电气控制与PLC实验指导书-----

1、实验指导书机械工程学院二0一三年三月PLC可编辑实验要求 I.实验一三菱PLC 基本指令练习 2实验二交通信号灯控制 5实验三智力竞赛抢答器 7附录一 部分参考程序9附录二 GP DEVELOPERWIN 编程软件的使用说明 1.3实验要求1 、实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。预习要求如下：1) 认真阅读实验指导书，复习实验项目涉及的课本相关章节内容。2) 熟悉实验电路工作原理，编好相关实验程序。3) 清楚实验中所用各仪器设备的使用方法及注意事项。2 、做强电实验时，接线时必须断开电源；学生相互仔细检查，经指导教师检查同意后方可通电实验。3 、实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象(

2、例如有元件冒烟、发烫或有异味)应立即关断电源，保持现场，报告指导教师。找出原因、排除故障，经指导教师同意再继续实验。4、实验过程中需要改接线时，应关断电源方可进行。5 、实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验过程，特别是遇到的问题及解决的方法应重点予以记录。实验记录经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。6 、实验结束后，必须按规定要求关电源、并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理，将实验台上的物品恢复到实验开始前状态。并填写实验仪器使用记录，经实验室人员认可后方可离开。7 、实验后及时整理分析实验记录，独立完成实验报告。可编辑实验一三菱PLC基本指令练习、实验目的1、了解PLC面板的基本结构

3、，掌握输入、输出端子的连接方法；2、学习三菱PLC编程软件的使用，程序的输入、编辑、传输及运行及调试;3、掌握输入、输出继电器，定时器、计数器等常用编程元件的使用、实验内容及学时（2学时）PLC的面板认识，PLC软件的应用，将给定的梯形图输入电脑， 并运行PLC,观察实验现象。三、实验主要设备PLC （三菱 FX2N-32MR ）,通讯电缆，PLC 综合实验台 （FP1-C24 ）,微机（Windows2000及其以上），编程软件包（GP DEVELOPER/WIN-C ）四、实验要求正确认识PLC面板的基本结构，学会 PLC与电脑的连接与通讯方法。掌握PLC编程软件的使用，包括梯形图与指令表

4、的输入与转换，程序运行时电脑对PLC内部元件的监控方法，熟悉输入、输出继电器，定时器、计数器等常用编程元件的功能及使用方法，能根据梯形图分析实验现象。五、实验方法与步骤1、PLC的面板认识认识实马所用PLC的规格型号，并说明其含义、面板上各部件的名称与作用。2、正确连接PLC与电脑之间的通讯电缆。3、定时器的使用XIII( T1 K100)T1C Y1 )11输入右图所示程序，并连好外部引线，验证如下内（1） T1未定时前或定时时间未到前，那个触点闭合，那个触点断开，那个灯亮，那个灯灭。(2)如何让T1开始计时，定时时间到后，那个触点闭合，那个触点断开，那个灯亮，那 个灯灭。(3)定时时间未到

5、设定值前，断开 X1 ,然后接通X1再定时，二次时间可否累加，将定时器T1改成T251,二次定时时间是否可累计。图2(4)定时时间到后，怎样才能使已动作的定时器触点状态恢复到初始状态。| |( CO K10 111( C101 K20 )COF(Y1 )C10I( 丫2 )COC 丫3)C101C Y4)图34、计数器的使用输入右图所示程序， 连好外部引线，做如下验证实验：(1 )计数器C0 , C101是对什么信号进行计数。(2)计数个数达设定值前与后，那个触点闭合，那个触点断开，那灯亮，那灯灭。(3)计数器触点动作后，再加计数脉冲，计数触点状态如何变化。(4)计数器动作后，如何使触点恢复到

6、初始状态。(5)计数触点动作后断开 PLC电源，再通电，检验触点的变化情况。5、编一程序，实现三灯按如下要求进行控制，用一个按钮开关 X2控制三只灯Y1、Y2、 Y3循环点亮，按钮按三下，Y1亮，再按三下，Y1灭Y2亮，再按三下，Y2灭Y3又亮，再按一下，三灯全灭，再按三下 Y1亮，如此循环。要求列出 I/O分配表，电气接线图，梯形图程序，并进行实验验证。六、实验报告写出实验所用PLC的规格型号，含义、面板上各部件的名称与作用。画出实验梯形图程序，列出对应的I/O分配表及对应的 PLC电气接线图，详细记录操作过程及实验现象。特别要记录 在实验过程中所遇到的问题，及解决的方法。写出实验心得。可编

7、辑实验二交通信号灯控制一、实验目的1 .学习顺序控制程序的编写方法。2 .学习步进指令与状态编程方法；3 .学习数据处理等功能指令的使用二、实验内容及学时（2学时）：1、按下面流程图的要求编写时间固定的交通信号灯控制程序并调试运行。开关X0合上后，东西方向：绿火T Y0亮4 s后闪2 s灭一黄灯 Y1亮2 s灭一红灯 Y2亮8 s一绿灯亮如此循环；对应东西绿、黄灯亮时南北红灯Y5亮，对应东西红灯亮时，南北绿灯Y3亮4 s 一闪2秒灭一南北黄灯 Y4亮2 s后，如此对应循环。开关 X0断开后，所有灯灭。具体见下面流程图图4亮灯流程图2、 基本控制要求同（1 ）,只是绿灯亮的时间通过 8个开关模拟

8、两个 BCD拨码器从PLC外 部X10X17 八个端子输入，编制程序，并上机调试运行。三、实验主要设备PLC （三菱 FX2N-32MR ）,通讯电缆，PLC 综合实验台 （FP1-C24 ）,微机（Windows2000及其以上） ，编程软件包（ GP DEVELOPER/WIN-C ）四、实验要求熟悉并掌握顺序控制程序、步进指令的编写方法。掌握数据处理等功能指令的使用。五、实验方法与步骤根据控制要求，分别列出I/O分配表、画出梯形图、将PLC综合实验台与微机等进行正确连接, 观察实验现象，调试实验程序。六、实验报告在上机调试成功的基础上，写出经调试的梯形图程序、 I/O 分配表、 PLC

9、外部接线原理图，以及调试的过程。详细记录实验过程中遇到的问题，及解决方法，写出实验心得。可编辑实验三 智力竞赛抢答器一 . 实验目的（ 1 ）掌握 PLC 外部输入、输出电路的设计和连接方法；（ 2 ）掌握应用软件的编程方法；（ 3 ）掌握应用符号地址编程的方法。2 . 实验内容及学时 （ 2 学时）利用 PLC 控制系统设计1 个 4 组的智力竞赛抢答器。3 . 实验主要设备PLC （三菱 FX2N-32MR ）,通讯电缆，PLC 综合实验台 （FP1-C24 ）,微机（Windows2000 及其以上） ，编程软件包（ GP DEVELOPER/WIN-C ）4 . 实验要求（ 1 ）在主

10、持人侧，设置抢答指示电路和启动、复位按钮。选手侧各设置 1 个抢答按钮。（ 2 ）主持人按动启动按钮，可以进行一次抢答，黄色发光二极管作允许抢答指示。（ 3 ）竟猜者抢答主持人所提的问题时，按动各自的抢答按钮。（ 4 ）收到第 1 个抢答信号后，主持人侧红色发光二极管作抢答指示，数码管显示抢先1 组的组别，主持人按下复位按钮，指示灯和数码管熄灭。5 . 实验方法与步骤（ 1 ）设计 PLC 外部电路；（ 2 ）输入、编辑、编译、下载、调试用户程序；（ 3 ）运行用户程序，观察程序运行结果。6 . 实验报告写出控制要求对应的程序，包括I/O 分配表、梯形图。按实验步骤详细写出操作过程及实验现象。

11、记录在实验过程中所遇到的问题，及解决的方法。附录一部分参考程序1 .计数器梯形图s一|(IW& HT廊10iKr do i2 .锁存控制梯形图X侬 血】 THpM1 丽11Wl XDOOYflOI hP3 .延时断开定时功能和单触发定时器梯形图4 .交通信号灯控制梯形图耳菖口121 J-K.60 iii1 -drl1.1 u虺口f 1*ur I pAJ -KinfTTk 1 - XCH3FITCtb 1I LL i1 rJ-TtJil UQK !0f j C 1 -I 1T =FCn i期"- Ml 11 口111 LM0O121MJ 1011 1-一口c ,工T13 d t

12、Tu j<1 1-C , IlfllVGH3UTX-r'1 1I UN*黑IIIf T;THI LL I1"11 r-sfT(Jlil 11I - JMice II 1| FMBO1Z JI IB1 -：1 I-I 11 11"KI. 2 口1 I阳之口|T »=,Ti13_J h_1 w9 1.< 1Ti j LyijchKCH3IJJ I JJ1 1Ti¥<JCh 1式 CH3U一I 4-fd IJklJI1 | | |5.小车自动往返控制梯形图右行左行制动6.电动机Y-起动控制梯形图XMLX002好X001YOOOXOOl

13、¥001YOOO-IFrooixooo好YOQOTOY .?0,好¥003好7.电动机正反转控制梯形图X001X003X004Y002oIIpPFY001T I-X002X003X004 YOOl6IIrdY0028. 4路抢答器梯形图<Y000 ><Y001 ><Y002 >：Y0O3 >xoouYOO2YOdOXOOI YD02VOG354H 一-I/-44XYOOO YOO1X002 YOO3IIYOOO YOO1Y002 X003IF20END J-附录二MELSOFT GP Developer编程软件的使用说明一、概述ME

14、LSOFT GP DeveloperN编程软件可对 Q、QS、QnA、A、CNC、FX 和 MOTION(S)系列CPU的三菱PLC可编程控制器编程以及监控PLC可编程器中各个软元件的实时状态。此编程软件可与GX Simulator 组合使用时，可对梯形图程序进行逻辑测试。、安装 GP DEVELOPER编程软件下载GP DEVELOPER的安装软件压缩包，解压后，首先安装“ ENVMEL ”文件夹里面的程序，然后再安装 GP DEVELOPER ,如果要安装 GX Simulator ,则要在 GP DEVELOPER 安装结束后再安装，而且要保证与 GP DEVELOPER安装在同一个文件

15、夹里。程序安装后，在电脑的“开始”“程序”找到“ MELSOFT应用程序”，点击“ GX Developer ”(图1)确.桌面di工具库AdobeAutodeskDAEMON Tools LiUMatbType B7 JOMELSOFT FX TRAIHERMEISOFI应用程序访问MELFAHSweb网页Microsoft OfficeMicrtstft SilverlightVMwareWinT优化大师图1图2GP DEVELOPER编程软件的应用GP DEVELOPER编程软件的界面介绍见图3adeJ£ KJ_=J里蚂常“；”上品利工公*徐以 附阑'X?*,】 _WT

16、> SFSfia.i g制牡杂心）底川口 由W：正跋用小茹叫 LflfT；匿口用瓶叱烂旧I昌I x|圄I&I7T©阈闾喻他I创翻alalI西 7| 引 回既止I削I/初扇隔IJ即寸+|匚上"|口 甘吃惟徵制廿1石1阂阖彳急甥怫|. |二|力不同gS F !；卜口界面包含:a当前编程文件名b 菜单：工程（F）、编辑（E）、查找/替换（s）、变换、显示（V）、在线（O）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 快捷指令：F5常开、F6常闭、F7输入元件、F8输入指令等等。e SFC编程的快捷指令f 编程区域g

17、 工程数据列表菜单操作：GP DEVELOPER （以下统一用简称 GP ）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。四、文件程序编辑当正确进入 GP DEVELOPER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。现在以输入下面一段程序为例：StepInstructionI/00LDX0001OUTY0002END操作步骤1）点击菜

18、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”）2）键入“ LD” 空格（也可以键入“ F5”）键入“ X000 ”，回车3）键入“ OUT” 空格（可以健入“ F9”）键入“ Y000 ”，回车4）键入“ END"，回车注：程序结束前必须输入结束指令（ END解释建立新文件，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

19、入第三 条指令输入结束指令，无元件号，光标下移“指令表”程序编辑结束后，应该进行程序检查，GP DEVELOPER能提供自检，单击选项下拉子菜单，选中程序检查弹出程序查对话框，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：KO。 X0D111 - r八。 Cl jYCOO |即操作步骤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”）。2）首先将小光标

20、移到左边母线最上端处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4）键入“ X000 ”回车解释建立新文件，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。确定状态元件输入位置输入一个元件“常开”触点输入元件白符号" X000 '5）按“F6”或点击功能图中的常闭， 弹出“输 输入一个元件“常闭”触点入元件”对话框6）键入“ X001 ” 回车输入元件白符号“ 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 “输输入一

21、个并联的常开触点入元件”对话框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”元件输入一个“功能元件” ” ，弹出“输入元件”对话框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,GP DEVELOPER 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

22、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。五、设置通讯口参数在GP DEVELOPER中将程序编辑完成后和 PLC通讯前，应设置通讯的参数。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串行口的确定用USB数据线将PLC与电脑连接，并且保证数据线的驱动已经安装。然后打开电脑

23、的设备管理起，找到通讯端口，并记下。2、PLC的端口设置-蜀 FC09Z7RTK|+ 口 IDE ATA/ATAPI 控耨器+ 周步 Jtltl£o1+处理聘+磁盘马区动需日 J 端口 (COM 和 LPT) 一 ' ' . 一 r ' - " - L - 5 ' hr - - r - , r r -USE Serial Fort (Caiflll)|卜支打印机端口 CLFT1） y通词端口 comI）+ ，计篁机*二船视器键盘*通人体学输入设备+电 声音、视剧和游禧解端 而；鼠标和其它指针设备+亳通用串行总线控制器+四网路适配器十系统设备+

24、弓显示卡打开GX-DEVELOPER ,新建一个工程,然后点击菜单“在线”的子菜单“传输设置”（图1）,弹出对话框（图2）,双击第一行第一个“串行”，弹出对话框图3,点击“com 端口”的下拉菜单，选择与上一步记下的通讯端口，点“确定”。然后点击图2的“通讯测试”，确认PLC与电脑连接成功后，最后点击图2中的“确定”。至此，PLC与电脑的是通讯设置结束。图4图5六、GP DEVELOPER 与PLC之间的程序传送在GP DEVELOPER中程序编辑好之后，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 GP DEVELOPER中来，在 GP DEVE

25、LOPER和PLC之间进 行程序传送之前，应该先用通讯数据线连接好GP DEVELOPER和PLC。把GP DEVELOPER 中的程序下传到 PLC中去若GP DEVELOPER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（按键盘上的F4键）成指令表才能传送，因为PLC只识别指令。点击菜单“在线”的二级子菜单“ PLC写入”：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 、 FX0N-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

26、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。（见图（4 ）界面下方 ）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 Please wait a moment

27、”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。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 。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。把 PLC 中的程序上传到 GP DEVELOPER 中若要把 PLC 中的程序读回 GP DEVELOPER ， 首先要设置好通讯端口， 点击 “ PLC” 子

28、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 GP DEVELOPER中可以阅读 PLC中的运行程序。注意：GP DEVELOPER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。置-梯形图C写入） 1AIH在线®诊断工具（!）窗口世）帮助国）传输设置也）一FLC读取比）一, FU1写入俎），. PIT棱魅史上.FLC写入快闪卡）豆） 数据删除© -FU数据属性改变值）FU1用户数据但）监视®） 调试电跟踪（1）远程操作七、程序的运行与调试1、程

29、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 ” 开关至ij “ 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GP DEVELOPER提供的调试工具来确定问题，解决问题。例：运行验证程序编辑、传送、运行下列程序：步骤:梯形图方式编辑，然后转换成指令表程序。程序写入PLC,在写入时PLC应处于“ STOP”状态。PLC中的程序在运行前应使

30、PLC处于“ RUN”状态。输入给定信号，观察输出状态，可以验证程序的正确性。操作步骤观察闭合XOOO断开X001Y000应该动作闭合X000闭合X002Y000应该动作断开X000Y000应该不动作闭合X000、闭合 X001、断开X002Y000应该不动作Y000这条电路正确Y000动作10秒后T0定时器触点闭合Y001应该动作T0、Y001电路正确2、程序调试当程序写入PLC后，按照设计要求可用GP DEVELOPER来调试PLC程序。如果有问题，可以通过GP DEVELOPER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

31、运行时通过梯形图程序显示各位元件的动作情况：见图（5）。fStOFU-KICH/f Ji-C - LDITITLO.FM :文件® 解码工具如 Hrt（S）视图 EU7 8&CK）监控/期liStl）选项必口 1）胆）丽勤mI画g国画圜*rrr-T梯招图监控XII：1HH（也】同入FX7N1m 石 RUN心册|小+二州国卜H.小卜|卜隆一图（5）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

32、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/O