PLC应用实训.doc

PLC应用实训
基础实训
实训1 FPWIN-GR系统及TVT－90学习机的使用

1. 实训目的
通过本次实训使学生掌握FPWIN-GR系统及TVT—90C学习机的使用，为今后程序编辑及调试工作打下良好基础。
2. 实训器材
个人计算机及TVT—90C学习机。
3. 预习内容
第7章FPWIN-GR编程软件的应用、第8章第8.1节。
4. 实训内容
1) 启动FPWIN-GR软件
在Windows环境下从“程序”中找到“NAiS Control” →“FPWIN GR”点击即可打开FPWIN GR软件。然后按第7章第7.3节的操作指导创建一个新文件。
2) 程序输入练习
⑴ 调整光标位置输入如图8-5所示梯形图。
⑵ 将梯形图进行程序转换后存入“我的文档”图8-5的文件名为“练习1”。
⑶ 关闭所有窗口。
图1-5 图1-6

⑷ 打开原有文件“练习1”并将其修理改成图8-6，存入“我的文档”文件名为“练习2”。
⑸ 将练习1、练习2转换成指令表并抄录下来。
操作步骤：点击“视图” 选中“布尔非梯形图编辑”。
1) 连机运行调试程序
实验一练习2的梯形图
此处的文字是块注释内容
图 1-7
⑴ 将学习机数字输入/输出端子板分别接DC24V电源，注意电源极性不要接反。确认无误后打开学习机电源开关。
⑵ PLC在线连接并清除PLC内部原有程序。
⑶ 将练习1传入PLC。
⑷ 调试运行并监控程序运行情况，注意观察工具栏、注释显示栏、程序区、状态栏的内容变化并记录。
⑸ 运行练习2，重复⑵、⑶、⑷的操作。
2) I/O注释输入练习 将练习2加注释如图8-7所示

实训2 基本指令实训

1. 实训目的
1) 掌握基本指令功能，为今后应用打下良好基础。
2) 进一步熟悉FPMIN GR系统及TVT-90C学习机的使用。
2. 预习要求
读懂实训内容1)、2)、3)所给梯形图，写出指令表并分析其运行情况。
3. 实训内容
1) 输入下列梯形图，检查无误后，由布尔非梯形图获得指令表填入梯形图右侧。运行该程序，观察运行情况，根据输入信号时序图画出输出信号时序图。
①梯形图 ②指令表

③时序图 ④文字描述程序运行情况

X0
X1
Y0
Y1

2) 输入下列梯形图，检查无误后，由布尔非梯形图获得指令表填入梯形图右侧。运行该程序，观察运行情况，画出时序图。
①梯形图 ②指令表

③时序图 ④文字描述程序运行情况

X0
X1
X3
Y0
Y1

3) 输入下列梯形图，检查无误后，由布尔非梯形图获得指令表填入梯形图右侧。运行该程序，观察运行情况，画出时序图。

①梯形图 ②指令表

③时序图 ④文字描述程序运行情况

X0

X1

Y0

实训3 用拨码器改变定时器设定值

1. 实训目的
学会拨码器的应用，进一步掌握利用外部设备改变PLC程序设定参数的方法。加深对高级指令F81的理解。
2. 预习要求
认真阅读高级指令一览表，课前读懂本实训所给梯形图，理解其工作原理。
3. 实训内容
改变拨码器的数值使WX0具有不同的数据内容，再采用F81（BIN）4位BCD码转换为16位二进制数据指令，将WX0中的内容（BCD）转换为16位二进制数据存放在SV0中，从而达到改变定时器T0的定时值的目的。当X4接通时Y0接通，经过T0的设定时间，T0有输出，其常闭触点T0打开，输出继电器Y0断开。实训用梯形图如图8-8所示。

图1-8 用拨码器改变定时器设置值梯形图

按梯形图输入程序，检查无误后传入PLC运行该程序，思考并回答下列问题。
（1） 改变拨码器数值同时监控WX0、SV0中的内容变化及输出继电器Y0的运行情况。
（2） 若不操作拨码器而是对X3～X0进行操作程序运行情况与“1”的运行情况是否相同。若不同请说明原因。
（3） 梯形图中若去掉X4信号后的微分指令DF，程序运行情况与“1”相同吗？会出现什么问题？请说明原因。
（4） 用所学过的其它指令编写一个可利用外部输入设备改变定时器（或计数器）设置值的梯形图并上机运行。

实训4 顺序循环执行电路

1. 实训目的
加深对所学指令的理解。
2. 预习要求
课前读懂本实训内容，理解梯形图工作原理。
3. 实训内容
利用CMP（F60）指令监视定时器的当前值，构成顺序循环执行电路。梯形图如图8-9所示。

图1-9 实训4梯形图

按梯形图输入程序并调试运行。
（1） 用时序图描述该梯形图的工作原理。
（2） 说明图中R900A触点的动作原理，通过本程序的运行你对特殊继电器R900A～R900C又有了怎样的理解？
（3） 梯形图中触点T10/在控制过程中起什么作用？若在程序中删除T10/该程序的运行结果如何？
（4） 能用其它指令编写一个完成同样功能的梯形图吗？试设计梯形图并上机运行。

实训5 数据移位指令及计数器指令应用

1. 实训目的
1) 进一步理解所学指令的功能、特殊继电器的工作原理及应用方法。
2) 学会按照工艺要求编写简单的梯形图程序。
2. 预习要求
课前读懂本实训内容，理解已知梯形图的工作原理并编写实训内容所要求的梯形图。
3. 实训内容
1) 完善第4章4.2节例题4-29的内容要求，回答题目中所提出的思考问题。
2) 用移位指令（SR）和高级指令F0（MV）使输出继电器Y0～YA以秒速从左至右依次点亮，而后再从左至右依次熄灭，如此反复循环运行。
3) 用左/右移位寄存器指令F119（LRSR），使Y0～YA以每个灯亮0.5s的速度自左向右依次移动，到达最右端再自右向左返回。如此反复。
要求：X0=ON时移位开始；X0=OFF时复位清零。
4) 根据日常所见，用已学的各种指令编制出各种广告及节日彩灯循环显示的程序，并观察运行效果。
5) 在实际工程中常用一只按钮控制一台设备的起动、停止。试用计数器逻辑设计梯形图完成上述功能，要求具有掉电非保护功能。
为便于学生在实训中收到良好效果，给出实训内容2)的参考梯形图如图8-10所示。

图1-10 实验内容2）参考梯形图
X0为控制信号，X0=ON，Y0～YA有输出；X0=OFF，Y0～YA无输出。

实训6 子程序调用指令应用
1. 实训目的
理解指令功能学会指令应用。
2. 实训内容
1) 分析运行梯形图8-11，理解指令功能。
2) 运行梯形图8-12，X0=ON时调用子程序0，观察Y0有输出吗？说明原因。
3) 运行梯形图8-13，X0=ON时调用子程序0，3s后Y2=ON。X0闭合5s后断开，观察Y2也断开吗 ？说明原因。
图1-11
图1-12
2

图1-13

4) 用调用子程序指令实现下列控制要求
X0=ON时输出继电器Y0～Y7以秒速从左至右依次点亮，而后再从左至右依次熄灭，如此反复循环运行。X1=ON开始；X1=OFF停止。
X0=OFF时，Y0～Y7以每个灯亮0.5s的速度自左向右依次移动，到达最右端再自右向左返回。如此反复。X2=ON开始；X2=OFF停止。

实训7 索引寄存器IX、IY的应用

1. 实训目的
理解索引寄存器的应用。
2. 预习内容
第3章，第3.3节中对表3-3说明8的内容。
3. 实训内容
1) 利用索引寄存器对地址进行修正
这一功能类似于计算机的变址功能。当索引寄存器IX、IY与WX、WY、WR、DT、SV、EV连在一起编程时其寄存器的地址发生移动，移动量为索引寄存器IX、IY中的数值。使用时要注意修正过的寄存器地址不要超出有效范围。
运行并监控如图8-14所示的梯形图。
① PLC投入运行后，设置WX0=1111，在X10未接通且监控IX=0的情况下分别接通X11、X12、X13、X14、X15。每接通一个信号监控并记录下WR0、WR1、WR2、WR3及输出WY0内的数据变化。
② 将X10接通监控IX内的数值并重复①的操作。
③ 比较上述两次运行记录总结IX对地址的修正作用。
图1-14

2) 利用索引寄存器对常数进行修正
当索引寄存器与常数（K、H）连在一起编程时，索引寄存器的数值被加到原常数（K或H）上。调试并运行监控如图8-15所示的梯形图。

图1-15

实训8 程序设计训练

1. 实训目的
本课程是一门实践性很强的专业课，大部分设计型作业都需要上机调试才能最终完成。通过一段时间的系统学习安排本次实训以提高学生程序设计能力。
2. 预习要求
对实训内容（前续课程作业）进行整理，以便有效利用课上时间。
3. 实训内容
第4章习题：30、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44。

综合应用实训

本节实训内容是对所知识的综合应用。通过本节实训，要求学生掌握对实际控制问题的设计思路和设计方法。以便今后更有效地将所学知识应用于生产实践。

实训1 电机控制试验

控制要求1：
1. 控制要求按下启动按钮SB1，电动机Y接运行，即KMY接通。2s后KMY断开KM△接通，电动机△接运行。即完成了Y/△换接启动。按下停止按钮SB2电动机停止运行。
图1-16 电动机控制梯形图　　
2. I/O分配
输入 输出
SB1－X0 KMY—Y0
SB2—X1 KM△－Y1
　　　 KM－Y2　　　　　　　　
3. 参考梯形图如图8-16所示。
4. 分析梯形图画出时序图并调试运行。 　　　　　　　　　　　　　　
控制要求2：用一个按钮SB控制电动机Y/△换接启动/停止系统，即电机停止情况下按SB，电动机Y/△换接启动。第二次按SB电动机停止运行。第三次按SB电动机再启动......。

实训2 水塔水位自动控制系统

水塔控制装置示意图如图8-17所示，按控制要求编写梯形图并上机调试运行。
控制要求1：
1. 当水塔水位低于低水位界（S4为ON表示）时，电磁阀Y打开，于是进水（S4为OFF表示水位高于水池低水位界）当水池内的水高于水池高水位界（S3为ON表示），电磁阀Y关闭。当S4为OFF，且水塔水位低于水塔低水位界即S2为ON时，电机M运转开始抽水。当水塔内的水至高水位界即S1为ON时，电机M停止。编写梯形图并上机调试运行。
2. I/O分配
输入 输出
S1—X1 S2－X2 电磁阀Y－Y1
S3－X3 S4—X4 电动机M—Y2
报警响应按键—X5 报警灯—Y3
报警复位按键—X6 报警蜂鸣器—Y4

3. 提示
图8-20　　
本实训在调试时，要注意水位传感器的
手工模拟操作要与实际工作情况相吻合。否
则程序无法按所设计的工艺要求运行。例如：
图8-17 水塔控制示意图
图1-18　　
X4=ON时Y1=ON，即水池中的水低于低水
位传感器S4时，电磁阀Y打开向水池注水。
过一小段时间就应该人为的使X4=OFF。因为，实际情况是新注入的水已经没过S4，所以X4=OFF。X3=ON，Y1=OFF。参考梯形图见图8-18。
控制要求2：
在控制要求1的基础上增设报警装置。当S4为ON时，阀门Y打开进水，当进水2s后S4还不为OFF表明进水阀门有故障水池内并未进水。此时，报警灯闪烁、蜂鸣器鸣叫并自动关闭阀门Y。报警响应后报警灯常亮，蜂鸣器停止鸣叫。报警复位后报警灯熄灭。

实训3 天塔之光控制系统

控制系统实训板如图8-19所示，按控制要求编写梯形图并上机调试运行。
控制要求1：隔灯闪烁
L3、L5、L7、L9亮1s后灭，接着L2、L4、L6、L8亮，1s后灭，再接着L3、L5、L7、L9亮1s，如此循环，参考梯形图如图8-20所示。
输出
L2—Y0 L3—Y1 L0—Y8
L4—Y2 L5—Y3
L6—Y4 L7—Y5
L8—Y6 L9—Y7

输入
X0—启动按键
X1—停止按键

I/O分配

图1-19　　

控制要求2：隔两灯闪烁
L1、L4、L7亮1s后灭，L3、L6亮1s后灭，L1、L2、L9亮1s后灭，L5、L8亮1s灭，L1、L4、L7亮1s灭。如此循环。
控制要求3：放射状闪烁
L1亮1s灭，L2、L3、L4、L5亮1s灭，L6、L7、L8、L9亮1s灭，L1 亮1s灭 如此循环。

实训4 交通信号灯控制系统

控制系统实训板如图8-21所示，按控制要求编写梯形图并上机调试运行。
控制要求1：
合上控制开关S1后
东西方向：绿灯亮4s后闪烁2s后灭—→黄灯亮2s后灭—→红灯亮8s后灭—→绿灯亮------如此循环。
南北方向：对应东西绿、黄灯亮时南北红灯亮8s—→绿灯亮4s闪烁2s后灭—→黄灯亮2s红灯又亮------如此循环。控制梯形图如图8-22所示。
I/O分配　　　　　　　　　　　　　　　
输入：自控开关S1 —X0 手动控制S2—X1 手动控制S3—X2
输出：东西红灯—Y0
东西黄灯—Y1
东西绿灯—Y2
南北红灯—Y3
南北黄灯—Y4
南北绿灯—Y5

图8-21 交通灯实训板
图1-22

控制要求2：
在控制要求“1”的基础上，不管何时手动开关S2闭合时，南北绿灯亮，东西红灯亮。当S2打开S3闭合时，东西绿灯亮，南北红灯亮。
实训5 多种液体自动混合系统

装置如图8-23所示按控制要求编写梯形图并上机调试运行。
控制要求1：两种液体混合控制
初始状态：容器是空的，电磁阀Y1、Y2、Y3、Y4、均为OFF。液面传感器L1、L2、L3均为 OFF。
启动操作：①按下启动按钮X0 <1>电磁阀Y1、打开（Y1=ON）开始注入液体A至液面高度为L2时（L2=ON）Y1闭合。同时Y2打开，开始注入液体B至液面高度L1（L1=ON）时Y2闭合，停止注入液体。②停止注入液体的同时，开启搅拌机M，搅拌混合10s。③停止搅拌后放出混合液体（Y4=ON），当液体降至液面高度L3后，再经5s，关闭混合液体阀门Y4。再自动开启下一个上述循环。
停止操作：按下停止按键后，在当前操作周期完毕后再停止操作回到初始状态。
I/O分配
输入
启动按钮—X0
停止按钮—X1
液面传感器L1—X2
液面传感器L2—X3
液面传感器L3—X4
输出
电磁阀 Y1―Y0
Y2 ―Y2
Y3—Y1
Y4―Y3
搅拌机 M―Y4　　　　　　　
图1-23 多种液体自动混合装置

电热装置T—Y5

图1-24 两种液体自动混合控制参考梯形图
控制要求2：三种液体混合控制
在两种液体混合的基础上增加液体C及加热装置。
控制要求是：启动后先放入A液至L3=ON停，再放B液至L2=ON停，再放C液至L1=ON停。然后开启搅拌机并同时加热，加热至温度达到某一设定值时自动停止加热（设加热时间小于15s）；搅拌15s后自停并开启Y4阀。液面下降至L3=OFF后再放5s使液体全部排空后关闭Y4阀。一周期结束重新启动下一循环。
控制要求3：
在上述控制要求基础上增加报警系统，即加热时间大于10s报警灯闪烁。
实训6 自动送料装车系统

自动送料装车系统示意图如图8-25所示按控制要求编写梯形图并上机调试运行。
控制要求1：基本控制
1. 初始状态：红灯L1灭，绿灯L2亮（表示允许汽车进入车位装料）。料斗K2、电动机M1、M2、M3皆为OFF。
2. 运行状态：汽车进入车位后(用S2接通表示)，L1亮、L2灭、电动机M3 启动，M3运行2s 后电动机M2启动，M2运行2s后M1启动，M1运行2s后K2打开出料。料满后（用S2断表示），料斗K2关闭，电动机M1延时2s 后停止，M2在M1停2s 后停止，M3在M2停2s 后停止同时L2亮、L1灭，表示汽车可以开走。
3. I/O口分配
输入
S1—X0
S2 —X1
输出
K2—Y0
K1—Y1
L1—Y2
L2—Y3
M1—Y4
M2—Y5
M3—Y6
图1-25自动装车系统示意图

4. 参考梯形图：参考梯形图如图8-26所示。上机调试运行，分析该图的工作原理，请说明①R9013在程序中的作用，若去掉R9013，在什么条件下会出现什么问题，为什么？②程序中的3～5条指令 能否去掉请说明原因。若能去掉，程序中的哪些指令还要作相应改动。
控制要求2：具有报警及计数功能的控制
在基本控制要求的基础上增加下列功能①当料斗里料不满时（S1为OFF），出料口K2不能启动，若K2已开启将自动关闭。同时进料开关K1打开进料，K1打开后K2就能开启（K1、K2能同时处于运行状态）。料满后（S1为ON）关闭K1。②增加每日装车数量统计功能。

图1-26 自动装车控制系统参考梯形图

实训7 电梯控制系统

电梯控制模型示意图如图8-27所示：
控制要求1：基本控制
当轿箱停于某一层时，任意一层有呼梯信号，轿箱即响应。上升或下降至该呼梯信号层停下。
当轿箱停于一层，二、三、四层均有人呼梯时，轿箱上升至二层暂停，而后继续上升至三层暂停，再继续上升至四层停止。
当轿箱停于四层，一、二、三层均呼梯，轿箱下降在三、二层暂停后下降至一层停止。
在轿箱上升或下降的途中，任何反方向的呼梯信号均无效。
轿箱在楼梯间运行超过12s，电梯停止运行。楼层显示灯表征该楼层有信号请求，灯灭表征该楼层请求信号消失。参考梯形图如图8-28所示。
△亮 表示电梯在上升 ▽亮 表示电梯在下降
I/O分配
运行显示
四层

三层

二层

一层
外呼开关
4 ▼
3 ▲
3 ▼
2 ▲
2 ▼
1 ▲
图1-27 电梯控制模型示意图
输入
外呼梯按钮
四层： PB4▽—X0
三层： PB3 —X1
二层： PB2 —X2
一层： PB1△—X3
平层信号
四层：LS4—X4
三层：LS3— X5
二层：LS2—X6
一层：LS1—X7
输出
上升△—Y5
下降▽—Y0
一层指示灯—Y1
二层指示灯—Y2
三层指示灯—Y3
四层指示灯—Y4

1-28 电梯控制参考梯形图

提示：平层信号可以理解为轿箱运行通道的位置开关。例如轿箱在二层时，对应位置开关LS2应处于接通状态。当轿箱刚一开始向上或向下运行时LS2自动断开。调试程序时要注意对X4～X7的操作，以便正确模拟轿箱运行情况。
控制要求2：
根据你的实践，设计四层载人电梯的实用控制系统梯形图。设计中所需要的输入、输出信号自拟，并列表说明（如内呼梯信号、开门限位、轿箱门输出、记忆响应、超时报警等等）。

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