q6L1L2L3T液体1液体2液体3液体位置温度加热器搅拌 电机混合液体出口1、原理图为液体混合模拟模型图，三种液体按照

22、顺序分别装入容器中，每装入一种液体液面达到一个位置，三种液体都装完后混合搅拌一定时间，搅拌后开始加热，当温度达时混合液体排出容器，进行下一次混合。其控制要求如下：201）初始状态Q1 至 Q6 都不亮，液面位置和温度达到的模拟开关都打开，等待执行混合操作。2）启动操作按下启动按钮 START，液体开始按照规律进行混合。3）停止操作按下停止按钮 STOP 后，装置停止在正在执行的状态。PLC 进行液体混合模拟控制的 I/O 地址分配如下表所示：输入输出I81启动开关Q1Q1I82停止开关Q2Q2I83L1Q3Q3I84L2Q4Q4I85L3Q5Q5I86TQ6Q62、液体混合模拟电气接口图：3、

23、液体混合模拟 PAC 控制参考程序见附录 3。四、实验步骤四、实验步骤 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。GE PAC RX3iI1I2Q1Q2Q3Q4Q5Q6COM18启动停止Q2Q3Q4Q5Q617Q1I3I4L1L2I5I6L3T215、 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，按顺序拨动液位开关。7、 实验结束后，关闭电源，整理实验器材。五、预习要求五、预习要求1、熟悉实验内容的原理、电路、内容及步骤。2、熟悉发光二极管的工作原理。六、实验报告要求六、实验报告要求按规定的格

24、式完成实验报告。22实验五实验五 MPS 模块化生产线模块化生产线控控制制设设计计一、一、 实验目的实验目的1.熟悉 PACSystems RX3i 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 ；二、实验器材二、实验器材1.GE PAC RX3I 系统 一套2.机械手搬运模块 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、实验原理及要求三、实验原理及要求AB1、原理机械手停止在 Y1 位置等待，工作时将 A 处物体搬运至 B 处，每个位置处有行程开关或指示灯来提示机械手是否到达该位置，四个行程开关由按钮来模拟，其控制要求如下：1）初始状态

25、装置投入运行时，所有指示灯都不亮，机械手停止在 Y1 处，等待命令到达。2）启动操作按下启动按钮 START，装置开始运转，工作过程为：从 Y1 开始下降，Y1 灯亮，SQ1 动作后，Y1 熄灭，Y2 点亮，间隔一段时间后，Y2 熄灭 Y3 点亮，点亮一段时间后，Y3 熄灭 Y4 点亮，SQ2 动作后，Y4 熄灭 Y1 点亮，SQ3 动作后，Y1灭 Y8 点亮，一段时间后 Y8 熄灭 Y5 点亮，SQ1 动作后，Y5 熄灭 Y6 点亮，一段23时间后 Y6 熄灭 Y7 点亮，SQ2 动作后，Y7 熄灭 Y8 点亮，SQ4 动作后，Y8 熄灭Y1 点亮，完成一次搬运。循环往复执行。3）停止操作：

26、按下停止按钮 STOP 后，机械手恢复到初始位置等待再次启动。PLC 进行机械手控制 I/O 地址分配如下表所示：输入输出端子说明端子说明I1启动开关Q1Y1位置I2停止开关Q2Y2位置I3SQ1Q3Y3位置I4SQ2Q4Y4位置I5SQ3Q5Y5位置I6SQ4Q6Y6位置Q7Y7位置Q8Y8位置2、机械手控制电气接口图GE FANUC RX3iI1I2I3I4I5I6Q1Q2Q3Q4Q5Q6COM18启动停止SQ1SQ2SQ3SQ4Y1Y2Y3Y4Y5Y617Q7Q8Y8Y7四、实验内容及步骤四、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。243、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。3熟悉模块化生产线控