电器及可编程序控制器实验王阿根

1、实验一实验一 基本指令的编程基本指令的编程一、实验目的一、实验目的 掌握应用PLC技术设计工艺生产控制系统的思想和方法，掌握PLC的编程技巧和程序调试方法，训练解决工程实际控制问题的能力。二、实验仪器设备二、实验仪器设备 THPLC2型可编程序控制器模拟实验箱。 其中配备的主机为日本三菱FX1N40MR型可编程序控制器，实验面板中设有多个实验区，本实验对应的实验区为“装配流水线控制的模拟”实验区。 个人计算机。 FX-422CAB型RS-422缆线或FX-422CAB-150型RS-422缆线。 FX系列PLC编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C。实验一实验一 基本指令的编程基本指令的编程

2、 三、控制要求三、控制要求在下列给定范围内自选控制系统，根据选定的控制系统，简述控制要求。1 1、“6 6个彩灯循环控制个彩灯循环控制”控制控制 参考书参考书P135 P135 图图4-74-72 2、“送料车自动循环控制送料车自动循环控制” ” 参考书参考书P162 P162 图图-5-53 3、“增加控制信号的运料车增加控制信号的运料车”参考书参考书P172 P172 图图5-45-44 4、三相异步电动机星形、三相异步电动机星形- -三角形减压起动控制三角形减压起动控制 参考书参考书P164 P164 图图4-534-535、【其它控制】FX-TRN-BEG-CFX-TRN-BEG-C的

3、的D-3D-3FX-TRN-BEG-CFX-TRN-BEG-C的的E-6E-6FX-TRN-BEG-CFX-TRN-BEG-C的的D-3D-3FX-TRN-BEG-CFX-TRN-BEG-C的的E-6E-6四、系统配置四、系统配置1 1、根据控制要求画出、根据控制要求画出PLCPLC的的I/OI/O分配图；分配图；2 2、根据控制要求画出实验的接线示意图。、根据控制要求画出实验的接线示意图。五、程序设计五、程序设计 要求在梯形图和状态转移图两种编程方法中要求在梯形图和状态转移图两种编程方法中，进行程序设计的，进行程序设计的做项目。做项目。第五节第五节 循环与移位指令及其应用循环与移位指令及其应

4、用 FX2N系列PLC循环与移位指令有循环移位、位移位、字移位及先入先出FIFO指令等十种，其中循环移位分为带进位循环及不带进位的循环。位或字移位有左移和右移之分。FIFO分为写入和读出。 从指令的功能来说，循环移位是指数据在本字节或双字内的移位，是一种环形移动。而非循环移位是线性的移位，数据移出部分将丢失，移入部分从其他数据获得。移位指令可用于数据的2倍乘处理，形成新数据，或形成某种控制开关。字移位和位移位不同，它可用于字数据在存储空间中的位置调整等功能。先入先出FIFO指令可用于数据的管理。（三）位右移、位左移指令 该类指令的助记符、指令代码、操作数、程序步如表830所示。表830位移位指

5、令的要素 指令名称指令代码位数助记符操作数范围程序步S（）D（）n1n2位右移FNC 34（16）SFTRSFTR（P）X、Y、M、SY、M、SK、Hn2n11024SFTR、SFTRP9步位左移FNC 35（16）SFTLSFTL（P）SFTL、SFTLP9步 位移位指令是对D（）所指定的n1个位元件连同S（）所指定的n2个位元件的数据右移或左移n2 位，其说明如图864所示。 例如，对于图8-64（a）的位右移指令的梯形图，当X010由OFFON时，D（）内（M0M15）16位数据连同S （）内（X000X003）4位元件的数据向右移4位，（X000X003）4位数据从D（）的高位端移入，

6、而D（）的低位M0M3数据移出（溢出）。若图中n2=1，则每次只进行1位移位。同理，对于图8-64（b）的位左移指令的梯形图移位原理也类同。 用脉冲执行型指令时，X000由OFFON变化时指令执行一次，进行n2位移位；而用连续指令执行时，移位操作是每个扫描周期执行一次，使用该指令时必须注意。n 2 = 4 位 右 移(a) 位 右 移 指 令 使 用 说 明M 1 5M 1 4M 1 3M 1 2M 1 1M 1 0M 8M 9M 7M 6M 5M 4M 3M 2M 1M 0X 0 0 3X 0 0 2 X 0 0 1 X 0 0 0X010D n 1n 2S K 1 6K 4F N C 3

7、4S F T RX 0 0 0M 0 M 3 M 0 溢 出 M 7 M 4 M 3 M 0 M11 M 8 M 7 M 4 M15 M12 M11 M 8 X003 X000 M15 M12M 1 5M 8M 0(b) 位 左 移 指 令 使 用 说 明M 1 4M 1 3M 1 2M 1 1M 1 0M 9M 7M 6M 5M 4M 3M 2M 1X010D n 1n 2S K 1 6K 4F N C 3 5S F T LX 0 0 0M 0 M15 M12 溢 出 M11 M 8 M15 M12 M 7 M 4 M11 M 8 M 3 M 0 M 7 M 4 X003 X000 M 3

8、M 0n 2 = 4 位 左 移 X 0 0 2 X 0 0 1 X 0 0 0X 0 0 3M 1 5M 8M 0图8-64 位移位指令使用说明 FX-TRN-BEG-CL E-6FX-TRN-BEG-CL E-6实验二实验二 装配流水线的控制装配流水线的控制 一、实验目的一、实验目的 掌握应用PLC技术设计工艺生产控制系统的思想和方法，掌握PLC的编程技巧和程序调试方法，训练解决工程实际控制问题的能力。二、实验仪器设备二、实验仪器设备 THPLC2型可编程序控制器模拟实验箱。 其中配备的主机为日本三菱FX1N40MR型可编程序控制器，实验面板中设有多个实验区，本实验对应的实验区为“装配流水

9、线控制的模拟”实验区。 个人计算机。 FX-422CAB型RS-422缆线或FX-422CAB-150型RS-422缆线。 FX系列PLC编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C。三、控制要求三、控制要求 在装配流水线上，设置有三个装配操作工位（在装配流水线上，设置有三个装配操作工位（A A、B B、C C）、四节传送带（）、四节传送带（D D、E E、F F、G G）和一个仓库（）和一个仓库（H H），各部分由信号灯模拟。控制过程如下：），各部分由信号灯模拟。控制过程如下：（1 1）第一阶段）第一阶段, ,四节传送带四节传送带D D、E E、F F、G G依次工作依次工作1 1秒，然后操作工

10、位秒，然后操作工位A A工作工作3 3秒秒; ;（2 2）第二阶段，四节传送带）第二阶段，四节传送带D D、E E、F F、G G依次工作依次工作1 1秒，然后操作工位秒，然后操作工位B B工作工作3 3秒秒; ;（3 3）第三阶段，四节传送带）第三阶段，四节传送带D D、E E、F F、G G依次工作依次工作1 1秒，然后操作工位秒，然后操作工位C C工作工作3 3秒秒; ;（4 4）第四阶段，四节传送带）第四阶段，四节传送带D D、E E、F F、G G依次工作依次工作1 1秒，然后仓库秒，然后仓库H H工作工作3 3秒；秒；按下启动按钮时，上述过程顺序进行，四个阶段为一个控制周期，如此不

11、断地按下启动按钮时，上述过程顺序进行，四个阶段为一个控制周期，如此不断地循环工作。循环工作。 按下停止按钮时，装配流水线停止工作。按下停止按钮时，装配流水线停止工作。四、系统配置四、系统配置1 1、根据控制要求画出、根据控制要求画出PLCPLC的的I/OI/O分配图；分配图；2 2、根据控制要求画出实验的接线示意图。、根据控制要求画出实验的接线示意图。五、程序设计五、程序设计 要求在梯形图（采用移位功能指令）和状态转移图两种编程方法中要求在梯形图（采用移位功能指令）和状态转移图两种编程方法中，选择，选择一种为进行程序设计的必做项目，另外一种则为进行程序设计的选做项目。一种为进行程序设计的必做项

12、目，另外一种则为进行程序设计的选做项目。在装配流水线上，设置有三个装配操作工位在装配流水线上，设置有三个装配操作工位（A、B、C）、四节传送带四节传送带（D、E、F、G）和一个仓库和一个仓库（H），各部分由，各部分由信号灯模拟。由两个按钮控制启动和停止。工作过程如下：信号灯模拟。由两个按钮控制启动和停止。工作过程如下： 1s1s1s1s3sC1C2C3C4C10C20C30C407s7s7s7s( (传送传送D) ) Y3( (传送传送E) ) Y4( (传送传送F) ) Y5( (传送传送G) ) Y6( (装配装配A) ) Y0( (装配装配B) ) Y1( (装配装配C) ) Y2( (

13、仓库仓库H) ) Y7C5传送传送 D传送传送 E传送传送 F传送传送 G装配装配 A装配装配 B装配装配 C仓库仓库 HFX-TRN-BEG-CL F-3FX-TRN-BEG-CL F-3实验三实验三 十字路口交通灯控制十字路口交通灯控制 一、实验目的一、实验目的 掌握用PLC构成十字路口交通信号灯控制系统的配置方法、编程技巧和程序调试方法，了解应用PLC技术解决实际问题的全过程。二、实验仪器设备二、实验仪器设备 THPLC2型可编程序控制器模拟实验箱 其中配备的主机为日本三菱FX1N40MR型可编程序控制器，实验面板中设有多个实验区，本实验对应的实验区为十字路口交通灯模拟控制实验区。 个人

14、计算机 FX-422CAB型RS-422缆线或FX-422CAB-150型RS-422缆线 FX系列PLC编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C三、实验内容三、实验内容 信号灯的动作受开关（或按钮）总体控制。启动后，信号灯系统按表1所列的具体控制要求工作，并周而复始地循环进行；停止后，信号灯全部熄灭。表表1 十字路口交通信号灯及模拟车灯控制要求十字路口交通信号灯及模拟车灯控制要求 四、系统配置四、系统配置根据信号灯控制要求进行PLC的I/O分配，设计PLC的I/O配置图。五、程序设计五、程序设计根据控制要求，采用三种不同的方式进行程序设计： 1、采取顺序功能图（状态转移图）的程序设计方法，使

15、用STL指令的编程方式；（1）采用两个按钮控制启动和停止两个按钮控制启动和停止，设计单流程的状态转移图；（2）采用一个按钮控制启动和停止一个按钮控制启动和停止，设计单流程的状态转移图；（3）采用一个开关控制启动和停止一个开关控制启动和停止，设计多流程的状态转移图； 2、采取顺序功能图的程序设计方法，使用起保停电路的编程方式； 3、采取顺序功能图的程序设计方法，使用以转换为中心的编程方式； 六、程序的写入、运行与调试六、程序的写入、运行与调试 采用FX系列PLC编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C进行程序的写入。采取梯形图编程或指令表编程的程序写入方法。 运行并调试程序，记录运行调试过程，分

16、析控制效果。七、实验报告要求七、实验报告要求 要求每位学生根据上述一至六项内容，独立完成一份实验报告。 采用采用两个按钮控制启动和停止两个按钮控制启动和停止，设计单流程的状态转移图，设计单流程的状态转移图一个按钮控制启动和停止一个按钮控制启动和停止，设计单流程的状态转移图，设计单流程的状态转移图 一个开关控制启动和停止一个开关控制启动和停止，设计多流程的状态转移图，设计多流程的状态转移图2、采取顺序功能图的程序设计方法，使用起保停电路的编程方式；6.1 6.1 使用起保停电路的编程方式使用起保停电路的编程方式3 3、采取顺序功能图的程序设计方法，使用以转换为中心的编程、采取顺序功能图的程序设计

17、方法，使用以转换为中心的编程方式；方式；6.26.2以转换为中心的编程方式以转换为中心的编程方式实验四实验四 搬运机械手的控制搬运机械手的控制 一、实验目的一、实验目的 掌握应用PLC技术设计工艺生产控制系统的思想和方法，了解具有多种工作方式的控制系统的组成，掌握PLC的编程技巧和程序调试方法，训练解决工程实际控制问题的能力。二、实验仪器设备二、实验仪器设备 THPLC2型可编程序控制器模拟实验箱。 其中配备的主机为日本三菱FX1N40MR型可编程序控制器，实验面板中设有多个实验区，本实验对应的实验区为“机械手动作的模拟”实验区。 个人计算机。 FX-422CAB型RS-422缆线或FX-42

18、2CAB-150型RS-422缆线。 FX系列PLC编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C。三、控制要求三、控制要求有一搬运工件的机械手，其操作是将工件从左工作台搬到右工作台，工艺流程如附图示。 机械手通常位于原点，HL为原点指示灯。SQ1为下限位开关， SQ2为上限位开关， SQ3、SQ4分别为右限位开关和左限位开关。机械的上下左右移动以及工件的夹紧，均由电磁阀驱动气缸来实现。电磁阀YV1控制机械手下降，YV2负责夹紧工件，YV3使机械手上升，YV4控制机械手右移，YV5控制机械手左移。搬取工件时，按下启动按钮1SB，则： 机械手先由原点下降，碰到下限位开关SQ1后，停止下降； 夹紧电磁阀

19、YV2动作将工件夹紧，为保证工件可靠夹紧，机械手在该位置等待3s； 待夹紧后，机械手开始上升，碰到上限位开关SQ2后，停止上升； 改向右移动，移到右限位开关SQ3位置时，停止右移； 改为下降，至碰到下限位开关SQ1时，停止下降； 机械手将工件松开，放在右工作台上，为确保可靠松开，机械手在该位置停留2s； 然后上升，碰到上限位开关SQ2后，停止上升； 改为左移，回到原点，压在左限位开关SQ4和上限位开关SQ2上，机械手停在原位。 然后自动重复上述工序，重复1次后使报警信号灯HL发出亮0.5s、灭0.5s的闪光信号，20s后停止报警。再按下启动按钮时，又重新执行上述过程。四、系统配置四、系统配置根

20、据控制要求设计PLC的I/O配置图。五、程序设计五、程序设计根据控制要求采用两种不同的方式进行程序设计：1、采取顺序功能图（状态转移图）的程序设计方法，使用STL指令的编程方式；2、采取顺序功能图的程序设计方法，使用应用指令的编程方式。六、程序的写入、运行与调试六、程序的写入、运行与调试采用FX系列PLC编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C进行程序的写入。对梯形图，采取梯形图的程序写入方法；对状态转移图，采取指令表的程序写入方法。运行调试程序，记录运行调试过程，分析控制效果。七、实验报告要求七、实验报告要求要求每位学生根据上述一至六项内容，独立完成一份实验报告。具有多种工作方式的系统的编程

21、方式具有多种工作方式的系统的编程方式 顺序控制设计法中，顺序控制设计法中， 顺序功能图顺序功能图 ( (又称功能表图或状态转移图又称功能表图或状态转移图) )中的中的“步步”， 可以采用两种元件：状态可以采用两种元件：状态S、辅助继电器、辅助继电器M， 从而使梯形图有多种编程方式。从而使梯形图有多种编程方式。 顺序控制梯形图的编程方式顺序控制梯形图的编程方式u 使用使用STL指令的编程方式指令的编程方式 v 使用起保停电路的编程方式使用起保停电路的编程方式 w 以转换为中心的编程方式以转换为中心的编程方式 x 使用使用SFTL指令的编程方式指令的编程方式 “步步”采用采用辅助继电器辅助继电器M

22、“步步”采用状态采用状态S在装配流水线上，设置有三个装配操作工位在装配流水线上，设置有三个装配操作工位（A、B、C）、四节传送带四节传送带（D、E、F、G）和一个仓库和一个仓库（H），各部分由，各部分由信号灯模拟。由两个按钮控制启动和停止。工作过程如下：信号灯模拟。由两个按钮控制启动和停止。工作过程如下： 1s1s1s1s3sC1C2C3C4C10C20C30C407s7s7s7s( (传送传送D) ) Y0( (传送传送E) ) Y1( (传送传送F) ) Y2( (传送传送G) ) Y3( (装配装配A) ) Y4( (装配装配B) ) Y5( (装配装配C) ) Y6( (仓库仓库H)

23、) Y7C5传送传送 D传送传送 E传送传送 F传送传送 G装配装配 A装配装配 B装配装配 C仓库仓库 H 有一个用四条皮带运输机的传送系统，有一个用四条皮带运输机的传送系统， 分别用四台电动机带动单向运行。分别用四台电动机带动单向运行。 起动时，先起动最末一条皮带机，起动时，先起动最末一条皮带机， 经过经过5 5秒延时，再依次起动其它皮带机。秒延时，再依次起动其它皮带机。 停止时，应先停止最前一条皮带机，停止时，应先停止最前一条皮带机， 待料运送完毕后再依次停止其它皮带机。待料运送完毕后再依次停止其它皮带机。 当某条皮带机发生故障时，当某条皮带机发生故障时， 该皮带机及其前面的皮带机立即停

24、止，该皮带机及其前面的皮带机立即停止， 而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。 例如例如M2M2故障，故障，M1M1、M2M2立即停止，立即停止， 经经5 5秒延时后，秒延时后，M3M3停止，再过停止，再过5 5秒，秒，M4M4停止。停止。 要求采用状态转移图的方法进行程序设计。要求采用状态转移图的方法进行程序设计。红灯亮红灯亮2启动启动4s到到134送电送电红灯亮红灯亮延时延时4s绿灯亮绿灯亮绿灯亮绿灯亮延时延时6s黄灯亮黄灯亮延时延时5s6s到到5s到到S0Y0Y0M8002X0S20T0K40Y1T0S21T1K60Y1Y2T1S22T2K50T2R

25、ETEND使用起保停电路使用起保停电路以转换为中心以转换为中心使用起保停电路使用起保停电路以转换为中心以转换为中心表表1 1 十字路口交通信号灯及模拟车灯控制要求十字路口交通信号灯及模拟车灯控制要求十字路口交通灯控制十字路口交通灯控制I/O分配红黄绿小车东西Y5（Y0） Y4 （Y1） Y3 （Y2）Y7南北Y2 （Y20）Y1 （Y22）Y0 （Y23）Y6五、程序设计五、程序设计根据控制要求，采用三种不同的方式进行程序设计：根据控制要求，采用三种不同的方式进行程序设计： 1 1、采取顺序功能图（状态转移图）的程序设计方法，使用、采取顺序功能图（状态转移图）的程序设计方法，使用STLSTL指

26、令的编程方式；指令的编程方式；（1 1）采用两个按钮控制启动和停止，设计单流程的状态转移图；）采用两个按钮控制启动和停止，设计单流程的状态转移图；（2 2）采用一个按钮控制启动和停止，设计单流程的状态转移图；）采用一个按钮控制启动和停止，设计单流程的状态转移图；（3 3）采用一个开关控制启动和停止，设计多流程的状态转移图；）采用一个开关控制启动和停止，设计多流程的状态转移图； 2 2、采取顺序功能图的程序设计方法，使用起保停电路的编、采取顺序功能图的程序设计方法，使用起保停电路的编程方式；程方式； 3 3、采取顺序功能图的程序设计方法，使用以转换为中心的、采取顺序功能图的程序设计方法，使用以转

27、换为中心的编程方式；编程方式；（1 1）采用两个按钮控制启动和停止，设计单流程的状态转移图）采用两个按钮控制启动和停止，设计单流程的状态转移图 （2 2）采用一个按钮控制启动和停止，设计单流程的状态转移图）采用一个按钮控制启动和停止，设计单流程的状态转移图 （3 3）采用一个开关控制启动和停止，设计多流程的状态转移图）采用一个开关控制启动和停止，设计多流程的状态转移图 2 2、采取顺序功能图的程序设计方法，使用起保停电路的编程方式；、采取顺序功能图的程序设计方法，使用起保停电路的编程方式； 3 3、采取顺序功能图的程序设计方法，使用以转换为中心的编程方式、采取顺序功能图的程序设计方法，使用以转

28、换为中心的编程方式 机械手控制示意图实验四实验四 搬运机械手的控制搬运机械手的控制 实验四实验四 搬运机械手的控制搬运机械手的控制 一、实验目的一、实验目的 掌握应用PLC技术，了解具有多种工作方式的控制系统的组成，掌握PLC的编程技巧和程序调试方法，训练解决。二、实验仪器设备二、实验仪器设备 1、THPLC2型可编程序控制器模拟实验箱。 其中配备的主机为日本三菱FX1N40MR型可编程序控制器，实验面板中设有多个实验区，本实验对应的实验区为“。 2、个人计算机。 3、FX-422CAB型RS-422缆线或FX-422CAB-150型RS-422缆线。 4、FX系列PLC编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C。三、控制要求三、控制要求 有一搬