电气控制与PLC实验指导书

电气控制及PLC实验指导书机械工程学院二〇一三年三月目录实验要求 (II)实验一三菱PLC基本指令练习 (3)实验二交通信号灯控制 (5)实验三智力竞赛抢答器 (7)附录一部分参考程序 (8)附录二GP DEVELOPERWIN编程软件的使用说明 (12)实验要求1、实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。

预习要求如下：1)认真阅读实验指导书，复习实验项目涉及的课本相关章节内容。

2)熟悉实验电路工作原理，编好相关实验程序。

3)清楚实验中所用各仪器设备的使用方法及注意事项。

2、做强电实验时，接线时必须断开电源；学生相互仔细检查，经指导教师检查同意后方可通电实验。

3、实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象（例如有元件冒烟、发烫或有异味）应立即关断电源，保持现场，报告指导教师。

找出原因、排除故障，经指导教师同意再继续实验。

4、实验过程中需要改接线时，应关断电源方可进行。

5、实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验过程，特别是遇到的问题及解决的方法应重点予以记录。

实验记录经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。

6、实验结束后，必须按规定要求关电源、并将仪器、设备、工具、导线等按规定整理，将实验台上的物品恢复到实验开始前状态。

并填写实验仪器使用记录，经实验室人员认可后方可离开。

7、实验后及时整理分析实验记录，独立完成实验报告。

实验一 三菱PLC 基本指令练习一、实验目的1、了解PLC 面板的基本结构，掌握输入、输出端子的连接方法；2、学习三菱PLC 编程软件的使用，程序的输入、编辑、传输及运行及调试；3、掌握输入、输出继电器，定时器、计数器等常用编程元件的使用二、实验内容及学时（2学时）PLC 的面板认识，PLC 软件的应用，将给定的梯形图输入电脑，并运行PLC ，观察实验现象。

三、实验主要设备PLC （三菱FX2N-32MR ），通讯电缆，PLC 综合实验台（FP1-C24），微机（Windows2000及其以上），编程软件包（GP DEVELOPER/WIN-C ）四、实验要求正确认识PLC 面板的基本结构，学会PLC 与电脑的连接与通讯方法。

掌握PLC 编程软件的使用，包括梯形图与指令表的输入与转换，程序运行时电脑对PLC 内部元件的监控方法，熟悉输入、输出继电器，定时器、计数器等常用编程元件的功能及使用方法，能根据梯形图分析实验现象。

五、实验方法与步骤1、PLC 的面板认识认识实验所用PLC 的规格型号，并说明其含义、面板上各部件的名称与作用。

2、正确连接PLC 与电脑之间的通讯电缆。

3、定时器的使用输入右图所示程序，并连好外部引线，验证如下内容：（1）T1未定时前或定时时间未到前，那个触点闭合，那个触点断开，那个灯亮，那个灯灭。

（2）如何让T1开始计时，定时时间到后，那个触点闭合，那个触点断开，那个灯亮，那个灯灭。

（3）定时时间未到设定值前，断开X1，然后接通X1再定时，二次时间可否累加，将定时器T1改成T251,二次定时时间是否可累计。

（4）定时时间到后，怎样才能使已动作的定时器触点状态恢复到初始状态。

图24、计数器的使用输入右图所示程序，连好外部引线，做如下验证实验：（1）计数器C0，C101是对什么信号进行计数。

（2）计数个数达设定值前与后，那个触点闭合，那个触点断开，那灯亮，那灯灭。

（3）计数器触点动作后，再加计数脉冲，计数触点状态如何变化。

（4）计数器动作后，如何使触点恢复到初始状态。

（5）计数触点动作后断开PLC 电源，再通电，检验触点的变化情况。

5、编一程序，实现三灯按如下要求进行控制，用一个按钮开关X2控制三只灯Y1、Y2、 Y3循环点亮，按钮按三下，Y1亮，再按三下，Y1灭Y2亮，再按三下，Y2灭Y3又亮，再按一下，三灯全灭，再按三下Y1亮，如此循环。

要求列出I/O 分配表，电气接线图，梯形图程序，并进行实验验证。

六、实验报告写出实验所用PLC 的规格型号，含义、面板上各部件的名称与作用。

画出实验梯形图程序，列出对应的I/O 分配表及对应的PLC 电气接线图，详细记录操作过程及实验现象。

特别要记录在实验过程中所遇到的问题，及解决的方法。

写出实验心得。

图3实验二交通信号灯控制一、实验目的1.学习顺序控制程序的编写方法。

2.学习步进指令与状态编程方法；3.学习数据处理等功能指令的使用二、实验内容及学时（2学时）：1、按下面流程图的要求编写时间固定的交通信号灯控制程序并调试运行。

开关X0合上后，东西方向：绿灯Y0亮４ｓ后闪２ｓ灭→黄灯Y1亮２ｓ灭→红灯Y2亮８ｓ→绿灯亮…… 如此循环；对应东西绿、黄灯亮时南北红灯Y5亮，对应东西红灯亮时，南北绿灯Y3亮４Ｓ→闪2秒灭→南北黄灯Y4亮2Ｓ后，……如此对应循环。

开关X0断开后，所有灯灭。

具体见下面流程图图4 亮灯流程图2、基本控制要求同（1），只是绿灯亮的时间通过8个开关模拟两个BCD拨码器从PLC外部X10~X17 八个端子输入，编制程序，并上机调试运行。

三、实验主要设备PLC（三菱FX2N-32MR），通讯电缆，PLC综合实验台（FP1-C24），微机（Windows2000及其以上），编程软件包（GP DEVELOPER/WIN-C）四、实验要求熟悉并掌握顺序控制程序、步进指令的编写方法。

掌握数据处理等功能指令的使用。

五、实验方法与步骤根据控制要求，分别列出I/O分配表、画出梯形图、将PLC综合实验台与微机等进行正确连接，观察实验现象，调试实验程序。

六、实验报告在上机调试成功的基础上，写出经调试的梯形图程序、I/O分配表、PLC外部接线原理图，以及调试的过程。

详细记录实验过程中遇到的问题，及解决方法，写出实验心得。

实验三智力竞赛抢答器一. 实验目的（1）掌握PLC外部输入、输出电路的设计和连接方法；（2）掌握应用软件的编程方法；（3）掌握应用符号地址编程的方法。

二. 实验内容及学时（2学时）利用PLC控制系统设计1个4组的智力竞赛抢答器。

三. 实验主要设备PLC（三菱FX2N-32MR），通讯电缆，PLC综合实验台（FP1-C24），微机（Windows2000及其以上），编程软件包（GP DEVELOPER/WIN-C）四. 实验要求（1）在主持人侧，设置抢答指示电路和启动、复位按钮。

选手侧各设置1个抢答按钮。

（2）主持人按动启动按钮，可以进行一次抢答，黄色发光二极管作允许抢答指示。

（3）竟猜者抢答主持人所提的问题时，按动各自的抢答按钮。

（4）收到第1个抢答信号后，主持人侧红色发光二极管作抢答指示，数码管显示抢先1组的组别，主持人按下复位按钮，指示灯和数码管熄灭。

五. 实验方法与步骤（1）设计PLC外部电路；（2）输入、编辑、编译、下载、调试用户程序；（3）运行用户程序，观察程序运行结果。

六. 实验报告写出控制要求对应的程序，包括I/O分配表、梯形图。

按实验步骤详细写出操作过程及实验现象。

记录在实验过程中所遇到的问题，及解决的方法。

附录一部分参考程序1. 计数器梯形图2. 锁存控制梯形图3. 延时断开定时功能和单触发定时器梯形图4. 交通信号灯控制梯形图5. 小车自动往返控制梯形图6. 电动机Y-Δ起动控制梯形图7. 电动机正反转控制梯形图8. 4路抢答器梯形图附录二MELSOFT GP Developer编程软件的使用说明一、概述MELSOFT GP DeveloperN编程软件可对Q、QS、QnA、A、CNC、FX和MOTION(S)系列CPU的三菱PLC可编程控制器编程以及监控PLC可编程器中各个软元件的实时状态。

此编程软件可与GX Simulator组合使用时，可对梯形图程序进行逻辑测试。

二、安装GP DEVELOPER编程软件下载GP DEVELOPER的安装软件压缩包，解压后，首先安装“ENVMEL”文件夹里面的程序，然后再安装GP DEVELOPER，如果要安装GX Simulator，则要在GP DEVELOPER安装结束后再安装，而且要保证与GP DEVELOPER安装在同一个文件夹里。

程序安装后，在电脑的“开始”---“程序”找到“MELSOFT应用程序”，点击“GX Developer”（图1）图 1图 2三．GP DEVELOPER 编程软件的应用GP DEVELOPER 编程软件的界面介绍见图3图 3界面包含： a 当前编程文件名 b 菜单: 工程（F ）、 编辑（E ）、查找/替换（s ）、变换、显示（V ）、在线（O ）等等。

c 快捷功能键:保存、 打印、剪切、 转换、元件名查、 指令查、 触点/线圈查、 刷新等等。

d 快捷指令: F5常开、F6常闭、F7输入元件、 F8输入指令等等。

e SFC 编程的快捷指令f 编程区域g 工程数据列表 菜单操作：GP DEVELOPER （以下统一用简称GP ）的各种操作主要靠菜单来选择，当文件处于编辑状态时，用鼠标点击想要选择的菜单项，如果该菜单项还有子菜单，鼠标下移，根据要求选择子菜单项，如果该菜单项没有下级子菜单，则该菜单项就是一个操作命令，单击即执行命令。

四、文件程序编辑当正确进入GP DEVELOPER 编程系统后，文件程序的编辑可用二种编辑状态形式： 1）指令表编辑 2）梯形图编辑ab cfgde指令表编辑程序“指令表”编辑状态，可以让你用指令表形式编辑一般程序。

现在以输入下面一段程序为例：操作步骤解释1）点击菜单〈文件〉中的〈新文件〉或〈打开〉选择PLC 类型设置，FXON 或FX2N 后确认，弹出“指令表”（注：如果不是指令表，可从菜单“视图”内选择“指令表”）建立新文件，进入“指令编辑”状态，进入输入状态，光标处于指令区，步序号由系统自动填入2）键入“LD ”[空格] （也可以键入“F5”） 键入“X000”，[回车]输入第一条指令（快捷方式输入指令） 输入第一条指令元件号，光标自动进入第二条指令3）键入“OUT ”[空格] （可以健入“F9”） 键入“Y000”，[回车]输入第二条指令（快捷方式输入指令） 输入第二条指令元件号，光标自动进入第三条指令4）键入“END ”，[回车]输入结束指令，无元件号，光标下移 注：程序结束前必须输入结束指令（END“指令表”程序编辑结束后，应该进行程序检查，GP DEVELOPER 能提供自检，单击[选项]下拉子菜单，选中[程序检查]弹出[程序检查]对话框，根据提示，可以检查是否有语法错误，电路错误以及双线圈检验。

检查无误可以进行下一步的操作〈传送〉、〈运行〉 2、“梯形图”编辑程序梯形图编辑状态，可以让你用梯形图形式编辑程序。

现在以输入下面一段梯形图为例：操作步骤解释1）点击菜单〈文件〉中的〈新文件〉或〈打开〉选择PLC类型设置，FXON或FX2N后确认，弹出“梯形图”（注：如果不是梯形图，可从菜单“视图”内选择“梯形图”）。