第8章__PLC控制系统的实验与实训.ppt

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1、第第8章章 PLC控制系统的实验与实训控制系统的实验与实训 本章要求 本章介绍的PLC控制系统实验都是比较经典的，而实训的内容则是采用自行开发的ATMEL89C2051仿真PLC电路板，读者通过自己动手装接仿真电路板，完成PLC的实验和实训课题，培养他们设计PLC控制系统的综合分析和实际应用能力。4/4/202318.1 PLC控制系统实验控制系统实验 8.1.0 PLC控制实验所需的软、硬件控制实验所需的软、硬件 1硬件要求硬件要求（1）三菱FX1S20MT晶体管输出PLC一台。（2）通用微机一台，市售的微机均能满足要求。PLC与微机用SC09电缆线相连，连接方法见“6.3.2 MEDOC软

2、件的使用”。（3）实验仪一台。PLC控制系统实验可以在实验板上进行，将一些常用器件，如各类按钮开关、发光二极管，直流小电机，步进电机、七段码LED显示器以及所需的接插件等预先装在实验板上，再通过电缆线与PLC相连。2软件要求软件要求（1）采用DOS平台的，应在微机上装好MEDOC，并作好相应的通讯设置，详见6.3节中三菱MEDOC通信软件的使用内容。（2）采用Windows平台的，应在微机上装好FXGP软件，并作好相应的通讯设置，详见6.4节中三菱FXGP通信软件的使用内容。4/4/202328.1 PLC控制系统实验控制系统实验 图4.1 动力头1的状态编程 4/4/202338.1.1实验

3、实验1双灯闪烁实验，熟悉双灯闪烁实验，熟悉PLC控制系统实验步骤控制系统实验步骤 3实验须知实验须知（1）如果采用DOS平台下的MEDOC编程，请先仔细阅读例6.1，熟练掌握用MEDOC编辑梯形图和指令表，以及MEDOC与PLC间的通信方法。（2）如果采用Windows平台下的FXGP编程，请先仔细阅读6.4.3节，熟练掌握用FXGP编辑梯形图、指令表和SFC图，熟练掌握FXGP与PLC间的读入和写出方法。8.1.1实验实验1双灯闪烁实验，熟悉双灯闪烁实验，熟悉PLC控制系统实验步骤控制系统实验步骤 1功能要求功能要求（1）当接上电源，并按下按钮X000后，两个彩灯即交替闪烁。（2）两彩灯交替

4、闪烁间隔为0.1S。4/4/202348.1.1 实验实验1双灯闪烁实验双灯闪烁实验 1 2输入输入/输出端口设置输出端口设置 双灯闪烁PLC控制的I/O端口分配如表8.1所示。3梯形图梯形图双灯闪烁PLC控制的梯形图如图8.2（a）所示。4指令表指令表 双灯闪烁PLC控制的指令表如图8.2（b）所示。5接线图接线图 4/4/202358.1.1 实验实验1双灯闪烁实验双灯闪烁实验 2 4/4/202368.1.1 实验实验1双灯闪烁实验双灯闪烁实验 3 双灯闪烁PLC控制的接线图如图8.3所示。4/4/202378.1.2 实验实验2 电机点动与长动电机点动与长动PLC控制控制 1图8.4为

5、点动、长动继电器控制电路。SB1为点动按钮，按下SB1后，KM线圈得电，驱动电机运行；释放SB1，电机即停转。SB2为长动按钮，按下SB2后，KA线圈得电，其常开吸合，下一个KA常开起自保作用，上一个KA常开使KM线圈得电，驱动电机运行。SB3为停止按钮，按下SB3电机停转。请改用PLC来控制。4/4/202388.1.2 实验实验2 电机点动与长动电机点动与长动PLC控制控制 21功能要求功能要求（1）当接上电源，电机不动作。（2）按下SB1后，电机能点动运行。（3）按下SB2后，电机作长动运行。（4）按下SB3后，电机即停转。2输入输入/输出端口设置输出端口设置 电机点动与长动PLC控制的

6、I/O端口分配如表8.2所示。4/4/202398.1.2 实验实验2 电机点动与长动电机点动与长动PLC控制控制 33梯形图梯形图电机点动与长动PLC控制的梯形图如图8.5（a）所示。4指令表指令表 电机点动与长动PLC控制的指令表如图8.5（b）所示。4/4/2023108.1.2 实验实验2 电机点动与长动电机点动与长动PLC控制控制 45接线图接线图电机点动与长动PLC控制的接线图如图8.6所示。4/4/2023118.1.3 实验实验3 两台电机顺序控制两台电机顺序控制PLC系统系统 11功能要求功能要求（1）当接上电源时，电机不动作。按下SB2后，泵电机M1动作，再按SB4，主电机

7、M2才会动作。（2）未按SB2，而先按SB4，主电机M2将不会动作。（3）按SB3后，只有主电机M2停止；而按SB1后，M1，M2两电机将会同时停止。（4）按FR后，两电机M1和M2均因过载保护而停止。4/4/2023128.1.3 实验实验3 两台电机顺序控制两台电机顺序控制PLC系统系统 2 2输入输入/输出端口设置输出端口设置两台电机顺序控制的I/O端口分配如表8.3所示。3梯形图梯形图两台电机顺序控制PLC控制梯形图如图8.8（a）所示。4/4/2023138.1.3 实验实验3 两台电机顺序控制两台电机顺序控制PLC系统系统 34指令表指令表 两台电机顺序控制PLC控制指令表如图8.

8、8（b）所示。4/4/2023148.1.3 实验实验3 两台电机顺序控制两台电机顺序控制PLC系统系统 45接线图接线图两台电机顺序控制PLC控制接线图如图8.9所示。4/4/2023158.1.4 实验实验4直流电机正反转控制直流电机正反转控制PLC 系统系统 本实验可参照“例3.18设计一个用FX1S20MT的输出端子直接驱动直流电动机正反转控制系统”。4/4/2023168.1.5 实验实验5笼型异步电机笼型异步电机Y/降压起动控制降压起动控制PLC系统系统按下SB2后，主触点KM1和KM3闭合，而主触点KM2是断开的，电机作Y型起动。20秒后主触点KM3断开，主触点KM1和KM2闭合

9、，电机切换为型连接作连续运行。SB1为停止按钮。请改用PLC来控制。4/4/2023178.1.5 实验实验5笼型异步电机笼型异步电机Y/降压起动控制降压起动控制PLC系统系统 21功能要求功能要求（1）当接上电源时，电机M不动作。（2）当按下SB2后，电机M作星形降压起动。（3）延时20秒后，电机M以三角形连接作全压运行。（4）热继电器触点FR动作，电机M因过载保护而停止2输入输入/输出端口设置输出端口设置电机Y/降压起动PLC控制I/O端口分配如表8.4所示。4/4/2023188.1.5 实验实验5笼型异步电机笼型异步电机Y/降压起动控制降压起动控制PLC系统系统 33梯形图梯形图 如图

10、8.11（a）。4/4/2023198.1.5 实验实验5笼型异步电机笼型异步电机Y/降压起动控制降压起动控制PLC系统系统 4 4指令表指令表如图8.11（b）所示。5接线图接线图电机Y/降压起动PLC控制的接线图如图8.12所示。4/4/2023208.1.6 实验实验6交通灯控制交通灯控制PLC系统系统 1功能要求功能要求（1）设置一个启动和停止开关X010。（2）当合上X010时，南北红灯与东西绿灯同时亮。南北红灯亮将维持18s；而东西绿灯亮先维持12s，接着绿灯闪烁，亮暗间隔各为0.5s，闪烁3次后熄灭；变为东西黄灯亮，并维持3s后熄灭，同时南北红灯也熄灭。（3）此后，变为东西红灯亮

11、，南北绿灯亮。东西红灯亮将维持18s；而南北绿灯亮先维持12s，接着绿灯闪烁，亮暗间隔各为0.5s，闪烁3次后熄灭；变为南北黄灯亮，并维持3s后熄灭。同时东西红灯也熄灭。（4）此后，恢复为南北红灯亮与东西绿灯同时亮，如此周而复始的循环。4/4/2023218.1.6 实验实验6交通灯控制交通灯控制PLC系统系统 22输入输入/输出端口设置输出端口设置交通灯控制的I/O端口分配如表8.5所示。4/4/2023228.1.6 实验实验6交通灯控制交通灯控制PLC系统系统 33梯形图梯形图如图8.13（a）所示。图8.13（a）交通灯PLC控制梯形图4/4/2023238.1.6 实验实验6交通灯控

12、制交通灯控制PLC系统系统 4 4指令表指令表如图8.13（b）。图8.13（b）交通灯PLC控制指令表4/4/2023248.1.6 实验实验6交通灯控制交通灯控制PLC系统系统 55接线图接线图交通灯PLC控制系统的接线图如图8.14所示。4/4/2023258.1.7 实验实验7 广告牌广告牌PLC控制系统控制系统 本实验可参照“例4.9流水行云设计一个广告牌控制的PLC系统，广告牌以三个广告字彩灯组成”，要求用步进顺控指令和SFC语言来设计。4/4/2023268.1.8 实验实验8 七段码七段码LED显示器显示器PLC控制系统控制系统 1功能要求功能要求（1）设置一个启动和停止开关X

13、010。（2）接上电源，并按下启动按钮X010后，LED显示器逐个显示十六进制数码0F，每个数码被点亮的持续时间均为0.1s。（3）LED显示器各段排列见图5.119，相应的七段码的译码见表5.72，请使用功能指令MOV来编程。4/4/2023278.1.8 实验实验8 七段码七段码LED显示器显示器PLC控制系统控制系统2 4/4/2023288.1.8 实验实验8 七段码七段码LED显示器显示器PLC控制系统控制系统 32输入输入/输出端口设置输出端口设置七段码LED显示器PLC控制的I/O端口分配如表8.6。4/4/2023298.1.8 实验实验8 七段码七段码LED显示器显示器PLC

14、控制系统控制系统 43梯形图梯形图如图8.15所示4指令表指令表从略。图8.15七段码LED显示器PLC控制梯形图 4/4/2023308.1.8 实验实验8 七段码七段码LED显示器显示器PLC控制系统控制系统 4b图8.15七段码LED显示器PLC控制梯形图续 4/4/2023318.1.8 实验实验8 七段码七段码LED显示器显示器PLC控制系统控制系统 55接线图接线图如图8.16所示，PLC采用FX1S20MT，用输出端Y000Y006直接驱动LED的引脚ag。4/4/2023328.2 PLC控制系统实训控制系统实训 8.2.1 实训实训1 用用ATMEL89C2051仿真仿真PL

15、C的电路板制作的电路板制作 1实训内容实训内容 FZPLC型仿真PLC电路板的制作。2实训要求实训要求（1）仔细阅读第1章的“1.2.2用ATMEL89C2051仿真PLC的硬件电路”内容。（2）请按图1.12制作相应的印刷线路板。学过Protel99SE的学员可以按图1.12的电原理图，制作印刷线路板，图8.17即为对应图1.12电原理图的印刷板示例。也可采用市售的通用印刷线路板，这时需要作相应的挑线。（3）按图1.12的电原理图在印刷线路板上装接所用到4/4/2023338.2.1实训实训1 用用ATMEL89C2051仿真仿真PLC电路板制作电路板制作 2 图8.17 对应图1.12电原

16、理图的印刷板 4/4/2023348.2.1实训实训1 用用ATMEL89C2051仿真仿真PLC电路板制作电路板制作 3的元器件，要求线路焊接正确，元器件布局合理，特别要去除短路故障。全部焊接调试好后样机如图8.18。图8.18 采用通用印刷板的样机 4/4/2023358.2.1实训实训1 用用ATMEL89C2051仿真仿真PLC电路板制作电路板制作 4（4）明确FZPLC型仿真PLC电路板与被仿真PLC的输入/输出端口之间的对应关系，如表8.7所示。4/4/2023368.2.2实训实训2 用用ATMEL89C2051仿真仿真PLC电路板做实验电路板做实验31实训内容实训内容 实验3用

17、AT89C2051控制的两台电机顺序控制PLC系统 2功能要求功能要求同实验3。3输入输入/输出端口设置输出端口设置如表8.8所示。4/4/2023378.2.2实训实训2 用仿真用仿真PLC电路板做实验电路板做实验321实训内容实训内容 实验3用AT89C2051控制的两台电机顺序控制PLC系统 2功能要求功能要求同实验3。3输入输入/输出端口设置输出端口设置如表8.8所示。4/4/2023388.2.2实训实训2 用仿真用仿真PLC电路板做实验电路板做实验334梯形图梯形图 在图8.8（a）两台电机顺序控制的梯形图中，按照表8.8 中的I/O端口分配的对应关系进行替换，得到的梯形图如图8.

18、19所示。4/4/2023398.2.2实训实训2 用仿真用仿真PLC电路板做实验电路板做实验345指令表指令表 把梯形图转化为51汇编指令，可以89C2051的布尔代数指令,特别是位操作的逻辑指令，来替换梯形图中的对应的基本逻辑指令。实验中常用到的可以替换指令，用表8.9列出。4/4/2023408.2.2实训实训2 用仿真用仿真PLC电路板做实验电路板做实验35从表8.9知道，可以用ANL C，BIT指令来代替AND指令，可以用ORL C，BIT指令来代替OR指令，可以用MOV指令来代替LD、OUT指令，可以用跳转指令LJMP/AJMP来模拟PLC循环扫描，等等。这样，就可以用等效替换的方

19、法将梯形图转化为51汇编指令了。替换方法是：串联使用与指令，并联使用或指令。如图8.19中的第一个梯级就可以按此转换为51汇编指令：MOV C,P3.2ORL C,P1.0ANL C,/P3.4ANL C,/P3.7MOV P1.0,C 4/4/2023418.2.2实训实训2 用仿真用仿真PLC电路板做实验电路板做实验36完整汇编源程序：4/4/2023428.2.2实训实训2 用仿真用仿真PLC电路板做实验电路板做实验376接线图接线图FZPLC仿真板上已焊上了本实验要用到输入按钮和输出LED，所以无需接线图。7Atmel 89C2051芯片的固化芯片的固化此项工作可由教师完成。也可以使用

20、MCS51系列仿真器软件，如万利的MedWin，将上述汇编源程序进行编辑、编译，直至最后输出Intel HEX文件。将此十六进制文件的内容用编程器，如炜煌的WH200B，写入到89C2051中。将固化好的89C2051芯片插入其FZPLC仿真板的座子上，就可以进行本实验了。4/4/2023438.2.3实训实训3用仿真用仿真PLC电路板做实验电路板做实验 511实训内容实训内容 实验5笼型异步电机Y/降压起动控制PLC系统。2功能要求功能要求同实验5。3输入输入/输出端口设置输出端口设置如表8.10所示。4/4/2023448.2.3实训实训3用仿真用仿真PLC电路板做实验电路板做实验 524

21、梯形图梯形图在图8.11（a）梯形图中，按照表8.10 中的I/O端口分配的对应关系进行替换，得到的梯形图如图8.20所示。4/4/2023458.2.3实训实训3用仿真用仿真PLC电路板做实验电路板做实验 535指令表指令表 完整汇编源程序如下：4/4/2023468.2.3实训实训3用仿真用仿真PLC电路板做实验电路板做实验 544/4/2023478.2.3实训实训3用仿真用仿真PLC电路板做实验电路板做实验 55上述源程序中，加入了按钮的20ms延迟子程序，是为了消除按钮在按下及松开时的抖动干扰。4/4/2023488.2.3实训实训3用仿真用仿真PLC电路板做实验电路板做实验 566接线图接线图本实验只用到FZPLC仿真板上已有的输入按钮和输出LED，所以无需接线图。7Atmel 89C2051芯片的固化芯片的固化使用万利的MedWin将上述汇编源程序进行编辑、编译，直至最后输出Intel HEX文件。将此十六进制文件的内容用炜煌的WH200B编程器写入到89C2051中。将固化好的89C2051芯片插入其FZPLC仿真板的座子上，就可以进行本实验了。4/4/202349