《可編程控制器原理》實(shí)驗(yàn)教案

～學(xué)年度第學(xué)期《可編程控制器原理》實(shí)驗(yàn)教案劉東漢實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：8實(shí)驗(yàn)班級(jí)：教材指導(dǎo)書：自編試驗(yàn)指導(dǎo)書機(jī)電工程學(xué)院

實(shí)驗(yàn)一PLC認(rèn)識(shí)及基本指令實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)類型、分組及實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)類型和方式：本實(shí)驗(yàn)屬驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，采用原理講解和獨(dú)自實(shí)驗(yàn)的方式；學(xué)時(shí)數(shù)和分組人數(shù)：學(xué)時(shí)為2學(xué)時(shí)，每小組5人；每組PLC-2型可編程控制器實(shí)驗(yàn)臺(tái)1套、PC機(jī)1臺(tái)；編程電纜1根、連接導(dǎo)線若干；三、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．熟悉和掌握常用基本指令的使用方法2．熟悉編程器的使用方法3．學(xué)會(huì)PLC-2型實(shí)驗(yàn)臺(tái)的使用方法和法國和法國女股份 1．基本指令實(shí)驗(yàn)（LD、LDI、OUT、AND、ANI、OR、ORI、ORB） =1\*GB2⑴ 運(yùn)算開始和線圈、定時(shí)器LDIK19LDLDIK19LDX001X000T0OUT ——||———————（Y000）————|/|———————（M100）——母線 母線——（T0）—— ——||———————（Y001）—— ——————————［END］—— 指令表 0 LD X000 與母線連接 1 OUT Y000 2 LDI X001 3 OUT M001 驅(qū)動(dòng)指令 4 OUT T0 驅(qū)動(dòng)定時(shí)器指令 （SP） K19 設(shè)定常數(shù) 7 LD T0 8 OUT Y001 9 END輸入上面程序，運(yùn)行觀察結(jié)果=2\*GB2⑵ 觸點(diǎn)的串聯(lián)連接ANDANDX003X002X003X002X000X001ANI ——||——||—————(Y001)—————||——|/|—————(Y002)—————(Y003)—————————————［END］—— 輸入以上程序，運(yùn)行觀察結(jié)果0 LD X0001 AND X0012 OUT Y0013 LD X0024 ANI X0035 OUT Y0026 OUT Y0037 END=2\*GB2⑵ 觸點(diǎn)并聯(lián)連接梯形圖X006X004X006X004X005ORIOR ——||———————（Y005）—— ——||————|/|————————————［END］—— 0 LD X004 1 OR X006 2 ORI X005 3 OUT Y005 4 END輸入上面程序，運(yùn)行觀察結(jié)果=3\*GB2⑶ 串聯(lián)電路的并聯(lián)連接X002X000X002X000X004ORBORBX003X001X005 ——||——||————（Y006）—— ——||——||————|/|——||————————————［END］——輸入上面程序，運(yùn)行觀察結(jié)果 0 LD X0001 AND X0012 LD X0023 AND X0034 ORB5 LDI X0046 AND X005ORBOUT Y006END=4\*GB2⑷ 并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接X002X000X002X000X004ANBORBX003X001X005LD ——||——||—||——（Y006）— ——||——|/|—||——X006X006—||X00X003——||————————OROR——————————［END］——輸入上面程序，運(yùn)行觀察結(jié)果0 LD X0001 OR X0012 LD X002分支起點(diǎn)3 AND X003 4 LDI X0045 AND X005ORB 并聯(lián)塊結(jié)束OR X006ANB 與前面電路塊串聯(lián)連接OR X003OUT Y006END2．實(shí)現(xiàn)下列組合電路的編程=1\*GB2⑴Y0=[X0·X2·(X5+X6)]+(X3·X4)XX5X6X0X2X4X3——||——||——|/|——（Y000）———||———||——||——————————————[END]——=2\*GB2⑵Y0=X0·（X2+X5）·(X3+X4)XX2X5X4X3X0——||———||——||—（Y000）———|/|——|/|————————————[END]—0 LD X51 OR X62 AND X03 ANI X24 LD X35 AND X4ORBOUT Y0END0 LD X21 ORI X52 LD X33 ORI X44 ANB5 AND X06 OUT Y07 END以上實(shí)驗(yàn)中，輸入信號(hào)接實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的開關(guān)或按鈕，輸出LED接發(fā)光管。實(shí)驗(yàn)二定時(shí)器、計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜ず驼莆沼?jì)數(shù)器指令的應(yīng)用熟悉和掌握定時(shí)器指令的應(yīng)用。熟悉掌握計(jì)數(shù)器/定時(shí)器內(nèi)部時(shí)基脈沖參數(shù)的設(shè)置二、實(shí)驗(yàn)類型、分組及實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)類型和方式：本實(shí)驗(yàn)屬驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，采用原理講解和獨(dú)自實(shí)驗(yàn)的方式；學(xué)時(shí)數(shù)和分組人數(shù)：學(xué)時(shí)為2學(xué)時(shí)，每小組5人；每組PLC-2型可編程控制器實(shí)驗(yàn)臺(tái)1套、PC機(jī)1臺(tái)；編程電纜1根、連接導(dǎo)線若干；三、實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)步驟計(jì)數(shù)器指令指令、名稱功能電路表示和可用元件程序步OUT輸出計(jì)數(shù)器線圈驅(qū)動(dòng)—||———（C）———K32位計(jì)數(shù)器：516位計(jì)數(shù)器：3RST復(fù)位輸出觸點(diǎn)的復(fù)位當(dāng)前值的清零—||———[RSTC]——2 FX0N系列PLC的通用計(jì)數(shù)器個(gè)數(shù)為16個(gè)（C0~C15），鎖存用計(jì)數(shù)器的個(gè)數(shù)也為16個(gè)（C16~C31），每個(gè)計(jì)數(shù)器均為16位，指令步數(shù)為3步。 =1\*GB2⑴例1X0——||————[RSTC0]——X1K10——||————（C0）——C0——||————（Y0）—————————[END]———0 LD X02 RST C03 LD X14 OUT C0 K107 LD C08 OUT Y09 ENDX0為C0復(fù)位信號(hào)，接實(shí)驗(yàn)臺(tái)上按鈕P0。X1為C0的計(jì)數(shù)脈沖輸入，接實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的按鈕P1。Y0為C0的輸出信號(hào)，接實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的LED發(fā)光管L0。波形圖如圖4.1所示輸入運(yùn)行以上程序，觀察運(yùn)行結(jié)果。1010987612345X0X1123456789101112131415當(dāng)前數(shù)據(jù)C0（Y0）圖4.1定時(shí)器指令指令、名稱功能電路表示和可用元件程序步OUT輸出定時(shí)器線圈驅(qū)動(dòng)—||———（T）———K3RST復(fù)位輸出觸點(diǎn)的復(fù)位—||———[RSTT]——2FX0N系列PLC有63個(gè)100ms定時(shí)器T0~T62，1個(gè)1ms定時(shí)器T63，當(dāng)M8028被驅(qū)動(dòng)時(shí)，即（M8028=1），定時(shí)器T32~T62改為10ms定時(shí)器。 ⑴例1X0T1K10——||——|/|——（T0）——T0K10——||————（T1）———T0——||—————（Y0）——————————[END]——0 LD X01 ANI T12 OUT TO K105 LD T06 OUT T1 K109 LD T010 OUT Y011 END輸入程序,檢查是否正確。運(yùn)行程序，X0接K0，Y0接L0，X0合上，Y0為1s閃一次。T0、T1定時(shí)器的時(shí)基脈沖為100ms（0.1s）。⑵例2X1——||———（M8028）——X0T62K10——||——|/|—（T61）——T61K10——||————（T62）——T61——||—————（Y0）——————————[END]——0 LD X11 OUT M80283 LD X04 ANI T625 OUT T61 K108 LD T619 OUT T62 K1012 LD T6113 OUT Y014 END實(shí)驗(yàn)步驟同上一例子一樣，觀察X1合上對(duì)Y0輸出有什么影響，X1接K1。X1合上（K1為ON），可以看到Y(jié)0每0.1s閃一次，X1關(guān)閉（K1為OFF），Y0每1s閃一次。說明M8028影響T32~T62的時(shí)基脈沖。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)輸入下列程序，觀察輸出結(jié)果。X0T1K10——||——|/|———（T0）——T0K10——||——————（T1）—————（Y0）——X1——||————[RSTC0]——T0——||——————（C0）——C0——||——————（Y1）——————————[END]——0 LD X01 ANI T12 OUT T0 K105 LD T06 OUT T1 K109 OUT Y010 LD X111 RST C013 LD T015 OUT C0 K1017 LD C018 OUT Y119 ENDX0為啟動(dòng)信號(hào)。接K0，Y0為1s脈沖發(fā)生器，輸出顯示接L0，X1為C0（Y1）復(fù)位信號(hào)，接P0，Y1輸出接L15。輸入程序，并檢查是否正確。實(shí)驗(yàn)三步進(jìn)順控指令實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．熟悉和掌握步進(jìn)順控指令STL的使用方法。2．理解和掌握狀態(tài)元件S在步進(jìn)順控程序中的應(yīng)用。3．進(jìn)一步熟悉以上介紹的各個(gè)指令的編程使用方法。二、實(shí)驗(yàn)類型、分組及實(shí)驗(yàn)器材1．實(shí)驗(yàn)類型和方式：本實(shí)驗(yàn)屬驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，采用原理講解和獨(dú)自實(shí)驗(yàn)的方式；2．學(xué)時(shí)數(shù)和分組人數(shù)：學(xué)時(shí)為2學(xué)時(shí)，每小組5人；3．每組PLC-2型可編程控制器實(shí)驗(yàn)臺(tái)1套、PC機(jī)1臺(tái)；4．編程電纜1根、連接導(dǎo)線若干；三、實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)步驟狀態(tài)軟元件S是PLC的狀態(tài)寄存器，它在對(duì)工序作步進(jìn)順控類型的控制程序中起著重要的作用。它與步進(jìn)順控指令STL組合使用。在三菱FX2N系列PLC中，S0~S9（10點(diǎn)）為初始狀態(tài)用，S10~S19(10點(diǎn))為返回原電用，S20~S499(480點(diǎn))為通用狀態(tài)繼電器，S500~S899(400點(diǎn))為停電保持狀態(tài)器。這些狀態(tài)寄存器若不在順控指令中使用，也可作為輔助繼電器（M）使用。各狀態(tài)軟元件常開、常閉次數(shù)不受限制。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（SFC，順序功能圖）適用于表示機(jī)械動(dòng)作的流程，順序控制圖(STL)是以繼電器階梯圖的形式表示，具有綜合表達(dá)負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路與轉(zhuǎn)移條件電路的特點(diǎn)。指令助記符及說明 步進(jìn)梯形圖指令(STL)是利用內(nèi)部軟元件狀態(tài)(S)，在順控程序上進(jìn)行工序步進(jìn)形控制的指令。返回(RET)是表示狀態(tài)(S)流程的結(jié)束，用于返回主程序(母線)的指令。2、編程與動(dòng)作子母線主母線子母線主母線STLS20OUTY0LDX1SETS21STLS21OUTY1LDX2…a)順序功能圖b)梯形圖c)指令表主母線子母線主母線子母線狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和步進(jìn)順控圖表達(dá)的都是同一個(gè)程序，它的優(yōu)點(diǎn)是可以讓編程者每次只考慮一個(gè)狀態(tài)，而不用考慮其它的狀態(tài)，使編程更容易。另外，狀態(tài)的順序可自由選擇，不一定非按S編號(hào)的順序選用。但是在一系列指令的最后，必須寫入RET指令。說明：在STL電路中，不能用MC指令。MPS指令也不能緊跟在STL觸點(diǎn)后使用。1、用步進(jìn)順控指令實(shí)現(xiàn)下圖所示波形，使Y0、Y1、Y2每隔1s順序輸出，并循環(huán)。根據(jù)順序功能圖繪制步進(jìn)梯形圖和STL指令表。指令表0 LD M80021 SET S33 STL S34 OUT Y05 OUT T0K108 LD T09 SET S2211 STL S2212 OUT Y113 OUT T1K1016 LD T117SETS2319STLS2320OUT Y221 OUT T2K1024LDT225 OUT S326RET27END實(shí)驗(yàn)步驟： 1）輸入程序檢查使其正確。 2）Y0~Y2分別接實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的L0~L2。 3）運(yùn)行程序，觀察Y0、Y1、Y2的輸出是否和波形一致。4）改變定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間常數(shù)，再次運(yùn)行程序，觀察輸出情況。思考：充分理解上圖中的步進(jìn)順控程序的編制，在此基礎(chǔ)上編制下面的步進(jìn)順孔程序，使Y0、Y1、Y2、Y3按每隔1s的順序輸出，循環(huán)往復(fù)。要求輸出波形如下圖3.2所示。Y0Y1Y2Y3圖3.2輸出波形圖按上述波形圖設(shè)計(jì)，其順控圖如下：順控圖STLS20S3S20S3RETENDS21S22———||————[SETS3]—————（Y0）K10T0———（T0）—————（Y1）K10T1———（T1）—————（Y2）K10T2———（T2）—————（Y3）K10T3———（T3）S3圖3.3指令表0 LD M80021 SET S33 STL S34 OUT Y05 OUT T0 K108 LD T09 SET S2011 STL S2012 OUT Y113 OUT T1K1016 LD T117 SET S2119 STL S2120 OUT Y221 OUT T2K1024 LD T225 SET S2227 STL S2228 OUT Y329 OUT T3K1032 LD T333 OUT S335 RET36 END實(shí)驗(yàn)步驟：①按順控圖和指令表編制輸入程序。②檢查程序是否正確。③Y0~Y3分別接實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的L0~L3，運(yùn)行程序觀察輸出結(jié)果是否和波形圖一致。2、選擇性分支及匯合指令實(shí)驗(yàn)指令表：LDM8002STLS23SETS3OUTY3STLS3SETS24OUTY1STLS24LDX1OUTY4SETS22LDX5LDX3OUTS3SETS23RETSTLS22ENDOUTY2LDX2SETS24實(shí)驗(yàn)步驟：1）輸入程序檢查使其正確。2）X1~X5分別接試驗(yàn)臺(tái)上的按鈕P1~P5，Y0~Y4分別接LED燈L0~L4。3）運(yùn)行程序，先閉合X1，然后閉合X3，觀察Y2、Y3有無輸出。4）改變X1和X3的閉合順序，觀察Y2和Y3的輸出情況。3、并行分支及匯合指令實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟：1）輸入程序檢查使其正確。2）X1~X5分別接試驗(yàn)臺(tái)上的按鈕P1~P5，Y0~Y4分別接LED燈L0~L4。3）運(yùn)行程序，閉合X1，觀察Y2和Y4有無輸出。4）然后閉合X2、X3和X4，觀察Y3、Y5和Y6的輸出情況。指令表：LDM8002SETS3STLS3OUTY1LDX1SETS22SETS24STLS22OUTY2LDX2SETS23STLS24OUTY4LDX3SETS25STLS23OUTY3STLS25OUTY5STLS23STLS25LDX4SETS26STLS26OUTY6LDX5OUTS3RETEND實(shí)驗(yàn)四交通信號(hào)燈PLC自動(dòng)控制

=1\*DBNUM3一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆帐致房诮煌ㄐ盘?hào)燈的控制原理。掌握PLC定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的使用方法。二、實(shí)驗(yàn)類型、分組及實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)類型和方式：本實(shí)驗(yàn)屬驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，采用原理講解和獨(dú)自實(shí)驗(yàn)的方式；學(xué)時(shí)數(shù)和分組人數(shù)：學(xué)時(shí)為2學(xué)時(shí)，每小組5人；每組PLC-2型可編程控制器實(shí)驗(yàn)臺(tái)1套、PC機(jī)1臺(tái)；編程電纜1根、連接導(dǎo)線若干；=3\*DBNUM3三、實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)步驟1．交通信號(hào)燈PLC自動(dòng)控制演示板結(jié)構(gòu)如圖4.12．本裝置與交通信號(hào)實(shí)際控制一致，采用LED模擬信號(hào)燈，信號(hào)燈分東西、南北二組，分別有“紅”“黃”“綠”三種顏色。其工作狀態(tài)由PLC程序控制，“啟動(dòng)”、“停止”按鈕分別控制信號(hào)燈的啟動(dòng)和停止?！鞍滋?黑夜”開關(guān)控制信號(hào)燈白天/黑夜轉(zhuǎn)換。對(duì)“紅”“黃”“綠”燈控制要求如下：=1\*GB2⑴假設(shè)東西方向交通比南北方向繁忙一倍，因此東西方向的綠燈通行的時(shí)間多一倍。=2\*GB2⑵控制時(shí)序要求如圖4.2所示。=3\*GB2⑶按下“啟動(dòng)”按鈕開始工作，按下“停止”按鈕停止工作，“白天/黑夜”開關(guān)按下閉合時(shí)為黑夜工作狀態(tài)，這是只有黃燈閃爍，斷開時(shí)按時(shí)序控制圖工作。根據(jù)具體情況還可增加控制要求，如緊急控制，某一方向綠燈常亮。實(shí)驗(yàn)步驟：=1\*GB2⑴打開PLC-2型實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源，編程器與PLC連接。=2\*GB2⑵根據(jù)具體情況編制輸入程序，并檢查是否正確。=3\*GB2⑶按圖4.3接線，實(shí)驗(yàn)臺(tái)與PLC-DOME001連接，檢查連線是否正確。=4\*GB2⑷按下啟動(dòng)按鈕，觀察運(yùn)行結(jié)果。=4\*DBNUM3四、推薦設(shè)計(jì)程序清單I/O地址分配清單:輸入地址：?jiǎn)?dòng)按鈕X0 停止按鈕X1晚上開關(guān)X2輸出地址: 紅１Y0黃１Y1綠１Y2 紅２Y3黃２Y4綠２Y5程序=1\*GB2⑴梯形圖=2\*GB2⑵指令表0LD X01RST S03RST S15RST S27RST S39RST S411LD X00012SET S014LD X00115RST S017LD X00218OUT M50019LD T420OR X00121RST C1623LD M801224AND S025OUT C16 K1028LD C1629AND S030OUT T4 K1033LD T334OR X00035RST S437SET S139LD S140