PLC实验指导书Word文档格式.docx
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(一)与或非逻辑功能实验
一、实验目的
1.熟悉PLC装置
2.熟悉PLC及实验系统的操作
3.掌握与、或、非逻辑功能的编程方法
二、实验原理
调用PLC基本指令,可以实现“与”“或”“非”逻辑功能
三、输入/输出接线列表
输入
接线
X10
X11
输出
Y1
Y2
Y3
Y4
Y01
Y02
Y03
Y04
四、实验步骤
通过专用电缆连接PC与PLC主机。
打开编程软件,逐条输入程序,检查无误并把其下载到PLC主机后,将主机上的STOP/RUN按钮拨到RUN位置,运行指示灯点亮,表明程序开始运行,有关的指示灯将显示运行结果。
拨动输入开关X10、X11,观察输出指示灯Y1、Y2、Y3、Y4是否符合与、或、非逻辑的正确结果。
五、梯形图参考程序
参考图1-1
(二)定时器/计数器功能实验
1.定时器的认识实验
(1)实验目的
认识定时器,掌握针对定时器的正确编程方法
(2)实验原理
定时器的控制逻辑是经过时间继电器的延时动作,然后产生控制作用。
其控制作用同一般继电器。
(3)梯形图参考程序
参考图2-1
2.定时器扩展实验
掌握定时器的扩展及其编程方法
由于PLC的定时器都有一定的定时范围围。
如果需要的设定值超过机器范围,我们可以通过几个定时器的串联组合来扩充设定值的范围。
参考图2-2
3.计数器认识实验
认识计数器,掌握针对计数器的正确编程方法
(2)实验原理
三菱FXOS系列的内部计数器分为16位二进制加法计数器和32位增计数/减计数器两种。
其中的16位二进制加法计数器,其设定值在K1~K32767范围内有效。
这是一个由定时器T0和计数器C0组成的组合电路。
T0形成一个设定值为1秒的自复位定时器,当X10接通,T0线圈得电,经延时1秒,T0的常闭接点断开,T0定时器断开复位,待下一次扫描时,T0的常闭接点才闭合,T0线圈又重新得电。
即T0接点每接通一次,每次接通时间为一个扫描周期。
计数器对这个脉冲信号进行计数,计数到10次,C0常开接点闭合,使Y0线圈接通。
从X10接通到Y0有输出,延时时间为定时器和计数器设定值的乘积:
T总=T0×
C0=1×
10=10S。
参考图2-3。
1)计数器的扩展实验
(1)实验目的
掌握计数器的扩展及其编程方法
由于PLC的计数器都有一定的定时范围。
如果需要的设定值超过机器范围,我们可以通过几个计数器的串联组合来扩充设定值的范围。
此实验中,总的计数值C总=C0×
C1=20×
3×
1=60S
(3)梯形图参考程序
参考2-4。
图2-1
图2-2
图2-3
图2-4
实验二四节传送带的模拟
在MF21模拟实验挂箱中四节传送带的模拟实验区完成本实验。
通过使用各基本指令,进一步熟练掌握PLC的编程和程序调试。
二、控制要求
有一个用四条皮带运输机的传送系统,分别用四台电动机带动,控制要求如下:
启动时先起动最末一条皮带机,经过5秒延时,再依次起动其它皮带机。
停止时应先停止最前一条皮带机,待料运送完毕后再依次停止其它皮带机。
当某条皮带机发生故障时,该皮带机及其前面的皮带机立即停止,而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。
例如M2故障,M1、M2立即停,经过5秒延时后,M3停,再过5秒,M4停。
当某条皮带机上有重物时,该皮带机前面的皮带机停止,该皮带机运行5秒后停,而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。
例如,M3上有重物,M1、M2立即停,过5秒,M3停,再过5秒,M4停。
三、四节传送带的模拟实验面板图:
上图中的A、B、C、D表示负载或故障设定;
M1、M2、M3、M4表示传送带的运动。
启动、停止用动合按钮来实现,负载或故障设置用钮子开关来模拟,电机的停转或运行用发光二极管来模拟。
四、输入/输出接线列表
SB1
A
B
C
D
SB2
X0
X1
X2
X3
X4
X5
M1
M2
M3
M4
Y1
Y2
Y3
Y4
(1)模拟故障程序
(2)模拟载重程序
实验三自动配料系统的模拟
在MF21模拟实验挂箱中自动配料系统模拟实验区完成本实验。
(1)熟练掌握PLC的编程和程序调试。
(2)了解掌握现代工业中自动配料系统的工作过程和编程方法。
系统启动后,配料装置能自动识别货车到位情况及对货车进行自动配料,当车装满时,配料系统能自动关闭。
三、自动配料系统模拟实验面板图
按钮
SB1
SB2
S1
SQ1
SQ2
功能
启动
停止
料斗满
车未到位
车装满
连线
X0
X1
X2
X3
X4
指示灯
D1
D2
D3
D4
料斗下口下料
料斗上口下料
Y0
L1
L2
M1
M2
M3
M4
车到位
电机M1
电机M2
电机M3
电机M4
Y5
Y6
Y7
Y10
Y11
五、工作过程
(1)初始状态
系统启动后,红灯L2灭,绿灯L1亮,表明允许汽车开进装料。
料斗出料口D2关闭,若料位传感器S1置为OFF(料斗中的物料不满),进料阀开启进料(D4亮)。
当S1置为ON(料斗中的物料已满),则停止进料(D4灭)。
电动机M1、M2、M3和M4均为OFF。
(2)装车控制
装车过程中,当汽车开进装车位置时,限位开关SQ1置为ON,红灯信号灯L2亮,绿灯L1灭;
同时启动电机M4,经过2S后,再启动启动M3,再经2S后启动M2,再经过2S最后启动M1,再经过2S后才打开出料阀(D2亮),物料经料斗出料。
当车装满时,限位开关SQ2为ON,料斗关闭,2S后M1停止,M2在M1停止2S后停止,M3在M2停止2S后停止,M4在M3停止2S后最后停止。
同时红灯L2灭,绿灯L1亮,表明汽车可以开走。
(3)停机控制
按下停止按钮SB2,自动配料装车的整个系统终止运行。
六、梯形图参考程序
实验四十字路口交通灯控制的模拟
在MF22模拟实验挂箱中十字路口交通灯模拟控制实验区完成本实验。
熟练使用各基本指令,根据控制要求,掌握PLC的编程方法和程序调试方法,使学生了解用PLC解决一个实际问题的全过程。
二、十字路口交通灯控制实验面板图:
实验面板图中,甲模拟东西向车辆行驶状况;
乙模拟南北向车辆行驶状况。
东西南北四组红绿黄三色发光二极管模拟十字路口的交通灯。
三、控制要求
信号灯受一个启动开关控制,当启动开关接通时,信号灯系统开始工作,且先南北红灯亮,东西绿灯亮。
当启动开关断开时,所有信号灯都熄灭。
南北红灯亮维持25秒。
东西绿灯亮维持20秒。
到20秒时,东西绿灯闪亮,闪亮3秒后熄灭。
在东西绿灯熄灭时,东西黄灯亮,并维持2秒。
到2秒时,东西黄灯熄灭,东西红灯亮,同时,南北红灯熄灭,绿灯亮。
东西红灯亮维持25秒。
南北绿灯亮维持20秒,然后闪亮3秒后熄灭。
同时南北黄灯亮,维持2秒后熄灭,这时南北红灯亮,东西绿灯亮,周而复始。
SD
X0
南北G
南北Y
南北R
东西G
东西Y
东西R
甲
乙
Y0
当启动开关SD合上时,X000触点接通,Y002得电,南北红灯亮;
同时Y002的动合触点闭合,Y003线圈得电,东西绿灯亮。
1秒后,T12的动合触点闭合,Y007线圈得电,模拟东西向行驶车的灯亮。
维持到20秒,T6的动合触点接通,与该触点串联的T22动合触点每隔0.5秒导通0.5秒,从而使东西绿灯闪烁。
又过3秒,T7的动断触点断开,Y003线圈失电,东西绿灯灭;
此时T7的动合触点闭合、T10的动断触点断开,Y004线圈得电,东西黄灯亮,Y007线圈失电,模拟东西向行驶车的灯灭。
再过2秒后,T5的动断触点断开,Y004线圈失电,东西黄灯灭;
此时起动累计时间达25秒,T0的动断触点断开,Y002线圈失电,南北红灯灭,T0的动合触点闭合,Y005线圈得电,东西红灯亮,Y005的动合触点闭合,Y000线圈得电,南北绿灯亮。
1秒后,T13的动合触点闭合,Y006线圈得电,模拟南北向行驶车的灯亮。
又经过25秒,即起动累计时间为50秒时,T1动合触点闭合,与该触点串联的T22的触点每隔0.5秒导通0.5秒,从而使南北绿灯闪烁;
闪烁3秒,T2动断触点断开,Y000线圈失电,南北绿灯灭;
此时T2的动合触点闭合、T11的动断触点断开,Y001线圈得电,南北黄灯亮,Y006线圈失电,模拟南北向行驶车的灯灭。
维持2秒后,T3动断触点断开,Y001线圈失电,南北黄灯灭。
这时起动累计时间达5秒钟,T4的动断触点断开,T0复位,Y003线圈失电,即维持了30秒的东西红灯灭。
上述是一个工作过程,然后再周而复始地进行。
实验五装配流水线控制的模拟
在MF22实验挂箱中装配流水线的模拟控制实验区完成本实验。
了解移位寄存器在控制系统中的应用及针对位移寄存器指令的编程方法。
使用移位寄存器指令(SFTR、SFTL),可以大大简化程序设计。
移位寄存器指令的功能如下:
若在输入端输入一连串脉冲信号,在移位脉冲作用下,脉冲信号依次移到移位寄存器的各个继电器中,并将这些继电器的状态输出。
其中,每个继电器可在不同的时间内得到由输入端输入的一连串脉冲信号。
在本实验中,传送带共有十六个工位。
工件从1号位装入,依次经过2号位、3号位……16号工位。
在这个过程中,工件分别在A(操作1)、B(操作2)、C(操作3)三个工位完成三种装配操作,经最后一个工位后送入仓库。
注:
其它工位均用于传送工件。
四、装配流水线模拟控制的实验面板图
图中左框中的A~H表示动作输出(用LED发光二极管模拟),右侧框中的A~G表示各个不同的操作工位。
五、输入/输出接线列表
移位
复位
A
B
C
D
E
F
G
H
实验六水塔水位控制
在MF23实验挂箱中水塔水位控制区完成本实验。
用PLC构成水塔水位自动控制系统。
当水池水位低于水池低水位界(S4为ON表示),阀Y打开进水(Y为ON)定时器开始定时,4秒后,如果S4还不为OFF,那么阀Y指示灯闪烁,表示阀Y没有进水,出现故障,S3为ON后,阀Y关闭(Y为OFF)。
当S4为OFF时,且水塔水位低于水塔低水位界时S2为ON,电机M运转抽水。
当水塔水位高于水塔高水位界时电机M停止。
三、水塔水位控制的实验面板图:
面板中S1表示水塔的水位上限,S2
表示水塔水位下限,S3表示水池水位
上限,S4表示水池水位下限,M1为
抽水电机,Y为水阀。
S1
S2
S3
S4
X3
Y
Y0
实验七天塔之光
在MF23模拟实验挂箱中天塔之光实验区完成本实验。
用PLC构成闪光灯控制系统。
合上启动按钮后,按以下规律显示:
L1→L1、L2→L1、L3→L1、L4→L1、L5→L1、L2、L4、→L1、L3、L5→L1→L2、L3、L4、L5→L6、L7→L1、L6→L1、L7→L1→L1、L2、L3、L4、L5→L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7→L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7→L1……如此循环,周而复始。
三、天塔之光的实验面板图:
SD
ST
L3
L4
L5
L6
L7
实验八机械手动作的模拟
在MF24模拟实验挂箱中机械手动作的模拟实验区完成本实验。
用数据移位指令来实现机械手动作的模拟。
图中为一个将工件由A处传送到B处的机械手,上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。
当某个电磁阀线圈通电,就一直保持现有的机械动作,例如一旦下降的电磁阀线圈通电,机械手下降,即使线圈再断电,仍保持现有的下降动作状态,直到相反方向的线圈通电为止。
另外,夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成,线圈通电执行夹紧动作,线圈断电时执行放松动作。
设备装有上、下限位和左、右限位开关,它的工作过程如图所示,有八个动作,即为:
三、机械手动作的模拟实验面板图:
此面板中的启动、停止用动断按钮来实现,限位开关用钮子开关来模拟,电磁阀和原位指示灯用发光二极管来模拟。
SB1
SQ1
SQ2
SQ3
SQ4
X5
YV1
YV2
YV3
YV4
YV5
HL
五、工作过程分析:
当机械手处于原位时,上升限位开关X002、左限位开关X004均处于接通(“1”状态),移位寄存器数据输入端接通,使M100置“1”,Y005线圈接通,原位指示灯亮。
按下启动按钮,X000置“1”,产生移位信号,M100的“1”态移至M101,下降阀输出继电器Y000接通,执行下降动作,由于上升限位开关X002断开,M100置“0”,原位指示灯灭。
当下降到位时,下限位开关X001接通,产生移位信号,M100的“0”态移位到M101,下降阀Y000断开,机械手停止下降,M101的“1”态移到M102,M200线圈接通,M200动合触点闭合,夹紧电磁阀Y001接通,执行夹紧动作,同时启动定时器T0,延时1.7秒。
机械手夹紧工件后,T0动合触点接通,产生移位信号,使M103置“1”,“0”态移位至M102,上升电磁阀Y002接通,X001断开,执行上升动作。
由于使用S指令,M200线圈具有自保持功能,Y001保持接通,机械手继续夹紧工件。
当上升到位时,上限位开关X002接通,产生移位信号,“0”态移位至M103,Y002线圈断开,不再上升,同时移位信号使M104置“1”,X004断开,右移阀继电器Y003接通,执行右移动作。
待移至右限位开关动作位置,X003动合触点接通,产生移位信号,使M103的“0”态移位到M104,Y003线圈断开,停止右移,同时M104的“1”态已移到M105,Y000线圈再次接通,执行下降动作。
当下降到使X001动合触点接通位置,产生移位信号,“0”态移至M105,“1”态移至M106,Y000线圈断开,停止下降,R指令使M200复位,Y001线圈断开,机械手松开工件;
同时T1启动延时1.5秒,T1动合触点接通,产生移位信号,使M106变为“0”态,M107为“1”态,Y002线圈再度接通,X001断开,机械手又上升,行至上限位置,X002触点接通,M107变为“0”态,M110为“1”态,Y002线圈断开,停止上升,Y004线圈接通,X003断开,左移。
到达左限位开关位置,X004触点接通,M110变为“0”态,M111为“1”态,移位寄存器全部复位,Y004线圈断开,机械手回到原位,由于X002、X004均接通,M100又被置“1”,完成一个工作周期。
再次按下启动按钮,将重复上述动作。
实验九液体混合装置控制的模拟
在MF24模拟实验挂箱中液体混合装置的模拟控制实验区完成本实验
熟练使用各条基本指令,通过对工程实例的模拟,熟练地掌握PLC的编程和程序调试。
本装置为两种液体混合模拟装置,SL1、SL2、SL3为液面传感器,液体A、B阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3控制,M为搅匀电机,控制要求如下:
初始状态:
装置投入运行时,液体A、B阀门关闭,混合液阀门打开20秒将容器放空后关闭。
启动操作:
按下启动按钮SB1,装置就开始按下列约定的规律操作:
液体A阀门打开,液体A流入容器。
当液面到达SL2时,SL2接通,关闭液体A阀门,打开液体B阀门。
液面到达SL1时,关闭液体B阀门,搅匀电机开始搅匀。
搅匀电机工作6秒后停止搅动,混合液体阀门打开,开始放出混合液体。
当液面下降到SL3时,SL3由接通变为断开,再过2秒后,容器放空,混合液阀门关闭,开始下一周期。
停止操作:
按下停止按钮SB2后,在当前的混合液操作处理完毕后,才停止操作(停在初始状态上)。
三、液体混合装置控制的模拟实验面板图:
此面板中,液面传感器用钮子开关来模拟,启动、停止用动合按钮来实现,液体A阀门、液体B阀门、混合液阀门的打开与关闭以及搅匀电机的运行与停转用发光二极管的点亮与熄灭来模拟。
SL1
SL2
SL3
YKM
五、工作过程分析
根据控制要求编写的梯形图分析其工作过程。
启动操作:
按下启动按钮SB1,X000的动合触点闭合,M100产生启动脉冲,M100的动合触点闭合,使Y000保持接通,液体A电磁阀YV1打开,液体A流入容器。
当液面上升到SL3时,虽然X004动合触点接通,但没有引起输出动作。
当液面上升到SL2位置时,SL2接通,X003的动合触点接通,M103产生脉冲,M103的动合触点接通一个扫描周期,复位指令RSTY000使Y000线圈断开,YV1电磁阀关闭,液体A停止流入;
与此同时,M103的动合触点接通一个扫描周期,保持操作指令SETY001使Y001线圈接通,液体B电磁阀YV2打开,液体B流入。
当液面上升到SL1时,SL1接通,M102产生脉冲,M102动合触点闭合,使Y001线圈断开,YV2关闭,液体B停止注入,M102动合触点闭合,Y003线圈接通,搅匀电机工作,开始搅匀。
搅匀电机工作时,Y003的动合触点闭合,启动定时器T0,过了6秒,T0动合触点闭合,Y003线圈断开,电机停止搅动。
当搅匀电机由接通变为断开时,使M112产生一个扫描周期的脉冲,M112的动合触点闭合,Y002线圈接通,混合液电磁阀YV3打开,开始放混合液。
液面下降到SL3,液面传感器SL3由接通变为断开,使M110动合触点接通一个扫描周期,M201线圈接通,T1开始工作,2秒后混合液流完,T1动合触点闭合,Y002线圈断开,电磁阀YV3关闭。
同时T1的动合触点闭合,Y000线圈接通,YV1打开,液体A流入,开始下一循环。
停止操作:
按下停止按钮SB2,X001的动合触点接
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