2022年《可编程控制器原理》实验教案.pdf

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1、学年度第学期可编程控制器原理实验教案刘东精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 34 页 - - - - - - - - - - 汉实 验 学 时 ：8 实 验 班 级 ：教 材 指 导书：自编试验指导书机电工程学院精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 34 页 - - - - - - - - - - OKXX实验一PLC认识及基本指令实验二、实验类型、分组及实验器材1实验类

2、型和方式：本实验属验证实验，采用原理讲解和独自实验的方式；2学时数和分组人数：学时为2 学时，每小组5 人；3每组 PLC-2型可编程控制器实验台1 套、 PC机 1 台；4编程电缆1 根、连接导线若干；三、一、实验目的1 熟 悉 和 掌 握 常 用 基 本 指 令 的 使 用 方 法2 熟 悉 编 程 器 的 使 用 方 法3 学 会 PLC-2 型 实 验 台 的 使 用 方 法和 法 国 和 法 国 女 股 份 1基本指令实验（LD、LDI、OUT、AND、 ANI、OR、ORI、ORB）运算开始和线圈、定时器梯形图 | | （Y000） |/| （M100 ）（T0 ）精品资料 - -

3、 - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 34 页 - - - - - - - - - - A | | （Y001）END指令表 0 LD X000 与母线连接 1 OUT Y000 2 LDI X001 3 OUT M001 驱动指令 4 OUT T0 驱动定时器指令（ SP）K19 设定常数 7 LD T0 8 OUT Y001 9 END 输入上面程序，运行观察结果触点的串联连接 | | | | (Y001) | | |/| (Y002) (Y003)XX精品资料 - - - 欢迎下载 - - -

4、 - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 34 页 - - - - - - - - - - XXXEND输入以上程序，运行观察结果0 LD X000 1 AND X001 2 OUT Y001 3 LD X002 4 ANI X003 5 OUT Y002 6 OUT Y003 7 END 触点并联连接梯形图 | | （Y005） | | |/| END 0 LD X004 1 OR X006 2 ORI X005 3 OUT Y005 4 END 输入上面程序，运行观察结果精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - -

5、 - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 34 页 - - - - - - - - - - XXXOXXXOLO串联电路的并联连接 | | | | （ Y006） | | | | |/| | | END输入上面程序，运行观察结果0 LD X000 1 AND X001 2 LD X002 3 AND X003 4 ORB 5 LDI X004 6 AND X005 7ORB 8OUT Y006 9END 并联电路块的串联连接 | | | | | | （Y006） | | |/| | | | | | | END输入上面程序，运行观察结果0 L

6、D X000 1 OR X001 2 LD X002 分支起点精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 34 页 - - - - - - - - - - 3 AND X003 4 LDI X004 5 AND X005 6ORB 并联块结束7OR X006 8ANB 与前面电路块串联连接9OR X003 10OUT Y006 11END 2实现下列组合电路的编程 Y0=X0X2(X5+X6)+(X3X4) | | | | |/| （ Y000） | | | | | | END Y0=X0

7、（ X2+X5） (X3+X4) | | | | | | （ Y000） |/| |/| END0 LD X5 1 OR X6 2 AND X0 3 ANI X2 4 LD X3 5 AND X4 6ORB 7OUT Y0 8END 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 34 页 - - - - - - - - - - 0 LD X2 1 ORI X5 2 LD X3 3 ORI X4 4 ANB 5 AND X0 6 OUT Y0 7 END 以上实验中，输入信号接实验台上的开关或

8、按钮，输出LED接发光管。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 34 页 - - - - - - - - - - 实验二定时器、计数器实验一、实验目的1 熟悉和掌握计数器指令的应用2 熟悉和掌握定时器指令的应用。3 熟悉掌握计数器/定时器内部时基脉冲参数的设置二、实验类型、分组及实验器材1.实验类型和方式：本实验属验证实验，采用原理讲解和独自实验的方式；2.学时数和分组人数：学时为2 学时，每小组5 人；3.每组 PLC-2型可编程控制器实验台1 套、 PC机 1 台；4.编程电缆1

9、 根、连接导线若干；三、实验原理与实验步骤1 计数器指令指令、名称功能电路表示和可用元件程序步OUT 输出计数器线圈驱| | （C ）K 32 位计数RST 复位输 出 触点 的 复| | RST C 2 FX0N系列 PLC的通用计数器个数为16 个（ C0C15），锁存用计数器的个数也为16 个（ C16C31），每个计数器均为16 位，指令步数为3 步。 例 1X0 | | RST C0精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 34 页 - - - - - - - - - - X1

10、 K10 | | （C0 ）C0 | | （Y0 ） END 0 LD X0 2 RST C0 3 LD X1 4 OUT C0 K10 7 LD C0 8 OUT Y0 9 END X0 为 C0 复位信号，接实验台上按钮P0。X1 为 C0 的计数脉冲输入，接实验台上的按钮P1。Y0 为 C0的输出信号，接实验台上的LED发光管 L0。波形图如图4.1 所示输入运行以上程序，观察运行结果。X0 X1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 当前数据精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - -

11、- - - - - -第 10 页，共 34 页 - - - - - - - - - - C0（Y0）图 4.1 2 定时器指令指令、名称功能电路表示和可用元件程序步OUT 输出定时器线圈驱| | （T ）K 3 RST 复位输 出 触点 的 复| | RST T 2 FX0N系列 PLC有 63 个 100ms 定时器 T0T62， 1 个 1ms 定时器 T63，当 M8028被驱动时，即（M8028=1 ），定时器T32T62 改为 10ms 定时器。 例 1 X0 T1 K10 | | |/| （ T0）T0 K10 | | （ T1）T0 | | （Y0）END0 LD X0 1 A

12、NI T1 2 OUT TO K10 5 LD T0 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 34 页 - - - - - - - - - - 6 OUT T1 K10 9 LD T0 10 OUT Y0 11 END输入程序 ,检查是否正确。运行程序， X0接 K0， Y0接 L0，X0 合上， Y0为 1s 闪一次。 T0、T1 定时器的时基脉冲为 100ms（0.1s）。 例 2 X1 | | （ M8028 ）X0 T62 K10 | | |/| （T61）T61 K10 |

13、 | （ T62）T61 | | （Y0）END0 LD X1 1 OUT M8028 3 LD X0 4 ANI T62 5 OUT T61 K10 8 LD T61 9 OUT T62 K10 12 LD T61 13 OUT Y0 14 END实验步骤同上一例子一样，观察X1 合上对 Y0 输出有什么影响，X1 接 K1。X1 合上（ K1 为 ON），可以看到Y0 每 0.1s 闪一次， X1 关闭（ K1 为 OFF）， Y0每 1s 闪一次。说明M8028 影响 T32T62 的时基脉冲。3 定时器 / 计数器实验输入下列程序，观察输出结果。精品资料 - - - 欢迎下载 - -

14、- - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 34 页 - - - - - - - - - - X0 T1 K10 | | |/| （ T0）T0 K10 | | （T1）（ Y0）X1 | | RST C0 T0 | | （C0）C0 | | （Y1） END 0 LD X0 1 ANI T1 2 OUT T0 K10 5 LD T0 6 OUT T1 K10 9 OUT Y0 10 LD X1 11 RST C0 13 LD T0 15 OUT C0 K10 17 LD C0 18 OUT Y1 19 END X0 为启动信

15、号。接K0，Y0 为 1s 脉冲发生器，输出显示接L0，X1 为 C0 （Y1）复位信号，接P0，Y1 输出接 L15。输入程序，并检查是否正确。 运行程序， X0=ON时， Y0每隔 1s 闪一次。 C0对 Y0 计次， 10 次是， Y1 有输出。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 34 页 - - - - - - - - - - 实验三步进顺控指令实验一、实验目的1熟悉和掌握步进顺控指令STL的使用方法。2理解和掌握状态元件S在步进顺控程序中的应用。3进一步熟悉以上介绍的各

16、个指令的编程使用方法。二、实验类型、分组及实验器材1实验类型和方式：本实验属验证实验，采用原理讲解和独自实验的方式；2学时数和分组人数：学时为2 学时，每小组5 人；3每组 PLC-2型可编程控制器实验台1 套、 PC机 1 台；4编程电缆1 根、连接导线若干；三、实验原理与实验步骤状态软元件S是 PLC的状态寄存器，它在对工序作步进顺控类型的控制程序中起着重要的作用。它与步进顺控指令STL组合使用。在三菱FX2N系列 PLC中， S0S9（10点）为初始状态用，S10S19(10 点)为返回原电用，S20S499(480 点 )为通用状态继电器， S500S899(400 点)为停电保持状态

17、器。这些状态寄存器若不在顺控指令中使用，也可作为辅助继电器（M）使用。各状态软元件常开、常闭次数不受限制。状态转移图（SFC ，顺序功能图）适用于表示机械动作的流程，顺序控制图(STL)是以继电器阶梯图的形式表示，具有综合表达负载驱动电路与转移条件电路的特点。1 、 指令助记符及说明精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 14 页，共 34 页 - - - - - - - - - - 步进梯形图指令(STL) 是利用内部软元件状态(S) ，在顺控程序上进行工序步进形控制的指令。返回(RET) 是表

18、示状态 (S) 流程的结束，用于返回主程序(母线 ) 的指令。2 、编程与动作顺序功能图中的每一步包含三个内容：本步驱动的内容，转移条件及指令的转换目标。状态转移图和步进顺控图表达的都是同一个程序，它的优点是可以让编程者每次只考虑一个状态，而不用考虑其它的状态，使编程更容易。另外，状态的顺序可自由选择，不一定非按S编号的顺序选用。但是在一系列指令的最后，必须写入RET指令。说明：在 STL电路中，不能用MC 指令。MPS 指令也不能紧跟在STL触点后使用。1、用步进顺控指令实现下图所示波形，使Y0 、Y1 、Y2 每隔 1s 顺序输出，并循环。根据顺序功能图绘制步进梯形图和STL 指令表。指令

19、表0 LD M8002 STL S20 OUT Y0 LD X1 SET S21 STL S21 OUT Y1 LD X2 a) 顺序功能图b) 梯形图c) 指令表主子Y0Y1Y21s输出波形图精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 15 页，共 34 页 - - - - - - - - - - 1 SET S3 3 STL S3 4 OUT Y0 5 OUT T0 K10 8 LD T0 9 SET S22 11 STL S22 12 OUT Y1 13 OUT T1 K10 16 LD T1

20、17 SET S23 19 STL S23 20 OUT Y2 21 OUT T2 K10 24 LD T2 25 OUT S3 26 RET 27 END 实验步骤： 1 ）输入程序检查使其正确。 2 ） Y0Y2分别接实验台上的L0L2。 3 ）运行程序，观察Y0 、Y1 、Y2 的输出是否和波形一致。4 ）改变定时器的定时时间常数，再次运行程序，观察输出情况。S22T0Y0T0K10S3Y1T1K10S23T1Y2T2K10T2S3RETENDM8002顺序功能图精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - -

21、 - -第 16 页，共 34 页 - - - - - - - - - - 思考：充分理解上图中的步进顺控程序的编制，在此基础上编制下面的步进顺孔程序，使Y0、Y1、 Y2、Y3按每隔 1s 的顺序输出，循环往复。要求输出波形如下图3.2所示。Y0 Y1 Y2 Y3 图 3.2 输出波形图按上述波形图设计，其顺控图如下：顺控图 STL M8002 | | SET S3 （Y0）K10 T0 （ T0）（Y1）K10 T1 （ T1）（Y2）K10 T2 （ T2）精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - -

22、-第 17 页，共 34 页 - - - - - - - - - - （Y3）K10 T3 （ T3）S3 图 3.3 指令表0 LD M8002 1 SET S3 3 STL S3 4 OUT Y0 5 OUT T0 K10 8 LD T0 9 SET S20 11 STL S20 12 OUT Y1 13 OUT T1 K10 16 LD T1 17 SET S21 19 STL S21 20 OUT Y2 21 OUT T2 K10 24 LD T2 25 SET S22 27 STL S22 28 OUT Y3 29 OUT T3 K10 32 LD T3 33 OUT S3 35 R

23、ET 36 END实验步骤：按顺控图和指令表编制输入程序。检查程序是否正确。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 18 页，共 34 页 - - - - - - - - - - Y0Y3分别接实验台上的L0L3，运行程序观察输出结果是否和波形图一致。2 、选择性分支及汇合指令实验指令表：LD M8002 STL S23 SET S3 OUT Y3 STL S3 SET S24 OUT Y1 STL S24 LD X1 OUT Y4 SET S22 LD X5 LD X3 OUT S3 SET S

24、23 RET STL S22 END OUT Y2 LD X2 SET S24 实验步骤：1 ）输入程序检查使其正确。2 ）X1X5分别接试验台上的按钮P1P5 ，Y0Y4分别接 LED 灯 L0L4。S22X1S3S24X2X5S3RETENDM8002Y1Y2S23Y3X3Y4X4顺序功能图精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 19 页，共 34 页 - - - - - - - - - - 3 ）运行程序，先闭合X1 ，然后闭合X3 ，观察 Y2 、Y3 有无输出。4 ）改变 X1 和 X3

25、 的闭合顺序，观察Y2 和 Y3 的输出情况。3 、并行分支及汇合指令实验实验步骤：1 ）输入程序检查使其正确。2 ）X1X5分别接试验台上的按钮P1P5 ，Y0Y4分别接 LED 灯 L0L4。3 ）运行程序，闭合X1 ，观察 Y2 和 Y4 有无输出。4）然后闭合X2 、X3 和 X4 ，观察 Y3 、Y5 和 Y6 的输出情况。S22X1S3S26X2X5S3RETENDM8002Y1Y2S24Y4Y6X3顺序功能图S23Y3S25Y5X4指令表：LD M8002 SET S3 STL S3 OUT Y1 LD X1 SET S22 SET S24 STL S22 OUT Y2 LD X

26、2 SET S23 STL S24 OUT Y4 STL S25 OUT Y5 STL S23 STL S25 LD X4 SET S26 STL S26 OUT Y6 LD X5 OUT S3 RET END 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 20 页，共 34 页 - - - - - - - - - - LD X3 SET S25 STL S23 OUT Y3 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - -

27、- -第 21 页，共 34 页 - - - - - - - - - - 实验四交通信号灯PLC自动控制精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 22 页，共 34 页 - - - - - - - - - - 一、实验目的1 掌握十字路口交通信号灯的控制原理。2 掌握 PLC定时器、计数器的使用方法。二、实验类型、分组及实验器材5实验类型和方式：本实验属验证实验，采用原理讲解和独自实验的方式；6学时数和分组人数：学时为2 学时，每小组5 人；7每组 PLC-2型可编程控制器实验台1 套、 PC机 1

28、 台；8编程电缆 1 根、连接导线若干；三、实验原理与实验步骤1交通信号灯PLC自动控制演示板结构如图4.1 2本装置与交通信号实际控制一致，采用LED模拟信号灯，信号灯分东西、南北二组，分别有“红”“黄”“绿”三种颜色。其工作状态由PLC程序控制，“启动”、“停止”按钮分别控制信号灯的启动和停止。“白天/黑夜”开关控制信号灯白天 / 黑夜转换。3 对“红”“黄”“绿”灯控制要求如下：假设东西方向交通比南北方向繁忙一倍，因此东西方向的绿灯通行的时间多一倍。控制时序要求如图4.2 所示。按下“启动”按钮开始工作，按下“停止”按钮停止工作，“白天/ 黑夜”开关按下闭合时为黑夜工作状态，这是只有黄灯

29、闪烁，断开时按时序控制图工作。4 根据具体情况还可增加控制要求，如紧急控制，某一方向绿灯常亮。5 实验步骤：打开 PLC-2型实验台电源，编程器与PLC连接。根据具体情况编制输入程序，并检查是否正确。按图 4.3 接线，实验台与PLC-DOME001连接，检查连线是否正确。按下启动按钮，观察运行结果。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 23 页，共 34 页 - - - - - - - - - - 四、推荐设计程序清单1 I/O 地址分配清单: 输入地址：启动按钮X0 停止按钮X1 晚上开关X

30、2 输出地址 : 红Y0黄Y1 绿Y2 红Y3 黄Y4 绿Y5 2 程序 梯形图精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 24 页，共 34 页 - - - - - - - - - - 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 25 页，共 34 页 - - - - - - - - - - 指令表0 LD X0 1 RST S0 3 RST S1 5 RST S2 7 RST S3 9 RST S4 11

31、 LD X000 12 SET S0 14 LD X001 15 RST S0 17 LD X002 18 OUT M500 19 LD T4 20 OR X001 21 RST C16 23 LD M8012 24 AND S0 25 OUT C16 K10 28 LD C16 29 AND S0 30 OUT T4 K10 33 LD T3 34 OR X000 35 RST S4 37 SET S1 39 LD S1 40 OUT T0 K200 43 LD T0 44 RST S1 46 SET S2 48 LD S2 49 OUT T1 K50 52 LD T1 53 RST S2

32、55 SET S3 57 LD S3 58 OUT T2 K400 61 LD T2 62 RST S3 64 SET S4 66 LD S4 67 OUT T3 K50 70 LD S0 71 AND S1 72 ANI M500 73 OUT Y002 74 LD S0 75 LD S2 76 OR M500 77 ANB 78 ANI C16 79 OUT Y001 80 LD S0 81 LD S3 82 OR S4 83 ANB 84 ANI M500 85 OUT Y000 86 LD S0 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师

33、归纳 - - - - - - - - - -第 26 页，共 34 页 - - - - - - - - - - 87 LD S1 88 OR S2 89 ANB 90 ANI M500 91 OUT Y003 92 LD S0 93 AND S3 94 ANI M500 95 OUT Y005 96 LD S0 97 LD S4 98 OR M500 99 ANB 100 ANI C16 101 OUT Y004 102 END精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 27 页，共 34 页 - -

34、 - - - - - - - - 东西向南北向24启动按钮红1 黄1 绿1 3 接线图可编程绿 1 黄 1 红 1 绿 2 黄 2 红 2 20S 5S 40S 5S 图 4.2 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 28 页，共 34 页 - - - - - - - - - - 交通灯 PLC自动控制功能图精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 29 页，共 34 页 - - - - - - -

35、- - - 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 30 页，共 34 页 - - - - - - - - - - 交通灯 PLC自动控制梯形图精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 31 页，共 34 页 - - - - - - - - - - 交通灯 PLC自动控制指令表精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - -

36、- -第 32 页，共 34 页 - - - - - - - - - - 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 33 页，共 34 页 - - - - - - - - - - 五、附加思考题1. 怎样延长红绿灯变换时间及黄灯闪烁次数，程序作怎样变化？2. 若用移位寄存器指令，程序如何编制？3. 如何利用实验台上的数码显示给演示装置加上一个两位时间显示？精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 34 页，共 34 页 - - - - - - - - - -