可编程控制器PLC实验指导书079修改.docx

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可编程控制器PLC实验指导书079修改

PLC实验指导书

罗雪莲陈华容编

湖南工学院（筹）电子信息工程系

2007年8月

目录

1、PLC实验系统简介…………………………………………1

2、FX-20P型便携式编程器使用说明…………………………2

3、实验一基本指令实验………………………………13

4、实验二混料罐实验………………………………………18

5、实验三红绿灯控制实验………………………………19

6、实验四传输实验………………………………………21

7、实验五LED数码显示实验………………………………23

8、实验六功能指令实验…………………………………25

9、实验七电梯模型控制实验……………………………27

10、实验八自动冲压机控制………………………………29

11、实验九电动机自动往复运动实验…………………31

12、实验十广告艺术灯控制器设计实验……………33

13、实验十一乒乓球模拟比赛………………………35

14、实验十二双面钻孔组合机床的PLC改造…………………37

15、综合设计举例………………………………………………40

PLC实验系统简介

EL型PLC教学实验系统，集微机控制于一体，即有生动、具体的机构运转，又有抽象的控制模型，教学实验方便，效果好，性能价格比高，适用于工业自动化、电工学、机电一体化专业的教学及PLC控制系统的仿真、调试。

EL型PLC教学实验系统由实验箱、PLC、编程器三部分构成。

其中编程器用于程序的编制与调试。

根据所用的编程器不同，EL型PLC教学实验系统流程有两种：

（1）采用手持编程器

手持编程器

实验箱PLC

编程电缆

分析被控对象→编程、输入程序→连接实验线路，运行PLC程序、观察现象。

（2）采用通用微机作编程器

微型计算机+辅助软件

实验箱PLC

编程电缆

分析被控对象→编程、输入程序→连接实验线路运行PLC程序→运行实验辅助程序→观察现象。

采用微机编程能提供动画界面，使PLC编程、调试更加方便。

PLC实验箱由PLC提供电源，是PLC调试信号的工具。

为PLC提供：

1）开关量输入信号DJS1。

2）单脉冲（PO1…PO6）

3）开关量LED灯显示。

4）输入端子INPUT，输出端子OUTPUT（接PLC输入、输出）。

5）计数脉冲为PLC提供24V幅值的方波。

在开关量的输入区。

FX-20P型便携式编程器使用说明

一．FX-20P型便携式编程器的一般情况

FX-20P型便携式编程器的硬件主要包括以下几个部件：

①FX-20P-E型编程器；②FX-20P-RWM型写入器；③FX-20P-CAB型电缆；④FX-20P-ADP型电源适配器；⑤FX-20P-E-FKIT型接口。

FX-20P-E型编程器的面板上方是一个16*4个字符的液晶显示器。

它的下面共有35个键，分成7行5列排列，第1行和第5列为11个功能键，其余的24个键分别为指令键和数字键，各键的具体功能和操作方法在后面的有关章节中再作详细介绍。

在编程器右侧面的上方有一个插座，将FX-20P-CAB电缆的一端插入该插座内，电缆另一端插入FX系列PLC的RS-422插座内。

FX-20P-E型编程器内附有8K步的RAM，当该编程器处在离线方式编程时，用户程序被存放在该RAM内。

编程器内还附有高性能的电容器，编程器通电一小时后，即使编程器被断电，在该电容器的支持下，RAM内的用户程序可以被保留三天。

FX-20P-E型编程器的顶部有一个插座，可以连接FX-20P-RWMP型ROM写入器，它的底部插有系统程序存储器卡匣，当该编程器的系统程序更新时，只要更换系统程序存储器即可。

在FX-20P-E型编程器与PLC不相连的情况下，需要使用该编程器编制用户程序时，可以使用FX-20P-ADP型电源适配器对编程器供电。

另外，通过该适配器还能将编程器与计算机连接。

使用FX-20P-E-FKIT型接口，还可以使该编程器对F1和F2型PLC编程。

二.编程方法

（一）FX-20P-E型编程器的初始状态

当FX-20P-E型编程器上电后，其液晶屏幕上显示的内容为：

PROGRAMMODE

■ONLINE（PC）

OFFLINE（HPP）

其中闪烁的符号“■”指明编程器目前所处的编程方式。

这时，用户可以根据需要，选择在线（ONLINE）方式或离线（OFFLINE）方式编制用户程序。

按“↑”键或“↓”键，将闪烁的符号“■”移动到所需要的位置上,然后再按“GO”键，就近入所选定的编程方式。

（二）在线（ONLINE）编程方式

在在线（ONLINE）编程方式下，用户通过编程器可以直接对PLC的用户程序存储器进行读/写操作。

在执行写操作时,若PLC内没有安装EEPROM存储器卡匣，则程序写入PLC的RAM存储器内；若PLC内装有EEPROM存储器卡匣，则程序写入EEPROM内（此时，EEPROM存储器的写保护开关必须处在“OFF”的位置）。

但是，EPROM存储器内的程序必须使用FX-20P-RWM型ROM写入器才能被写入。

1.工作方式选择

按OTHER键，进入工作方式选择的操作。

此时，液晶屏幕显示的内容为：

ONLINEMODEFX

■1.OFFLINEMODE

2.PROGRAMCHECK

3.DATATRANSFER

闪烁的符号“■”表示编程器所选的工作方式，按“↑”或“↓”键，“■”会向上或向下移动，当闪烁的符号“■”移动到所需要的位置上，然后再按“GO”键，就进入所选定的工作方式。

在在线编程方式下，可供选择的工作方式共有7种，它们依次是：

（1）OFFLINEMODE；

（2）PROGRAMCHECK；

（3）DATATRANSFER；

（4）PARAMETER；

（5）XYM..NO.CONV.；

（6）BUZZERLEVEL；

（7）LATCHCLEAR。

当选择OFFLINEMODE时，编程器进入离线编程方式。

当选择PROGRAMCHECK时，对用户程序进行检查，若没有错误，则屏幕显示“NOERROR”；若发现程序有错，则显示出错的语句步序及相应的出错代码。

当选择DATATRANSFER时，若PLC内没安装其它的存储器卡匣，则屏幕显示“NOMEM.CASSETTE”，不进行程序的传送；若PLC内安装有其它的存储器卡匣，则根据安装的存储器种类，可以在PLC的RAM和外装的存储器之间进行程序和参数的传送。

当选择PARAMETER时，可以对PLC的用户程序存储器容量进行设置，还可以对PLC的各种具有失电保持的软设备的范围以及文件寄存器的数量进行设置。

当选择XYM..NO.CONV.时，可以直接对用户程序中的X，Y或M的地址进行修改，包括END指令后面的程序中的上述位软设备。

当选择BUZZERLEVEL时，可以对编程器的蜂鸣器的音量进行调节。

当选择LATCHCLEAR时，可以对PLC的各种具有失电保持的软设备进行复位。

对文件寄存器的复位要视存储器类别而定,若用户程序存储器采用RAM构成，则可以对其进行复位；若用户程序存储器采用EEPROM构成，且其写保护开关处于OFF的位置，则可以对其进行复位，否则不能对其进行复位；不能对由EPROM构成的用户程序存储器内的文件寄存器进行复位。

2．液晶显示器和功能键

在编程时，液晶显示器显示屏上的各个位置分配如下：

R▼100LDM8000

101OUTT5

K120

104LDT5

第一行第一列的字符代表编程器的工作方式。

共有六个字母分别代表六种不同的工作方式，分述如下：

R：

表示从用户程序存储器中读出程序；

W：

表示用编程器编制用户程序，并且将程序装入PLC的用户程序存储器中去（在线工作方式）或装入编程器内的RAM中（离线工作方式）；

I：

表示将编制的程序插入“▼”所指的语句步之前，并且将程序装入PLC的用户程序存储器中去；

D：

表示将“▼”所指的语句步删除；

M：

表示编程器处在监控工作状态，可以对PLC的开关量输入/输出，各位软设备的状态以及记时器和计数器的逻辑线圈壮态进行监视，也可以对各字软设备内的数据进行监视以及对基本逻辑运算指令进行状态的监视；

T：

表示编程器处在监控工作状态，可以对PLC-的开关量输入/输出，各位软设备的状态以及定时器和计数器的逻辑线圈状态强制接通或强制关断，也可以对各字软设备内的数据进行修改。

第二列的“▼”表示当前执行的语句步，第三列到第六列为语句步，第七列为空格，第八列到第十一列为指令的操作码，第十二列为操作数的类型，第十三列到第十六列为操作数的地址。

另外，在M和T二种工作方式中，显示屏上各个位置的分配情况除了上述介绍的以外，还有其它的分配方法，这些在专门讨论M和T的二种工作方式中再详细介绍。

11个功能键在编程时的各自功能叙述如下：

“RD/WR”键为双重功能键，按第一下，编程器处在R工作方式；按第二下，编程器处在W工作方式，按第三下，又回到R工作方式，如此重复下去；

“INS/DEL”键也是双重键，按第一下，编程器处在I工作方式；按第二下，编程器处在D工作方式，按第三下，又回到I工作方式，如此重复下去；

“MNT/TEST”也是双重键，按第一下，编程器处在M工作方式，按第二下，编程器处在T工作方式，按第三下，又回带M工作方式，如此重复下去；

无论什么时候按下“OTHER”键，编程器立即转入7种工作方式的选择，即OFFLINEMIDE或ONLINEMODE，PROGRAMCHECK，DATATRANSFER等；

“CLEAR”键为清除键，在未按“GO”键之前，按下“CLEAR”键，刚刚键入的操作码或操作数被清除。

另外，使用“CLEAR”键还可以清除屏幕上的错误内容或返回到先前的显示状态；

“HELP”键为辅助键，在编制用户程序时，如果对某条特殊功能指令的编程代码不清楚，则可以先按下FNC键，然后再按HELP键，这时，屏幕上会显示特殊功能指令的分类菜单，接着，再按下相应的数字键，就会显示出该类指令的全部编程代码。

另外，在监控方式下，按HELP键，可以使字软设备内的数据在十进制和十六进制数之间进行切换；

“SP”键为空格键，在编制特殊功能指令的梯形图时。

在键入编程代码后，紧接着必须先按“SP”键，然后才能键入操作数或常数。

在监控工作方式下，若有要监视软设备的状态或字软设备内的数据，则须先按下“SP”键，然后再按该设备的地址，这时，屏幕上会显示出相应的状态或数据；

“STEP”键为步序键，如果需要显示该步语句，则可以先按“STEP”键，然后再按相应的数字键，显示器就会转而去显示该步语句的内容；

“↑”和“↑”键分别为“▼”的上移键和下移键；

“GO”键为执行键，在键入某语句后，在按下“GO”键，编程器就将该语句写入PLC的用户程序存储器中。

另外，当将▼移动到所选择的工作方式时，按下此键，编程器就进入该工作方式。

3.对用户程序存储器进行初始化

若需要将用户程序存储器内的所有内容全部清除或将部分范围的内容清除，则按“RD/WR”键，使编程器处在W工作方式下，然后按下图所示的操作步骤依次按相应的键。

例1如果需要对PLC的用户程序存储器进行初始化，则按“RD/WR”键，使编程器处在W工作方式下，接着依次按下“NOP”键，“A”键和“GO”键，这时，屏幕上显示如下内容：

ALLCLEAR？

OK→[GO]

NO→[CLEAR]

经过确认后，再次按下“GO"则将PLC用户程序存储器的全部存储单元置为“NOP"。

N0P

A

GO

GO

（a）对用户程序存储器进行初始化的操作步骤

GO

终止步序数

K

NOP

↑

↓

将▼移到起始步

（b）清除用户程序存储器内部部分内容的操作步骤

例2如果需要将PLC用户程序存储器的第200步到第250步内的语句清除，则先按“RD/WR”键，使编程器处在W工作方式下，然后将▼移动到第200步，接着依次按“NOP”,“K”,“2”,“5”和“0”键，最后按下“GO”键，即将该区间内的语句清除，但是，与删除不一样，清除后的那部分存储单元内的语句为“NOP"。

4.编制用户程序

（1）指令的写入

按“RD/WR"键，使编程器处在W工作方式下，然后根据该指令的步序数的要求，按“STEP”键，键入相应的数字，接着按功能键“GO”，使▼移动到指定的步序数的位置，这时，可以开始写入指令。

1）只有操作码没有操作数的指令写入

在FX型PLC中，有些指令只有操作码没有操作数，例如：

ANB，ORB，MPS，MRD，MPP，EI，DI，SRET，IRET，FEND，WDT等，其操作步骤如下图所示。

STEP

指定步序数

GO

GO

操作码

例3写入ORB指令

先将▼移动到指定的步序数的位置，接着按下“ORB”，再按下“GO”键，该指令就被写入PLC的用户程序存储器内。

例4写入EI指令

先按下“FNC”键，“若不知道EI指令的编程代码，则按下”HELP“键，因为EI指令属于PROGRAMFLOW这一类指令，因此再按下数字键“0”，就可以找到EI指令的编程代码为04，按“CLEAR”键返回。

）接着按数字键“0”和“4”或“4”，最后按“GO”键，EI指令就被写入PLC的用户程序存储器内。

2）基本逻辑运算指令的写入

在FX型PLC中，这类指令有：

LD，LDI，AND，ANI，OR，ORI，SET，RST，PLS，MCR，PLF，STL，OUT（除T、C外），其操作步骤如下图所示：

GO

软设备地址

操作码

GO

指定步序数

STEP

3）特殊功能指令的写入

先将▼移动到指定的步序数的位置，然后按“FNC”键，接着根据该特殊功能指令的编程代码按相应的数字键，然后按“SP”键，再按相应的操作数键，如果操作数超过一个，则每次键入操作数之前，先按一下“SP”键，等该特殊功能指令的所有操作数全部键入后，再按“GO”键，该指令就被写入PLC的用户程序存储器内。

如果其操作数为双字节，则在按下“FNC”键后，接着再按“D”键；如果当其控制线路由“断开”到“闭合”时才执行该特殊功能指令的操作，则在键入其编程代码的数字键后，接着再按“P”键。

（2）指令的读出

1）根据语句步读出指令

先按“RD/WR”键，使编程器处在R工作方式下，然后根据下图所示的操作步骤依次按相应的键，该指令就显示在屏幕上。

GO

步序数

STEP

2）根据指令、软设备或指针读出该指令

先按“RD/WR”键，使编程器处在R工作方式下，然后根据下图所示的操作步骤依次按相应的键，该指令就显示在屏幕上。

操作码

GO

无软设备

软设备地址

（a）根据基本逻辑运算指令读出该指令

编程代码

FNC

GO

单字节

P

D

双字节脉冲控制

（b）根据特殊功能指令的操作码读出该指令

GO

指针序数

P

（c）根据指针读出该指针所在语句

GO

软设备地址

SP

（d）根据软设备读出该软设备所在语句

例5根据开关量输入X0查找其所在的语句步。

按“RD/WR”键，使编程器处在R工作方式下，然后根据上图所示的操作步骤先按SP键，再按“X”和“0”键，接着按功能键“GO”，则屏幕上显示出含有X0的指令及其步序。

如果接着再按功能键“GO”，则屏幕上显示出下一条含有X0的指令及其步序。

如果用户程序中没有含有X0的指令，则在屏幕的最后一行显示NOTFOUND。

按CLEAR键，屏幕显示原先的内容。

但是，这种查寻方法只限于基本逻辑运算指令，而不适应于特殊功能指令。

（3）指令的插入

如果需要在某条指令之前插入一条指令，则按照指令读出的方法，先将某条指令显示在屏幕上，此时，箭头“▼”指向该指令。

然后按“INS/DEL”键，使编程器处在I工作方式下，接着按照指令写入的方法，将该指令写入。

（4）指令的删除

1）逐条指令或逐个指针的删除

如果需要将某条指令或某个指针删除，则按照指令读出的方法，先将该指令或指针显示在屏幕上，此时，箭头“▼”指向该指令。

然后按“INS/DEL”键，使编程器处在D工作方式下，接着按功能键“GO”，该指令或指针被删除。

2）将用户程序中的NOP指令全部删除

按“INS/DEL”键，使编程器处在D工作方式下，接着按“NOP”键，此时屏幕的第一行显示“DNOPDELETE”，然后再按功能键“GO”，此时屏幕的第四行上显示“EXECUTING”。

执行完毕后，用户程序中的NOP指令全部被删除。

3）将指定范围内的程序全部删除

按“INS/DEL”键，使编程器处在D工作方式下，接着按照下图所示的操作步骤一次按相应的键，该范围内的程序被删除。

GO

终止步序数

STEP

SP

起始步序数

STEP

5.对PLC的监控

（1）对PLC软设备及基本逻辑运算指令运行状态的监测

1）对位软设备的监测

首先，按“MNT/TEST”键，使编程器处在M工作方式下，然后按下图所示的操作步骤依次按相应的键，屏幕上就会显示出该位软设备的状态。

如果其左侧有字符“■”，则表示该位软设备处于“闭合”状态；如果其左侧没有字符“■”，则表示该位软设备处于“断开”状态。

↑

GO

位软设备地址

SP

↓

2）监测16位字软设备（D，V，Z）内的数据

首先，按“MNT/TEST”键，使编程器处在M工作方式下，然后按下图所示的操作步骤依次按相应的键，屏幕上就会显示出该字软设备内的数据。

按功能键“HELP”，可以使数据在十进制和十六进制数之间切换。

↓

GO

字软设备地址

SP

3）监测32位字软设备（D，Z）内的数据

首先，按“MNT/TEST”键，使编程器处在M工作方式下，然后按下图所示的操作步骤依次按相应的键，屏幕上就会显示出该字软设备内的数据。

按功能键“HELP”，可以使数据在十进制和十六进制数之间切换

D

字软设备地址

GO

SP

↓

4）监测定时器T和计数器C（16位的计数器）

首先，按“MNT/TEST”键，使编程器处在M工作方式下，然后按下图所示的操作步骤依次按相应的键，屏幕上就会显示出该定时器或计数器的运行状况。

定时器或计数器地址

↓

GO

SP

5）监测计数器C（32位的计数器）

首先，按“MNT/TEST”键，使编程器处在M工作方式下，然后按下图所示的操作步骤依次按相应的键，屏幕上就会显示出该计数器的运行状况。

计数器地址

↓

GO

SP

6）对基本逻辑运算指令运行状态的监测

如果需要对某条基本逻辑运算指令的运行状态进行监测，则先按照指令读出的方法，将其显示在屏幕上，此时，箭头“▼”指向该指令。

然后按“MNT/TEST”键，使编程器处在M工作方式下，若该行的第11列显示空格，则表示该指令处于断开状态；若该行第11列显示“■“，则表示该指令处于闭合（或工作）状态。

（2）对PLC软设备的监测

1）强制位软设备接通/断开

先按“MNT/TEST”键，使编程器处在M工作方式下，然后按照监测位软设备的操作步骤依次按相应的键，其中位软设备的地址就是需要强制接通或断开的那个位软设备，接着再按“MNT/TEST”键，使编程器处在T工作方式下，再次确认箭头“▼”指向需要强制接通或断开的那个位软设备以后，按一下SET键，即强制该位软设备接通；按一下RST键，即强制该位软设备断开。

2）修改字软设备内的数据

先按“MNT/TEST”键，使编程器处在M工作方式下，然后按照监测16/32位字软设备的操作步骤依次按相应的键，其中字软设备的地址就是需要修改的那个字软设备，接着再按“MNT/TEST”键，使编程器处在T工作方式下，再次确认箭头“▼”指向需要修改的那个字软设备以后，按下图所示的操作步骤依次按相应的键，即完成数据的修改。

H

新的数据

GO

K

SP

若用户程序存储器采用RAM，则不论PLC处在RUN还是STOP状态下，都可以修改字软设备内的数据；若用户程序存储器采用EEPROM，则只能当PLC处在STOP状态时，才可以修改字软设备内的数据。

3）修改定时器和计数器的设定值

先按“MNT/TEST”键，使编程器处在M工作方式下，然后按照监测定时器和计数器的操作步骤依次按相应的键，接着再按“MNT/TEST”键，使编程器处在T工作方式下，再按下图所示的操作步骤依次按相应的键，当按第一次SP键时，提示符“—”出现在当前计时值或当前计数值的地方，这时，可以修改其当前值，当按第二次SP键时，提示符“—”出现在设定值的地方，可以修改其设定值。

SP

SPSPSP

新的设定值

GO

另外还有一种修改定时器和计数器设定值的方法。

先按指令读出的方法将定时器或计数器显示在屏幕上，然后按功能键“↓”使▼指向定时器或计数器的设定值处，接着再按“MNT/TEST”键，使编程器处在T工作方式下，再按下图所示的操作步骤依次按相应的键，即可完成设定值的修改。

GO

新的设定值

K

新的地址

D

（三）离线（OFFLINE）编程方式

有两种方法可以进入离线（OFFLINE）编程方式：

方法之一是当FX-20P-E型编程器上电后，按“↓”键，将闪烁的符号“■”移动到OFFLINE（HPP）位置上，然后再按“GO”键，就进入离线（OFFLINE）编程方式；

方法之二是当FX-20P-E型编程器处于在线（ONLINE）编程方式时，按功能键“OTHER”，进入工作方式选择，此时，闪烁的符号“■”处在OFFLINEMODE位置上，接着按“GO”键，就进入离线（OFFLINE）编程方式。

当FX-20P-E型编程器处在离线编程方式时，所编制的用户程序总是被存入编程器内的RAM中，与PLC内的用户程序存储器以及PLC的运行方式都没有关系。

除了在线编程方式中的M和T二种工作方式不能使用以外，其余的工作方式（R，W，I和D）及操作步骤均适用于离线编程方式。

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。

图1.1LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、OUT、END的用法

END：

结束指令。

表示程序结束。

LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI指令的编