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1、电气控制技术实验,湖南工学院电气与信息工程学院 董海兵,= 实验教材： PLC实验指导书 作者： 湖南工学院电气与信息工程系 罗雪莲、陈华容 = PLC实验操作室软、硬件介绍 = 实验课程安排 = 实验要求与课程考核 = 实验操作室地址：3号楼3207室 =,一、可编程序控制器(PLC)概述,1、什么是PLC？ 可编程序控制器（Programmable Logic Controller） 简称为PLC。是以微处理机为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置。 国际电工委员会（ IEC）于 1982年11月和 1985年1月对可编程序控制器作了
2、如下的定义：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计”。,2、PLC的特点, 可靠性高、强抗干扰能力； 丰富的I/O接口模块； 采用模块式结构，灵活性好； 编程简单易学； 系统安装简单，维修方便； 具有数据通讯功能； 输入输出电源使用市电。,3、PLC的应用领域,PLC在工业自动化中起着举足轻重的作用，在国内外已广
3、泛应用于机械、冶金、石油、化工、轻工、纺织、电力、电子、食品、 交通等行业。经验表明， 80 以上的工业控制可以使用PLC来完成。 在日本，凡8个以上中间继电器组成的控制系统都已采用PLC来取代。,二、我系PLC实验操作室软、硬件介绍,1、硬件 PLC主机: 采用日本三菱电机公司的FX系列PLC，其中FX2N-32MR型PLC 20台，FX1N-24MR型PLC 9台，FX0N-24MR型PLC 16台。 编程器： 46台计算机、 9个手持式FX-20P-E编程器 PLC实验箱： EL-PLC-型可编程控制器实验箱22台； EL-PLC-型可编程控制器实验箱 23台。 交流接触器、电机、面包板
4、、发光二极管、电阻等若干。,2、软件 采用三菱FX系列PLC的中文编程软件，三菱SWOPC-FXGP/WIN-C 编程软件。 我系PLC实验操作室PLC输出可接直流负载也可接交流负载；学生可利用PLC实验箱进行PLC编程后的实物验证，也可将PLC主机与实物外接，如与交流接触器、面包板、发光二极管、电阻 等器件连接进行PLC编程后的实物验证。实验室全天开放，学生除在实验课时间来做实验，也可利用课余时间来实验室。,PLC实验系统的使用步骤,1、打开 FXGP-WIN/C 软件； 2、新建文件，出现PLC类型选择框，选择PLC类型； 3、输入梯形图； 4、点击“工具”菜单中的“转换”命令，将梯形图转
5、换为指令表； 5、点击“PLC”菜单中的“传送/写出”命令，将程序下载到PLC主机。（注意下载时要先打开实验箱电源，将PLC开关处于STOP位置） 6、根据I/O分配表，连接外接器件； 7、运行PLC（将PLC开关处于RUN位置）,点击“监控/测试”菜单中的“开始监控”命令,监控并调试程序。（在修改程序时，先停止监控）,实验一 基本指令实验（验证性） 实验二 混料罐实验（综合性） 实验三 红绿灯控制实验（设计性） 实验四 传输实验（设计性） 实验五 LED数码显示实验（综合性） 实验六 功能指令实验 （设计性） 实验七 广告艺术灯控制器设计（综合性） 实验八 电动机自动往复运动实验（设计性）,
6、电气控制技术实验课程安排,实验要求与课程考核,（一）、实验要求 1.实验前做好预习，按照实验要求,编写好程序,画好梯形图。 2.实验时到实验室利用PLC等实物进行硬件测试，调试程序，记录实验结果，检查设计的功能。 3.实验中发现异常情况，如冒烟、烧焦异味等立即撤断电源，报告老师 4. 实验完成后整理好实验台，打扫好实验场地。 5. 每次实验后第二天交实验报告，实验报告要求同实验一样，每人独自完成，不得相互照抄，发现雷同的，重做。 6.若实验课因事没有参加的，要求在第18周前补做好。 7.实验课中内容没完成的，课后自行到实验室完成，实验室全天开放。,（二）、实验课程考核 1. 平时每次实验情况5
7、0% 2. 实验考勤、实验场地整理10% 3. 实验报告成绩40%,返回,实验一 基本指令实验,（本实验为验证性实验）,一、实验目的,1、熟悉PLC实验系统硬件及编程软件的使用方法； 2、掌握基本指令指令的编程及使用。 3 、掌握定时器、计数器的使用方法。,二、实验原理,任何厂家生产的PLC，均有基本的逻辑指令。三菱FX系列PLC有基本指令20条。本次实验进行常用的基本指令LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、SET、RST、PLS、PLF、OUT和END等指令的编程操作训练。,1、LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、OUT、END指令 LD：取指令。将动合触点与母线连接。 LD
8、I：取反指令。将动断触点与母线连接。 AND：与指令。将动合触点与前面的电路串联连接。 ANI：与反指令。将动断触点与前面的电路串联连接。 OR：或指令。将动合触点与前面的电路并联连接。 ORI：或反指令。将动断触点与前面的电路并联连接。 OUT：输出指令。线圈驱动。 END：结束指令。表示程序结束。,LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI指令的编程元件为X、Y、M、S、T、C；OUT指令的编程元件为Y、M、S、T、C；END指令无编程元件。 LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、OUT、END指令的编程方法如图1.1为例说明。 图1.1语句表： 0 LD X0 1 OUT Y0 2
9、 LDI X0 3 AND X1 4 OUT M0 5 ANI X2 6 OUT Y1 7 LDI X1 8 OR X2 9 ORI X3 10 OUT Y2 11 END,图1.1 LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI、OUT、END的用法,2SET、RST、PLS、PLF指令 SET为PLC的置位或称置数指令，RST为PLC的复位或称清零指令。SET/RST指令用于线圈（Y、S、M）的自保持功能，相当于RS触发器，其中S为置数端，使线圈接通，R为复位端，使线圈复位。 PLS为上升沿微分输出指令，PLF为下降沿微分输出指令。这两条指令在输入信号的上升沿或下降沿产生一个扫描周期的脉冲。
10、SET指令的编程元件为Y、M、S；RST指令的编程元件为Y、M、S、D、V、Z、T、C。PLC、PLF指令的编程元件为Y、M。 SET、RST、PLS、PLF指令的用法如图1.2所示,a） 梯形图,b）时序图,图1.2 SET、RST、PLS、PLF的用法,图1.3 定时器的用法,3定时器 定时器的编程方法如图1.3所示。 图1.3语句表： 0 LD X0 1 OUT T0 K123 2 LD T0 3 OUT Y0 4 END 操作：当输入X0接通，驱动定时器线圈T0，开始定时，当达到设定值（12.3s）时，T0常开触点闭合，驱动输出Y0，当X0断开，定时器T0复位，T0的常开触点立即断开。
11、定时器既可按上述的程序直接指定设定值，也可用数据寄存器间接指定设定值。,图1.4 计数器的编程方法,4计数器 计数器的编程方法如图1.4所示。 图1.4语句表： 0 LD X0 1 RST C0 2 LD X1 3 OUT C0 K5 5 LD C0 6 OUT Y0 7 END 操作：在输入X0断开的条件下，输入X1由“断开到闭合”每变化一次，计数器C0就从0开始加“1”计数一次，当加到设定值（5）时，C0常开触点接通，驱动输出Y0；当X0接通，计数器C0复位，其触点也复位。计数器的设定值既可按上述的程序直接指定，也用数据寄存器来间接指定。,三、实验内容,（一）与、或、非基本指令实验 1编程
12、要求 PLC输出Y0为输入X0的非； PLC输出Y1为X1和X2的与； PLC输出Y2为X3和X4的或； 2实验步骤 按编程要求写出I/O分配表、程序梯形图。将程序写入到PLC主机，进行实物测试.运行该程序，观察PLC输出结果，并分别填入对应的操作结果表中。,（二）微分、位操作实验 1编程要求 Y0为X0微分结果；Y1为X1微分结果； X0微分结果，置位Y2；X1微分结果，复位Y2。 2实验步骤 按编程要求写出I/O分配表、程序梯形图、程序清单。 检查程序，使其正确。 运行该程序，观察PLC输出结果。,(三) 定时器、计数器实验 1、编程使PLC输出Y0输出脉冲宽度为3秒、周期为6秒的方波，按
13、下开关1启动PLC对上述方波脉冲计数，计满10次时， PLC输出Y1接通；按下按钮2将PLC输出Y1清零。 2、将程序写入到PLC主机，进行实物测试；并监控定时器、计数器的现行值和设定值。,四、实验仪器与设备,1、EL-PLC-型可编程控制器实验系统 2、EL-PLC-型可编程控制器实验系统 3、计算机 4、FX-20P-E编程器,提示：,1、打开 FXGP-WIN/C 软件，新建文件，出现PLC类型选择框，要根据你自己操作的PLC类型，选择相应PLC类型； 2、输入完梯形图将程序下载到PLC主机时，注意要先将梯形图转换为指令表。（点击“工具”菜单中的“转换”命令） 3、将程序下载到PLC主机
14、时，注意要先打开实验箱电源，将PLC开关处于STOP位置。（下载点击“PLC”菜单中的“传送/写出”命令） 4、PLC输入输出接线，根据I/O分配表连接外器件。 5、运行PLC（将PLC开关处于RUN位置）,点击“监控/测试”菜单中的“开始监控”命令,监控并调试程序。（在修改程序时，先停止监控）,提示：I/O分配表,如实验内容1中的I/O分配表,五、实验报告格式及要求,（一）、实验目的 （二）、实验内容及步骤 要求每写一项实验内容，紧跟其后写出下列内容： 写出I/O分配表； 画出所设计的程序梯形图； 记录实验操作结果 ，分析是否符合设计要求。 （三）、实验仪器与设备,返回,参考程序,参考程序,
15、实验二 混料罐实验,（本实验为综合性实验）,一、实验目的,1、熟悉PLC编程原理及方法； 2、掌握液位控制技巧。,二设计要求,用PLC构成自动控制混料系统,具体要求: 运行PLC程序，先开进料泵1； 到中液位报警，进料泵1关，进料泵2开； 到高液位报警，进料泵2关，混料泵开，3秒后，关混料泵，出料泵开； 降到底液位报警,出料泵关，进料泵1开.自动循环运行。,运行PLC程序，先开进料泵1；,（接HL1）,（接HL2）,接HLS1,接HLS2,接HLS3,进料泵1,进料泵2,高液位报警,中液位报警,低液位报警,混料罐,混料泵,出料泵,接HL3,接HL4,Y0,Y1,Y2,Y3,X1,X2,X3,三设计提示,工艺要求,及PLC实验系统硬件接线如下:,中液位报警，进料泵1关，进料泵 2开；,高液位报警，进料泵2关，混料泵开，3秒后，关混料泵，出料泵开；,底液位报警出料泵关，进料泵1开。重复上述步骤。,启动X0,四、实验仪器与设备,1、EL-PLC-型可编程控制器实验系统 2、
