《可编程控制器》实验教案.docx
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《可编程控制器》实验教案
实验一PLC认识及基本指令实验
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
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
1.基本指令实验(LD、LDI、OUT、AND、ANI、OR、ORI、ORB)
运算开始和线圈、定时器
梯形图
——||———————(Y000)——
——|/|———————(M100)——
——(T0)——
——||———————(Y001)——
——————————[END]——
指令表
0LDX000与母线连接
1OUTY000
2LDIX001
3OUTM001驱动指令
4OUTT0驱动定时器指令
(SP)K19设定常数
7LDT0
8OUTY001
9END
输入上面程序,运行观察结果
触点的串联连接
AND
——||——||—————(Y001)———
——||——|/|—————(Y002)———
——(Y003)———
——————————[END]——
输入以上程序,运行观察结果
0LDX000
1ANDX001
2OUTY001
3LDX002
4ANIX003
5OUTY002
6OUTY003
7END
触点并联连接
梯形图
——||———————(Y005)——
——||——
——|/|——
——————————[END]——
0LDX004
1ORX006
2ORIX005
3OUTY005
4END
输入上面程序,运行观察结果
串联电路的并联连接
——||——||————(Y006)——
——||——||——
——|/|——||——
——————————[END]——
输入上面程序,运行观察结果
0LDX000
1ANDX001
2LDX002
3ANDX003
4ORB
5LDIX004
6ANDX005
7ORB
8OUTY006
9END
并联电路块的串联连接
——||——||—||——(Y006)—
——||— —|/|—||——
—||
——||————————
OR
——————————[END]——
输入上面程序,运行观察结果
0LDX000
1ORX001
2LDX002分支起点
3ANDX003
4LDIX004
5ANDX005
6
ORB并联块结束
7ORX006
8
ANB与前面电路块串联连接
9ORX003
10OUTY006
11END
2.实现下列组合电路的编程
Y0=[X0·X2·(X5+X6)]+(X3·X4)
——||——||——|/|——(Y000)—
——||—
——||——||————
——————————[END]——
Y0=X0·(X2+X5)·(X3+X4)
——||———||——||—(Y000)—
——|/|— —|/|—
———————————[END]—
0LDX5
1ORX6
2ANDX0
3ANIX2
4LDX3
5ANDX4
6ORB
7OUTY0
8END
0LDX2
1ORIX5
2LDX3
3ORIX4
4ANB
5ANDX0
6OUTY0
7END
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
1.熟悉和掌握计数器指令的应用
2.熟悉和掌握定时器指令的应用。
3.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
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
1.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)———K
32位计数器:
5
16位计数器:
3
RST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。
例1
X0
——||————[RSTC0]——
X1K10
——||————(C0)——
C0
——||————(Y0)——
———————[END]———
0LDX0
2RSTC0
3LDX1
4OUTC0
K10
7LDC0
8OUTY0
9END
●X0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。
X0
X1
123456789101112131415
当前数据
C0(Y0)
图4.1
2.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)———K
3
RST复位
输出触点的复位
—||———[RSTT]——
2
FX0N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1
X0T1K10
——||——|/|——(T0)——
T0K10
——||————(T1)———
T0
——||—————(Y0)——
————————[END]——
0LDX0
1ANIT1
2OUTTO
K10
5LDT0
6OUTT1
K10
9LDT0
10OUTY0
11END
1输入程序,检查是否正确。
2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2
X1
——||———(M8028)——
X0T62K10
——||——|/|—(T61)——
T61K10
——||————(T62)——
T61
——||—————(Y0)——
————————[END]——
0LDX1
1OUTM8028
3LDX0
4ANIT62
5OUTT61
K10
8LDT61
9OUTT62
K10
12LDT61
13OUTY0
14END
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。
3.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]——
0LDX0
1ANIT1
2OUTT0
K10
5LDT0
6OUTT1
K10
9OUTY0
10LDX1
11RSTC0
13LDT0
15OUTC0
K10
17LDC0
18OUTY1
19END
1X0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。
2输入程序,并检查是否正确。
3运行程序,X0=ON时,Y0每隔1s闪一次。
C0对Y0计次,10次是,Y1有输出。
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)为返回原点用,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。
1、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
STLS20
OUTY0
LDX1
SETS21
STLS21
OUTY1
LDX2
…
a)顺序功能图b)梯形图
c)指令表
顺序功能图中的每一步包含三个内容:
本步驱动的内容,转移条件及指令的转换目标。
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
0LDM8002
1SETS3
3STLS3
4OUTY0
5OUTT0K10
8LDT0
9SETS22
11STLS22
12OUTY1
13OUTT1K10
16LDT1
17SETS23
19STLS23
20OUTY2
21OUTT2K10
24LDT2
25OUTS3
26RET
27END
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。
Y0
Y1
Y2
Y3
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STL
M8002
———||————[SETS3]
—————(Y0)
K10
T0———(T0)
—————(Y1)
K10
T1———(T1)
—————(Y2)
K10
T2———(T2)
—————(Y3)
K10
T3———(T3)
S3
图3.3
指令表
0LDM8002
1SETS3
3STLS3
4OUTY0
5OUTT0
K10
8LDT0
9SETS20
11STLS20
12OUTY1
13OUTT1K10
16LDT1
17SETS21
19STLS21
20OUTY2
21OUTT2K10
24LDT2
25SETS22
27STLS22
28OUTY3
29OUTT3K10
32LDT3
33OUTS3
35RET
36END
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:
LDM8002
STLS23
SETS3
OUTY3
STLS3
LDX4
OUTY1
SETS24
LDX1
STLS24
SETS22
OUTY4
LDX3
LDX5
SETS23
OUTS3
STLS22
RET
OUTY2
END
LDX2
SETS24
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。
实验四交通信号灯PLC自动控制
、实验目的
1.掌握十字路口交通信号灯的控制原理。
2.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
5.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;
6.学时数和分组人数:
学时为2学时,每小组5人;
7.每组PLC-2型可编程控制器实验台1套、PC机1台;
8.编程电缆1根、连接导线若干;
、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4.1
2.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。
3.对“红”“黄”“绿”灯控制要求如下:
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。
控制时序要求如图4.2所示。
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。
4.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。
5.实验步骤:
打开PLC-2型实验台电源,编程器与PLC连接。
根据具体情况编制输入程序,并检查是否正确。
按图4.3接线,实验台与PLC-DOME001连接,检查连线是否正确。
按下启动按钮,观察运行结果。
、推荐设计程序清单
1.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
2.程序
梯形图
指令表
0LDX0
1RSTS0
3RSTS1
5RSTS2
7RSTS3
9RSTS4
11LDX000
12SETS0
14LDX001
15RSTS0
17LDX002
18OUTM500
19LDT4
20ORX001
21RSTC16
23LDM8012
24ANDS0
25OUTC16
K10
28LDC16
29ANDS0
30OUTT4
K10
33LDT3
34ORX000
35RSTS4
37SETS1
39LDS1
40OUTT0
K200
43LDT0
44RSTS1
46SETS2
48LDS2
49OUTT1
K50
52LDT1
53RSTS2
55SETS3
57LDS3
58OUTT2
K400
61LDT2
62RSTS3
64SETS4
66LDS4
67OUTT3
K50
70LDS0
71ANDS1
72ANIM500
73OUTY002
74LDS0
75LDS2
76ORM500
77ANB
78ANIC16
79OUTY001
80LDS0
81LDS3
82ORS4
83ANB
84ANIM500
85OUTY000
86LDS0
87LDS1
88ORS2
89ANB
90ANIM500
91OUTY003
92LDS0
93ANDS3
94ANIM500
95OUTY005
96LDS0
97LDS4
98ORM500
99ANB
100ANIC16
101OUTY004
102END
绿1
黄1
红1
绿2
黄2
红2
20S5S40S5S
图4.2
3.接线图
X0
PLC-2可编程控制器
Y0
X1
Y1
X2
Y2
Y3
Y4
……
Y5
:
COM
COM
五、附加思考题
1.怎样延长红绿灯变换时间及黄灯闪烁次数,程序作怎样变化?
2.若用移位寄存器指令,程序如何编制?
3.如何利用实验台上的数码显示给演示装置加上一个两位时间显示?
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