《可编程控制器原理》实验教案

～学年度第学期《可编程控制器原理》实验教案刘东汉实验学时：8实验班级：教材指导书：自编试验指导书机电工程学院

实验一PLC认识及基本指令实验二、实验类型、分组及实验器材实验类型和方式：本实验属验证实验，采用原理讲解和独自实验的方式；学时数和分组人数：学时为2学时，每小组5人；每组PLC-2型可编程控制器实验台1套、PC机1台；编程电缆1根、连接导线若干；三、一、实验目的1．熟悉和掌握常用基本指令的使用方法2．熟悉编程器的使用方法3．学会PLC-2型实验台的使用方法和法国和法国女股份 1．基本指令实验（LD、LDI、OUT、AND、ANI、OR、ORI、ORB） =1\*GB2⑴ 运算开始和线圈、定时器LDIK19LDLDIK19LDX001X000T0OUT ——||———————（Y000）————|/|———————（M100）——母线 母线——（T0）—— ——||———————（Y001）—— ——————————［END］—— 指令表 0 LD X000 与母线连接 1 OUT Y000 2 LDI X001 3 OUT M001 驱动指令 4 OUT T0 驱动定时器指令 （SP） K19 设定常数 7 LD T0 8 OUT Y001 9 END输入上面程序，运行观察结果=2\*GB2⑵ 触点的串联连接ANDANDX003X002X003X002X000X001ANI ——||——||—————(Y001)—————||——|/|—————(Y002)—————(Y003)—————————————［END］—— 输入以上程序，运行观察结果0 LD X0001 AND X0012 OUT Y0013 LD X0024 ANI X0035 OUT Y0026 OUT Y0037 END=2\*GB2⑵ 触点并联连接梯形图X006X004X006X004X005ORIOR ——||———————（Y005）—— ——||————|/|————————————［END］—— 0 LD X004 1 OR X006 2 ORI X005 3 OUT Y005 4 END输入上面程序，运行观察结果=3\*GB2⑶ 串联电路的并联连接X002X000X002X000X004ORBORBX003X001X005 ——||——||————（Y006）—— ——||——||————|/|——||————————————［END］——输入上面程序，运行观察结果 0 LD X0001 AND X0012 LD X0023 AND X0034 ORB5 LDI X0046 AND X005ORBOUT Y006END=4\*GB2⑷ 并联电路块的串联连接X002X000X002X000X004ANBORBX003X001X005LD ——||——||—||——（Y006）— ——||——|/|—||——X006X006—||X00X003——||————————OROR——————————［END］——输入上面程序，运行观察结果0 LD X0001 OR X0012 LD X002分支起点3 AND X003 4 LDI X0045 AND X005ORB 并联块结束OR X006ANB 与前面电路块串联连接OR X003OUT Y006END2．实现下列组合电路的编程=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以上实验中，输入信号接实验台上的开关或按钮，输出LED接发光管。实验二定时器、计数器实验一、实验目的熟悉和掌握计数器指令的应用熟悉和掌握定时器指令的应用。熟悉掌握计数器/定时器内部时基脉冲参数的设置二、实验类型、分组及实验器材实验类型和方式：本实验属验证实验，采用原理讲解和独自实验的方式；学时数和分组人数：学时为2学时，每小组5人；每组PLC-2型可编程控制器实验台1套、PC机1台；编程电缆1根、连接导线若干；三、实验原理与实验步骤计数器指令指令、名称功能电路表示和可用元件程序步OUT输出计数器线圈驱动—||———（C）———K32位计数器：516位计数器：3RST复位输出触点的复位当前值的清零—||———[RSTC]——2 FX0N系列PLC的通用计数器个数为16个（C0~C15），锁存用计数器的个数也为16个（C16~C31），每个计数器均为16位，指令步数为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为C0复位信号，接实验台上按钮P0。X1为C0的计数脉冲输入，接实验台上的按钮P1。Y0为C0的输出信号，接实验台上的LED发光管L0。波形图如图4.1所示输入运行以上程序，观察运行结果。1010987612345X0X1123456789101112131415当前数据C0（Y0）图4.1定时器指令指令、名称功能电路表示和可用元件程序步OUT输出定时器线圈驱动—||———（T）———K3RST复位输出触点的复位—||———[RSTT]——2FX0N系列PLC有63个100ms定时器T0~T62，1个1ms定时器T63，当M8028被驱动时，即（M8028=1），定时器T32~T62改为10ms定时器。 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输入程序,检查是否正确。运行程序，X0接K0，Y0接L0，X0合上，Y0为1s闪一次。T0、T1定时器的时基脉冲为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实验步骤同上一例子一样，观察X1合上对Y0输出有什么影响，X1接K1。X1合上（K1为ON），可以看到Y0每0.1s闪一次，X1关闭（K1为OFF），Y0每1s闪一次。说明M8028影响T32~T62的时基脉冲。定时器/计数器实验输入下列程序，观察输出结果。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为启动信号。接K0，Y0为1s脉冲发生器，输出显示接L0，X1为C0（Y1）复位信号，接P0，Y1输出接L15。输入程序，并检查是否正确。实验三步进顺控指令实验一、实验目的1．熟悉和掌握步进顺控指令STL的使用方法。2．理解和掌握状态元件S在步进顺控程序中的应用。3．进一步熟悉以上介绍的各个指令的编程使用方法。二、实验类型、分组及实验器材1．实验类型和方式：本实验属验证实验，采用原理讲解和独自实验的方式；2．学时数和分组人数：学时为2学时，每小组5人；3．每组PLC-2型可编程控制器实验台1套、PC机1台；4．编程电缆1根、连接导线若干；三、实验原理与实验步骤状态软元件S是PLC的状态寄存器，它在对工序作步进顺控类型的控制程序中起着重要的作用。它与步进顺控指令STL组合使用。在三菱FX2N系列PLC中，S0~S9（10点）为初始状态用，S10~S19(10点)为返回原电用，S20~S499(480点)为通用状态继电器，S500~S899(400点)为停电保持状态器。这些状态寄存器若不在顺控指令中使用，也可作为辅助继电器（M）使用。各状态软元件常开、常闭次数不受限制。状态转移图（SFC，顺序功能图）适用于表示机械动作的流程，顺序控制图(STL)是以继电器阶梯图的形式表示，具有综合表达负载驱动电路与转移条件电路的特点。指令助记符及说明 步进梯形图指令(STL)是利用内部软元件状态(S)，在顺控程序上进行工序步进形控制的指令。返回(RET)是表示状态(S)流程的结束，用于返回主程序(母线)的指令。2、编程与动作子母线主母线子母线主母线STLS20OUTY0LDX1SETS21STLS21OUTY1LDX2…a)顺序功能图b)梯形图c)指令表主母线子母线主母线子母线状态转移图和步进顺控图表达的都是同一个程序，它的优点是可以让编程者每次只考虑一个状态，而不用考虑其它的状态，使编程更容易。另外，状态的顺序可自由选择，不一定非按S编号的顺序选用。但是在一系列指令的最后，必须写入RET指令。说明：在STL电路中，不能用MC指令。MPS指令也不能紧跟在STL触点后使用。1、用步进顺控指令实现下图所示波形，使Y0、Y1、Y2每隔1s顺序输出，并循环。根据顺序功能图绘制步进梯形图和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实验步骤： 1）输入程序检查使其正确。 2）Y0~Y2分别接实验台上的L0~L2。 3）运行程序，观察Y0、Y1、Y2的输出是否和波形一致。4）改变定时器的定时时间常数，再次运行程序，观察输出情况。思考：充分理解上图中的步进顺控程序的编制，在此基础上编制下面的步进顺孔程序，使Y0、Y1、Y2、Y3按每隔1s的顺序输出，循环往复。要求输出波形如下图3.2所示。Y0Y1Y2Y3图3.2输出波形图按上述波形图设计，其顺控图如下：顺控图STLS20S3S20S3RETENDS21S22———||————[SETS3]—————（Y0）K10T0———（T0）—————（Y1）K10T1———（T1）—————（Y2）K10T2———（T2）—————（Y3）K10T3———（T3）S3图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实验步骤：①按顺控图和指令表编制输入程序。②检查程序是否正确。③Y0~Y3分别接实验台上的L0~L3，运行程序观察输出结果是否和波形图一致。2、选择性分支及汇合指令实验指令表：LDM8002STLS23SETS3OUTY3STLS3SETS24OUTY1STLS24LDX1OUTY4SETS22LDX5LDX3OUTS3SETS23RETSTLS22ENDOUTY2LDX2SETS24实验步骤：1）输入程序检查使其正确。2）X1~X5分别接试验台上的按钮P1~P5，Y0~Y4分别接LED灯L0~L4。3）运行程序，先闭合X1，然后闭合X3，观察Y2、Y3有无输出。4）改变X1和X3的闭合顺序，观察Y2和Y3的输出情况。3、并行分支及汇合指令实验实验步骤：1）输入程序检查使其正确。2）X1~X5分别接试验台上的按钮P1~P5，Y0~Y4分别接LED灯L0~L4。3）运行程序，闭合X1，观察Y2和Y4有无输出。4）然后闭合X2、X3和X4，观察Y3、Y5和Y6的输出情况。指令表：LDM8002SETS3STLS3OUTY1LDX1SETS22SETS24STLS22OUTY2LDX2SETS23STLS24OUTY4LDX3SETS25STLS23OUTY3STLS25OUTY5STLS23STLS25LDX4SETS26STLS26OUTY6LDX5OUTS3RETEND实验四交通信号灯PLC自动控制

=1\*DBNUM3一、实验目的掌握十字路口交通信号灯的控制原理。掌握PLC定时器、计数器的使用方法。二、实验类型、分组及实验器材实验类型和方式：本实验属验证实验，采用原理讲解和独自实验的方式；学时数和分组人数：学时为2学时，每小组5人；每组PLC-2型可编程控制器实验台1套、PC机1台；编程电缆1根、连接导线若干；=3\*DBNUM3三、实验原理与实验步骤1．交通信号灯PLC自动控制演示板结构如图4.12．本装置与交通信号实际控制一致，采用LED模拟信号灯，信号灯分东西、南北二组，分别有“红”“黄”“绿”三种颜色。其工作状态由PLC程序控制，“启动”、“停止”按钮分别控制信号灯的启动和停止。“白天/黑夜”开关控制信号灯白天/黑夜转换。对“红”“黄”“绿”灯控制要求如下：=1\*GB2⑴假设东西方向交通比南北方向繁忙一倍，因此东西方向的绿灯通行的时间多一倍。=2\*GB2⑵控制时序要求如图4.2所示。=3\*GB2⑶按下“启动”按钮开始工作，按下“停止”按钮停止工作，“白天/黑夜”开关按下闭合时为黑夜工作状态，这是只有黄灯闪烁，断开时按时序控制图工作。根据具体情况还可增加控制要求，如紧急控制，某一方向绿灯常亮。实验步骤：=1\*GB2⑴打开PLC-2型实验台电源，编程器与PLC连接。=2\*GB2⑵根据具体情况编制输入程序，并检查是否正确。=3\*GB2⑶按图4.3接线，实验台与PLC-DOME001连接，检查连线是否正确。=4\*GB2⑷按下启动按钮，观察运行结果。=4\*DBNUM3四、推荐设计程序清单I/O地址分配清单:输入地址：启动按钮X0 停止按钮X1晚上开关X2输出地址: 红１Y0黄１Y1绿１Y2 红２Y3黄２Y4绿２Y5程序=1\*GB2⑴梯形图=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