PLC原理及应用实验指导书.doc

PLC原理及应用实验指导书

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2

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教 案

（2013年下学期)

课程名称 《PLC原理及应用》实验
课程编号 121200107
课程性质 学科基础必修课
教学时数 10学时
教学对象 20101电力1班 、2011电力2班
2011魏源电气、2010输电线路
2010测控技术与仪器
授课教师 朱群峰
职 称 副教授

邵阳学院电气工程系

2013年9月

实验报告要求：

1、 实验报告册中每个实验每项都要填写，有缺的要重做;
2、 实验过程中的实验结果要记录在实验报告上，并进行结果分析;
3、 实验报告图子要规范，用笔画,不能用打印的图子；
4、 实验报告不能复印，发现有复印的以零分记。

实验一、基本指令的编程练习

在基本指令的编程练习实验区完成本实验
一、实验目的
1、熟悉PLC实验装置.
2、练习手持编程器的使用。
3、熟悉系统操作.
4、掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。
二、基本指令编程练习的实验面板图

上图中下面两排接线孔，通过防转叠插锁紧线与PLC的主机相应的输入输出插孔相接。Xi为输入点，Yi为输出点。
图中中间两排X0～X13为输入按键,模拟开关量的输入.
八路一排Y0～Y7是LED指示灯,接继电器输出用以模拟输出负载的通与断。
三、编制梯形图并写出程序
通过程序判断Y1、Y2、Y3、Y4的输出状态，然后再输入并运行程序加以验证.
实验参考程序，梯形图参考图1
步序
指令
器件号
说 明
步序
指令
器件号
说 明
0
LD
X001
输入
7
ANI
X003

1
AND
X003
输入
8
OUT
Y003
或非门输出
2
OUT
Y001
与门输出
9
LDI
X001

3
LD
X001

10
ORI
X003

4
OR
X003

11
OUT
Y004
与非门输出
5
OUT
Y002
或门输出
12
END

程序结束
6
LDI
X001

四、实验步骤
梯形图中的X001、X003分别对应控制实验单元输入开关X1、X3。
通过专用电缆连接手持编程器与PLC主机。打开编程器,逐条输入程序，检查无误后，将可编程控制器主机上的STOP/RUN按钮拨到RUN位置，运行指示灯点亮，表明程序开始运行,有关的指示灯将显示运行结果。
拨动输入开关X1、X3，观察输出指示灯Y1、Y2、Y3、Y4是否符合与、或、非逻辑的正确结果。
自己设计一个抢答器

实验二 定时/计数器实验
在基本指令的编程练习实验区完成本实验。
一、实验目的
掌握定时器、计数器的正确编程方法,并学会定时器和计数器扩展方法。
二、编制梯形图并写出实验程序
定时器、计数器及其扩展的参考梯形图见图2—1与图2-2.
1、定时器的认识实验
定时器的控制逻辑是经过时间继电器的延时动作，然后产生控制作用。其控制作用同一般继电器。
实验参考程序，梯形图参考图2—1
步序
指 令
器件号
说 明
0
LD
X001
输入
1
OUT
T0
延时5秒
2

K50

3
LD
T0

4
OUT
Y000
延时时间到，输出
5
END

程序结束
2、定时器扩展实验
由于PLC的定时器和计数器都有一定的定时范围和计数范围.如果需要的设定值超过机器范围,我们可以通过几个定时器和计数器的串联组合来扩充设定值的范围。
实验参考程序，梯形图参考图2—2
步序
指 令
器件号
说 明
0
LD
X001
输入
1
OUT
T0
延时5秒
2

K50

3
LD
T0

4
OUT
T1
延时3秒
5

K30

6
LD
T1

7
OUT
Y000
延时时间到，输出
8
END

程序结束

3、计数器认识实验
计数器及其扩展的梯形图，参考图2—3和图2-4
三菱FXOS系列的内部计数器分为16位二进制加法计数器和32位增计数/减计数器两种。其中的16位二进制加法计数器,其设定值在K1~K32767范围内有效.
实验参考程序，梯形图参考图2-3
步序
指令
器件号
说明
步序
指令
器件号
说明
0
LD
X001
输入
6
LD
T0

1
ANI
T0

7
OUT
C0
计数20次
2
OUT
T0
延时10秒
8

K20

3

K100

9
LD
C0

4
LD
X000
输入
10
OUT
Y000
计数满，输出
5
RST
C0
计数器复位
11
END

程序结束
这是一个由定时器T0和计数器C0组成的组合电路.T0形成一个设定值为10秒的自复位定时器，当X0接通，T0线圈得电，经延时10秒，T0的常闭接点断开，T0定时器断开复位，待下一次扫描时,T0的常闭接点才闭合,T0线圈又重新得电。即T0接点每接通一次，每次接通时间为一个扫描周期。计数器对这个脉冲信号进行计数，计数到20次，C0常开接点闭合，使Y0线圈接通.从X0接通到Y0有输出，延时时间为定时器和计数器设定值的乘积:T总=T0×C0=10×20=200S。

4、计数器的扩展实验
计数器的扩展与定时器扩展的方法类似.
实验参考程序，梯形图参考2—4.
步序
指令
器件号
说明
0
LD
X001
输入
1
ANI
T0

2
OUT
T0
延时1秒
3

K10

4
LD
C0

5
OR
X002

6
RST
C0
计数器C0复位
7
LD
TO

8
OUT
C0
计数20次
9

K20

10
LD
X002
输入
11
RST
C1
计数器C1复位
12
LD
C0

13
OUT
C1
计数3次
14

K3

15
LD
C1

16
OUT
Y000
计数满，输出
17
END

程序结束

总的计数值C总=C0×C1=20×3×1=60

实验三、十字路口交通灯控制实验
一、 实验目的：
1、熟悉PLC的编程原理及方法
2、掌握定时器的使用方法
3、掌握顺序设计法的使用
二、实验内容
T2
T3
T4
S4
S5
S0
S1
S2
S3
Y2 Y3 T1
Y2 Y4 T2
Y2 Y5 T3
Y0 Y5 T4
M8002
T0
T1
Y1 Y5 T5
T5
Y2 Y5 T0
使用PLC数字量输入，输出量控制红绿灯

Y0接：东西方向绿灯
Y1接：东西方向黄灯
Y2接：东西方向红灯
Y3接：南北方向绿灯
Y4接：南北方向黄灯
Y5接:南北方向红灯

要求交通灯规则：
东西红南北红（1s）-—南北红东西绿（3s)-—南北红东西黄（1s）——南北红东西红（1s）南北绿东西红（3s）南北黄东西红（1s），以后依次循环。
三、 顺序功能图见上图所示

四、参考梯形图
K10
T0
Y2
Y5
SET S1
T0
STL
S0
M8002
SET S0
ZRST S0 S5
T1
Y2
Y3
SET S2
T1
STL
S1
K30
T3
Y2
Y5
SET S4
T3
STL
S3
K10
T2
Y2
Y4
SET S3
T2
STL
S2
K10

T4
Y0
Y5
SET S5
T4
STL
S4
K30
T5
Y1
Y5
SET S0
T5
STL
S5
K10
RET
END

实验四 电梯控制实验
一、实验目的
1、通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法。
2、进一步熟悉PLC的I/O连接.
3、设计模拟电梯采用轿厢外按钮控制的硬件接线盒软件编程。
二、控制要求
电梯由安装在各楼层厅门口的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操纵，其操纵内容为电梯运行方向。电梯轿厢内设有楼层内选按钮S1～S5,用以选择需停靠的楼层.L1为一层指示、L2为二层指示、L3为三层指示、L4为四层指示、L5为五层指示，SQ1～SQ5为到位行程开关。电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向的呼叫均无效。例如，电梯停在一层，在三层轿厢外呼叫时，必须按三层上升呼叫按钮,电梯才响应呼叫(从一层运行到三层），按三层下降呼叫按钮无效;反之，若电梯停在四层，在三层轿厢外呼叫时，必须按三层下降呼叫按钮,电梯才响应呼叫（从四层运行到三层），按三层上升呼叫按钮无效，依次类推。
输入/输出的分配如下：
(一）输入：
序号
名 称
输入点
序号
名 称
输入点
0
五层内选按钮S5
X000
7
三层下呼按钮D3
X007
1
四层内选按钮S4
X001
8
二层下呼按钮D2
X010
2
三层内选按钮S3
X002
9
一层上呼按钮U1
X011
3
二层内选按钮S2
X003
10
二层上呼按钮U2
X012
4
一层内选按钮S1
X004
11
三层上呼按钮U3
X013
5
五层下呼按钮D5
X005
12
四层上呼按钮U4
X014
6
四层下呼按钮D4
X006
13
一层行程开关SQ1
X015
14
二层行程开关SQ2
X016
16
四层行程开关SQ4
X020
15
三层行程开关SQ3
X017
17
五层行程开关SQ5
X021
(二)输出：

序号
名 称
输入点
序号
名 称
输入点
0
五层指示L5
Y000
10
二层内选指示SL2
Y012
1
四层指示L4
Y001
11
一层内选指示SL1
Y013
2
三层指示L3
Y002
12
一层上呼指示UP1
Y014
3
二层指示L2
Y003
13
二层上呼指示UP2
Y015
4
一层指示L1
Y004
14
三层上呼指示UP3
Y016
5
轿厢下降指示DOWN
Y005
15
四层上呼指示UP4
Y017
6
轿厢上升指示UP
Y006
16
二层下呼指示DN2
Y020
7
五层内选指示SL5
Y007
17
三层下呼指示DN3
Y021
8
四层内选指示SL4
Y010
18
四层下呼指示DN4
Y022
9
三层内选指示SL3
Y011
19
五层下呼指示DN5
Y023

三、电梯控制系统的模拟实验面板图：
下图框中的SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5分别接主机的输入点X15、X16、X17、X20、X21；S1、S2、S3、S4、S5分别接主机的输入点X4、X3、X2、X1、X0；D5、D4、D3、D2、U1、U2、U3、U4分别接主机的输入点X5、X6、X7、X10、X11、X12、X13、X14;L1、L2、L3、L4、L5分别接主机的输出点Y4、Y3、Y2、Y1、Y0；DOWN、UP分别接主机的输出点Y5、Y6；SL1、SL2、SL3、SL4、SL5分别接主机的输出点Y13、Y12、Y11、Y10、Y007;UP1、UP2、UP3、UP4、DN2、DN3、DN4、DN5分别接主机的输出点Y14、Y15、Y16、Y17、Y20、Y21、Y22、Y23。
大家根据以上要求，自行设计电梯控制.

三层电梯控制实验参考
使用PLC数字量I/O控制,电梯升降,电梯门开关,其中转盘顺时针旋转代表下降，逆时针代表上升，程序开始执行时，磁钢转到S1位置。
一、 实验连线
X00：电梯到达第三层信号 （用拨动开关模拟）
X01：电梯到达第二层信号（用拨动开关模拟）
X02：电梯到达第一层信号（用拨动开关模拟）
X03：第三层请求下按钮（用按钮模拟）
X04：第二层请求上按钮(用按钮模拟)
X05：第二层请求下按钮（用按钮模拟）
X06：第一层请求上按钮（用按钮模拟）
Y00 ：电梯到达第三层的指示灯
Y01： 电梯到达第二层的指示灯
Y02：电梯到达第一层的指示灯
Y03 :电梯门开输出指示
Y04 ： 控制电梯运行还是停止， Y04=1，表示电梯运转,Y04=0表示电梯停止。
Y05 :控制电梯上升和下降,Y05 =0，顺时针转表示下降，Y05逆时针转表示上升。
Y06 第三层请求下的指示灯
Y07 第二层请求上的指示灯
Y08- 第二层请求下的指示灯
Y09 第一层请求上的指示灯
第一层
第三层
第二层
四、电梯模型

五、实验编程，
M1
SET M11
SET M11
SET M0
X3
SET M1
X4
SET M2
X5
SET M3
X6
RST M10
SET Y3
RST M3
X2
M2
M3
M0
M1
M11
M0
M11
M1
M0
M3
M10
M2
X1
RST M2
SET Y3
RST M11
SET M10
RST M10
SET M11
M10
M2
M3
SET M11
M0
SET M10
M3
RST M1
SET Y3

M0
RST M11
X0
M1
M2
M3
RST M0
SET M10
SET Y3
SET M10
M11
M10
RST Y5
M10
M11
SET Y5
Y3
T0
RST Y3
T0
M1
Y7
Y6
M0
Y10
M2
Y0
X0
Y11
M3
T1
Y3
Y1
X1
Y2
X2
M10
M11
T1
Y3
Y4
K30
K30
END

接到请求信号，电梯开门，停到相应的楼层，开门，延时一段时间再关门，电梯运行.为了消除信号的抖动引起的误动作,可以对输入信号加去抖动的处理.

18