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第一章 可编程控制器的概述可编程序控制器，英文称Programmable Logical Controller ，简称PLC 。
它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以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指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC 是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的复杂接线、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC 的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。
用户在购到所需的PLC 后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序的编制工作，就可灵活方便地将PLC 应用于生产实践。
一、可编程控制器的基本结构可编程控制器主要由CPU 模块、输入模块、输出模块和编程器组成（如下图所示）。
1、CPU 模块CPU 模块又叫中央处理单元或控制器，它主要由微处理器（CPU ）和存储器组成。
它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理，即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作，将结果送到输出端，并响应外部设备（如编程器、电脑、打印机等）的请求以及进行各种内部判断等。
PLC 的内部存储器有两类，一类是系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序，系统程序已由厂家固定，用户不能更改；另一类是用户程序及数据存储器，主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果。
输入模块CPU 模块输出模块可编程序控制器编程装置接触器电磁阀指示灯电源电源限位开关选择开关按钮I/O模块是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU模块的桥梁。
实验二PLC基本指令实验（二）一、实验目的：1、学习定时器、计数器等基本指令的使用方法2、学习可编程控制器实验箱的工作原理和使用方法;3、学习使用编程软件STEP7-micro/win32进行梯形图编程.4、学习使用S7-200仿真软件进行程序调试的方法。
二、实验内容及步骤：实验前准备：在预实验报告中画出图2-a,2-b,2-c,2-d的时序图实验步骤：1.练习使用软件编制程序,按图1-1输入梯形图并保存在磁盘上，文件名为2-a,2-b,2-c,2-d,后缀为mwp2．调出2-a.mwp,在STEP7-micro/win32编程软件菜单中选择PLC>Compile,若底部状态栏显示0 error,表明程序无错误，可以进行程序下载、运行等步骤，若显示错误，改正后再进行下面的步骤。
3．从菜单中选择file>Export，按提示将程序存成仿真运行文件run-2-a，文件后缀awl 4．运行S7-200仿真软件，载入文件run-2-aawl，从菜单中选择PLC>RUN，运行程序，按下仿真软件界面上S7-200的输入开关，对程序进行调试。
观察实验结果与预习报告的真值表或时序图是否吻合，若不同，思考原因，并解决。
5．调入其他程序进行仿真调试，理解定时器、计数器指令的用法。
6．将程序拷入U盘，然后拷入带有PLC实验箱的的计算机上。
7．在确认PLC实验箱与计算机连接无误的后，从STEP7-micro/win32编程软件菜单中选择file>Download，将程序2-a.mwp,按提示下载到PLC中，菜单中选择PLC>RUN，运行程序，拨动输入开关，对程序进行调试，观察实验结果与预习报告的真值表或时序图是否吻合，若不同，思考原因，并解决。
8．调入其他程序进行实际调试，理解定时器、计数器指令的用法。
a) b) c) d}图2 梯形图例题三．实验说明及注意事项1．在接5V电源时，一定要接好线后，再打开电源，以防电源短路2．若发生线路松动的现象，需认真观察线路，弄清原理后方可动手接线。
S7-300 PLC的梯形图编程示例1 与、或、非、同或、异或与：只有当I0.0和I0.1都为1时，Q0.0才能为1。
或：只要I0.0和I0.1有一个为1，Q0.0为1。
非：当I0.0为1时，Q0.0为0。
同或：只有当I0.0和I0.1状态相同时，Q0.0才为1。
异或：只有当I0.0和I0.1状态不同时，Q0.0才为1。
2 启动和复位控制结构（自锁结构）I0.0接启动按钮，I0.1接复位（停止）按钮，灯接Q0.0构成自锁结构。
自锁结构也可以通过同时使用S指令和R指令来实现。
然而同时使用S指令和R指令时，存在一种隐患，请思考是什么隐患？为了避免这种隐患，可以使用SR或者RS触发器。
或者注意：此示例使用电动机启动与停止的控制作为例子，其实很多地方都可以使用到启动和复位控制结构，大家的思路要开阔，不要被例子所局限。
比如可以利用M区域的地址替代例子中的Q地址，实现在PLC内部某些位变量的锁存和复位。
3 自锁和互锁程序4 延时通断控制程序在PLC的实际应用中，延时通断通常可采用定时器（或计数器）来实现。
定时器的串联是用一个定时器启动另一个定时器，可以实现“长延时”控制。
定时器的并联可以使多个输出在不同的时刻接通，实现输出的顺序启动。
4.1 脉冲定时控制（SP定时器）SP定时器可以用定时线圈的形式实现：请结合指令帮助，体会SP定时器的工作方式。
4.2延时接通控制（SD定时器）SD定时器可以用定时线圈的形式实现：请结合指令帮助，体会SD定时器的工作方式。
也可以使用指令块的形式实现：4.3 延时断开控制（SF定时器）延时断开控制可以用定时线圈实现：请结合指令帮助，体会SD定时器的工作方式。
4.4 顺序延时接通控制顺序延时接通是指多个被控对象相隔一定的时间，有顺序地依次起动。
实现这种控制的程序很多，例如，利用多个定时器：或者利用计数器加系统的时钟存储器实现：其中M100.5是CPU时钟位，周期为1S，在硬件组态的CPU属性中设置，如下图所示：表：时钟存储器各位的周期及频率位 7 6 5 4 3 2 1 0 周期/s 2 1.6 1 0.8 0.5 0.4 0.2 0.1 频率/Hz0.5 0.625 1 1.25 2 2.5 5 10注意：①系统的时钟存储器中各位的频率是固定的，无法更改。
《电器控制与PLC》实验指导书实验一三相笼型异步电动机单向点动、长动控制一、实验目的及要求①熟悉控制电路中各电器元件结构、型号规格、工作原理、使用方法及其在电路中所起的作用。
②通过实验加深对三相异步电动机点动和长动控制电路工作原理的理解。
③掌握三相异步电动机点动和长动控制电路安装接线的步骤、方法、调试及排除故障的方法。
二、实验装置及仪表三相笼型异步电动机 1台三相刀开关 1个按钮 3只交流接触器 1只熔断器 5只热继电器 1只万用表 1块接线端子板 1组电工工具 1套导线若干根三、电气原理图实验电气原理图如图1．1所示。
四、实验步骤（一）熟悉、检查电器元件查看本次实验各电器元件，并将其型号规格等填入表1－1内。
检查各电器元件的质量，用万用表的欧姆档检测各电器的常开、常闭触点的通断情况，以及熔断器、刀开关的通断情况。
（二）按图接线按图1－la主电路和图l－1c点动控制电路接线，从刀开关的下端开始自上而下地接线，先接主电路后接控制电路，最后接电源进线。
主电路使用导线的粗细按电动机的工作电流选取，中小容量电动机的辅助电路一般可用截面积为lmm2左右导线。
（三）检查电路接线完成后，仔细检查电路有无漏接、短接、错接以及接线端的接触是否良好。
检查主电路，断开FU2，切除控制电路，用万用表欧姆档对各接点作通断检查。
检查控制电路，断开FU1，接通FU2，用万用表欧姆档对各接点作通断检查。
自检无误后，清理线头杂物，把主令开关安放在便于操作的位置上，查看三相电源电压是否正常，经老师检查后，再接通电源。
（四）通电实验1．点动控制合上电源开关Q，接通电源，操作按钮SB2，观察接触器KM、电动机动作情况,理解点动意义.2．电动机正转起动、停止控制断开电源，主电路不变，按图1-1d长动控制电路接控制回路，经老师检查无误后，接通电源，操作SB2、SB1，观察接触器KM动作情况以及电动机运行情况，理解自锁的意义。
3．断开电源，主电路不变，按图1-1b点、长动控制电路接控制回路，经老师检查无误后，接通电源，反复操作SB2、SB3、SB1，观察接触器KM动作情况以及电动机运行情况，理解复合按钮SB3的作用。
三菱PLC(温度PID)实验指导书主讲:雷老师湖北祥辉电气自动化培训中心温度PID控制实验一、实验目的熟悉使用三菱FX系列的PID控制，通过对实例的模拟，熟练地掌握PLC控制的流程和程序调试。
二、实验设备1.THPLC-D型（挂箱式）实验装置一台2.FM-26温度控制挂箱一个（包含Pt100热电偶一个）3.计算机一台(或与FX0N系列PLC相配套的手持编程器一个)4.PC/PLC编程数据线一根5.实验导线若干三、接线“Pt100输入”接电热偶（注意补偿端的连线）；“加热指示”和“冷却风扇”接PLC 主机24V电源；“控制输入”接模拟量模块（FXon-3A）的IOUT和COM；“信号输出”接模拟量模块（FXon-3A）的VIN1和COM1。
四、实验原理(1)本实验说明本实验为温度PID控制的演示实验。
其中，系统中的Pt100为热电偶,用来监测受热体的温度，并将采集到的温度信号送入变送器，再由变送器输出单极性模拟电压信号，到模拟量模块，经内部运算处理后，输出模拟量电流信号到调压模块输入端，调压模块根据输入电流的大小，改变输出电压的大小，并送至加热器。
欲使受热体维持一定的温度，则需一风扇不断给其降温。
这就需要同时有一加热器以不同加热量给受热体加热，这样才能保证受热体温度恒定。
本系统的给定值（目标值）是受热体温度为50℃时的值，可以预先设定后直接输入到回路中；过程变量由在受热体中的Pt100测量并经温度变送器给出，为单极性电压模拟量；输出值是送至加热器的电压，其允许变化范围为最大值的0%至100%。
(2)理解FXon系列的PID功能指令FXon系列的PID回路运算指令的功能指令编号为FNC88,源操作数[S1],[S2],[S3]和目标操作数均为D，16位运算占9个程序步，[S1],[S2]分别用来存放给定值SV和当前测量到的反馈值PV,[S3]--[S3]+6用来存放控制参数的值,运算结果MV存放在[D]中。
PLC控制系统专题实验指导书西安交通大学电信学院刘美兰景洲2015年3月第一章可编程控制器简介可编程控制器是60年代末在美国首先出现，当时叫可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller），目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。
PLC的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。
根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内。
控制器和被控对象连接方便。
随着半导体技术，尤其是微处理器和微型计算机技术的发展，到70年代中期以后，PLC已广泛地使用微处理器作为中央处理器，输入输出模块和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的PLC已不再是逻辑判断功能，还同时具有数据处理、PID调节和数据通信功能。
可编程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。
它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算，顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用微处理器的优点。
可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生产工艺，因此可在初步设计阶段选用可编程控制器，在实施阶段再确定工艺过程。
另一方面，从制造生产可编程控制器的厂商角度看，在制造阶段不需要根据用户的订货要求专门设计控制器，适合批量生产。
由于这些特点，可编程控制器问世以后很快受到工业控制界的欢迎，并得到迅速的发展。
目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的应用。
一、PLC的结构及各部分的作用可编程控制器的结构多种多样，但其组成的一般原理基本相同，都是以微处理器为核心的结构。
《PLC应用技术》课程实训指导书年度：2011-2012学期：第二学期执教班级：310电气自动化技术执教教师：王亚军一、实训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、实训设备安装了STEP7软件的电脑、天科PLC实验实训装置。
三、实训内容与步骤（一）基础训练：电梯的结构认识1、了解整个电梯结构。
同时，观察电梯运行过程中的每个动作。
2、掌握电梯的结构,主要部件及其动作原理。
( 1 )观察电梯机房里的主要部件, 电梯井道里的主要部件轿厢上的主要部件。
(2) 观察电梯的传动结构。
(3) 定位装置, 轿箱与门机构,安全装置。
3、电梯机房认识一般在电梯的最顶层都有一间用于安装有曳引系统等等电梯部件的房间，习惯上称之为机房。
机房主要由曳引系统、电力拖动系统及电气控制器组成，它是电梯的心脏和大脑。
1）曳引系统曳引系统的主要功能是输出与传递动力，使电梯运行。
曳引系统主要由曳引机、曳引钢丝绳，导向轮，反绳轮组成。
2）电力拖动系统电力拖动系统的功能是提供动力，实行电梯速度控制。
电力拖动系统由曳引电动机，供电系统，速度反馈装置，电动机调速装置等组成。
3）电气控制器电气控制系统的主要功能是对电梯的运行实行操纵和控制。
电气控制系统主要由操纵装置，位置显示装置，控制屏(柜)，平层装置，选层器等组成。
4、井道认识电梯轿箱上下运行的通道习惯上称之为电梯井，主要安装导向系统、轿厢、重量平衡系统统、安全保护系统及电气定位装置，是电梯的电梯的身体。
1）导向系统导向系统的主要功能是限制轿厢和对重的活动自由度，使轿厢和对重只能沿着导轨作升降运动。
导向系统主要由导轨，导靴和导轨架组成。
2）轿厢轿厢是运送乘客和货物的电梯组件，是电梯的工作部分。
轿厢由轿厢架和轿厢体组成。
3）重量平衡系统系统的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中能使轿厢与对重间的重量差保持在限额之内，保证电梯的曳引传动正常。
实验一三相笼型异步电动机正反转电器控制实验一．概述在生产过程中，生产机械的运动部件往往要求能够进行正、反两个方向的运动。
例如工作台得前进与后退；提升机构的上升与下降；机械装置的夹紧与放松等。
在电力拖动系统中，这些生产机械往往由三相异步电动机来拖动，这种正反方向的运动就转化为三相异步电动机的正反转控制。
由电动机原理可知，将接至电动机的三相电源进线中的任意两相对调，即可改变电动机的旋转方向。
所以，电动机正反转控制线路，实质上是由两个方向相反的单向运行控制线路加设必要的机械及电气互锁组成的。
按照电动机可逆运行（即正反转）操作顺序的不同，分别有“正停反”和“正反停”两种控制电路。
⑴“正停反”控制电路：能实现电机任何一个运转方向的起停控制。
但要实现电机由“正转→反转”或“反转→正转”的控制，必须先按下停止按钮，再按下相反方向的起动按钮。
⑵“正反停”控制电路：不仅可以实现“正停反”控制线路的功能，还可以在电机运行中可直接按相反方向的起动按钮，来实现由“正转→反转”或“反转→正转”的直接切换。
这样，对于生产过程中要求频繁正、反转的电动机，可以减少辅助工时，提高工作效率。
二．实验目的1.掌握三相笼型异步电动机正反转控制线路的工作原理、接线方式和操作方法。
2.掌握自锁、机械和电气互锁的原理、作用及实际连接方法。
三．实验设备1.接触器挂箱。
2.继电器挂箱。
3.三相笼型异步电动机。
4.连接导线若干。
四．实验电路图五．实验内容与步骤本实验以三相异步电动机的“正 反 停”控制为实验内容。
实验步骤如下：⑴．检查自动空气开关QF 断开的情况下，按照线路图进行正确接线。
先接主电路，后接控制电路。
⑵．自己检查无误，并经指导老师检查认可后方可接通自动空气开关QF ，并进行实验。
⑶．按下正转起动按钮SB2，观察电动机工作情况。
⑷．按下停止按钮SB1，使电动机完全停转。
⑸．按下反转起动按钮SB3，观察电动机工作情况。
⑹．按下停止按钮SB1，使电动机完全停转。
DICE-PLC01可编程控制器实验指导书 （FX2N-48MR）启东计算机总厂有限公司目录PC可编程序控制器简介 (2)可编程控制器的基本原理 (2)GX 8.26编程软件安装 (8)可编程控制器实验 (9)实验一基本指令实验 (9)实验二置位/ 复位及脉冲指令实验 (14)实验三栈及主控指令实验 (18)实验四 定时器/计数器实验 (22)实验五移位寄存器实验 (24)实验六艺术灯控制 (28)实验七天塔之光 (30)实验八交通灯控制 (31)实验九装配流水线 (33)实验十LED数码管控制 (34)实验十一四级传送带模拟控制 (34)实验十二自动配料系统模拟控制 (36)实验十三液体混合装置的模拟控制 (37)实验十四步进电机控制 (38)实验十五电镀控制系统 (40)实验十六机械手自动控制 (41)实验十七轧钢机自动控制 (43)实验十八邮件分拣控制 (44)实验十九水塔水位控制 (46)实验二十自动售货机 (47)实验二十一三层电梯控制 (48)PC可编程序控制器简介可编程序控制器（Programmable Controller）简称PC,但在我国一部分技术人员为了与个人计算机（Personal Computer 简称PC）区别开来，仍把可编程序控制器简称为PLC，也有简称PC的，本指导书中简称PC。
PC它是以微处理器为核心的工业通用自动控制装置。
它具有控制能力强、使用方便灵活、小型化、可靠性高、易于扩展、通用性强等优点。
它不仅可以取代传统的继电器控制系统，还可以进行复杂的生产过程控制和应用于工厂自动化网络。
目前在工业发达国家里，PC应用相当广泛，尤其是小型PC，采用类似继电器逻辑的过程操作语言，使用十分方便，简单易学，备受工厂电气及工程技术人员的欢迎。
普及PC技术，推广应用可编程序控制器，加速我国企业的技术进步和设备改造，开始新型的机电一体化产品，对提高我国的工业自动化水平和生产效率有很重要的意义。
模块式PLC实训指导书主编：郑渊崔忠毅2011年10月目录项目一安川PLC控制系统识图 (3)项目二安川PLC硬件组态及测试 (12)项目三控制起升电机正反转 (20)项目一安川PLC控制系统识图一、项目导入日本安川电机公司（YASKAWA）成立于1915年，该公司制造的PLC和变频器产品在我国港口大型装卸机械中应用较为广泛，如图1、2所示。
图1 安川模块式PLC 图2 安川G7变频器图3所示为轮胎吊实训台，该实训台采用安川PLC和变频器，其控制系统与港口实际PLC控制系统基本一致，本项目的任务是读懂该实训台PLC控制系统电气图纸，从而对模块式PLC控制系统有一个整体上的把握。
图3 轮胎吊实训台二、项目分析模块式PLC控制系统由于一般应用于较为复杂的电气控制中，所以其电气图纸相对于整体式PLC控制系统或继电器控制系统要复杂一些，但是也可以分为主电路和控制电路两部分。
对于采用模块式PLC控制系统的港口大型装卸机械来讲，可以分成以下几个部分：（一）主电路安川PLC安川变频器1、主驱动电路，例如驱动大机各机构动作的电路，现在一般采用变频调速。
2、辅助机构驱动电路，例如大机各机构风机电路、制动器电路等，一般采用工频电源，不需变频调速。
（二）控制电路1、PLC外部控制电路，该部分电路既不是PLC输入回路，也不是PLC输出回路，而主要是输入输出的中继电路或者安全电路。
2、PLC模块配置电路，该部分电路表明PLC控制系统采用何种CPU模块、电源模块、输入输出模块、特殊功能模块、通讯模块等，同时说明了PLC控制系统的网络通讯结构和输入输出模块的地址分配等重要信息。
3、PLC输入回路，一般每页图纸绘制16个输入点，并标明每个输入点所对应输入设备的功能。
4、PLC输出回路，一般每页图纸绘制16个输出点，并标明每个输出点所对应输出设备的功能。
二、项目实施（一）供电线路1、主电路供电如附录P1所示，轮胎吊实训台采用主变压器输出的380V工频交流电源供电，经空气开关QF1给主电路供电。
实验一压力控制回路一、实训目的1、使学生了解常见的压力控制回路，各元件在系统中的作用。
2、了解气压传动中，压力控制的基本知识。
二、实训要求对下例各回路，学生可自选取其中几项，来完成相应的实训报告，实训报告内容：1、动作要求2、整个系统采用的气动元件的名称、数量3、按动作要求模拟出气动系统图（见下例系统图）4、绘制气缸动作控制的位移—步骤图5、选择控制方式：点动、继电器控制、PLC控制、手动控制（1）对点动，列出电磁铁动作顺序图（2）对继电器控制，绘出电气线路图（3）对PLC控制，给出PLC外部接线图，并编出相应的程序6、实训步骤即操作过程（动作过程的简述）三、实训选用的压力控制回路图1、高低压转换回路图42、气缸单向压力回路图53、气缸双向压力回路图6四、实训实例例一以高低压转换回路为例1、动作要求，气缸4的夹紧力可以高低压转换。
2、采用元件及数量，气泵及三联件1套、减压阀2只、手旋阀1只、单作用气1只。
3、气缸动作控制位移—步骤图4、气动系统图，见图35、控制方式，本实训只能用手动方式6、操作过程，（1）把所需的气动元件有布局的卡在铝型台面上，并用气管将它们连接在一起，组成回路。
（2）仔细检查后，打开气泵的放气阀，压缩空气进入三联件，调节减压阀，使压力为0.4MPa后，当把减压阀1和2调到不同压力时，通过手旋旋钮式二位三通阀3便可使系统得到不同的压力，来满足系统的不同需求。
例二以气缸单向压力回路为例1、动作要求到控制方式本实训省略2、操作过程（实训采用继电器控制方式）（1）把所需的气动元件有布局的卡在铝型台面上，并用气管将它们连接在一起，组成回路。
（2）仔细检查后，打开气泵的放气阀，压缩空气进入三联件，调节减压阀，使压力为0.4MPa后，由图可知，气缸首先将被压回气缸的初始位置，然后按下图连接好电气线路：按下主面板上的启动按钮，然后，按下SB2，CT1得电，压缩空气进入双作用气2的无杆腔，因为有单向节流阀的存在，双作用气缸前进的速度较快，当按下SB1后，气缸退回，此时减压阀起作用，调节减压阀的调节手柄，使压差发生变化，气缸退回的速度将变化，实验二、速度控制回路本实训分四个部分：a ：单作用气缸速度控制回路b ：双作用气缸速度控制回路c ：快速回路d ：缓冲回路 一：实训目的1、了解速度可变的意义。
目录第一章概述 (1)第二章西门子PLC简介 (2)第三章西门子工业网络简介 (3)第四章西门子软件简介 (5)第五章实验项目 (13)实验一西门子S7-400PLC的认识 (13)实验二西门子S7-300PLC的认识 (16)实验三基于S7-400PLC集成MPI接口的PC/MPI通信 (18)实验四基于S7-400/300PLC集成MPI接口的全局数据包方式的MPI通信 (21)实验五基于S7-400/300 PLC集成MPI接口的无组态连接双边编程方式的MPI通信 (23)实验六基于S7-400/300PLC 集成MPI接口的无组态连接单边编程方式的MPI通信 (26)实验七基于S7-400/300PLC 集成MPI接口的PLC之间组态连接方式MPI通信 (29)实验八基于S7-300集成DP接口的PLC与ET200S远程I/0 PROFIBUS-DP网络通信 .. 33 实验九基于S7-400PLC CP443-1通信模块Ethernet接口的Ethernet通信 (35)实验十基于S7-300PLC CP343-1通信模块Ethernet接口的Ethernet通信 (37)实验十一基于S7-300/400PLC CP通信模块的PLC之间的Ethernet通信 (39)实验十二基于S7-400 MPI接口的触摸屏通信组态 (41)第六章系统对象控制实验 (43)实验十三 THWGD-1型光机电气一体化控制对象系统实验 (43)实验十四 THFEW-1型平面二维控制对象系统实验 (46)实验十五 THFWD-1型温度PID控制对象系统 (48)实验十六 THBSY-1型双容水箱液位对象系统 (50)第一章概述随着微处理器，计算机和数字通讯技术的飞速发展，计算机控制技术已经渗透到所有工业领域。
当前用于工业控制的计算机可分为:可编程控制器,基于PC总线的工业控制计算机,基与单片机的测控装置,用于模拟量闭环控制的可编程调节器,集散控制系统(DCS)和现场总线控制系统(FCS)等。
自动控制原理实验指导书西安文理学院物理与机械电子工程学院目录实验一典型线性环节的模拟 (1)实验二二阶系统的阶跃响应 (5)实验三线性系统稳定性的研究 (8)实验四二阶系统的频率响应 (11)实验五控制系统的校正 (13)实验一 典型线性环节的模拟一、实验目的1．学习典型线性环节的模拟方法2．研究阻、容参数对典型环节阶跃响应的影响 二、实验仪器设备1．TKCC-1型自控原理及计算机控制技术实验平台 2．示波器 3．万用表 三、实验内容先将给定信号调节至1V ，校正好示波器，注意在实验过程中适时对电容进行放电操作。
1．比例环节选择实验台上的通用电路单元(U12、U6)设计并组建相应的模拟电路，图中后一个单元为反相器，其中R 0=200K 。
若比例系数K=1时，电路中的参数取：R 1=100K ，R 2=100K 。
若比例系数K=2时，电路中的参数取：R 1=100K ，R 2=200K 。
记录系统的阶跃响应曲线，并与理论值进行比较。
2．积分环节选择实验台上的通用电路单元(U12、U6)设计并组建相应的模拟电路，图中后方框图模拟电路图方框图模拟电路图一个单元为反相器，其中R 0=200K 。
若积分时间常数T=1S 时，电路中的参数取：R=100K ，C=10uF(T=RC=100K ×10uF=1)；若积分时间常数T=0.1S 时，电路中的参数取：R=100K ，C=1uF(T=RC=100K ×1uF=0.1)；记录系统的阶跃响应曲线，并与理论值进行比较。
3．比例积分环节选择实验台上的通用电路单元(U12、U6)设计并组建相应的模拟电路，图中后一个单元为反相器，其中R 0=200K 。
若取比例系数K=1、积分时间常数T=1S 时，电路中的参数取：R 1=100K ，R 2=100K ，C=10uF(K= R 2/ R 1=1，T=R 2C=100K ×10uF=1)；若取比例系数K=1、积分时间常数T=0.1S 时，电路中的参数取：R 1=100K ，R 2=100K ，C=1uF(K= R 2/ R 1=1，T=R 2C=100K ×1uF=0.1S)。
电气控制及PLC技术实验指导书（FX-TRN-BEG-C版本）浙江海洋学院自动化技术中心序言本实验指导书适用于电气工程及其自动化专业的《电气控制及PLC技术》课程实验部分教学环节。
实验教学环节在本课程教学中为16学时，占总学时的33%。
实际开设的实验项目可根据教学大纲确定。
实验教学是教学环节当中必不可少的重要一环，实验课主要有两方面的重要意义：第一，通过实验使学生加深对理论教学中重点和难点的理解。
比如，在课堂教学中，学生对基本逻辑指令、程序设计步骤和过程难于全面理解和把握，仅停留在感性认识阶段。
而通过实验，就会从直观的实际操作过程中加强对理论知识的理解，建立牢固的认识。
第二，通过学生自身实际动手操作的过程，不仅有利于对课程本身内容的理解，更有助于将各专业课程知识融会贯通，为日后走向社会、提高和培养工作能力打下基础。
实验课的目的并不在于仅仅使学生会做几个固定内容的实验，而在于给学生提供一个动手的机会。
指导教师应鼓励学生积极思考、独立完成实验项目。
在实验室等条件允许情况下，应积极引导学生积极创造并完成课外设计性或综合性实验。
编者目录第一章 FX-TRN-BEG-C软件介绍 (4)第二章 FX-TRN-BEG-C软件基本操作练习 (8)第三章实验项目 (13)实验一基本逻辑指令应用 (13)实验二计时器/计数器应用 (17)实验三按钮信号控制设计 (22)实验四输送带控制设计 (25)实验五舞台装置控制设计 (28)实验六自动门操作控制设计 (31)实验七升降机控制设计 (34)实验八部件分拣与分配控制设计 (37)第一章 FX-TRN-BEG-C软件介绍一、练习概要此软件目的在于帮助您学习PLC的编程。
当您安装软件的时候，您学习PLC时所需的以下项目已经被装进您的计算机。
•编程工具• 一个虚拟PLC• 模拟机器• 输入/输出 开关和指示灯请看一下下边的表。
从介绍性的到进阶性的多样的练习被分成6类。
您能任意选择一个作为起点。
实验一三相鼠笼式异步电动机点动和自锁控制一、实验学时：3学时二、实验类型：验证性三、开出要求：必修四、实验目的：1．通过对三相鼠笼式异步电动机点动控制和自锁控制线路的接线，掌握由电气原理图变成安装接线图的知识。
2．通过实验进一步加深理解点动控制和自锁控制的特点。
五、实验原理：1．继电－接触器控制在各类生产机械中获得广泛的应用，凡是需要进行前后、上下、左右、进退等运动的生产机械，均采用传统的典型的继电－接触器控制。
2．继电－接触器控制线路分为主电路和控制电路。
其中控制电路主要控制接触器线圈通电、断电。
在控制电路中常采用接触器的辅助触头来实现自锁。
3．自锁就是要求接触器线圈得电后能自动保持动作后的状态。
通常用接触器自身的常闭辅助触头与起动按钮并联来实现，以达到电动机的长期运行，这一常闭辅助触头称为“自锁触头”。
4．在接线时一般遵循：先主电路后控制电路、先串联后并联的原则。
走线时遵循：左进右出、上进下出的原则。
六、实验条件：EEL——V2实验台和导线若干七、实验步骤：（一）安全讲解实验指导人员讲解电机实验的基本要求，安全操作和注意事项。
介绍实验装置的使用方法。
（二）操作步骤1．电动机星形连接。
2．按图2－1接主电路。
接线时三条电源线同时接线。
3．闭合闸刀开关，检查主电路能否实现电动机的运转。
4．切断电源，按图2－1接控制电路。
接线时：先串联后并联。
走线时：从电器的左端进，右端出；上端进、下端出。
5．接线完成后，自己反复检查确认无误后，在指导教师监督下，合上电源闸刀开关，使电动机实现点动。
6．切断电源，在控制电路中加自锁。
在指导教师监督下，合上电源闸刀开关，按下起动按钮，使电动机实现连续运转动，按下停止按钮使电动机停转。
7. 再按图2-2、2-3分别接线，并进行实验。
八、思考问题：1．试比较电动控制线路与自锁控制线路从结构上看主要区别是什么？2．自锁控制线路在长期工作后可能出现失去自锁作用。
试分析产生的原因。
机电一体化专业05级《PLC实训》指导书1.实训目的1.通过PLC控制实例，体会怎样将《电气控制与PLC》课程所学知识应用于实际；2.初步掌握应用PLC，实现自动控制的基本步骤；3.复习巩固松下公司FP1- PLC的基本指令；实践用它们实现控制功能；4.学会使用以梯形图编制控制程序；5.掌握典型的基础性的PLC控制程序编制；所用设备《KBDC-13B型可编程器控制器学习机》及松下FPWin-GR编程软件；实训组织1.原则上按学生学号分配机位，二人合用同一实验台者按事先分配机位上机；2.在两周的实训期间内，机位不作变动；3.实习学生首次上机即应在所用计算机的[D:\机电05级PLC实训 ]文件夹下建立自己的子文件夹，名称统一为[机电05-X班-学号XX 姓名XXX ], 二人合用实验台者各自建立自己的文件夹；4.实训过程中所有的操作，如指令练习，指令表程序转换为梯形图输入，学生自编制的梯形图程序等等，全部存入自己的文件夹，以备了解实训状况及成绩评定；5.[D:\机电05级PLC实训 ]文件夹内的辅导内容允许以U盘复制；但学生自备的U盘必须事先作杀毒处理；6.养成良好的工作习惯，上机前后及上机过程均应保持实验台整洁有序；7.关于编制梯形图程序对于理解PLC指令及梯形图编程有困难的同学，可以首先参考[ D:\机电05级PLC 训\松下PLC编程实例]文件夹中的指令表程序，将指令表程序逐一输入转换成梯形图程序，然后根据所学知识，对梯形图进行解剖分析，学习他人对指令的使用方法及经验，逐步掌握PLC的编程技巧；参考资料在[ D:\机电05级PLC实训 ]文件夹中，收集有部分具参考价值的PLC资料，同学们可在实训过程中随时参阅，也可将它们全部考贝至自己的U盘以备后用；时间安排实训1：松下FP1 PLC的认识与指令练习时间：6学时1、实验目的：（1）复习诺依曼计算机模型；（2）复习巩固PLC工作原理，PLC的各部构成及作用，初步掌握PLC的接线方法；（2）熟悉FPWIN-GR编程软件介面及梯形图编程指令的应用；（3）练习并巩固FP1常用指令及其功能；2、实验设备：（1）KBDC-13B型PLC实验台（含《电梯控制》实验板及联接导线）；（2）台式计算机（已安装FPWIN-GR编程软件）；3、实验内容：（1）认真阅读[ D:\机电05级PLC实训\松下PLC编程实例\图解PLC控制系统\PLC工作原理]；对照实物，认识典型PLC构成，构画PLC的构成框图，说明各部功能及操作；（2）打开FPWIN-GR程序，熟悉梯形图编程指令，作梯形图指令输入练习；将“八段译码”的指令表程序用FPWin GR将其输入成梯形图程序；并存盘；（3）指令练习：（参考[D:\机电05级PLC实训\松下PLC编程手册]，练习结果应存盘）基本指令练习：教科书P68-76：基本指令；教科书P77-79：定时器TM、计时器CT指令；重点理解如下指令：教科书P71：ANS/ ORS指令教科书P76：定时器指令--TMR/TMX/TMY ；教科书P77：计时器指令—CT；例6-15 ；教科书P74：上升沿/下降沿微分指令—DF，例题6-10：教科书P81：主控继电器指令-- MC/MCE ；（4）练习将教科书P99：延时接通电路，延时断开电路，长时间延时电路等基本控制功能编制成梯形图程序；（5）练习PLC控制的基础功能梯形图程序：参见[ D:\机电05级PLC实训\松下PLC编程实例\图解PLC控制系统\PLC控制基础功能的梯形图程序；练习将其中的通用基础性控制程序编辑成梯形图；实训2：电动机自控系统时间：6学时 + 6学时1、实验目的：1）用PLC实现电动机Y/∆启动、正反转转换运行、顺序启动等常规控制；2）通过电动机控制案例，了解并逐步掌握实现PLC自动控制系统基本步骤及过程；3）学会构思控制系统方框图，电气原理图，控制程序的流程图，及程序编制、调试；4）了解工业产品的一般开发步骤；5）熟悉、巩固定时、延时等相关指令的应用；2、实验设备：（1）KBDC-13B型PLC实验台；（2）电机降压起动与正反转模拟实验板；（3）计算机（已安装FPWIN-GR编程软件）；3、参考资料及预习要求：（参见《松下PLC编程实例》中0C-0E相关内容）以下的资料均可在上机计算机内D盘的[ D:\机电05级PLC实训] 文件夹中找到；（1）三相感应电机大致结构，联接方式，铭牌数据含义；（2）为什么要用Y/∆变换降压启动以及实现这一要求的继电器控制电路；（3）预习教科书P34-35 《(二) Y/∆减压起动控制电路》及P216-218实验三《三相笼型异步电动机Y/∆减压起动控制》（3）认真阅读《松下PLC控制编程实例》中的《0E-电动机的星三角形启动逻辑设计》；4、实验内容（1）控制要求：* 按下正转启动按钮SB1，正转继电器KM1、Y形启动继电器KMY接通，电动机正转经星形启动运行。
PLC综合实验课题
1.总体要求：
对每一课题必须绘制运行工序图，设计的PLC控制系统包括：PLC I/O分配、控制线路图设计、梯形图设计；将设计的PLC程序利用手持式编程器送入PLC 并调试通过，符合课题提出的控制要求后，提交现场验收。
实验报告书在提交上述内容的基础上，还要讨论调试心得。
2.实验课题
课题一：小车往返运动控制
小车往返运动情况参如图1。
SQ1
SQ2SQ3
图 1
初态：小车启动前位于导轨的中部（如图1中位置）。
系统运行要求如下：1）按启动按钮SB1，小车前进，到SQ1处停车，延时5s后小车后退；
2）小车后退至SQ2处停车，延时5S后第二次前进，到SQ3处后再次后退；
3）后退至SQ2处停车。
要求：设计PLC控制系统，必须采用基本逻辑指令编程。
课题二：三台电机顺序控制
三台电机顺序控制要求如下：M1运行10S 后停止，M2自行启动；M2运行5S 后停止，M3自行启动；M3运行5S后停止，M1重新自行启动运行，如此反复三次后所有电机停止运行，指示开始灯闪烁，按停车按钮指示灯闪烁停。
要求：设计PLC控制系统，必须采用基本逻辑指令编程。
课题三：机械手PLC 控制
悬挂式机械手结构示意图如图3 。
图 3
SQ1
SQ4
机械手工作控制方式分手动、单步、单周期和连续控制，控制方式采用转换开关进行，（手动时X6=ON ，单步时X7=ON ，单周期X10=ON ，连续X11=ON ）。
连续操作过程如下：
机械手必须在原位（图3中A 点），按启动按钮SB1，机械手开始动作： 下降→夹紧（电磁阀得电）→上升→右行→下降→放松（电磁阀失电）→上升→左行回到原位→下降（循环执行）
连续操作过程中按停止按钮SB2，必须完成一个工作循环回到A 点后停止运行。
单周期操作：机械手在原位，按启动按钮，机械手工作一个周期后停在原位。
单步操作：机械手在原位开始，按一次启动按钮，机械手自动完成一步后自动停止，再按一次启动按钮机械手自动完成下一步后自动停止……
手动操作是指机械手的上升/下降、右行/左行、夹紧/放松可以用按钮单独操作，工作方式采用转换开关进行选择，具体控制要求如下：
X20=ON ：按住启动按钮SB1，机械手左行；按住停止按钮SB2，机械手右行；
X21=ON ：按住启动按钮SB1，机械手上升；按住停止按钮SB2，机械手下降；
X22=ON ：按住启动按钮SB1，机械手夹紧；按住停止按钮SB2，机械手放
松；
手动时必须有限位保护。
如图中：SQ1为下限位，SQ2上限位，SQ3为右限位，SQ4左限位。
SQ2、SQ4同时又为原位信号。
课题四：小车装卸料控制
小车装卸料过程情况参图2。
SQB
SQA
图 2
B 点
初态：小车在原位（图2中A 点处），运行控制要求如下：
1）按下启动按钮SB1，打开料斗下面的底门（电磁阀控制）给小车加料，延时20S 后关闭料斗底门，小车启动前进；
2）小车前进到B 点停车，打开小车底门卸料，3S 后结束卸料，小车启动后退；
3）小车后退到A 点停车，重新装料，重复刚才过程；
要求：设计PLC 控制系统要求：小车能在A 、B 之间任意位置启动（前进、后退）、停车，停车时不必完成一个工作循环。
启动运行时，要求实车（装满料的小车）到达A 点时不进行装料操作，空车到达B 点时不进行卸料操作。
由此导致可能出现的情况及其处理自己考虑。
课题五：电镀工艺控制程序的设计与调试
电镀生产线工艺要求如下：
1) 从原位开始移动工件，至镀槽上方；
2) 将工件放入镀槽中，电镀280s 后提起，停放28s ，让镀液从工件上流回镀槽；
3) 工件放入回收液槽中浸30s ，提起后停15s ； 4) 在清水槽中清洗工件30s ；
5) 提起工件停15s 后，将工件放回原位，电镀一个工件的全过程结束。
要求：
① 按下自动按钮，程序能够自动循环执行，连续电镀工件； ② 按下手动按钮，程序执行一遍，电镀一个工件； ③ 手动状态下，能够连续多次手动电镀工件；
④ 任意时刻，按下停车按钮，执行完电镀全过程后才停车。
电镀生产线的工艺流程图如图1所示。
SQ2SQ3SQ4
SB1启动
图5 电镀工艺流程图
课题六：交通信号灯控制程序的设计与调试
控制十字路口交通信号灯动作要求为按下启动按钮后，按如下顺序运行： 1) 东西向即南北向红灯同时亮3s ；
2) 南北向车道绿灯亮，17s 后黄灯闪烁3s ，每次通断各0.5s ；南北向人行道绿
灯亮，14s 后绿灯闪3s ，每次通断各0.5s ，之后红灯亮3s ；东西向车道、人行道红灯持续亮；
3) 南北向车道黄灯闪烁3次后，东西向及南北向车道和人行道的红灯同时亮3s ； 4) 东西向车道绿灯亮，23s 后黄灯闪烁3s ，每次通断各0.5s ；东西向人行道绿
灯亮，20s 后绿灯闪3s ，每次通断各0.5s ，之后红灯亮3s ；南北向车道、人行道红灯持续亮。
重复上述内容。
要求：设计PLC 控制程序，必须采用基本逻辑指令编程。
南北车道东西车道
绿灯17s
黄闪3s
红灯20s
红灯26s
绿灯23s
黄闪3s
红灯3s
红灯3s
红灯3s
红灯3s
红灯3s
东西人行道红灯20s
绿闪3s 红灯3s绿灯20s
红灯3s
南北人行道绿灯14s红灯3s红灯26s
绿闪3s
红灯3s
红灯3s
图6 交通信号灯的控制。
