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1、 可编程控制器 实验指导书 电气工程系 前言 《可编程控制器》课程，是一门实践性很强的技术课程，它要求有较强的编程及操作能力。根据教学大纲的要求，我们特编写此“可编程控制器实验指导书”，与课程的理论教材配套使用。 学生经过实验训练，应能对所选PLC机型相关的编程软件熟练使用；应掌握PLC输入/输出端子与控制对象的连接方式，以及PLC与外接电源的连接方式；应学会PLC控制程序的调试、监控方法。通过
2、实验训练，掌握PLC的基本编程技能和操作方法，为今后从事自动控制领域的相关工作打下扎实的基础。 为了培养学生独立分析问题和解决问题的能力；培养学生的动手操作能力；为了更有效的完成每项实验，要求学生在实验前必须作充分预习。除复习与实验有关的理论，还要认真研究实验指导书，了解实验目的、内容、弄清实验原理、实验接线、操作方法和步骤、以及实验过程中要注意的问题，总而言之，要求学生实验前心中有数。 本实验指导书在编写过程中，得到了院领导及各有关方面的关心与帮助，在此谨致衷心地感谢。由于时间仓促，水平有限，不足与失误在所难免，我们将在使用中不断进行补充与修改，更望得到宝贵的意见和建议，书中不妥之处，
3、请读者批评指正。 本书共编写实验十个，指导教师可根据实际情况选做。 学生实验守则 实验时应保证人身安全，设备安全，爱护国家财产，培养科学作风。为此，应遵守下列守则： 1.学生实验前必须认真预习，明确实验目的、方法、步骤，以提高实验效率。根据“学生实验安排表”确定实验日期、时间，准时进入实验室，不得迟到、早退。 2.进入实验室内不准吸烟、吃零食及饮料，不准大声喧哗，不准随地吐痰、乱扔纸屑。实验台上严禁放书包，衣物。 3.学生需在指定的实验室及指定的实验台上按实验规程进行操作，不得擅入其他实验室及动用非指定用的仪器、设备。 4.实验过程中，如果仪器、
4、设备发生故障，应及时报告指导教师并保持现场，不得擅自处理。应在教师的指导下填写“仪器、设备使用情况登记表”。 非本次实验用的设备器材，未经教师许可不得动用。若自己增加实验内容，须事先征得教师同意。 4.课间休息时，学生不得擅入其他实验室及教室，不准在室内大声喧哗，影响邻室学生的实验及上课。 5.上机实验严禁自带软盘，严禁玩游戏程序，一经发现，除没收盘片外，还需写检查及酌情罚款。 学生必须自觉遵守上述守则，违反者将给予严肃处理乃至取消实验资格。 目录 前言 2 学生实验守则 3 实验一 三相异步电动机的正反转控制 5 实验二 FPW
5、IN-GR系统及TVT－90A2学习机的使用 7 实验三 基本指令实验 9 实验四 用PLC实现电动机正反转；星、三角形控制 11 实验五 天塔之光 13 实验六 交通信号灯控制 15 实验七 水塔水位自动控制 17 实验八 自控成型机 19 实验九 自控轧钢机 21 实验十 多种液体自动混合系统 23 实验十一 自动送料装车系统 25 实验十二 邮件分拣机 27 实验十三 电梯控制 30 实验一 三相异步电动机的正反转控制 一、实验目的 掌握三相异步电动机正反转控制电路的工作原理、接线及操作方法。 二、概述 生产机
6、械往往要求运动部件可以实现正反两个方向的起动，这就要求拖动电动机能作正、反向旋转。由电机原理可知，改变电动机三相电源的相序，就能改变电动机的转向，常用的控制电路可采用倒顺开关以及按钮、接触器等电器元件实现。图1-1为两个按钮分别控制两个接触器来改变电动机相序，实现电动机可逆旋转的控制电路。图1-1 较为简单，按入正转起动按钮SB1，KM1 线圈通电并自锁，接通正序电源，电动机正转。当要使电机反转时，必须先按下停止按钮，使KM1断电，然后按下反转起动按钮SB2，实现电机的反转。在电路中，由于将KM1、KM2常闭辅助触点串接在对方线圈电路中，形成相互制约的控制，称为互锁或联锁控制。对于要求频繁实现
7、正反转的电动机，可用图1-2 电路实现电动机控制，它是在图1-1 电路基础上将正转起动按钮SB1 与反转起动按钮SB2 的常闭触点串接在对方常开触点电路中，利用按钮的常开、常闭触点的机械联接，在电路中互相制约的接法，称为机械互锁。这种具有电气、机械双重互锁的控制电路是常用的、可靠的电动机可旋转控制电路，它既可实现正转－停止－反转－停止的控制，又可实现正转－反转－停止的控制。 三、实验设备及所选用组件箱 名 称 数 量 备 注 电源控制屏 1 提供三相四线制380V、220V 电压 三相异步电动机 1 继电接触箱 EEL－10 1 吸引线圈额定电压220V 继电接触箱 EEL－2
8、1 1 吸引线圈额定电压220V 四、预习要求 了解电机实现正反转可采用哪几种电路实现以及每一种电路的适用场合。 五、实验内容 1．按图1-1 接线，检查接线正确后，合上主电源。按下SB1 按钮，电动机正转，观察各交流接触器的动作情况；按下SB3，电机停转，再按下SB2，观察电机的转向，并体会联锁触头的作用。 2．按图1-2 接线，实现电机的正反转。 六、实验总结 1．分析图1-2 的实验原理。 2．讨论自锁触头和联锁触点的作用。 七、实验思考 1. 图1-2比1-1有什么优点？ 2. 接触器和按钮的连锁触点在继电接触中起到什么作用？ 实验二 FPWIN-
9、GR系统及TVT－90A2学习机的使用 一、实验目的 通过本次实验使学生掌握FPWIN-GR系统及TVT—90A2学习机的使用，为今后程序编辑及调试工作打下良好基础。 1. 实验器材 个人计算机及TVT—90A2学习机。 2. 预习内容 FPWIN-GR编程软件的应用。 3. 实验内容 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。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2-1所示梯形图。 ⑵ 将梯形图进行程序转换后存入“我的文档”图1-1
10、的文件名为“练习1”。 ⑶ 关闭所有窗口。 图2-1 图2-2 ⑷ 打开原有文件“练习1”并将其修理改成图2-2，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”。 3） 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 2-3 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
11、 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。 4）I/O注释输入练习 将练习2加注释如图2-3所示 实验三 基本指令实验 一、实验目的 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-90A2学习机的使用。 二、预习要求 读懂实验内容1)、2)、3)所给梯形图，写出指令表并分析其运行情况。 三、 实验内容 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
12、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
13、 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 实验四 用PLC实现电动机正反转；星、三角形控制 一、实验目的 用PLC控制电动机正反转和Y/
14、 启动。 二、实验设备 ①TVT-90系列学习机主机箱（主机型号为FP0-C32T）。 ②UNIT-1电机控制实验板。 ③连接导线一套。 三、实验内容 (一)、基本指令训练 ①控制要求：按下正转启动按钮SB1，电动机正转运行，且KM1,KMY接通。2s后KMY断开，KM 接通，即完成正转启动。按下停止按钮SB2，电动机停止运行。按下反转启动按钮SB3，电动机反转运行，且KM2,KMY接通。2s后KMY断开，KM 接通，即完成反转启动。 ②I/O分配 输入 输出 X0-------SB1 Y0-------
15、KM1 X1-------SB2 Y1-------KM2 X2-------SB3 Y2-------KMY Y3-------KM ③按图所示的梯形图输入程序 ④编写、调试并运行程序。 实验五 天塔之光 一、实验目的 用PLC构成闪光灯控制系统。 二、实验设备 ①TVT-90系列学习机主
16、机箱（主机型号为FP0-C32T）。 ②UNIT-2天塔之光实验板。 ③连接导线一套。 三、实验内容 ①控制要求：按下启动按钮，L1亮1s后灭，接着L2，L3，L4，L5亮，1s后灭，再接着L6，L7，L8，L9亮1s后灭，L1又亮，如此循环下去。 ②I/O分配 输入 输出 X0-------启动按钮 Y0-------L1 X1-------停止按钮 Y1-------L2 Y2-------L3
17、 Y3-------L4 Y4-------L5 Y5-------L6 Y6-------L7 Y7-------L8 Y20-------L9 ③按
18、图所示的梯形图输入程序。 ④调试并运行程序。 实验六 交通信号灯控制 一、实验目的 用PLC构成交通灯控制系统。 二、实验设备 ①TVT-90系列学习机主机箱（主机型号为FP0-C32T）。 ②UNIT-3交通灯控制实验板。 ③连接导线一套。 三、实验内容 ①控制要求：开关合上后，东西绿灯亮4s后闪2s灭；黄灯亮2s灭；红灯亮8s；绿灯亮循环，对应东西绿黄灯亮时南北红灯亮8s，接着绿灯亮4s后闪2s灭；黄灯亮2s后，红灯又亮循环。 ②I/O分配 输入 输出 X0-------
19、启动按钮 Y0-------南北绿灯 X1-------停止按钮 Y1-------东西黄灯 Y2-------南北红灯 Y3-------东西绿灯 Y4-------南北黄灯 Y5-------东西红灯 ③按图所示的梯形图输入程序。 ④调试并运行程序。 实验七 水塔水位自动控制 一、实验目
20、的 用PLC构成水塔水位控制系统。 二、实验设备 ①TVT-90系列学习机主机箱（主机型号为FP0-C16T+E16）。 ②UNIT-4水塔水位实验板。 ③连接导线一套。 三、实验内容 ①控制要求：当水塔水位低于低水位界（S2为ON表示）且水池水位高于水池低水位界（S4为OFF表示）时，水泵M工作，水塔进水，当水塔水位高于水塔高水位界（S1为ON表示），水泵M关闭。当水池水位低于低水位界（S4为ON表示）时，水泵M也将关闭,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），当水位高于水池高水位界（S3为ON表示），电磁阀关闭。 ②I/O分配 输入
21、 输出 X0--------停止按钮 Y0--------M X1--------S1 Y1--------Y X2--------S2 X3--------S3 X4--------S4
22、 ③按图所示的梯形图输入程序。 ④调试并运行程序。 实验八 自控成型机 一、实验目的 用PLC构成自控成型机系统。 二、实验设备 ①TVT-90系列学习机主机箱（主机型号为FP0-C16T+E16）。 ②UNIT-5控成型机系统实验板。 ③连接导线一套。 三、实验内容 ①控制要求： 初始状态 当原料放入成型机时，各液缸为初始状态：Y1=Y2=Y4=OFF，Y3=ON。S1=S3=S5=OFF，S2=S4=S6=ON。 启动运行 当按下启动键，系
23、统动作要求如下： Y2=ON上面油缸的活塞向下运动，使S4OFF。 当该液压缸活塞下降到终点时，S3=ON，此时，启动左液压缸A的活塞向右运动，右液压缸C活塞向左运动，Y1=Y4=ON时，Y3=OFF，使S2=S6=OFF。 当A缸活塞运动到终点S1=ON，并且C缸活塞也到终点S5=ON时，原料已成型，各液压缸开始退回到原位。首先，A，C缸返回，Y1=Y4=OFF，Y3=ON使S1=S5=OFF。 当A，C缸返回到原位，S2=S6=ON时，B缸返回，Y2=OFF，S3=OFF。 当B缸返回到原位，S4=ON时，系统回到初始状态，取出成品，放入原料后，按动启动键，重新启动，开始下一工件
24、的加工。 ②I/O分配 输入 输出 X0--------启动按钮 Y1---------Y1电磁阀 X1--------S1 Y2---------Y2电磁阀 X2--------S2 Y3---------Y3电磁阀 X3--------S3 Y4---------Y4电磁阀
25、X4--------S4 X5--------S5 X6--------S6 ③按图所示的梯形图输入程序。 ④调试并运行程序。 实验九 自控轧钢机 一、实验目的 用PLC构成自动轧钢机系统。 二、实验设备 ①TVT-90系列学习机主机箱（主机型号为FP0-C16T+E16）。 ②UNIT-6自动轧钢机系统实验板。
26、 ③连接导线一套。 三、实验内容 ①控制要求： 当启动按钮按下，电动机M1，M2运行，传送钢板。 检测传送带上有无钢板的传感器S1有信号S1=ON，表示有钢板，则电动机M3正转M3F=ON，S1的信号消失S1=OFF，检测传送带上钢板到位后传感器S2有信号S2=ON，表示钢板到位，电磁阀Y4动作Y4=ON，电动机M3反转M3R=ON，此时传走钢板，当传感器S2的信号消失S2=OFF，成品件数的记数器Y1加一次，从新传送钢板，如此循环下去。 当按下停止按钮则停机，需要重新启动。 ②I/O分配 输入 输出 X0--------启动按钮
27、 Y0---------Y1 X1--------S1 Y1---------M1 X2--------S2 Y2---------M2 X3--------停止按钮 Y3---------M3F Y4--------M3R Y5--------Y4
28、 ③按图所示的梯形图输入程序。 ④调试并运行程序。 实验十 多种液体自动混合系统 一、实验目的 用PLC构成多种液体自动混合系统。 二、实验设备 ①TVT-90系列学习机主机箱（主机型号为FP0-C16T+E16）。 ②UNIT-7多种液体自动混合实验板。 ③连接导线一套。 三、实验内容 ①控制要求： 初始状态 容器是空的，Y1，Y2，Y3，Y4电磁阀和搅拌机均为OFF，液面传感器L1，L2，L3均为OFF。 启动操作 按下启动按钮，开始下列操作： ⑴电磁阀Y1闭合（Y1=ON）
29、开始注入液体A，至液面高度为L3（L3=ON）时，停止注入液体A（Y1=OFF），同时开启液体B电磁阀Y2（Y2=ON）注入液体B，当液面高度为L2（L2=ON）时，停止注入液体B（Y2=OFF），同时开启液体C电磁阀Y3（Y3=ON）注入液体C，当液面高度为L1（L1=ON）时，停止注入液体C（Y3=OFF）。 ⑵停止液体C注入时，开启搅拌机M（M=ON），搅拌混合时间为10s。 ⑶停止搅拌后加热器H开始加热（H=ON）。当混合液温度达到某一指定值时，温度传感器T动作（T=ON），加热器H停止加热（H=OFF）。 ⑷开始放出混合液体（Y4=ON），至液体高度降为L3后，再经5s停止放
30、出（Y4=OFF）。 停止操作 按下停止键后，停止操作，回到初始状态。 ②I/O分配 输入 输出 X0--------启动按钮 Y0--------M X1--------L1 Y1--------Y1 X2--------L2 Y2--------Y2 X3--------L3 Y3--------Y3
31、 X4--------T Y4--------Y4 X5--------停止按钮 Y5--------H ③按图所示的梯形图输入程序。 ④调试并运行程序。 实验十一 自动送料装车系统 一、实验目的 用PLC构成自动送料装车系统。 二、实验设备 ①TVT-90系列学习机主机箱（主机型号为FP0-C16T+E16）。 ②UNIT-8自动送料装车系统实验板。 ③连接导线一套。
32、 三、实验内容 ①控制要求： 初始状态 红灯灭L1=OFF，绿灯亮L2=ON，表示允许汽车开进装料，料斗K2，电动机M1，M2，M3皆为OFF。 当汽车到来时S2=ON，红灯L1亮，绿灯L2灭，电机M3运行，电机M3运行2后M2接通，M2运行2后M1也接通运行，料斗K2在M1接通2后打开出料。 当汽车装满料后S2=OFF，料斗K2关闭，电机M1运行2后停止，M1停止2后M2停止，M2停止2后M3停止，此时红灯灭L1=OFF，绿灯 L2=ON，汽车可以开走。 ②I/O分配 输入 输出 X0--------S1
33、 Y0---------K1 X1--------S2 Y1---------M1 Y2---------M2 Y3---------M3 Y4---------K2 Y5--
34、L1 Y6---------L2 ③按图所示的梯形图输入程序。 ④调试并运行程序。 实验十二 邮件分拣机 一、实验目的 用 PLC构成邮件分拣控制系统。 二、实验设备 ①TVT-90系列学习机主机箱（主机型号为FP0-C16T+E16）。 ②UNIT-9邮件分拣机实验板。 ③连接导线一套。 注：UNIT-9邮件分拣机实验板的输入端子为一特殊设计的端子，它的功能是：当输出端M5为ON时，S1自动产生脉冲信号模拟测量电动机转速的光码盘信号。 三、实验内容 ①控制要求：启动后
35、绿灯L2亮表示可以进邮件，S2为ON表示检测到了邮件，拨码器（ X20~X23）模拟邮件的邮码，从拨码器读到邮码的正常值为1、2、3、4、5，若非此5个数，则红灯L1闪烁，表示出错，电动机M1停止，重新启动后，能重新运行，若此5个数中的任一个，则红灯L1亮，电动机M5运行，将邮件分拣至箱内完后L1灭，L2 亮，表示可以继续分拣邮件。 ②I/O分配： 输入 输出 S1—X0 L2—Y0 M2—Y4 复位—X2 L1—Y1 M3—Y5 启
36、动—X3 M5—Y2 M4—Y6 S2—X4 M1—Y3 ③按所示的梯形图输入程序。 ④调试并运行程序。 实验十三 电梯控制 一、 实验目的 用PLC构成电梯自控系统。 二、 实验设备 1） TVT-90系列学习机主机箱（主机型号为FP0-C16T+E16）。 2） UNIT-10电梯自控模型实验板。 3） 实验连接导线一套。 三、 实验内容 1、控制要求 1） 当轿箱停于1层或2层，或者3层时，按PB4按钮呼梯，则轿箱上升至LS4停。 2）
37、 当轿箱停于4层或3层，或者2层时，按PB1按钮呼梯，则轿箱下降至LS1停。 3） 当轿箱停于1层，若按PB2按钮呼梯，则轿箱上升至LS2停，若按PB3按钮呼梯，则轿箱上升至LS3停。 4） 当轿箱停于4层，若按PB3按钮呼梯，则轿箱下降至LS3停，若按PB2按钮呼梯，则轿箱下降至LS2停。 5） 当轿箱停于1层，而PB2、PB3、PB4按钮均有人呼梯时，轿箱上升至LS2暂停后继续上升至LS3，暂停后，继续上升至LS4停止。 6） 当轿箱停于4层，而PB1、PB2、PB3按钮均有人呼梯时，轿箱下降至LS3暂停后，继续下降至LS2，暂停后，继续下降至LS1停止。 7） 轿箱在楼梯间运行
38、时间超过12s，电梯停止运行。 8） 当轿箱上升（或下降）途中，任何反方向下降（或上升）的按钮呼梯均无效。 楼层显示灯亮表征该楼层有信号请求，灯灭表征该楼层请求信号消除。 亮表示电梯上升 亮表示电梯下降 2、I/O分配 输入 输出 呼梯按钮 PB4—X0 上升 —Y5 呼梯按钮 PB3—X1 下降 —Y0 呼梯按钮 PB2—X2 1层指示灯—Y1 呼梯按钮 PB1—X3 2层指示灯—Y2 平层信号 LS4—X4 3层指示灯—Y3 平层信号 LS3—X5 4层指示灯—Y4 平层信号 LS2—X6 平层信号 LS1—X7 3、按图所示的梯形图输入程序。 4、调试并运行程序。 说明：其中平层信号接常开按钮。 32
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