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1、电气控制及可编程控制器实验指导书北 京 工 商 大 学 信 息 工 程 学 院2009 年 6 月1目 录基本指令简介 2可编程序控制器梯形图编程规则 5实 验 一 、 基 本 电 气 控 制 7实 验 二 、 基本指令的编程练习 11实 验 三 、 LED 数码显示控制 17 实 验 四 、 五相步进电动机控制的模拟 23实验五、十字路口交通灯控制的模拟 28实验六、三相异步电动机的星/三角换接起动控制 34实验七、装配流水线控制的模拟 38实验八、三相异步电动机基本起、停控制 442基本指令简介名 称 助记符 目标元件 说 明取指令 LD X、Y、M、S、T、C 常开接点逻辑运算起始取反指
2、令 LDI X、Y、M、S、T、C 常闭接点逻辑运算起始线圈驱动指令 OUT Y、M、S、T、C 驱动线圈的输出与指令 AND X、Y、M、S、T、C 单个常开接点的串联与非指令 ANI X、Y、M、S、T、C 单个常闭接点的串联或指令 OR X、Y、M、S、T、C 单个常开接点的并联或非指令 ORI X、Y、M、S、T、C 单个常闭接点的并联或块指令 ORB 无 串联电路块的并联连接与块指令 ANB 无 并联电路块的串联连接主控指令 MC Y、M 公共串联接点的连接主控复位指令 MCR Y、M MC 的复位置位指令 SET Y、M、S 使动作保持复位指令 RST Y、M、S、D、V、Z 使操
3、作保持复位上升沿产生脉冲指令 PLS Y、M 输入信号上升沿产生脉冲输出下降沿产生脉冲指令 PLF Y、M 输入信号下降沿产生脉冲输出空操作指令 NOP 无 使步序作空操作程序结束指令 END 无 程序结束一、逻辑取及线圈驱动指令 LD、LDI、OUTLD，取指令。表示一个与输入母线相连的常开接点指令，即常开接点逻辑运算起始。LDI，取反指令。表示一个与输入母线相连的常闭接点指令，即常闭接点逻辑运算起始。OUT，线圈驱动指令，也叫输出指令。LD、LDI 两条指令的目标元件是 X、Y、M、S、T、C，用于将接点接到母线上。也可以与后述的 ANB 指令、ORB 指令配合使用，在分支起点也可使用。3
4、OUT 是驱动线圈的输出指令，它的目标元件是 Y、M、S、T、C。对输入继电器不能使用。OUT 指令可以连续使用多次。LD、LDI 是一个程序步指令，这里的一个程序步即是一个字。OUT 是多程序步指令，要视目标元件而定。OUT 指令的目标元件是定时器和计数器时，必须设置常数 K。二、接点串联指令 AND、ANIAND，与指令。用于单个常开接点的串联。ANI，与非指令，用于单个常闭接点的串联。AND 与 ANI 都是一个程序步指令，它们串联接点的个数没有限制，也就是说这两条指令可以多次重复使用。这两条指令的目标元件为 X、Y、M、S、T、C。OUT 指令后，通过接点对其它线图使用 OUT 指令称
5、为纵输出或连续输出。这种连续输出如果顺序没错，可以多次重复。三、接点并联指令 OR、ORIOR，或指令，用于单个常开接点的并联。ORI，或非指令，用于单个常闭接点的并联。OR 与 ORI 指令都是一个程序步指令，它们的目标元件是 X、Y、M、S、T、C。这两条指令都是一个接点。需要两个以上接点串联连接电路块的并联连接时，要用后述的 ORB 指令。OR、ORI 是从该指令的当前步开始，对前面的 LD、LDI 指令并联连接。并联的次数无限制。四、串联电路块的并联连接指令 ORB两个或两个以上的接点串联连接的电路叫串联电路块。串联电路块并联连接时，分支开始用 LD、LDI 指令，分支结束用 ORB
6、指令。ORB 指令与后述的 ANB 指令均为无目标元件指令，而两条无目标元件指令的步长都为一个程序步。ORB 有时也简称或块指令。ORB 指令的使用方法有两种：一种是在要并联的每个串联电路后加 ORB 指令；另一种是集中使用 ORB 指令。对于前者分散使用 ORB 指令时，并联电路块的个数没有限制，但对于后者集中使用 ORB 指令时，这种电路块并联的个数不能超过 8 个（即重复4使用 LD、LDI 指令的次数限制在 8 次以下） ，所以不推荐用后者编程。五、并联电路的串联连接指令 ANB两个或两个以上接点并联电路称为并联电路块，分支电路并联电路块与前面电路串联连接时，使用 ANB 指令。分支的
7、起点用 LD、LDI 指令，并联电路结束后，使用ANB 指令与前面电路串联。ANB 指令也简称与块指令，ANB 也是无操作目标元件，是一个程序步指令。六、主控及主控复位指令 MC、MCRMC 为主控指令，用于公共串联接点的连接，MCR 叫主控复位指令，即 MC 的复位指令。在编程时，经常遇到多个线圈同时受到一个或一组接点控制。如果在每个线圈的控制电路中都串入同样的接点，将多占用存储单元，应用主控指令可以解决这一问题。使用主控指令的接点称为主控接点，它在梯形图中与一般的接点垂直。它们是与母线相连的常开接点，是控制一组电路的总开关。MC 指令是 3 程序步，MCR 指令是 2 程序步，两条指令的操
8、作目标元件是 Y、M，但不允许使用特殊辅助继电器 M。七、置位与复位指令 SET、RSTSET 为置位指令，使动作保持；RST 为复位指令，使操作保持复位。SET 指令的操作目标元件为 Y、M、S。而 RST 指令的操作元件为 Y、M、S、D、V、Z、T、C。这两条指令是 13 个程序步。用 RST 指令可以对定时器、计数器、数据寄存、变址寄存器的内容清零。八、脉冲输出指令 PLS、PLFPLS 指令在输入信号上升沿产生脉冲输出，而 PLF 在输入信号下降沿产生脉冲输出，这两条指令都是 2 程序步，它们的目标元件是 Y 和 M，但特殊辅助继电器不能作目标元件。使用 PLS 指令，元件 Y、M
9、仅在驱动输入接通后的一个扫描周期内动作（置 1） 。而使用 PLF 指令，元件 Y、M 仅在驱动输入断开后的一个扫描周期内动作。使用这两条指令时，要特别注意目标元件。例如，在驱动输入接通时，PLC 由运行到停机到运行，此时 PLS M0 动作，但 PLS M600（断电时由电池后备的辅助继电器）不动作。这是因为 M600 是特殊保持继电器，即使在断电停机时其动作也能保持。5可编程序控制器梯形图编程规则编程的八个步骤： 一、决定系统所需的动作及次序当使用可编程控制器时，最重要的一环是决定系统所需的输入及输出，这主要取决于系统所需的输入及输出接口分立元件。输入及输出要求：1、第一步是设定系统输入及
10、输出数目，可由系统的输入及输出分立元件数目直接取得。本实验装置的输入输出点数是：输入 12 点，输出 8 点。 2、第二步是决定控制先后、各器件相应关系以及作出何种反应。二、将输入及输出器件编号每一输入和输出，包括定时器、计数器、内置继电器等都有一个唯一的对应编号，不能混用。三、画出梯形图根据控制系统的动作要求，画出梯形图。梯形图设计规则：1、触点应画在水平线上，不能画在垂直分支上。应根据自左自右、自上而下的原则和对输出线圈的几种可能控制路径来画。2、不包含触点的分支应放在垂直方向，不可放在水平位置，以便于识别触点的组合和对输出线圈的控制路径。3、在有几个串联回路相并联时，应将触头多的那个串联
11、回路放在梯形图的最上面。在有几个并联回路相串联时，应将触点最多的并联回路放在梯形图的最左面。这种安排，所编制的程序简洁明了，语句较少。4、不能将触点画在线圈的右边，只能在触点的右边接线圈。四、将梯形图转化为程序把继电器梯形图转变为可编程控制器的编码，当完成梯形图以后，下一步是把它编码成可编程控制器能识别的程序。6这种程序语言是由地址、控制语句、数据组成。地址是控制语句及数据所存储或摆放的位置，控制语句告诉可编程控制器怎样利用数据作出相应的动作。五、在编程方式下用键盘输入程序六、编程及设计控制程序七、测试控制程序的错误修改八、保存完整的控制程序 7实验一 基本电气控制一、实验目的1、通过对三相异
12、步电动机基本起停控制线路的实际接线，掌握由电气原理图接成实际操作电路的方法。2、掌握三相异步电动机正反转的原理和正反转的控制方法。3、掌握用时间继电器控制三相异步电动机运行的方法。二、实验项目1、三相异步电动机基本起停控制2、三相异步电动机正停反控制3、三相异步电动机正反停控制4、自行设计三相异步电动机的起动延时停车控制和起动延时灯亮控制。三、实验设备表 1-1序 号 型 号 名 称 数 量1 DJ16 三相鼠笼异步电动机 1 台2 D61 继电接触控制（一）挂箱 1 件四、实验内容及方法本次实验使用 DD01 电源控制屏上方的交流电源。接线之前，开启电源总开关，按下绿色“启动”按钮，将电源控
13、制屏上方的交流“电压指示切换”开关切换到“三相调压输出”位置，旋转控制屏左侧的三相调压器旋钮，将其输出电压调到 220V 后，按下红色“停止 ”按钮。D61 挂箱上没有安装开关 Q 和熔断器 FU，图中的 Q 和 FU 可用控制屏上的接触器和熔断器代替，学生可从控制屏上方交流调压输出的 U、V、W 端子开始接线。81、三相异步电动机基本起、停控制：按图 11 接线，图中 SB1、SB 2、KM 1、FR 选自 D61 挂件，电机 M 选用 DJ16三相鼠笼异步电动机。检查接线无误后，按下绿色“启动”按钮，通电实验：1）按下起动按钮 SB2，松手后观察电动机 M 运转情况。2）按下停止按钮 SB
14、1，松手后观察电动机 M 运转情况。3）实验完毕，按下红色“停止”按钮。图 11 自锁控制线路2、三相异步电动机正停反控制：按图 12 接线，图中 SB1、SB 2、SB 3、KM 1、KM 2、FR 选自 D61 挂箱，电机 M选用 DJ16 三相鼠笼异步电动机。检查接线无误后，按下绿色“启动”按钮，通电实验： 1）按下 SB1，观察并记录电动机 M 的转向、接触器自锁和联锁触点的吸断情况。2）按下 SB3，观察并记录 M 运转状态、接触器各触点的吸断情况。3）再按下 SB2，观察并记录 M 的转向、接触器自锁和联锁触点的吸断情况。94）实验完毕，按下红色“停止”按钮。 。图 12 接触器联
15、锁正反转控制线路4、三相异步电动机正反停控制：按图 13 接线，图中 SB1、SB 2、SB 3、KM 1、KM 2、FR 选自 D61 挂件，电机 M选用 DJ16 三相鼠笼异步电动机。检查接线无误后，按下绿色“启动”按钮，通电实验： 1）按下 SB1，观察并记录电动机 M 的转向、各触点的吸断情况。2）按下 SB3，观察并记录电动机 M 的转向、各触点的吸断情况。3）再按下 SB2，观察并记录电动机 M 的转向、各触点的吸断情况。4）实验完毕，按下红色“停止”按钮，关断电源总开关。10图 13 按钮和接触器双重联锁正反转控制线路五、实验报告要求1、说明图中各个电器如 Q、FU、KM 1、FR 、SB 1、SB 2、SB 3 各起什么作用？已经使用了熔断器为何还要使用热继电器？已经有了开关 Q 为何还要使用接触器KM1？2、说明图 12 电路能否对电动机实现过流、短路、欠压和失压保护？3、试分析图 11、图 1
