工厂电气控制技术实验指导书

可编程控制器实验指导书
系别：电气工程系
专业：电气自动化技术
时间：2011-3-18
目录
实验一.PLC编程软件功能和基本指令的练习----------------------------3 实验二.定时器/计数器实验--------------------------------------------7 实验三.置位/复位及脉冲指令实验-------------------------------------7 实验四.三相异步电动机正反转控制实验-------------------------------10 实验五.栈及主控指令实验-------------------------------------------12 实验六.交通信号灯控制---------------------------------------------15
实验一编程器、编程软件的使用
一、实验目的：
1、掌握编程器、编程软件的使用及编制程序的方法
2、掌握可编程序控制器的操作方法
3、熟悉基本指令的功能及应用基本指令进行程序设计的方法，进一步加深对基本指令的理解。

二、实验仪器及设备：
1、FX ON/2N基本单元（PLC主机）， 1台
2、FX—20P—E编程器， 1台
3、可编程序控制器实验箱 1台
4、微型计算机 1台
三、实验内容和步骤：
（一）编程器的使用
1、连接及通电操作：将PLC主机、编程器和PLC实验箱连线接好无误后，方能通电，
PLC电源（POWER）指示灯亮，基本单元RUN/STOP开关置于“STOP”位置，即PLC
处于编程状态。

2、清零操作：PLC状态：STOP。

在输入新程序之前，清除程序存储器的内容。

先按一
下编程器的键，使编程器处于写入状态，编程器荧屏最左侧显示“W”，并
0”行开始，完成后用上下移动键检查内存中内容，正确应全部“NOP”。

具体操作如下：
3、写入操作：梯形图写入PLC的用户程序存储器。

连续按两次
于写入（Write）状态，即编程器荧屏最左侧显示“W”。

从步序号“0”行开始写入。

具体操作如下：
（1）
（2）
（3）
（4）
4、程序检查与修改操作：上述程序输入PLC机中，若
程序有错，有以下情况：
1）语句的错误：可以通过W”（写入）状态，“→”指向出错的语句行，直接重写即可。

2）多余的语句：可以通过D”（删除）状态，“→”指向多余的语句
行，再按
3）缺少的语句：可以通过I”（插入）状态，“→”指向缺少语句的
行号，输入缺少语句，再按
5、电路连接：程序检查无误后，联接可编程序控制器教学实验设备插线，输入
X000~X003对应与INPUT 00~03相连；输出Y000、Y001、Y002对应与实验箱上LED 指示灯相连。

6、程序运行和验证操作：接线检查无误后，将基本单元RUN/STOP开关置于“RUN”（运
行）位置，PLC处于运行状态。

按下相应按钮，观察并记录输入与输出间的关系。

·当输入X000连通时，驱动输出Y000.
·当输入X000切断、输入X001接通时，驱动辅助继电器M0。

再者M0处于驱动状态，输入X002切断时，驱动输出Y001。

·输入X001切断或者输入X002接通或X003切断时，驱动输出Y002。

（二）编程软件的使用
1、熟悉编程软件的使用。

使用编程软件完成程序编辑、转换、执行操作，并练习使用监控、强制ON/OFF等操作。

2、自编程序完成运行调试工作。

四、预习内容：阅读本实验中三菱FX ON/2N使用说明书，了解基本指令及编程器的使用。

五、实验报告要求：
1、描述程序的运行情况。

2、画出实验的梯形图，写出指令表。

以自编程序为例，总结编程软件及实验箱的使用方法、步骤。

实验二定时器/计数器实验
一、实验目的
1、掌握定时器指令、计数器指令的使用。

2、掌握计数器/定时器内部时基脉冲参数的设置。

3、掌握PLC实验台输出负载指示电路的应用。

二、实验设备
1、Dais-PLC30MR可编程控制模拟实验仪
2、计算机
3、连接导线一套
三、实验内容
1、定时器指令
FX1s系列PLC有定时器64个（T0—T63），定时器的时基脉冲为100ms(0.1s)，每
个定时器的定时范围从0.1—3276.7s，定时指令占用步数3步。

当M8028被驱动时，定时器T32—T62的时基脉冲为10ms(0.01s)。

输入梯形图，写出指令表，在实验报告完成填空。

(1)梯形图
(2)梯形图
(1)梯形图当X000合上，Y0为1s闪次，说明T1，T0的定时时基脉冲为ms( s)。

(2)梯形图当X000合上，Y0为1s闪次，当X000断开，Y0为1s闪次，说明M8028作用是。

2、计数器指令
FX1s系列PLC的一般计数器个数为16个（C0—C15），停电锁存计数器16个
（C16—C31），每个计数器均为16位，设定值的范围在K1—K32767内，该指今占用步数为3步。

输入梯形图，写出语句表，在实验报告完成填空。

(1)梯形图
(2)梯形图
(1)梯形图为C0提供复位信号，为C0提供计数脉冲输入，。

(2)梯形图为C1提供复位信号，为C0提供计数脉冲输入。

X000闭合次，Y000输出；X001合上，X000合上计十次，Y000 。

3、定时器/计数器实验
根据下列程序，画出梯形图，在实验报告分析结果现象。

实验三置位/复位及脉冲指令实验
一、实验目的
1、熟悉置位/复位及脉冲指令的使用。

2、掌握PLC实验台输出负载指示电路的应用。

二、实验设备
1、Dais-PLC30MR可编程控制模拟实验仪
2、计算机
3、连接导线一套
三、实验内容
1、SET/RST指令
SET为置位指令,RST为复位指令,占一个程序步。

SET/RST指令用于线圈（Y、S、M）的自保持功能，相当于一个R、S触发器，其中S为置位端，使线圈接通，R为复位端，使线圈断电，指令使用方法如下。

(1) 输入梯形图，写出指令表，在实验报告完成填空。

梯形图：
观察结果如下。

1）X0接通后再断开，Y0为，X1的作用为。

(2) 输入梯形图，写出语句表，X0-X7按表输入，在实验报告完成列表输出结果。

梯形图：
2
PLS为上升沿微分输出指令，PLF为下降沿微分输出指令。

这两条指令仅在输入信号的上升沿或下降沿时，产生一个扫描周期的脉冲，占2个程序步。

(1) 输入梯形图，写出指令表，在实验报告完成填空。

梯形图：
由实验可知：X0接通后，Y0接通，在X1 后，Y0断开。

(2) 分析梯形图，写出语句表，在实验报告对比结果。

A、梯形图
B、梯形图
C、梯形图
D、梯形图
E、梯形图
实验四三相异步电动机正反转控制实验
一、实验目的：
1．学习和掌握PLC的实际操作和使用方法；
2．学习和掌握利用PLC控制三相异步电动机正反转的方法。

二、实验内容及步骤：
本实验采用PLC对三相异步电动机进行正反转控制，其主电路和控制电路接线图分别为图2-1和图2-2 。

图中：正向按钮接PLC的输入口X0，反向按钮接PLC的输入口X1，停止按钮接PLC的输入口X2，KM5为正向接触器，KM6反向接触器。

继电器KA5、KA6分别接于PLC的输出口Y33、Y34。

其基本工作原理为：合上QF1、QF5，PLC运行。

当按下正向按钮，控制程序使Y33有效，继电器KA5线圈得电，其常开触点闭合，接触器KM5的线圈得电，主触头闭合，电动机正转；当按下反向按钮，控制程序使Y34有效，继电器KA6线圈得电，其常开触点闭合，接触器KM6的线圈得电，主触头闭合，电动机反转。

实验步骤：
1．在断电的情况下，学生按图2-1和图2-2接线（为安全起见，控制电路的PLC外围继电器KA5、KA6以及接触器KM5、KM6输出线路已接好）；
2．在老师检查合格后，接通断路器QF1、QF5 ；
3．运行PC机上的工具软件FX-WIN，输入PLC梯形图；
4．对梯形图进行编辑﹑指令代码转换等操作并将程序传至PLC；
5．运行PLC，操作控制面板上的相应开关及按钮，实现电动机的正反转控制。

在PC 机上对运行状况进行监控，同时观察继电器KA5、KA6和接触器KM5 、KM6的动作及变化情况，调试并修改程序直至正确；
6。

记录运行结果。

图2-1 主控电路
图2-2 控制电路接线图
三．实验说明及注意事项
1．本实验中，继电器KA5、KA6的线圈控制电压为24V DC，其触点5A 220V AC（或5A 30V DC）；接触器KM5、KM6的线圈控制电压为220V AC，其主触点25A 380V AC。

2．三相异步电动机的正、反转控制是通过正、反向接触器KM5、KM6改变定子绕组的相序来实现的。

其中一个很重要的问题就是必须保证任何时候、任何条件下正反向接触器KM5、KM6都不能同时接通，否则会造成电源相间瞬时短路。

为此，在梯形图中应采用正反转互锁，以保证系统工作安全可靠。

3．本实验中，主控电路的电压为380V DC，请注意安全！
四．实验用仪器工具
PC 机1台
PLC 1台
编程电缆线1根
三相异步电动机1台
断路器（QF1、QF5）2个
接触器（KM5、KM6）2个
继电器（KA5、KA6）2个
按钮3个
实验导线若干
五．实验前的准备
1．预习实验报告，复习教材的相关章节；
2．根据图2-1、图2-2画出梯形图，并写出指令代码。

六．实验报告要求
画出梯形图，写出指令代码，分析实验结果。

七．思考题
1．试比较继电器和接触器的结构及工作原理的异同点；
2．请说明本实验中继电器的线圈工作电压和接触器的线圈工作电压分别是多少？
3．试比较可编程控制器的三种输出接口：晶体管输出方式、晶闸管输出方式、继电器输出方式的工作原理异同点；
4．能否将接触器KM5，KM6的线圈直接接至PLC的输出端Y33、Y34（注：本实验所用的PLC为FX2N-64MT，其输出接口为晶体管型）？
实验五栈及主控指令实验
一、实验目的
1、掌握进栈（MPS）、读栈（MRD）、出栈（MPP）指令的使用方法。

2、掌握主控（MC、MCR）指令的使用方法。

3、进一步熟悉PLC程序输入。

二、实验设备
1、Dais-PLC30MR可编程控制模拟实验仪
2、计算机
3、连接导线一套
三、实验内容
1、进栈（MPS）、读栈（MRD）、出栈（MPP）指令
在可编程控制器中有11个存储器，它们用来存储运算中间结果，我们称之为栈
存储器。

使用一次MPS指令，就将此时刻的运算结果送入堆栈的第1段,而将原先的数据依次推移到堆栈的下一段去。

MRD为读栈指令，该指令是读取最上段所存在的最新数据的专用指令，堆栈内的数据不发生移动。

使用MPP指令，各数据顺次向上段移动，最上段的数据被读出，同时该数据从堆栈内消失。

输入梯形图，写出语句表，说明结果。

（1）梯形图：
（2）梯形图：
运行程序，并把结果写入下表。

MC 为主控指令符号，MCR 为主控复位指令符号，当使用多级嵌套时，使用该指令， MC —MCR 指令成对使用，其嵌套共八级（N0—N7），如下列程序： (1) 输入梯形图，写出语句表，说明结果。

(2)对下面程序进行实验论证 梯形图：
a）输入程序
b）检查程序，使其正确, 写出语句表
c）执行程序，依次分别使SA1、SA2、SA3、SA4、SA5、SA6、SA7、SA8、SA9为ON，输出应依次为Y001、Y002、Y003、Y004、Y005为ON。

3、开、关X000（ON→OFF→ON），观察Y000～Y005输出状态并记录。

4、开、关X002（ON→OFF→ON），观察Y000～Y005输出状态并记录。

5、开、关X004（ON→OFF→ON），观察Y000～Y005输出状态并记录。

6、开、关X006（ON→OFF→ON），观察Y000～Y005输出状态并记录。

7、开、关X010（ON→OFF→ON），观察Y000～Y005输出状态并记录。

8、开、关X012（ON→OFF→ON），观察Y000～Y005输出状态并记录。

实验六交通信号灯控制（选做）
一、实验目的
用PLC构成交通信号灯控制系统
二、实验设备
1）Dais-PLC30MR可编程控制模拟实验仪
2）计算机
3）连接导线一套
三、实验内容
1、控制要求：起动后，东西绿灯亮4S后闪2S灭；黄灯亮2S灭；红灯亮8S；绿灯亮；如此循环。

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灭；红灯又亮；如此循环。

1）I/O分配表：
输入输出
X0：起动按钮Y0：南北红灯
Y1：南北黄灯
Y2：南北绿灯
Y3：东西红灯
Y4：东西黄灯
Y5：东西绿灯
2)输入下图的梯形图。

3)调试并运行程序，观察结果。

2、控制要求：起动后，南北红灯亮并维持25s。

在南北红灯亮的同时，东西绿灯也亮，1s 后，甲车灯亮，表示甲车可以行走。

到20s时，东西绿灯闪亮，3s后熄灭，在东西绿灯熄灭后东西黄灯亮，同时甲车灯灭，表示甲车停止通行。

黄灯亮2s后灭东西红灯亮。

与此同时，南北红灯灭，南北绿灯亮。

1s后乙车灯亮，表示乙车可以行走。

南北绿灯亮了25s后闪亮，3s后熄灭，同时乙车灯灭，表示乙车停止通行。

黄灯亮2s后熄灭，南北红灯亮，东西绿灯亮，循环。

1）I/O分配表：
输入输出
X0：起动按钮Y0：南北红灯
Y1：南北黄灯
Y2：南北绿灯
Y3：东西红灯
Y4：东西黄灯
Y5：东西绿灯
Y6：甲车车灯
Y7: 乙车车灯
2）输入下图的梯形图。

3)调试并运行程序，观察结果。

四、编程练习
1在控制要求的基础上，增加绿灯亮的时间从8个输入开关输入，而绿灯闪烁和黄灯亮的时间皆为2S。

编制程序，并上机调试运行。

2)在控制要求的基础上，增加手动控制。

不管何时输入X1的开关S2闭合时，南北绿灯亮，东西红灯亮，当S2打开，输入点X2开关S3闭合时，东西绿灯亮，南北红灯亮。

编制程序，
并上机调试运行。