plc实验指导书正文.docx

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plc实验指导书正文

实验一手持式编程器和编程软件的使用

一、实验目的

1.熟悉FX系列PLC的结构和外部接线方法；

2.了解和熟悉手持编程器的使用方法；

3.熟悉FX系列PLC编程软件的主要功能及使用方法。

二、实验仪器

手持编程器FX-10P-E一个

实验箱FX1s-30MR一台

计算机一台

三、实验内容

（一）、实验箱组成

PLC实验箱面板布置如图1.1所示：

它由①输入模拟开关部；②PLC输入/输出端口部分；③输出负载指示部分；

④交流电源输入部分；⑤PLC主机；⑥24V直流稳压电源；⑦可编程控制器；

⑧编程器电缆等八个部分组成。

图1.1PLC实验箱面板

在图中，①为输入模拟开关16个，分二组，每组8个开关。

②有PLC主机的输入输出口，共30点，其中输入为16点（已加光耦合），从X0~X7、X10~X17,输出为14点，从Y0~Y7、Y10~Y15,输出方式为继电器触点输出。

③为输出负载指示部分，含指示灯2个、发光二极管14个、继电器4个。

④为电源部分，有交流220V输入插座、开关及保险四座。

⑤为PLC主机FXOS-30MR，其输入为16点，输出为14点。

⑥为直流稳压电源部分，输出为24V，最大电流3A，这部分还含有PLC输出指示，（LED数码管显示、蜂鸣器）等，

⑦、⑧为手持式编程器及电缆，它和⑤PLC主机相连，进行PLC程序输入、插入、测试、监控用。

（二）、手持编程器的操作方法

（1）关电源，将手持式编程器FX-10P-E接电缆FX-20P-CAB0，电缆的另一头接PLC主机插座中，并将电缆插座右侧的“运行/停止”开关扳在“停止”位置。

（2）接通PLC实验箱电源，“POWER”灯亮，编程器LED窗口显示：

COPYRIGHT（C）1992

MITSUBISHI

→

NELSECFX-10P-E

V3.01

（3）写入程序前，须对PLC‘RAM’全部清零，按下表清“0”：

键盘操作步骤液晶显示

RD/WR→NOP→A→GO→GOW▲0NOP

INOP

此时即可输入程序，液晶显示窗左上角显示“W”，表示可以写入，如为“R”，则能读出程序，不能写入。

RD/WR、INS/DEL、MNT/TEST等为双功能按键，每按一次变换一次功能。

液晶显示字母表示：

R:

读出、W:

写入、I:

插入、D:

删除、M:

监控、T:

测试。

（4）编程

输入下列程序进行编程操作训练，梯形图及指令表如图1.2所示。

实现图1.2所示程序的键盘操作顺序如图1.3所示。

图1.2梯形图及指令表

图1.3键盘操作顺序图

输入完程序，按图1.4所示操作键可读出程序进行程序检查。

图1.4程序检查操作键

（5）显示屏说明

编程器液晶显示框内共有两行，其各部分的显示功能如图1.5所示。

图1.5编程器液晶显示

（6）指令的删除与插入操作

按、键，从起始地址向下或从结束地址向上检查输入的程序。

如果发现程序有错误，只需在错误的语句上写入正确的语句。

具体操作如下：

在检查程序时，若发现要删除的指令，可在这条指令上停下，然后按INS/DEL功能键，当编程器液晶显示屏上出现“D”时，按GO键即可删除当前行的指令。

在检查程序时，若需要插入指令，可在PLC主机处于非“运行”状态（即STOP）时，按INS/DEL功能键，使编程器液晶显示屏上左上角出现“I”时，此时即可输入需要插入的指令。

（三）、验证程序

图1.6PLC硬件接线图

按图1.6所示PLC硬件接线图接线，检查无误后接通电源，将PLC的“RUN/STOP”开关切换到RUN，按表1.1操作模拟开关，观察输出结果。

表1.1

输入模拟开关操作

输出结果

X0、X1开关均接通

Y0为ON

X2或X3开关接通

Y1为ON

X4接通

Y2闪烁（每隔1秒闪一次，即秒脉冲发生器）

X6接通十次

Y3为ON

在Y3亮后，X5接通然后再断开

Y3为OFF

（四）、GPP编程软件介绍

GPP软件使用起来灵活、简单、方便，我们把它安装在程序中，使用时只要进入程序，选中MELSECApplications→在WINDOWS下运行的GPP,打开工程，选中新建，出现如下图1.7画面，先在PLC系列中选出你所使用的程控器的CPU系列，如在我们的实验中，选用的是FX系列，所以选FXCPU，PLC类型是指选机器的型号，我们实验用FX2N系列，所以选中FX2N（C），确定后出现如图1.8画面，在画面上我们清楚地看到，最左边是根母线，兰色框表示现在可写入区域，上方有菜单，你只要任意点击其中的元件，就可得到你所要的线圈、触点等。

图1.7建立新工程

图1.8GPP编程界面

如你要在某处输入X000，只要把兰色光标移动到你所需要写的地方，然后在菜单上选中┫┣触点，出现如下图1.9画面：

图1.9触点输入

再输入X000，即可完成写入X000。

如要输入一个定时器,先选中线圈，再输入一些数据，图1.10显示了其操作过程。

图1.10定时器线圈输入

对于计数器，因为它有时要用到两个输入端，所以在操作上既要输入线圈部分，又要输入复位部分，其操作过程如图1.11、1.12所示。

图1.11计数器复位输入

注意，在图1.11中的箭头所示部分，它选中的是应用指令，而不是线圈。

图1.12计数器线圈输入

梯形图中的其他一些线、输出触点、定时器、计时器、辅助继电器等，在菜单上都能方便地找到，再输入元件编号即可。

编程软件的功能菜单使用起来更为方便,如果你把光标指向菜单上的某处，在屏幕的左下角就会显示其功能，或者打开菜单上的“帮助”，你可找到一些快捷键列表、特殊继电器/寄存器等信息，同学们可自己边学习边练习。

（五）传输、调试

当你写完梯形图，最后写上END语句后，必须进行程序转换，转换功能键有两种，在下图1.13的箭头所示位置。

图1.13梯形图转换

在程序的转换过程中，如果程序有错，它会显示，也可通过菜单“工具”，查询程序的正确性。

只有当梯形图转换完毕后，才能进行程序的传送,传送前，必须将FX2N面板上的开关拨向STOP状态，再打开“在线”菜单，进行传送设置，如下图1.14所示：

图1.14传送设置

根据图示，你必须确定你的PLC与计算机的连接是通过COM1口还是COM2口连接，在实验中我们已统一将RS-232线连在了计算机的COM1口，你在操作上只要进行设置选择。

写完梯形图后，在菜单上还是选择“在线”，选中“写入PLC（W）”，就出现如图1.15画面。

图1.15写入PLC

从图上可看出，在执行读取及写入前必须先选中MAIN、PLC参数，否则，不能执行对程序的读取、写入，然后点击“开始执行”即可。

四．实验报告

1.写出使用手持编程器编程时图1.2梯形图对应的键盘操作。

2.使用编程软件对图1.2梯形图进行编程、运行，完成下表1.2。

表1.2

输入模拟开关操作

元件

输出状态

X0、X1开关均接通

Y0

X2或X3开关接通

Y1

X4接通

Y2

X6接通十次

Y3

在Y3亮后，X5接通然后再断开

Y3

3.绘制完成图1.2梯形图的功能的PLC硬件接线图。

实验二基本指令的应用

一、实验目的

1.熟悉SET置位、RST复位，PLS上升沿脉冲、PLF下降沿脉冲指令的编程和使用。

2.熟悉进栈MPS、读栈MRD、出栈MPP指令使用方法。

3.熟悉主控（MC、MCR）指令的使用方法。

4.掌握定时器/计数器的使用。

5.进一步熟悉PLC程序输入及PLC实验箱输出接负载指示电路的应用。

二、实验仪器

PLC可编程序实验箱一台

计算机一台

三、实验内容

1.SET/RST指令

SET为置位指令，RST为复位指令，占一个程序步。

SET/RST指令用于线圈（Y、S、M）的自保持功能，相当于一个R、S触发器，其中S为置位端，使线圈接通，R为复位端，使线圈断电。

输入图2.1所示程序，观察出结果是否与波形图一致。

图2.1

2.PLS/PLF脉冲指令

这两条指令仅在输入信号的上升沿或下降沿时，产生一个扫描周期的脉冲，占两个程序步。

输入图2.2所示程序，观察输出结果是否和波形一致。

3.进栈（MPS）、读栈（MRD）、出栈（MPP）指令

在可编程控制器中有11个存贮器，他们用来存贮运算中间结果，称之为栈存储器，使用一次MPS指令，就将此刻的运算结果送到栈的第一段，而将先存入的数据依次推移到堆栈的下一段去。

MRD指读取最上段所存在的最新数据的专用指令，堆栈内的数据不发生移动。

使用MPP指令，各数据顺此向上一段移动，最上段的数据被读出，同时该数据就从堆栈内消失。

例如图2.3梯形图中，就需要用MPS、MRD及MPP等指令。

运行程序：

当X0=1（ON）时，观察输出状态。

a、Y0输出取决于X1或X2。

b、Y1的状态取决于X3、X4相与或X5、X6相与的状态。

c、Y2的状态取决于X7的状态。

d、Y3的状态取决于X7及X10或X11的状态。

当X0=0（OFF）时，观察输出Y0~Y3的状态。

图2.2

图2.3

4.定时器指令

FX1S系列PLC有定时器63个（TO~T62），定时器的实际脉冲为100ms（0.1s），每个定时器的定时范围从0.1S~3276.7S，定时指令占步数3步。

当M8028被驱动时，定时器T32~T62（31点）的时基脉冲为10ms（0.01s）即T32~T55的定时时基脉冲为0.01s。

验证图2.4中程序运行结果。

图2.4

5.计数器指令

FX1S系列PLC的一般计数器为32个（C0~C31），16位通用加计数器16个（C0~C15）,16位锁存加计数器16个（C16~C31），设定值范围在K1~K32767内，该指令占步数为3步。

验证图2.5中程序运行结果。

图2.5

6.主控指令（MC、MCR）

MC为主控指令符号，MCR为主控指令复位符号。

当使用多级嵌套时，使用该指令，

MC-MCR指令成对使用，其嵌套级共八级，从NO~N7。

如图2.6程序：

图2.6

当X0=1时，执行MC到MCR之间的指令，运行程序，观察Y0、Y1的输出。

当X0=0时，定时器、计数器当前值保持，SET、RST及OUT驱动的软元件变为0状态。

在MC指令内再使用MC指令时，嵌套级N的编号依次增大（由小到大的顺序），返回使用MCR指令，从小到大的顺序依次解除。

四、实验报告

1.写出图2.7所示梯形图对应的指令表，运行并完成表2.1。

表2.1

输入

输出

X0

X1

X2

X3

X4

X5

Y0

M0

S0

Y1

Y2

1

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

1

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

1

图2.7

2.写出图2.8所示梯形图对应的指令表，并绘制其相应的波形图。

图2.8

3.写出图2.9所示梯形图对应的指令表，运行并完成表2.2。

图2.9

表2.2

输入状态

输出状态

Y0

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

Y6

Y7

X0=1

X1=1

X2=1

X2=0

X3=1

X4=1

X5=1

X4=0

X6=1

X7=1

X10=1

X11=1

X12=1

实验三移位指令应用实验

一、实验目的

1.掌握功能指令右移SFTR（FN34），左移SFTL（FNC35）的编程和使用方法。

2.应用移位指令实现某一功能控制。

二、实验仪器

PLC可编程序实验箱一台

计算机一台

三、实验内容

移位寄存器指令是PLC可编程序控制器的一项很有用的功能，掌握好这条指令的功能，对PLC的编程技巧是很有帮助的。

FX1s三菱系列PLC有使位元件状态向左移、右移的功能，也有使字元件的状态向左移、右移的功能。

1.右移位指令（SFTR）

右移位指令格式如图3.1所示:

当X10=1,相应的X3、X2、X1、X0送入M15、M14、M13、M12,且向右移4位。

图3.1右移位指令

用右移指令实现表3.1真值表的功能。

表3.1

脉冲

Y3Y2Y1Y0

0

0000

1

1000

2

1100

3

1110

4

1111

5

0111

6

0011

7

0001

实现功能的梯形图如图3.2。

图3.2

步骤：

1）输入程序。

2）检查程序。

3）运行程序。

X0合上，M1有脉冲输出（秒脉冲），每隔1S，M1向前移一位。

4）将

改成

、

、

、

“相与”（如图3.3梯形图），则输出入下表所示。

图3.3梯形图

2.左移位指令（SFTL）

左移位指令SFTL（FNC35）格式如图3.4所示。

图3.4

当X0第一次脉冲到来时，M15~M12（4位）移出，同时整个16位寄存器中，每4位作为一个单元向前移动一次，X3、X2、X1、X0首最低四位M3、M2、M1、M0。

用左移位指令实现图3.5移位寄存器的要求。

图3.5

实验步骤：

1）输入程序，检查无误后运行程序。

2）运行程序，完成表3.2。

表3.2

脉冲

Y3

Y2

Y1

Y0

0

1

2

3

4

5

6

7

四、实验报告

1.若将图3.3程序移位指令中K4改为K8，运行程序，写出其程序及调试过程、调试结果。

2.将图3.5程序移位指令中K1改为K2，观察输出结果。

实验四三相异步电动机的星/三角起动控制

由于三相异步电动机正反转换接时，有可能因为电动机容量较大或操作不当等原因，使接触器触头产生较严重的起弧现象，如果电弧还没完全熄灭时，反转的接触器就闭合，则会造成电源相间短路。

用PLC来控制电机起动过程则可避免这一问题。

一、实验目的

1.掌握电机星/三角换接起动主回路的接线。

2.学会用可编程控制器实现电机星/三角换接降压起动过程的编程方法。

二、实验仪器

PLC可编程序实验箱一台

计算机一台

三、实验内容

电机星/三角换接起动主回路的接线图如图4.1，梯形图及指令表如图4.2所示。

（a）硬件接线图（b）主回路接线图

图4.1异步电动机星/三角起动控制电路

图4.2PLC控制异步电动机梯形图及指令表程序

合上启动按钮后，电机先作星形连接启动，经延时6S后自动接到三角形连接运行。

将图4.1中的SS、ST、SR分别接主机的输入点X0、X1、X2，将KM1、KM2、KM3分别接主机的输出点Y1、Y2、Y3。

KM1、KM2、KM3的动作用发光二极管来模拟。

实验步骤：

1.输入程序，检查无误后运行程序。

2.按起动按钮SS，Y0ON即交流接触器KM1线圈得电，Y2ON即交流接触器KM3线圈得电，电动机作星形连接启动；同时定时线圈T0得电，启动6S后T0动断触点断开，Y2失电，交流接触器KM3断电，与此同时T0得动合触点闭合，T1得电，经0.5S后，T1动合触点闭合，Y1线圈得电，交流接触器KM2线圈得电，电动机接成三角形，启动完毕。

定时器T1的作用使KM3断开0.5S后KM2才得电，以避免电源短路。

3.按停止按钮ST,X1的动断触点断开，M1、T0失电，M1、T0的动合触点断开，Y1、Y3失电。

KM1、KM3断电，电动机作自由停车运行。

4.当电动机过载时，X2的动合触点断开，Y0、Y1、Y2失电，电机停车。

按FR可模拟过载。

四、实验报告

1.画出PLC控制异步电机星/三角起动硬件接线图，写出调试过程及结果。

2.设计实现三相异步电动机点动控制的主回路接线图、PLC控制的硬件接线图及相应的梯形图程序。

实验五顺序功能图的绘制及使用STL指令设计梯形图

一、实验目的

1.了解顺序功能图（SFC）的结构。

2.掌握步进顺序控制指令STL的程序编程方法。

二、实验仪器

PLC可编程序实验箱一台

计算机一台

三、实验内容

图5.12是某剪板机工作的顺序功能图，开始时压钳和剪刀在上限位置，限位开关X0和X1为ON，板料的右端在压钳和剪刀交接处的下方。

按下起动按钮X10，工作过程如下：

首先板料右行（Y0为ON）至限位开关X3动作，然后压钳下行（Y1为ON）；压紧板料后，压力继电器X4为ON，剪刀开始下行（Y2为ON）。

剪断板料后，X2变为ON，压钳和剪刀同时上行（Y3和Y4为ON，Y1和Y2为OFF）它们分别碰到限位开关X0和X1后，分别停止上行，均停止后，又开始下一周期的工作，剪完5料块后停止工作并停在初始状态。

图5.12某剪板机顺序功能图

四、实验报告

1.请问图5.12中具有顺序功能图的哪些基本结构？

2.绘制图5.12所示某剪板机顺序功能图对应的步进梯形图，写出其相应的指令表，并绘制剪板机控制的PLC硬件接线图。

（注意：

步进梯形图中STL触点请用“胖”触点形式表示）

实验六交通信号灯的PLC控制

一、实验目的

1.掌握十字路口信号灯自动控制原理。

2.熟悉控制系统设计的基本方法。

二、实验仪器

PLC可编程序实验箱一台

计算机一台

三、实验内容

设计要求

十字路口交通信号灯的控制要求时序图如图6.1：

图6.1十字路口交通信号灯控制时序图

四、实验报告

分别用梯形图的经验设计方法和顺序控制设计法来完成图6.1所示时序图要求的控制电路。

请写出完整的设计方案，包括控制系统的任务分解、I/O地址分配、PLC硬件接线图、程序设计、程序运行调试过程和设计总结。

实验七机械手动作的PLC控制

一、实验目的

1.熟悉控制系统的多种工作方式。

2.进一步掌握控制系统设计方法。

二、实验仪器

PLC可编程序实验箱一台

计算机一台

三、实验内容

某机械手将工件从A点搬运到B点，其工作示意图如图7.1所示。

图7.1某机械手工作示意图

四、实验报告

1.分别用梯形图的经验设计方法和顺序控制设计法来完成图7.1所示机械手控制系统设计。

要求机械手系统有手动、单周期、单步、连续和回原点5种工作方式。

2.写出完整的设计方案，包括控制系统的任务分解、操作面板设计、I/O地址分配、PLC硬件接线图、程序设计、程序运行调试过程和设计总结。

附件1FX1s系列软件编号一览表

附件2FX系列基本指令一览表

附件3特殊软元件一览表

PLC状态时钟

▇M8000

运行监视（常开a）

▇M8011

10ms时钟

▇M8001

运行监视（常闭b）

▇M8012

100ms时钟

▇M8002

初始脉冲（常开a）

▇M8013

1s时钟

▇M8003

初始脉冲（常闭b）

▇M8014

1min时钟

▇M8004

出错

标志位

▇M8020

清零标志

10ms定时器切换标志

▇M8021

借位标志

▇M8029

指令执行完毕标志

▇M8022

进位标志

PLC模式步进顺序

M8031

非锁存寄存寄器全部清零

M8040

禁止状态转移

M8032

锁存寄存器全部清零

M8041

状态转移开始

M8033

寄存器数据保持停止

M8042

启动脉冲

M8034

禁止所有输出

M8043

回原点结束

M8035

强制运行方式

M8044

原点条件

M8036

强制运行

M8045

禁止输出复位

M8037

强制停止

▇M8046

STL状态置1

M8039

恒定扫描方式

M8047

STL状态监控有效

中断出错检测

M8050

I00禁止

▇M8061

PLC硬件出错

M8051

I10禁止

▇M8064

参数出错

M8052

I20禁止

▇M8065

语法出错

M8053

I30禁止

▇M8066

电路出错

M8056

捕捉X00的脉冲

▇M8067

操作出错

M8057

捕捉X01的脉冲

M8068

运算出错锁存

M8058

捕捉X02的脉冲

M8059

捕捉X03的脉冲

高速计数器

单相双输入单双相输入

M8235

C235减计数方式

▇M8246

C246减计数监视

M8236

C236减计数方式

▇M8246

C247减计数监视

M8237

C237减计数方式

▇M8249

C249减计数监视

M8238

C238减计数方式

双向输入

M8241

C241减计数方式

▇M8251

C251减计数监视

M8242

C242减计数方式

▇M8252

C252减计数监视

M8244

C244减计数方式

▇M8254

C254减计数监视

▇M表示用户不能使其置1的特殊辅助继电器，只能用其触点。

M是用户可以使其置1的特殊辅助继电器。

附件4FXGP-WIN-C编程软件简介

1、编程界面

启动FXGP_WIN-C软件，点击工具拦1的“新文件”按钮（见界面介绍），选择PLC型号（FX1s）并确定，显示图1所示梯形图编程界面，界面显示左右母线、编程区、光标位置、菜单栏、工具栏1、工具栏2、功能图、功能键、状态栏以及标题栏等。

图1梯形图编程界面

（1）编程区

左右母线之间为编程区，用于编制梯形图过程中放置元件、指令等。

光标

光标当前位置是放置或删除元件、指令的位置，利用键盘的上下左右四方向键移动光标，也可用鼠标左键点击移动光标。

（2）菜单栏

点击（点击是指用鼠标左键单击，下同）各菜单按钮，显示其下层菜单项，选则菜单项并确认以后，将实现菜单项所描述功能。

当鼠标