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松下PLC实验指导书

可编程序控制器（PLC）实验指导书

（松下FP1—C40型）

昌吉职业技术学院

电气工程系自动化教研室

李燕张涛周春张先进

梯形图编程规则

可编程控制器，其编程元件的编号范围和功能说明如下表所示：

元件名称

代表字母

编号范围

功能说明

输入继电器

X

I0—I17，共24点

接收外部输入设备的信号

输出继电器

Y

Y0—YF，共16点

输出程序执行结果并驱动外部设备

辅助继电器

R

R0—R62F

在程序内部使用，不能提供外部输出

定时继电器

T

T0—T99

延时定时继电器，触点在程序内部使用

计数继电器

C

C100—C143

加/减计数继电器，触点在程序内部使用

梯形图编程规则（一般情况）

1、决定控制系统需要的动作及其次序

使用可编程控制器的最重要一环就是决定控制系统所需要的输入及输出，这主要取决于系统所需的输入及输出接口分立元件。

输入及输出的要求：

一是设定控制系统的输入及输出数目，这可以由系统的输入及输出分立元件的数目直接取得。

本模拟实验装置的输入输出点数是：

FP—C40型，输入输出为24/16点。

二是决定控制先后次序、各个元件的相互关系以及它们能够做出何种反应。

2、对输入及输出目标元件进行编号

每个输入/输出点，包括定时器、计数器、内置继电器等都有一个唯一的对应编号，不能混用。

3、画出梯形图

根据控制系统的控制要求画出梯形图，梯形图有其特定的编制和绘制规则：

①梯形图的每一逻辑行必须从左边母线以接点输入开始，以线圈结束，线圈右边母线可以不画出；

②接点的使用次数可以不受限制；

③在一个程序中，一个线圈只能使用一次，不得重复使用；

④一段完整的梯形图程序必须用END指令（PLC执行程序阶段的结束标志）结束;

⑤编码表的设计原则是：

根据梯形图，按从上到下，从左到右的顺序进行；

⑥梯形图中，触点应该画在水平线上，而不能画在垂直分支上；不包含触点的分支应放在垂直线上，不可放在水平位置，以便于识别触点的组合和对输出线圈的控制路径；不能将触点画在线圈的右边，只能在触点的右边接线圈；在有几个串联回路相并联时，应将触头最多的那个串联回路放在梯形图的最上边。

在有几个并联回路相串联时，应将触点最多的并联回路放在梯形图的最左边。

这种安排，所编制的程序简洁明了，语句较少。

4、用编程器或编程软件输入编制好的程序

5、对程序进行测试、修改

6、保存完成的控制程序

7、在实验台上对所编制的程序进行验证，若与实际操作情况不符，需要做进一步的修改

第一部分基础实验

实验一手持编程器操作及程序编辑练习

一、实验目的

初步掌握可编程控制器和手持编程器的使用方法。

二、预习要求

1．认真阅读实验的内容,了解实验要求。

2．编制一些简单的程序，在实验中验证和掌握所介绍的操作方法。

三、实验内容

1．参照前面介绍的OP-0的操作步骤,清除手持编程器程序内存中的内容。

2．将PLC主机置于“PROG.”方式，输入下面程序（PLC图1—1）。

PLC图1—1

这段程序的功能是：

当X0、X2同时为“ON”，而X5为“OFF”时，或者X1、X5同时为“OFF”，而X3为“ON”时，Y0接通，并启动T5定时器；当YO为“ON”3秒钟后（T5为“ON”），Y1接通；与此同时，通过传送指令将寄存器DT0的内容传送到寄存器WR0中去。

3．运用前面介绍的程序编辑方法，如插入、删除以及查找等操作步骤对你所输入的程序进行必要的修改，以便进一步掌握这些方法。

并运用OP-9功能，对已输入的程序进行自检。

4．将PLC主机置于“RUN”方式，利用输入开关和PLC主机上的输出指示灯观察程序的运行情况。

并运用OP-2、OP-7的监控功能，在运行程序的过程中监视程序中各输入、输出继电器、定时器触点（T5）的状态间因果控制关系，以及定时器的计时过程值（EV5）的变化过程。

然后改写寄存器DTO的内容，并观察DT0向WR0中传送数据的过程。

表1—2程序输入步骤

实验二基本指令练习

一、实验目的

1.掌握基本指令的使用。

2．熟悉PLC编程软件和手持编程器的使用方法。

二、实验设备

1．SL-310可编程控制器实验台。

2．FPⅡ手持编程器。

3．连接导线若干。

三、实验内容及要求

1．将下列程序（PLC图2－1）输入PLC中，观察其运行情况。

PLC图2－1

该程序运行结果为：

1）当XO、X1输入开关都断开时，YO灭，Y1亮。

2）将X1输人开关闭合，主机上输入显示灯x0亮，YO、Yl均保持前状态。

接着，将X1输入开关闭合，主机上输入显示灯X1亮，同时Y0亮，Y1灭。

3）只要XO、X1任何一个断开，YO灭，Y1亮。

2．将下列程序（PLC图2－2）输入PLC中，观察其运行情况。

PLC图2－2

3．将下列程序（PLC图2－3）输入PLC中，观察其运行情况。

PLC图2－3

4．将下列程序（PLC图2－4）输入PLC中，观察其运行情况。

PLC图2－4

四、实验步骤

输入自编程序，进行模拟调试，直至正确为止。

五、实验总结

1．写出各实验的实验报告单。

2．描述运行结果，必要时配合时序图加以说明。

第二部分基础实验

实验一定时指令的应用

一、实验目的

1．进一步熟悉PLC编程软件和手持编程器的使用方法。

2．掌握定时指令的基本应用。

二、实验设备

1．SL-310可编程控制器实验台。

2．FPⅡ手持编程器。

3．连接导线若干。

三、实验内容及要求

1．输入程序

将表1-1中的程序输入PLC中，观察并记录运行结果。

表1-1梯形图程序

2．定时指令的应用

说明：

在FPl一C40型机中有144个定时／计数继电器（TM／CT），用它们可进行定时或计数控制。

在使用时要注意它们是共用继电器序号的，为了避免重复使用造成混乱，一般把TM／CT分区使用，通常0～99为TM区，100之后为CT区（也可通过系统寄存器N0．5对此重新设置），即在使用时，对TM和CT的序号定义为：

TM为T1、T2…CT为C100、C101……。

为T1、T2……；CT为C100、C101……。

TM/CT的预置值均置于同序号的SV寄存器内，经过值也均置于同序号的EV寄存器内。

（一）任务

1）利用TM指令编程，产生连续方波信号输出，其周期设为3s，占空间比为2∶1。

2）设某工件加工过程分为四道工序完成，共需30s，其时序要求如图1—2所示。

X0为运行控制开关，X0=ON时，启动和运行；X0=OFF时停机。

而且每次启动均从第一道工序开始。

利用TM指令实现上述分级定时控制，并观察T1-T4通断情况以及定时器经过值的变化情况。

图1—2时序图

（二）编程提示

1）任务1可通过定时器互锁轮流导通，再由其中一个定时器控制输出。

2）任务2可用4个定时器分别设置4道工序的时间，通过程序依次启动之。

3）用比较指令时要注意，TM是减1定时器。

当预定值30s（K300）开始计数，过5.5s后，其经过值寄存器EV内的值应变为K245（TMX），所以只有当比较结果EV内容≤K245时方可启动下一道工序。

以此类推，即可实现要求和顺序控制过程。

4）用编程器I/O多点监视功能（OP-7）和字监视功能（OP-2），即可同时观察T1-T4的情况以及EV的变化情况。

（三）部分参考程序

任务2程序：

PLC图1－3

四、实验步骤

1．完成PLC电路接线。

2．输入参考程序并编译、下载、调试应用程序。

3．输入自编程序，进行模拟调试，直至正确为止。

五、实验总结

1．写出各实验的实验报告单。

2．描述运行结果，必要时配合时序图加以说明。

实验二计数指令的应用

一、实验目的

1．熟悉计数指令。

2．掌握计数指令的基本应用。

二、实验设备

1．SL-310可编程控制器实验台。

2．FPⅡ手持编程器。

3．连接导线若干。

三、实验内容及要求

1．输入练习程序将表2—1中的程序输入PLC中，观察并记录运行结果。

表2—1梯形图程序及时序图

2．计数指令的应用

（一）任务

1）用CT指令代替TM指令实现图1—2所示的加工工序要求。

2）用一个按钮开关（X2）控制三个灯（Y1、Y2、Y3），开关闭合l号灯亮，再闭合三次2号灯亮，再闭合三次3号灯亮，再闭合一次全灭。

以此反复。

3）用可逆计数指令（F118UDC）实现下述控制过程，其动作时序如图2—2所示：

图2—2时序图

X2=ON加计数从1号灯→3号灯亮

X2=OFF减计数从3号灯→l号灯亮

X3=ON复位全灭

（二）编程提示

1）CT为减1计数器，应先预置数。

计数脉冲可以是内部继电器提供（如任务1）中用PLC内部标准脉冲继电器），也可以是外部开关提供（如任务2）中用X2开关）。

当复位信号到来时，CT重新装入预置数，CT减到“0”时，该继电器为ON。

2）在任务2）中，为了使各个灯能可靠地维持到按下一组开关动作之后再灭，可引用保持指令（KP）。

3）F118UDC为加／减可逆计数器，其加1或减1的功能转换由加/减输人为ON或OFF来决定；当计数到预置值时，该继电器为ON；当复位信号到来时，重新置人预置值。

4）在调试运行上述程序时，均可OP-2用功能监视EV和SV的变化情况。

（三）部分参考程序

任务1

PLC图2－3

四、实验步骤

1．完成PLC电路接线。

2．输入参考程序并编译、下载、调试应用程序。

3．输入自编程序，进行模拟调试，直至正确为止。

五、实验总结

1．写出各实验的实验报告单。

2．描述运行结果，必要时配合时序图加以说明。

实验三传输指令的应用

一、实验目的

1．熟悉传输指令。

2．掌握传输指令的基本应用。

二、实验设备

1．SL-310可编程控制器实验台。

2．FPⅡ手持编程器。

3．连接导线若干。

三、实验内容及要求

（一）任务

1）用传输指令实现Xl=ON时，将“1949．10．1”这组数据分别送入DTO～DT2中，Xl=ON时又可全清且清零优先。

调试运行时，需用寄存器监视功能OP-2监视之。

思考题：

若在上述任务的基础上，增加如下功能：

Xl=ON时，可将DT0～DT2的内容拷贝到以DT3为首的地址区域内，请问程序将如何修改?

2）用传输指令实现输入开关对输出指示灯亮多少的控制。

要求：

（1）开关X0～X6的通、断决定输出指示灯自左向右有多少个亮（或灭）。

（2）开关X7的通、断决定被控灯是亮还是灭。

例：

当X7=OFF，X5=ON时，自左向右有5个灯亮。

此时若将X7=ON，则变为自左向右有5个灯灭。

（二）提示

1）在编写任务2程序时，为了正确显示结果，应将灯状态对应的二进制数变成十六进制数送人中间寄存器WR0中，送入时应引用“DF”指令，然后再将WR0的内容送人WY0中。

例：

X6闭合时，灯的状态应为Y0～Y5亮，Y6、Y7灭。

此时对应的二进制码为00111111，对应的十六进制数则为3FH。

故应在WR0中送入3FH。

2）当X7=OFF时，WR0直接送WYO。

当X7=ON时，WR0求反后送WY0。

（三）部分参考程序

任务1（PLC图3-1）：

PLC图3－1

四、实验步骤

1．完成PLC电路接线。

2．输入参考程序并编译、下载、调试应用程序。

3．输入自编程序，进行模拟调试，直至正确为止。

五、实验总结

1．写出各实验的实验报告单。

2．描述运行结果，必要时配合时序图加以说明。

实验四几种数据移位指令的应用

一、实验目的

1．加深理解数据移位指令的功能。

2．掌握数据移位指令的应用。

二、实验设备

1．SL-310可编程控制器实验台。

2．FPⅡ手持编程器。

3．连接导线若干。

三、实验内容及要求

（一）任务

1）利用移位指令（SR）使输出的16个灯从左至右以秒速度依次亮；当灯全亮后再从左至右依次灭。

如此反复运行。

2）利用左右移位指令（F119LRSR），使一个亮灯以O.2s的速度自左向右移动，到达最右侧后，再自右向左返回左侧。

如此反复。

要求：

X2=ON，移位开始；X2=OFF，清零。

3）试用双向及循环移位指令编写出若干种节日彩灯循环显示的程序，并观察其运行结果。

（二）提示

1）在使用SR指令时要注意，该指令只能对内部继电器（WR）的内容进行位移，所必要通过传输指令，把位移结果送给输出继电器（WYO）。

2）在使用循环移位指令时要注意，这些指令只设有一个输人端，当输入条件满足时，每扫描一次该指令，就将移位一次。

因此若要移位速度受输入量控制，则需加微分指令（DF）。

（三）部分参考程序

任务l（PLC图4—1）。

四、实验步骤

1．完成PLC电路接线。

2．输入参考程序并编译、下载、调试应用程序。

3．输入自编程序，进行模拟调试，直至正确为止。

五、实验总结

1．写出各实验的实验报告单。

2．描述运行结果，必要时配合时序图加以说明。

实验五算术运算指令的应用

一、实验目的

1．加深理解算术运算指令的功能。

2．掌握算术运算指令指令的应用。

二、实验设备

1．SL-310可编程控制器实验台。

2．FPⅡ手持编程器。

3．连接导线若干。

三、实验内容及要求

（一）任务

用BIN算术运算指令完成下式的计算：

要求：

1）X1=ON时计算；X0=ON时全清零。

2）各步运算结果存入DT0～DT6中，记录下来。

思考题：

若要将运行结果与正确答案进行比较，当结果等于550且没有余数时，Y0=ON；否则Y1=ON。

这时程序将如何修改？

（二）参考程序

PLC图5－1

四、实验步骤

输入参考程序，进行模拟调试，直至正确为止。

五、实验总结

1．写出各实验的实验报告单。

2．描述运行结果，必要时配合时序图加以说明。

第三部分综合实验

实验一运料小车控制

一、实验目的

1．熟练使用各基本指令

2．根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法，使学生了解用PLC解决一个实际问题的全过程

二、实验设备

1．SL-310可编程控制器实验台。

2．FPⅡ手持编程器。

3．连接导线若干。

三、实验内容及要求

1．工作原理

有一运料小车如图1—1所示，由单相交流电动机拖动，其主回路与传统继电控制相同，而控制回路可用PLC取代。

如需运料小车前进（对应电机正转），则由PLC通过程序接通某输出触点，再通过该点接通正转接触器线圈，使电机正转。

反之，若小车后退，则PLC将通过另一输出触点接通反转接触器线圈，使电机反转。

若要小车停止，则PLC将输出触点均断开。

同理，行车方向指示灯也如此控制。

整个控制系统所需开关，如行程开关、起动、停车开关及电路短路反馈信号等均可用“输入开关板”实现。

图1—1运料小车示意图

2．动作要求

1）起动后，小车自动返回A点，停车6s，等待装料，然后自动向B点运行。

到达B点后，停车6s，等待卸料，然后自动返回A点。

如此往复。

2）小车运行到任意位置，均可用手动开关令其停车。

再次起动后，小车重复要求1）中的内容。

3）小车前进、后退过程中，分别由指示灯指示行进方向。

4）设有模拟电路短路的反馈信号，发生短路立即停车。

5）小车在A、B两点间运行时间不得超过15s，否则认为出故障，故超过15s应立即停车。

6）I／0分配表

输入XO：

起动开关输出YO：

反转控制（后退）

X1：

A点到位行程开关Yl：

正转控制（前进）

X2：

B点到位行程开关Y2：

后退指示

X3：

停车开关Y3：

前进指示

注意事项：

程序中必须保证正、反转间实现互锁。

参考程序

PLC图1－2

四、实验步骤

1．完成PLC电路接线。

2．输入参考程序并编辑。

3．编译、下载、调试应用程序。

五、实验总结

1．写出各实验的实验报告单。

2．描述运行结果，必要时配合时序图加以说明。

实验二交通信号灯控制

一、实验目的

1．熟练使用各基本指令。

2．根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法，使学生了解用PLC解决一个实际问题的全过程。

二、实验设备

1．SL-310可编程控制器实验台。

2．FPⅡ手持编程器。

3．交通灯模拟实验板

4．连接导线若干。

三、实验内容及要求

1．控制要求：

开关合上后，东西绿灯亮10s后闪3s灭；黄灯亮2s灭；红灯亮15s；绿灯亮……循环，对应东西绿黄灯亮时南北红灯亮15s,接着绿灯亮10s后闪3s灭；黄灯亮2s后，红灯又亮……循环。

十字路口交通灯示意图2-1

十字路口交通灯时序图2-2

2．I/O分配

输入输出

Y0—东西红灯

X0—启动按钮Y1—东西黄灯

Y2—东西绿灯

Y3—南北红灯

Y4—南北黄灯

Y5—南北绿灯

3．参考程序如图2-3

四、实验步骤

1．完成PLC电路接线。

2．输入参考程序并编辑。

（参考程序如图2-3）

3．编译、下载、调试应用程序。

4．通过实验模板，显示出正确运行结果。

五、实验报告

1．写出各实验的实验报告单。

2．描述运行结果，必要时配合时序图加以说明。

PLC图2－3

实验三天塔之光

一、实验目的

1．用PLC构成闪光灯控制系统

2．根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法，使学生了解用PLC解决一个实际问题的全过程

二、实验设备

1．SL-310可编程控制器实验台。

2．FPⅡ手持编程器。

3．交通灯模拟实验板

4．连接导线若干。

三、实验内容及步骤

1．控制要求：

隔灯闪烁：

L3、15、L7、L9、亮ls后灭，接着L2、L4、L6、L8亮，ls后灭，再接着L3、L5、L7，、L9亮，1s后灭，如此循环下去。

2．I／O分配：

输入输出

起动按键—X0L2—YOL3—Y1

停止按键—X1L4—Y2L5—Y3

L6—Y4L7—Y5

L8—Y6L9—Y7

3．按图所示的梯形图输人程序。

4．调试并运行程序。

四、思考练习

1．隔两灯闪烁：

L1、L4、L7亮，1s后灭，接着L2、L5、L8亮，1s后灭，接着L3、L6亮，1s后灭，接着Ll、L4、L7亮，1s后灭……如此循环。

编制程序，并上机调试运行。

2．发射型闪烁：

L1亮，2s后灭，接着L2、L3、L4亮，2s后灭，接着L6、L7、L8亮，2s后灭，接着L1亮，2s后灭……如此循环。

编制程序并上机调试运行。

图3—1天塔之光实验板图3—2天塔之光实验梯形图

五、实验步骤

1．完成PLC电路接线。

2．输入参考程序并编辑。

3．编译、下载、调试应用程序。

六、实验总结

1．写出各实验的实验报告单。

2．描述运行结果，必要时配合时序图加以说明。

实验四自动送料装车系统

一、实验目的

用PLC构成系统自动送料装车系统。

二、实验设备

1．SL-310可编程控制器实验台。

2．FPⅡ手持编程器。

3．自动送料装车系统实验板

4．连接导线若干。

三、实验内容及步骤

1．控制要求：

初始状态：

红灯L1灭，绿灯亮，表示允许汽车开进装料，料斗K2，电动机M1、M2、M3皆为OFF。

当汽车到来时（用S2接通表示），L1亮，L2灭，M3运行，电动机M2在M3通2s后运行，Ml在M2通2s后运行，K2在M1通2s后打开出料。

当料满后（用S2断表示），料斗K2关闭，电动机Ml延时2s后关断，M2在M1停2s后停止，M3在M2停2s后停止，L2亮，L1灭，表示汽车可以开走。

2．I/O分配

输入输出

汽车检测开关S2Xl料斗开关K2Y1

红灯LlY2

绿灯L2Y3

电机M1Y4

电机M2Y5

电机M3Y6

图4－1

3．参考程序如图：

PLC图4－2

4．调试并运行程序。

四、思考练习

根据下述的两种控制要求分别编制不带车辆计数和带车辆计数的自动送料装车系统的控制程序，并上机调试运行。

1．初始状态与前面实验相同。

当料不满（S1为OFF），灯灭，料斗开关K2关闭（OFF）灯灭，不出料，进料开关K1打开（Kl为ON）进料，否则不进料。

当汽车到来时M3运行，电动机M2在M3运行2s后运行，M1在M2运行2s后运行，K2在M1运行2s后打开出料，当料满后（用S2断表示），电动机M1延时2s后关断，M2在M1停2s后停止，M3在M2停2s后停止。

2．控制要求同1，但增加每日装车数的统计功能。

五、实验报告

1．写出各实验的实验报告单。

2．描述运行结果，必要时配合时序图加以说明。

实验五自动售货机

一、实验目的

1．用PLC构成一个自动售货机。

2．掌握完整自动售货机系统程序调试的基本方法和控制原理。

二、实验设备

1．SL-310可编程控制器实验台

2．FPⅡ手持编程器

3．自动售货机实验板

4．连接导线若干

三、实验内容及要求

1．动作要求

1）此自动售货机可投入1元、5元或10元硬币。

2）当投入的硬币总值等于或超过12元时，汽水按钮指示灯亮；当投入的硬币总值超过15元时，汽水、咖啡按钮指示灯都亮。

3）当汽水按钮指示灯亮时，按汽水按钮，则汽水排出7s后自动停止。

汽水排出时，相应指示灯闪烁。

4）当咖啡按钮指示灯亮时，动作同上。

5）若投入的硬币总值超过所需钱数（汽水12元、咖啡15元）时，找钱指示灯亮。

2．I/O分配表及程序清单

I/O分配表：

X0：

一元投币口Y0：

咖啡出口

X1：

五元投币口Y1：

汽水出口

X2：

十元投币口Y2：

咖啡按钮指示灯

X3：

咖啡按钮Y3：

汽水按钮指示灯

X4：

汽水按钮Y7：

找钱指示灯

X7：

记数手动复位

说明：

1）该程序中使用了特殊继电器R9013、R9010、和R901C。

特殊继电器是PLC中十分有用的资源，学会使用它们不但可以节省大量外部资源，有时还可以简化程序。

特殊继电器R9013是上电初始“ON”继电器，而且只接通一个扫描周期。

在程序的初始设置中使用它不但可以省略DF指令，还可以节省一个开关。

R9010是上电后常“ON”继电器。

R901C是内部定时时钟脉冲，可以产生周期为1s，占空比为1:

1的方波脉冲。

在程序中常用作秒脉冲定时信号。

2）该程序还使用了运算指令，如比较指令和加减运算指令，巧妙地实现了投币币值累加，币值多少的判断及找钱等带有一定智能的控制。

充分体现了PLC的优点，这样的控制用传统继电控制是无法实现的。

四、参考程序

PLC图5－1

五、实验步骤

1．完成PLC电路接线。

2．输入参考程序并编辑。

3．编译、下载、调试应用程序。

4．通过实验模板，显示出正确运行结果。

六、实验报告

1．写出各实验的实验报告单。

2．描述运行结果，必要时配合时序图加以说明。

实验六三层楼电梯自动控制

三层楼电梯工作示意图6-1

说明：

本实验作为综合性实验，要求学生自行设计电梯运行的实际动作，并根据动作要