电器及可编程序控制器实验

电器及可编程序控制器实验第一页，共六十一页，编辑于2023年，星期一

第五节循环与移位指令及其应用

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。第二页，共六十一页，编辑于2023年，星期一（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8－30所示。表8－30位移位指令的要素

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FNC34◥（16）SFTRSFTR（P）X、Y、M、SY、M、SK、Hn2≤n1≤1024SFTR、SFTRP…9步位左移FNC35◥（16）SFTLSFTL（P）SFTL、SFTLP…9步第三页，共六十一页，编辑于2023年，星期一

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8－64所示。例如，对于图8-64（a）的位右移指令的梯形图，当X010由OFF→ON时，D（·）内（M0～M15）16位数据连同S（·）内（X000～X003）4位元件的数据向右移4位，（X000～X003）4位数据从D（·）的高位端移入，而D（·）的低位M0～M3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OFF→ON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。第四页，共六十一页，编辑于2023年，星期一图8-64位移位指令使用说明FX-TRN-BEG-CLE-6第五页，共六十一页，编辑于2023年，星期一实验二装配流水线的控制

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

THPLC－2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FX1N－40MR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。第六页，共六十一页，编辑于2023年，星期一三、控制要求在装配流水线上，设置有三个装配操作工位（A、B、C）、四节传送带（D、E、F、G）和一个仓库（H），各部分由信号灯模拟。控制过程如下：（1）第一阶段,四节传送带D、E、F、G依次工作1秒，然后操作工位A工作3秒;（2）第二阶段，四节传送带D、E、F、G依次工作1秒，然后操作工位B工作3秒;（3）第三阶段，四节传送带D、E、F、G依次工作1秒，然后操作工位C工作3秒;（4）第四阶段，四节传送带D、E、F、G依次工作1秒，然后仓库H工作3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，如此不断地循环工作。按下停止按钮时，装配流水线停止工作。四、系统配置1、根据控制要求画出PLC的I/O分配图；2、根据控制要求画出实验的接线示意图。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，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。第七页，共六十一页，编辑于2023年，星期一7.4实现顺序控制的其它方法例：装配流水线控制在装配流水线上，设置有三个装配操作工位（A、B、C）、四节传送带（D、E、F、G）和一个仓库（H），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：

1s1s1s1s3sC1C2C3C4C10C20C30C407s7s7s7s(传送D)Y3(传送E)Y4(传送F)Y5(传送G)Y6(装配A)Y0(装配B)Y1(装配C)Y2(仓库H)Y7C5第八页，共六十一页，编辑于2023年，星期一FX-TRN-BEG-CLD-3传送D传送E传送F传送G装配A装配B装配C仓库H第九页，共六十一页，编辑于2023年，星期一7.4实现顺序控制的其它方法例：装配流水线控制传送D传送E传送F传送G装配A装配B装配C仓库HⓑⓐⓐⓑFX-TRN-BEG-CLF-3第十页，共六十一页，编辑于2023年，星期一实验三十字路口交通灯控制

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

THPLC－2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FX1N－40MR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。第十一页，共六十一页，编辑于2023年，星期一表1十字路口交通信号灯及模拟车灯控制要求

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。第十二页，共六十一页，编辑于2023年，星期一五、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，使用STL指令的编程方式；（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；（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；（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；

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，分析控制效果。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。第十三页，共六十一页，编辑于2023年，星期一第十四页，共六十一页，编辑于2023年，星期一7.3多流程步进顺序控制例：十字路口交通灯控制状态转移图（单流程）

ⓐⓐ第十五页，共六十一页，编辑于2023年，星期一采用两个按钮控制启动和停止，设计单流程的状态转移图第十六页，共六十一页，编辑于2023年，星期一一个按钮控制启动和停止，设计单流程的状态转移图第十七页，共六十一页，编辑于2023年，星期一7.3多流程步进顺序控制例：十字路口交通灯控制状态转移图

（并行流程）

第十八页，共六十一页，编辑于2023年，星期一一个开关控制启动和停止，设计多流程的状态转移图第十九页，共六十一页，编辑于2023年，星期一2、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使用起保停电路的编程方式第二十页，共六十一页，编辑于2023年，星期一第二十一页，共六十一页，编辑于2023年，星期一第二十二页，共六十一页，编辑于2023年，星期一3、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；6.2以转换为中心的编程方式第二十三页，共六十一页，编辑于2023年，星期一第二十四页，共六十一页，编辑于2023年，星期一第二十五页，共六十一页，编辑于2023年，星期一实验四搬运机械手的控制

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

THPLC－2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FX1N－40MR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-422CAB-150型RS-422缆线。

FX系列PLC编程软件SWOPC-FXGP/WIN-C。第二十六页，共六十一页，编辑于2023年，星期一三、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：①机械手先由原点下降，碰到下限位开关SQ1后，停止下降；②夹紧电磁阀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；③待夹紧后，机械手开始上升，碰到上限位开关SQ2后，停止上升；④改向右移动，移到右限位开关SQ3位置时，停止右移；⑤改为下降，至碰到下限位开关SQ1时，停止下降；⑥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；第二十七页，共六十一页，编辑于2023年，星期一⑦然后上升，碰到上限位开关SQ2后，停止上升；⑧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。第二十八页，共六十一页，编辑于2023年，星期一四、系统配置根据控制要求设计PLC的I/O配置图。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。第二十九页，共六十一页，编辑于2023年，星期一8.1应用指令的类型及使用要素例：搬运机械手的控制具有多种工作方式的系统的编程方式

第三十页，共六十一页，编辑于2023年，星期一8.1应用指令的类型及使用要素例：搬运机械手的控制第三十一页，共六十一页，编辑于2023年，星期一8.1应用指令的类型及使用要素例：搬运机械手的控制第三十二页，共六十一页，编辑于2023年，星期一8.1应用指令的类型及使用要素例：搬运机械手的控制IST指令输入元件号的处理(M重排)第三十三页，共六十一页，编辑于2023年，星期一8.1应用指令的类型及使用要素例：搬运机械手的控制状态梯形图(步进梯形图)第三十四页，共六十一页，编辑于2023年，星期一8.1应用指令的类型及使用要素例：搬运机械手的控制IST指令功能的等效图第三十五页，共六十一页，编辑于2023年，星期一

顺序控制设计法中，顺序功能图(又称功能表图或状态转移图)中的“步”，可以采用两种元件：状态S、辅助继电器M，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使用STL指令的编程方式使用起保停电路的编程方式以转换为中心的编程方式使用SFTL指令的编程方式第四节

实现顺序控制的其它方法“步”采用辅助继电器M“步”采用状态S第三十六页，共六十一页，编辑于2023年，星期一7.4实现顺序控制的其它方法例：装配流水线控制在装配流水线上，设置有三个装配操作工位（A、B、C）、四节传送带（D、E、F、G）和一个仓库（H），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：

1s1s1s1s3sC1C2C3C4C10C20C30C407s7s7s7s(传送D)Y0(传送E)Y1(传送F)Y2(传送G)Y3(装配A)Y4(装配B)Y5(装配C)Y6(仓库H)Y7C5第三十七页，共六十一页，编辑于2023年，星期一7.4实现顺序控制的其它方法例：装配流水线控制传送D传送E传送F传送G装配A装配B装配C仓库Hⓑⓐⓐⓑ第三十八页，共六十一页，编辑于2023年，星期一7.4实现顺序控制的其它方法例：四节传送带的控制

系统控制要求：

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。

⑴起动时，先起动最末一条皮带机，经过5秒延时，再依次起动其它皮带机。⑵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。⑶

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止，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。

例如M2故障，M1、M2立即停止，经5秒延时后，M3停止，再过5秒，M4停止。要求采用状态转移图的方法进行程序设计。第三十九页，共六十一页，编辑于2023年，星期一7.4实现顺序控制的其它方法例：信号灯的控制红灯亮2启动4s到134送电红灯亮延时4s绿灯亮绿灯亮延时6s黄灯亮延时5s6s到5s到S0Y0Y0M8002X0S20T0K40Y1T0S21T1K60Y1Y2T1S22T2K50T2RETEND第四十页，共六十一页，编辑于2023年，星期一7.4实现顺序控制的其它方法例：信号灯的控制第四十一页，共六十一页，编辑于2023年，星期一7.4实现顺序控制的其它方法例：信号灯的控制使用起保停电路以转换为中心第四十二页，共六十一页，编辑于2023年，星期一7.4实现顺序控制的其它方法例：多流程的控制使用起保停电路第四十三页，共六十一页，编辑于2023年，星期一7.4实现顺序控制的其它方法例：多流程的控制ⓐⓐ以转换为中心第四十四页，共六十一页，编辑于2023年，星期一表1十字路口交通信号灯及模拟车灯控制要求第四十五页，共六十一页，编辑于2023年，星期一第四十六页，共六十一页，编辑于2023年，星期一十字路口交通灯控制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，使用STL指令的编程方式；（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；（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；（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；

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；第四十七页，共六十一页，编辑于2023年，星期一（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第四十八页，共六十一页，编辑于2023年，星期一（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第四十九页，共六十一页，编辑于2023年，星期一（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第五十页，共六十一页，编辑于2023年，星期一2、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；第五十一页，共六十一页，编辑于2023年，星期一3、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第五十二页，共六十一页，编辑于2023年，星期一实验四搬运机械手的控制第五十三页，共六十一页，编辑于2023年，星期一三、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：①机械手先由原点下降，碰到下限位开关SQ1后，