《可编程控制器原理及应用》
实验指导书
杭州电子工业学院
自动化分院
2000年11月
可编程控制器是采用微机技术的通用工业自动化装置，近几年来，在国内得到迅速推广普及。正改变着工厂自动控制的面貌，对传统的技术改造、发展新型工业具有重大的实际意义。
本实验指导书旨在帮助学生通过实验更好的掌握PLC的结构特点、工作原理和编程方法，从而为今后在工程上的应用打下坚实的基础。全书分为三个部分：第一部分是以三菱可编程序控制器配THPLC-A型教学实验设备为实验对象；第二部分是以三菱可编程控制器配SAC-PC教学实验设备为实验对象；第三部分则是实验参考。在实验前学生应根据选定的实验设备参考相应的指导书内容进行预习，实验过程中应严格按照实验要求操作，注意安全，实验后书写实验报告。
第一部分三菱可编程序控制器配THPLC-A型教学实验设备
实验一可编程控制器的基本指令编程练习 (3)
实验二装配流水线控制的模拟 (6)
实验三三相异步电动机的星/三角形换接启动控制 (8)
实验四LED数码显示控制 (10)
实验五五相步进电动机控制的模拟 (12)
实验六十字路口交通灯控制的模拟 (14)
实验七液体混合装置控制的模拟 (16)
实验八电梯控制系统的模拟 (18)
实验九机械手动作的模拟 (21)
实验十四节传送带控制的模拟 (23)
实验十一二台PLC的通讯 (25)
实验十二多台PLC的通讯 (28)
第二部分三菱可编程控制器配SAC-PC教学实验设备
实验一可编程控制器的基本指令编程练习 (29)
实验二十字路口交通信号灯控制实验 (33)
实验三混料罐控制实验 (35)
实验四传输线控制实验 (37)
实验五小车自动选向、定位控制实验 (39)
实验六电梯控制实验 (41)
实验七刀具库管理控制实验 (43)
第三部分附录
一、实验仪器和设备介绍
二、实验参考
1、基本顺控指令表
2、步进梯形指令
3、功能指令表
4、PLC网络的通讯技术
三、实验报告格式
第一部分三菱可编程序控制器配THPLC-A型教学实验设备
实验一可编程控制器的基本指令编程练习
一、实验目的
1、熟悉PLC实验装置。
2、练习手持编程器的使用。
3、熟悉系统操作。
4、掌握与、或、非逻辑功能的编
程方法。
5、掌握定时器、计数器的正确编
程方法，并学会定时器和计数器扩
展方法。
二、实验预习要求
1、熟悉手持编程器使用方法
2、根据实验内容编写实验程序
三、实验仪器和设备
1、三菱可编程序控制器
2、三菱手持编程器
3、THPLC-A型教学实验设备（基本指令编程练习的实验区如上图所示）
上图中下面两排接线孔，通过防转叠插锁紧线与PLC的主机相应的输入输出插孔相接。Xi为输入点，Yi为输出点。图中中间两排X0~X13为输入按键，模拟开关量的输入。八路一排Y0~Y7是LED指示灯，接继电器输出用以模拟输出负载的通与断。图中上方为两位十进制数码计数器。
四、实验原理
使用PLC的X、Y、M、C、T、S等编程元件和基本逻辑指令进行编程操作，结果由显示区显示，从而验证对其内部元件的正确使用方法。
五、实验内容
1、与或非逻辑功能实验
①、走廊灯两地控制
资源分配：
控制要求：楼上楼下开关均可实现对走廊灯操作，点亮或熄灭。
②、走廊灯三地控制
资源分配：
控制要求：走廊东、西、中间开关均可实现对走廊灯操作，点亮或熄灭。
2、定时器/计数器功能实验
①、通电断电延时控制
资源分配：
X001 ON
OFF
Y000 ON
OFF
②、闪光报警控制
资源分配：
控制要求：
X001 ON
OFF
Y000 ON
OFF
③、按键计数控制
资源分配：
控制要求：按键按下三次信号灯亮；再按两次，信号灯灭。
④、定时器扩展实验
资源分配：
控制要求：利用定时器和计数器完成2分钟定时，其中定时器定时时间为10S，定时时间到后显示3S后自动关断。
六、实验结果分析
按照控制要求画出梯形图，并写出相应的指令表程序。
七、思考题
设计一个实验用以验证脉冲输出指令。
实验二装配流水线控制的模拟
一、实验目的
了解移位和循环移位功能指令在控制系统中的应用及其编程方法。
二、实验预习要求
1、掌握移位和循环移位功能指令的编
程方法。
2、完成装配流水线模拟控制的程序。
三、实验仪器和设备
1、三菱可编程序控制器
2、三菱手持编程器
3、THPLC-A型教学实验设备（装配
流水线控制实验区如右图所示）
四、实验原理
利用移位和循环移位功能指令实现单
序列功能表图的编程，可简化程序设计。
具体的说，就是通过移位方式来完成转
换，只要保证代表各工步的编程元件只
有一个为“1”状态即可，若有多个工位为活动状态，可采用块移位的操作方式实现。
五、实验注意事项
在实验区示意图中上部的A～H表示动作输出（用LED发光二极管模拟）；下部的A、B、C、D、E、F、G、H插孔分别接PLC的输出点，起动、移位、复位插孔分别接PLC的输入点。
六、实验内容
资源分配：
控制要求：传送带共有十六个工位，D、E、F、G各有四个工位，工件从1号位装
入，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，其它工位均用于传送工件，经最后一个工位后送入仓库，物流操作由移位控制键实现。
七、实验结果分析
根据控制要求完成梯形图和相应的指令表程序，并验证程序的正确性。
八、思考题
对于含有选择序列的较复杂的功能表图，是不是也可以采用移位的方式编程，为什么？
实验三三相异步电动机的星/三角换接起动控制
一、实验目的
1、掌握电机星/三角换接起动主回路的接线。
2、学会用可编程控制器实现电机星/三角换接降压起动过程的编程方法。
二、实验预习要求
1、熟悉电机星/三角起动工作原理
2、编写星/三角换接降压起动控制
程序
三、实验仪器和设备
1、三菱可编程序控制器
2、三菱手持编程器
3、THPLC-A型教学实验设备（三
相异步电动机的星/三角换接启动控
制实验区如右图所示）
四、实验原理
由于电机正反转换接时，有可能
因为电动机容量较大或操作不当等
原因，使接触器主触头产生较为严
重的起弧现象，如果电弧还未完全熄灭时，反转的接触器就闭合，则会造成电源相间短路。用PLC来控制电机则可避免这一问题。
五、实验注意事项
接通电源之前，将三相异步电动机的星/三角换接启动实验模块的开关置于“关”位置（开关往下扳）。因为一旦接通三相电，只要开关置于“开”位置（开关往上扳），这一实验模块中的U、V、W端就已通电。所以，请在连好实验接线后，才将这一开关接通，请千万注意人身安全。
六、实验内容
资源分配：
控制要求：合上启动按钮后，延时1S后电机先作星形连接起动，工作5秒钟后进行换接，延时0.5秒钟后自动换接到三角形连接运转。注意KM2、KM3必须互锁。
实验装置已将三个CJ0-10接触器的触点引出至面板上。学生可按图示的粗线，用专用实验连接导线连接。三相市电已引至三相开关SQ的U、V、W端。A、B、C、X、Y、Z与三相异步电动机（400W）的相应六个接线柱相连。将三相闸刀开关拨向“开”位置，三相380V市电就接通电动机。
七、实验结果分析
按照控制要求画出梯形图，并写出相应的指令表程序，并验证其正确性。
八、思考题
若采用继电器控制系统应如何设计，画出相应的电气图。
实验四LED数码显示控制
一、实验目的
了解并掌握置位与复位指令SET、RST在控制中的应用及其编程方法。
二、实验预习要求
根据控制要求采用以转换为中心的编
程方式编写LED数码显示控制程序。
三、实验仪器和设备
1、三菱可编程序控制器
2、三菱手持编程器
3、THPLC-A型教学实验设备（LED
数码显示控制实验区如右图所示）
四、实验原理
SET为置位指令，使动作保持；RST
为复位指令，使操作保持复位。当X0
一接通，即使再编程断开，Y0也保持接
通。X1接通后，即使再变成断开，Y0
也将保持断开。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1~3个程序步。用RST指令可以对定时器、计数器、数据寄存器、变址寄存器的内容清零。以这两条指令可以实现多种编程方式，其中以转换为中心的编程方式为其中之一。
五、实验注意事项
实验中，A、B┄H分别接PLC的输出点，其状态由上面的发光二极管模拟显示；SD 接PLC的输入点。
六、实验内容
资源分配：
控制要求：按下起动按钮后，由八组LED发光二极管开始显示：先是一段段显示，显示次序是A、B、C、D、E、F、G、H，随后显示数字及字符，显示次序是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、b、C、d、E、F，再返回初始显示，并循环10次结束。
七、实验结果分析
按照控制要求画出功能表图、梯形图，并写出相应的指令表程序，并验证其正确性。
八、思考题
对此实验若采用起保停电路的设计思想，但要求用SET、RST指令编程应怎样实现？
实验五五相步进电动机控制的模拟
一、实验目的
了解并掌握采用PLC实现对步进电机进行控制的一种方法。
二、实验预习要求
1、熟悉步进电机的工作原理。
2、根据五相步进电机的工作特点模拟环
行分配器，完成程序编制。
三、实验仪器和设备
1、三菱可编程序控制器
2、三菱手持编程器
3、THPLC-A型教学实验设备（五相步进
电动机的模拟控制实验区如右图所示）
四、实验原理
利用顺序控制的思想实现该控制任务。
五、实验注意事项
接线时，下部的A、B、C、D、E分别接
PLC的输出点，同时用上部的发光二极管模拟步进电机五个绕组的通电状态；SD接PLC的输入。
六、实验内容
资源分配：
控制要求：对五相步进电动机五个绕组依次自动实现如下方式的循环通电控制：
第一方式：A~B~C~D~E
第二方式：A~AB~BC~CD~DE~EA
第三方式：AB~ABC~BC~BCD~CD~CDE~DE~DEA
第四方式：EA~ABC~BCD~CDE~DEA
实验中要求实现以上四种控制模式中的任意两种，每拍间隔2S。
七、实验结果分析
按照控制要求画出功能表图、梯形图，并写出相应的指令表程序。记录以上四步的现象，分析步进电机各处于何种工作节拍下。
八、思考题
如采用此种控制方法，要想提高步进电机的转速受哪些因素限制？
实验六十字路口交通灯控制的模拟
一、实验目的
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、实验预习要求
按照控制要求采用顺序控制的思
想完成程序编制。
三、实验仪器和设备
1、三菱可编程序控制器
2、三菱手持编程器
3、THPLC-A型教学实验设备（十
字路口交通灯模拟控制实验区如右
图所示）
四、实验原理
验证顺序控制中的步进顺控指令
的编程方式
五、实验注意事项
接线时，东西、南北的红、黄、绿灯分别接PLC的输出点，同时上部用发光二极管模拟显示其状态；SD接PLC的输入点。
六、实验内容
资源分配：
注：小车的控制可以不加考虑
控制要求：信号灯受一个起动开关控制，当起动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先南北绿灯亮，东西红灯亮。当起动开关断开时，所有信号灯都熄灭。
南北绿灯亮维持5秒，此时东西红灯亮并维持10秒。南北绿灯亮5秒后，闪亮3秒后熄灭，黄灯亮，并维持2秒，结束后黄灯熄灭，红灯亮，同时，东西红灯熄灭，绿灯亮。
东西绿灯亮维持5秒，此时南北红灯亮并维持10秒。东西绿灯亮5秒后，闪亮3秒后熄灭，黄灯亮，并维持2秒，结束后黄灯熄灭，红灯亮。同时，南北红灯熄灭，绿灯亮，周而复始。时序图如下：
七、实验结果分析
按照控制要求画出功能表图、梯形图，并写出相应的指令表程序，验证其正确性。
八、思考题
采用经验设计法应如何实现？
实验七液体混合装置控制的模拟
一、实验目的
熟练使用各条基本指令，通过对工程事例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试。
二、实验预习要求
按照控制要求完成程序编制
三、实验仪器和设备
1、三菱可编程序控制器
2、三菱手持编程器
3、THPLC-A型教学实验设备（液
体混合装置的模拟控制实验区如右图
所示）
四、实验原理
利用顺序控制的设计思想实现该控
制任务。
五、实验注意事项
接线时，液面传感器SL1、SL2、SL3用钮子开关来模拟，起动、停止用动合按钮来实现，接PLC的输入触点；液体A阀门、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，接PLC的输出触点，并用发光二极管的点亮与熄灭来模拟。
六、实验内容
资源分配：
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。
起动操作：按下起动按钮SB1，装置就开始按以下约定的规律操作：
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1分钟后停止搅动，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20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）。
七、实验结果分析
按照控制要求画出功能表图、梯形图，并写出相应的指令表程序，验证其正确性。
实验八电梯控制系统的模拟
一、实验目的
1、通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程方法。
2、进一步熟悉PLC的I/O连接。
3、熟悉三层楼电梯采用轿厢外按
钮控制的编程方法。
二、实验预习要求
1、了解电梯的控制思想。
2、编制实验程序。
三、实验仪器和设备
1、三菱可编程序控制器
2、三菱手持编程器
3、THPLC-A型教学实验设备（电
梯控制系统的的模拟控制实验区如
右图所示）
四、实验原理
采用经验设计法设计控制程序。
五、实验注意事项
层指示、层呼叫指示、上升、下
降分别接PLC的输出触点，并用发
光二极管和12V灯来模拟其状态；层间行程开关、层呼叫按钮分别接PLC的输入触点。
六、实验内容
资源分配：