电气控制技术实验指导书.docx
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电气控制技术实验指导书.docx
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电气控制技术实验指导书
实验一基本指令实验
本实验为验证性实验。
一.实验目的
1.熟悉PLC实验箱系统的使用方法;
2.熟悉PLC编程软件及方法;
3.掌握与、或、非等指令;
4.掌握定时器、计数器的使用;
5.熟悉SET置位、RST复位、PLS上升沿微分、PLF下降沿微分指令的编程及使用。
二.实验原理和电路
任何厂家生产的PLC,均有基本的逻辑指令。
三菱FX系列PLC有基本指令20条。
本次实验进行常用的基本指令LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、SET、RST、PLS、PLF、OUT和END等指令的编程操作训练,其余指令训练将在以后实验中进行。
1.LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、OUT、END指令
LD:
取指令。
将动合触点与母线连接。
LDI:
取反指令。
将动断触点与母线连接。
AND:
与指令。
将动合触点与前面的电路串联连接。
ANI:
与反指令。
将动断触点与前面的电路串联连接。
OR:
或指令。
将动合触点与前面的电路并联连接。
ORI:
或反指令。
将动断触点与前面的电路并联连接。
OUT:
输出指令。
线圈驱动。
END:
结束指令。
表示程序结束。
LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI指令的编程元件为X、Y、M、S、T、C;OUT指令的编程元件为Y、M、S、T、C;END指令无编程元件。
LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、OUT、END指令的编程方法如图1.1为例说明。
图1.1语句表:
0LDX0
1OUTY0
2LDIX0
3ANDX1
4OUTM0
5ANIX2
6OUTY1
7LDIX1
8ORX2
9ORIX3
10OUTY2
11END
2.SET、RST、PLS、PLF指令
SET为PLC的置位或称置数指令,RST为PLC的复位或称清零指令。
SET/RST指令用于线圈(Y、S、M)的自保持功能,相当于RS触发器,其中S为置数端,使线圈接通,R为复位端,使线圈复位。
PLS为上升沿微分输出指令,PLF为下降沿微分输出指令。
这两条指令在输入信号的上升沿或下降沿产生一个扫描周期的脉冲。
SET指令的编程元件为Y、M、S;RST指令的编程元件为Y、M、S、D、V、Z、T、C。
PLC、PLF指令的编程元件为Y、M。
SET、RST、PLS、PLF指令的用法如图1.2所示
b)时序图
图1.2SET、RST、PLS、PLF的用法
a)梯形图
3.定时器
定时器的编程方法如图1.3所示。
图1.3语句表:
0LDX0
1OUTT0K123
4LDT0
4OUTY0
5END
操作:
当输入X0接通,驱动定时器线圈T0,开始定时,当达到设定值(12.3s)时,T0常开触点闭合,驱动输出Y0,当X0断开,定时器T0复位,T0的常开触点立即断开。
定时器既可按上述的程序直接指定设定值,也可用数据寄存器间接指定设定值。
4.计数器
计数器的编程方法如图1.4所示。
图1.4语句表:
0LDX0
1RSTC0
2LDX1
3OUTC0
K5
6LDC0
7OUTY0
8END
操作:
在输入X0断开的条件下,输入X1由“断开到闭合”每变化一次,计数器C0就从0开始加“1”计数一次,当加到设定值(5)时,C0常开触点接通,驱动输出Y0;当X0接通,计数器C0复位,其触点也复位。
计数器的设定值既可按上述的程序直接指定,也用数据寄存器来间接指定。
三.实验内容及步骤
(一)与、或、非基本指令实验
1.编程要求
PLC输出Y0为输入X0的非;
PLC输出Y1为X1和X2的与;
PLC输出Y2为X3和X4的或;
2.实验步骤
①按编程要求写出I/O分配表、程序梯形图、程序清单。
②检查程序,使其正确。
③运行该程序,分别接通PLC输入端开关为ON或OFF,观察PLC输出结果,并分别填入对应的操作结果表中。
X0
ON
OFF
Y0
X1
ON
ON
OFF
OFF
X2
ON
OFF
ON
OFF
Y1
X3
ON
ON
OFF
OFF
X4
ON
OFF
ON
OFF
Y2
(二)微分、位操作实验
1.编程要求
Y0为X0微分结果;Y1为X1微分结果;
X0微分结果,置位Y2;X1微分结果,复位Y2。
2.实验步骤
①按编程要求写出I/O分配表、程序梯形图、程序清单。
②检查程序,使其正确。
③运行该程序,观察PLC输出结果。
(三)定时器、计数器的使用。
1.编程要求
编程使PLC输出Y0输出脉冲宽度为3秒、周期为6秒的方波,按下开关K1启动PLC对上述方波脉冲计数,计满10次时,PLC输出Y1接通;按下按钮PB1将PLC输出Y1清零。
2.实验要求
①按编程要求写出I/O分配表、程序梯形图、程序清单。
②检查程序,使其正确。
③运行该程序,观察PLC输出结果。
四.实验仪器与设备
EL型PLC教学实验一台
微机一台
FX-20P-E编程器一台
编程电缆两根
连接导线若干
五.实验报告
1.写出I/O分配表、程序梯形图、程序清单。
2.仔细观察实验现象,认真记录实验中发现的问题、错误、故障及解决方法。
六.实验思考题
1.说明实验箱所用PLC的型号、输入为多少点、输出为多少点?
2.说明PLC由几部分组成?
输入电源规格为多少伏?
输入电路采用什么方式?
输出电路采用什么方式?
3.如何用编程器检查PLC程序的对错?
4.如何监控定时器、计数器的现行值和设定值?
实验二混料罐实验
本实验为设计性实验。
一.实验目的
1.熟悉PLC编程原理及方法
2.掌握液位控制技巧
3.了解传感器原理及方法
二.设计要求
①运行PLC程序,先开进料泵1;
②底液位报警出料泵关,进料泵1开;
③中液位报警进料泵1关,进料泵2开;
④高液位报警进料泵2关,混料泵开,3秒后,关混料泵,出料泵开。
⑤底液位报警出料泵关,进料泵1开,重复上述操作。
三.设计提示
1.混料装置模型
混料罐高液位报警传感器接线端为HLS1
混料罐中液位报警传感器接线端为HLS2
混料罐低液位报警传感器接线端为HLS3
进料泵1、进泵料2、混料料泵、出料泵的动作可用指示灯来指示。
2.使用仪器
EL型PLC教学实验一台
微机一台
编程电缆两根
连接导线若干
四.实验报告要求
1.写出I/O分配表、程序梯形图、程序清单。
2.仔细观察实验现象,认真记录实验中发现的问题、错误、故障及解决方法。
五.实验思考与总结
1.如何液位传感器损坏,可用开关来代替传感器信号,试设计其PLC控制程序。
实验三红绿灯控制实验
本实验为设计性实验。
一.实验目的
1.熟悉PLC编程原理及方法
2.掌握定时器使用方法
二.设计要求
按下启动按钮PB1,交通灯按下图所示要求运行;按上停止按钮PB2,交通灯则停止运行。
1秒3秒
红红→红绿→红黄
↑1秒↓1秒
黄红←绿红←红红
3秒1秒
三.设计提示
1.交通显示装置模型
按钮PB1的输出插孔为PO1,按钮PB2的输出插孔为PO2;
交通灯插孔TL1~TL3为一组,TL4~TL6为一组,其中
交通灯插孔TL1:
绿灯
交通灯插孔TL2:
黄灯
交通灯插孔TL3:
红灯
交通灯插孔TL4:
绿灯
交通灯插孔TL5:
黄灯
交通灯插孔TL6:
红灯
2.使用仪器
EL型PLC教学实验一台
微机一台
FX-20P-E编程器一台
编程电缆两根
连接导线若干
四.实验报告:
1.写出I/O分配表、程序梯形图、程序清单。
2.仔细观察实验现象,认真记录实验中发现的问题、错误、故障及解决方法。
五.实验思考与总结
1.若用计数器/定时器的指令实现交通灯的控制,其程序如何?
2.若用步进顺控指令实现该控制,其程序又如何?
3.在交通灯的实际控制电路中,若红、黄和绿灯显示用交流36V或220V灯泡,请画出其实际电路图。
实验四传输实验
本实验为设计性实验。
一.实验目的
1.熟悉PLC编程原理及方法
2.掌握传输控制技巧
3.了解传感器原理及使用方法
二.设计要求
(1)按启动按钮后,给出YS1信号,打开出料仓;
(2)检测各工位,在工位1时,停2秒,传送带1启动(启动传送带的输出端子在仿真区SD2端);
(3)工位2时,停2秒,传送带2启动;
(4)工位3时,停2秒,传送带3启动;
(5)当运输料车YS4亮2次以后,关闭YS1;
(6)当运输料车YS3亮时,表示料车装满,运输带会自动停止,此时应启动声光报警。
3秒后自动停止报警。
当另一部料车来时,重复
(1)~(6)。
三.设计提示
1.传输装置模型
信号YSS1代表工位1
信号YSS2代表工位2
信号YSS3代表工位3
信号YS3代表运输料车装满
信号YS4代表传送带有料装入运输料车
SD2代表传送带启动信号
YS1代表开出料仓
LED为灯光报警发光管
FMQ为报警蜂鸣器
2.使用仪器
EL型PLC教学实验一台
微机一台
编程电缆两根
连接导线若干
四.实验报告
1.写出I/O分配表、程序梯形图、程序清单。
2.仔细观察实验现象,认真记录实验中发现的问题、错误、故障及解决方法。
五.实验思考与总结
1.对于EL-PLC-Ⅰ型机,没有传输装置,则相应的传感器可用开关代替,相应的输出装置可用指示灯来指示,试设计其PLC控制程序。
实验五LED数码显示实验
本实验为综合性实验。
一.设计要求
在面包板上搭建LED数码显示电路,对PLC编程,用10个按键分别传送0~9十个数字,每按动这十个键中的一个,则PLC控制LED数码显示电路显示对应的数码。
二.综合设计任务
1.根据控制要求设计程序及必要的硬件系统。
2.PLC选择及I/O及其它PLC元器件分配。
3.选择电器元件,编制元件目录表。
4.绘制梯形图。
5.用计算机绘制主电路图、PLC控制电路图、电器元件布置图。
三.设计提示
1.知识要点提示
LED数码管有两种显示接线方式,一种是共阴,另一种为共阳,当发光二极管正向偏置时,发光管(LED)灯就亮。
用PLC控制LED显示有两种方法,一种是输出4位BCD码给LED显示(如用BCD码指令显示);另一种方法是由PLC编制程序进行译码,来控制显示a~g段。
2.使用器件
面包板1块,数码管1个,电阻(2K、1/4w)8个,24V电源、PLC实验系统1套
四.实验报告
1.写出I/O分配表、程序梯形图、程序清单。
2.仔细观察实验现象,认真记录实验中发现的问题、错误、故障及解决方法。
五.实验思考与总结
1.思考题
①若为二位数字显示,则程序又如何?
②若为电子钟程序,则控制程序及接口电路又如何?
2.提出自己的设计观点
3.用到的知识点总结
实验六功能指令实验
本实验为综合性实验。
一.实验目的
1.熟悉跳转、分支指令的应用。
2.掌握数据处理:
比较、传送指令的使用。
二.实验原理和电路
CJ和CJ(P)为条件跳转指令,用于跳过顺序程序中的某一部分,这样可以减少扫描时间,并使“双线圈操作”成为可能。
当跳转条件为ON时,程序从当前步跳到CJ指令中标号的下一步。
如果条件为OFF,则跳转不执行,程序按原顺序向下执行。
跳转时,被跳过的那部分的指令不执行。
比较指令的功能是比较两个数的大小,其指令格式如图6.1所示。
其操作是将两数S1、S2进行比较,比较的结果存入以D为首地址的3个连续目标位元件中。
比较结果如下:
S2 S2=S1,则D+1=1; S2>S1,则D+2=1。 在图6.1中,当X0=ON时,则将计数器C5(S2)的内容与K10(S1)的内容进行比较。 当C5 C5=K10,M1=1,Y1=1 C5>K10,M2=1,Y2=1 三.实验内容及步骤 (一)跳转、分支指令的应用 1.编程要求 利用分支指令编程,使K1“接通”时,LED灯PB01…LED灯PB03轮流闪烁;使K1“断开”时,LED灯PB04…LED灯PB06轮流闪烁。 2.实验步骤 ①按编程要求写出I/O分配表、程序梯形图、程序清单。 ②检查程序,使其正确。 ③运行该程序,观察PLC输出结果。 (二)比较、传送指令的使用 1.编程要求 给S2赋值10H。 由按键PB1~PB3给S1赋不同值,S1、S2比较结果通过输出显示LED灯显示。 按PB1给S1赋值00H,按PB2给S1赋值10H,按PB3给S1赋值20H。 当S1〈S2,则LED灯PBO1亮;S1≤S2,则LED灯PBO2亮;S1=S2,则LED灯PBO3亮;S1≥S2,则LED灯PBO4亮;S1〉S2,则LED灯PBO5亮;S1≠S2,则LED灯PBO6亮。 2.实验步骤 ①按编程要求写出I/O分配表、程序梯形图、程序清单。 ②检查程序,使其正确。 ③运行该程序,观察PLC输出结果。 四.实验仪器与设备 EL型PLC教学实验一台 微机一台 FX-20P-E编程器一台 编程电缆两根 连接导线若干 五.实验报告: 1.写出I/O分配表、程序梯形图、程序清单。 2.仔细观察实验现象,认真记录实验中发现的问题、错误、故障及解决方法。 六.实验思考题 1.在程序末了使用END有什么作用? 2.本实验是否可用步进顺控指令来控制? 如果可以,请写出步进顺控指令控制程序。 实验七广告艺术灯控制器设计实验 本实验为综合性实验。 一.设计要求 某广告屏有6根灯管(用黄色LED发光管代替),16只流水灯,每4只灯为一组,如下图所示。 在面包板上搭建LED发光管广告艺术灯电路,对PLC编程,控制彩色LED发光管轮流闪烁,其具体要求如下: 1)该广告屏中间6个灯管亮灭的时序为第1根亮→第2根亮→第3根亮→…→第6根亮,时间间隔为1秒,全亮后,显示10秒,再反过来从6→5→…→1顺序熄灭。 全灭后,停2秒,再从第6根灯管开始亮起,顺序点亮6→5→…→1,时间间隔为1秒,全亮后,显示20秒,再从1→2→…→6顺序熄灭。 全熄灭后,停2秒,再从头开始运行,周而复始。 2)广告屏四周的流水灯16只,4个一组,共分4组,每组灯间隔1秒向前移动一次,且即从Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ,移动一段时间后(如30秒),再反过来移动,即从Ⅳ→Ⅲ→Ⅱ→Ⅰ,如此循环往复。 3)系统有单步/连续控制,有起动和停止按钮。 4)系统发光管的供电电源为24V。 二.综合设计任务 1.根据控制要求设计程序及必要的硬件系统。 2.PLC选择及I/O及其它PLC元器件分配。 3.选择电器元件,编制元件目录表。 4.绘制梯形图。 5.用计算机绘制主电路图、PLC控制电路图、电器元件布置图。 三.设计提示 1.设计方案提示 根据霓虹灯时序控制程序的任务和要求,可先设计霓虹灯中间6根灯管的控制程序。 由题意可知,用6个PLC的输出分别控制6个灯管。 PLC控制程序可采用步进顺控指令来实现,也可采用移位指令和定时、计数指令组合起来设计该程序,或用基本指令加定时器、计数器指令来实现。 对于四周的4组流水灯泡的亮、灭控制,可利用PLC移位指令外加定时器、计数器指令来完成其循环左移和右移功能。 或用基本指令加定时器、计数器指令来实现。 也可采用步进顺控指令来实现。 2.使用器件 面包板1块,发光二极管(红、绿、黄)各32个,电阻(2K、1/4w)9 6个,24V电源、PLC实验系统1套。 四.实验报告 1.写出I/O分配表、程序梯形图、程序清单。 2.仔细观察实验现象,认真记录实验中发现的问题、错误、故障及解决方法。 五.实验思考与总结 1.思考题 ①若用计数器/定时器的指令实现该控制,其程序如何? ②若用步进顺控指令实现该控制,其程序又如何? ③画出PLC控制电路图。 2.提出自己的设计观点 3.用到的知识点总结 实验八 电动机自动往复运动实验 本实验为综合性实验。 一.设计要求 设计并制作电动机往复运动主电路,对PLC编程,用定时器实现对电动机的往复运动控制。 具体要求为: 交流电动机起动有正转起动和反转起动,而且正、反转可切换,即在正转时可直接按下反转起动按,电动机即开始反转,同时切断正转电路,反之亦可;并且要求电动机能往复运动,往复运动由时间控制,即按下正转起动按钮,电动机正转,正转一段时间转为反转,反转一段时间又转为正转,如此自动往复。 二.综合设计任务 1.根据控制要求设计程序及必要的硬件系统。 2.PLC选择及I/O及其它PLC元器件分配。 3.选择电器元件,编制元件目录表。 4.绘制梯形图。 5.用计算机绘制主电路图、PLC控制电路图、电器元件布置图。 三.设计提示 1.知识要点提示 交流电动机起动有正转起动和反转起动,而且正、反转可切换,即在正转时可直接按下反转起动按钮,电动机即开始反转,同时切断正转电路,反之亦可。 用PLC控制交流电动机的正反转,除了软件互锁,硬件也要求互锁。 2.使用器件 交流接触器2个,熔断器3个,刀开关1个,按钮3个,导线(1mm2单芯铜导线)若干、PLC实验系统1套。 四.实验报告 1.写出I/O分配表、程序梯形图、程序清单。 2.仔细观察实验现象,认真记录实验中发现的问题、错误、故障及解决方法。 五.实验思考与总结 1.思考题 ①在控制三相交流电动机实际电路中,电气线路如何连接? 应采取哪些保护措施? ②在电动机的起动、停止PLC控制电路中,起动、停止按钮是用常开触点还是用常闭触点? 它们与PLC控制梯形图是否有关联? ③试设计Y/△电动机起动的PLC控制梯形图。 2.提出自己的设计观点 3.用到的知识点总结
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