1、电气控制技术实验电气控制技术实验湖南工学院电气与信息工程系湖南工学院电气与信息工程系 董海兵董海兵=实验教材：实验教材： PLCPLC实验指导书实验指导书作者作者： 湖南工学院电气与信息工程系湖南工学院电气与信息工程系 罗雪莲、陈华容罗雪莲、陈华容=PLCPLC实验操作室软、硬件介绍实验操作室软、硬件介绍=实验课程安排实验课程安排=实验要求与课程考核实验要求与课程考核=实验操作室地址：实验操作室地址：3 3号楼号楼32073207室室=一、可编程序控制器一、可编程序控制器(PLC)(PLC)概述概述1 1、什么是、什么是PLCPLC？ 可编程序控制器（可编程序控制器（Programmable
2、Logic ControllerProgrammable Logic Controller） 简称简称为为PLCPLC。是以微处理机为基础，综合了计算机技术、自动控制。是以微处理机为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置。制装置。 国际电工委员会（国际电工委员会（ IECIEC）于）于 19821982年年1111月和月和 19851985年年1 1月对月对可编程序控制器作了如下的定义：可编程序控制器作了如下的定义：“可编程序控制器是一种数可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为
3、在工业环境下应用而设计。它采字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式模控制、定时、计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计整体，易于扩充功能的原则而设计”。2 2、PLCPLC的
4、特点的特点 可靠性高、强抗干扰能力； 丰富的I/O接口模块； 采用模块式结构，灵活性好； 编程简单易学； 系统安装简单，维修方便； 具有数据通讯功能； 输入输出电源使用市电。3、PLC的应用领域nPLC在工业自动化中起着举足轻重的作用，在国内外已广泛应用于机械、冶金、石油、化工、轻工、纺织、电力、电子、食品、 交通等行业。经验表明， 80 以上的工业控制可以使用PLC来完成。n在日本，凡8个以上中间继电器组成的控制系统都已采用PLC来取代。二、我系二、我系PLCPLC实验操作室软、硬件介绍实验操作室软、硬件介绍1、硬件PLC主机:采用日本三菱电机公司的FX系列PLC，其中FX2N-32MR型P
5、LC20台，FX1N-24MR型PLC9台，FX0N-24MR型PLC16台。编程器：46台计算机、9个手持式FX-20P-E编程器PLC实验箱：EL-PLC-型可编程控制器实验箱22台；EL-PLC-型可编程控制器实验箱23台。交流接触器、电机、面包板、发光二极管、电阻等若干。2、软件采用三菱FX系列PLC的中文编程软件，三菱SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件。我系PLC实验操作室PLC输出可接直流负载也可接交流负载；学生可利用PLC实验箱进行PLC编程后的实物验证，也可将PLC主机与实物外接，如与交流接触器、面包板、发光二极管、电阻等器件连接进行PLC编程后的实物验证。实验室全天开放
6、，学生除在实验课时间来做实验，也可利用课余时间来实验室。 PLCPLC实验系统的使用步骤实验系统的使用步骤1、打开FXGP-WIN/C软件；2、新建文件，出现PLC类型选择框，选择PLC类型；3、输入梯形图；4、点击“工具”菜单中的“转换”命令，将梯形图转换为指令表；5、点击“PLC”菜单中的“传送/写出”命令，将程序下载到PLC主机。（注意下载时要先打开实验箱电源，将PLC开关处于STOP位置）6、根据I/O分配表，连接外接器件；7、运行PLC（将PLC开关处于RUN位置）,点击“监控/测试”菜单中的“开始监控”命令,监控并调试程序。（在修改程序时，先停止监控）n实验一实验一 基本指令实验基
7、本指令实验（验证性验证性）n实验二实验二 混料罐实验混料罐实验（综合性综合性）n实验三实验三 红绿灯控制实验红绿灯控制实验（设计性设计性）n实验四实验四 传输实验传输实验（设计性）（设计性）n实验五实验五 LEDLED数码显示实验数码显示实验（综合性综合性）n实验六实验六 功能指令实验功能指令实验 （设计性）（设计性）n实验七实验七 广告艺术灯控制器设计广告艺术灯控制器设计（综合性）（综合性）n实验八实验八 电动机自动往复运动实验电动机自动往复运动实验（设计性（设计性）电气控制技术实验电气控制技术实验课程安排课程安排实验要求与课程考核实验要求与课程考核（一）、实验要求（一）、实验要求n1.实验
8、前做好预习，按照实验要求实验前做好预习，按照实验要求,编写好程序编写好程序,画好梯形图。画好梯形图。n2.实验时到实验室利用实验时到实验室利用PLC等实物进行硬件测试，调试程序，等实物进行硬件测试，调试程序，记录实验结果，检查设计的功能。记录实验结果，检查设计的功能。n3.实验中发现异常情况，如冒烟、烧焦异味等立即撤断电源，实验中发现异常情况，如冒烟、烧焦异味等立即撤断电源，报告老师报告老师 n4. 实验完成后整理好实验台，打扫好实验场地。实验完成后整理好实验台，打扫好实验场地。n5. 每次实验后第二天交实验报告，实验报告要求同实验一样，每次实验后第二天交实验报告，实验报告要求同实验一样，每人
9、独自完成，不得相互照抄，发现雷同的，重做。每人独自完成，不得相互照抄，发现雷同的，重做。n6.若实验课因事没有参加的，要求在第若实验课因事没有参加的，要求在第18周前补做好。周前补做好。n7.实验课中内容没完成的，课后自行到实验室完成，实验室实验课中内容没完成的，课后自行到实验室完成，实验室全天开放。全天开放。（二）、实验课程考核（二）、实验课程考核n1. 平时每次实验情况平时每次实验情况50%n2. 实验考勤、实验场地整理实验考勤、实验场地整理10%n3. 实验报告成绩实验报告成绩40%湖南工学院电气与信息工程系湖南工学院电气与信息工程系 实验一实验一 基本指令实验基本指令实验 （本实验为验
10、证性实验）一、实验目的一、实验目的1、熟悉PLC实验系统硬件及编程软件的使用方法；2、掌握基本指令基本指令指令的编程及使用。3、掌握定时器、计数器的使用方法。二、实验原理二、实验原理任何厂家生产的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。1、LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、OUT、END指令指令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：
11、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：0LDX01OUTY02LDIX03ANDX14OUTM05ANIX26OUTY17LDIX18ORX29ORIX310OUTY211END 图图1
12、.1 LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、OUT、END的用法的用法2SET、RST、PLS、PLF指令指令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
13、所示a）梯形图b）时序图图图1.2 SET、RST、PLS、PLF的用法的用法图1.3定时器的用法3定时器定时器定时器的编程方法如图1.3所示。图1.3语句表：0LDX01OUTT0K1232LDT03OUTY04END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。图1.4计数器的编程方法4计数器计数器计数器的编程方法如图1.4所示。图1.4语句表：0LDX01RSTC02LDX13OUTC0K55LDC0
14、6OUTY07END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、实验内容三、实验内容（一）与、或、非基本指令实验（一）与、或、非基本指令实验1编程要求编程要求nPLC输出输出Y0为输入为输入X0的非；的非；nPLC输出输出Y1为为X1和和X2的与；的与；nPLC输出输出Y2为为X3和和X4的或；的或；2实验步骤实验步骤按编程要求写出I/O分配表、程序梯形图。将程序写入到P
15、LC主机，进行实物测试.运行该程序，观察PLC输出结果，并分别填入对应的操作结果表中。x0ONOFFY0 x1ONONOFFOFFx2ONOFFONOFFY1x3ONONOFFOFFx4ONOFFONOFFY2n（二）微分、位操作实验（二）微分、位操作实验n1编程要求nY0为X0微分结果；Y1为X1微分结果；nX0微分结果，置位Y2；X1微分结果，复位Y2。n2实验步骤n按编程要求写出I/O分配表、程序梯形图、程序清单。n检查程序，使其正确。n运行该程序，观察PLC输出结果。( (三三) ) 定时器、计数器实验定时器、计数器实验1、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
16、开关1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2将PLC输出Y1清零。2、将程序写入到PLC主机，进行实物测试；并监控定时器、计数器的现行值和设定值。四、实验仪器与设备1、EL-PLC-型可编程控制器实验系统2、EL-PLC-型可编程控制器实验系统3、计算机4、FX-20P-E编程器提示：提示：1、打开打开 FXGP-WIN/C 软件，新建文件，出现软件，新建文件，出现PLC类类型选择框，要根据你自己操作的型选择框，要根据你自己操作的PLC类型，选择相类型，选择相应应PLC类型；类型；2、输入完梯形图将程序下载到、输入完梯形图将程序下载到PLC主机时，注意要先主机时，注意要先将梯形图转换为指令表。（点击将梯形图转换为指令表。（点击“工具工具”菜单中的菜单中的“转换转换”命令）命令）3、将程序下载到、将程序下载到PLC主机时，注意要先打开实验箱电主机时，注意要先打开实验箱电源，将源，将PLC开关处于开关处于STOP位置。（下载点击位置。（下载点击“PLC”菜单中的菜单中的“传送传送/写出写出”命令）命令）4、PLC输入输出接线，根据输入输出接线，根据I/
