PLC指导书

随着可编程控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）技术的迅速发展，它以体积小、功能强、可靠性高以及安装应用方便等优点，很快在我国的工业控制中占据了主导地位。

为了适应这一时代发展的需要，全国各大中专院校各类职业技术学校都相继将PLC教学纳入教学任务，作为电子、电器以及工业自动化类专业的一门必修课。

PLC（可编程控制器）实验教学是这门课程的重要环节。

我司根据这一课程的教学大纲，综合多所院校老师的教学意见，结合工业控制的实际情况，开发了PLC（可编程控制器）系列实验系统。

产品推出以来，得到了各大院校教学老师和专家的一致好评。

实验系统利用按钮、开关来模拟各类传感器的输出作为控制信号；利用LED发光二极管模拟LED数码管、指示灯、直流电机、步进电机、继电器、蜂鸣器、以及各类工业控制中的执行机构，生动形象的模仿工业工程中的实际状态。

它们设计考究，功能全面，操作简便，是PLC教学的得力助手！ZY17PLC12BC实验箱由PLC主机、实验演示板以及附件构成。

其中PLC主机采用的是目前工业控制中应用最普遍的三菱主机的FX1S-20MR（20点）型。

本PLC可编程控制器实验箱与同类产品相比有四大特点：1、基本指令，SFC，功能指令，全面涵盖教学重难点。

2、短路保护，稳定实验。

3、原理框图，接线不愁。

4、可扩展性。

该实验箱的设计和实验指导书的编写，力求做到通俗易懂，贴近人的认知过程，软硬件都设有练习。

学生实验之前应以此为参考进行预习，每实验小组都建议配置有实验指导书。

希望老师在本课程实验之前，简介此实验箱的一般使用方法（详见第一章），起到加强巩固实验教学效果的作用。

由于编者的能力以及时间的限制，书中肯定存在一些不足之处，期盼各位老师和专家的提出指正，衷心的感谢！前言 (1)目录 (2)第一章可编程控制器实验装置介绍 (3)第一节可编程控制器简介 (3)第二节 FXGP_WIN-C 编程软件使用说明 (4)第三节 ZY17PLC12BC特点介绍 (5)第二章可编程控制器基本指令实验 (6)实验一电动机正反转实验 (6)实验二 Y/△换接起动实验 (8)实验三四节传送带模拟实验 (10)第三章可编程控制器应用实验 (12)实验一液体自动混合模拟实验 (12)实验二交通灯模拟控制实验 (13)第一章可编程控制器实验装置介绍第一节可编程控制器简介可编程序控制器，英文称Programmable Controller，简称PC。

为了与个人计算机的PC（Personal Computer）相区别，在PC中增加了L（Logic）而写成PLC。

PLC是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和习惯，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，调试和查错都很方便。

用户在购买到所需的PLC后，只需按说明书的提示，进行少量的接线和简易的用户程序的编制，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。

经过30多年的发展，可编程控制器已经成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器。

现在继电器已经用进入包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。

在工业控制领域起着举足轻重的作用。

一、PLC的工作原理可编程控制器的运行是以成批输入/输出方式（或刷新方式）运行的，PLC不停的循环运行，每个循环周期的工作流程可分为以下三步：1、输入处理程序执行前，可编程控制器的全部输入端子的通断状态读入映象寄存器。

在程序执行中，即使输入状态变化，输入映象寄存器的内容也不变。

直到下一扫描周期的输入处理阶段才读入这些变化。

另外，输入触点从通（ON）到断（OFF）[或从断（OFF）到通（ON ）]变化到处于确定状态止，输入滤波器还有一响应延迟时间（约10ms）。

2、程序处理对应用户程序存储器所存的指令，从输入映象寄存器和其他软元件的映象寄存器中将有关软元件的通/断状态读出，从0步开始顺序运算，每次结果都写入有关的映象寄存器。

因此，各软元件（X除外）的映象寄存器的内容随着程序的执行在不断变化。

输出继电器的内部触点的动作由输出映象寄存器的内容决定。

3、输出处理全部指令执行完毕，将输出Y的映象寄存器的通/断状态向输出锁存寄存器传送，成为可编程控制器的实际输出。

可编程控制器内的外部输出触点对输出软元件的动作有一个响应时间，即要有一个延迟才动作。

PLC在执行完第（3）步后，又跳到第（1）步重新运行，如此不断循环。

二、PLC的结构及各部分的作用PLC的类型繁多，功能和指令系统也不相同，但结构与工作原理则大同小异，其组成与计算机完全相同，它就是一台适合于工业现场使用的专用计算机，其硬件组成有六个部分。

1、中央处理单元与普通计算机一样，CPU是系统的核心部件，是由大规模和超大规模的集成电路微处理器芯片构成，主要完成运算和控制任务，可以接收并存储从编程器输入的用户程序和数据。

进入运行状态后，用扫描的方式接收输入装置的状态或数据，从内存逐条读取用户程序，通过解释后按指令的规定产生控制信号。

分时、分渠道地执行数据的存取、传送、比较和变换等处理过程，完成用户程序设计的逻辑或算术运算任务，并根据运算结果控制输出设备。

PLC中的中央处理单元多用8到32位字长的单片机。

2、存储单元按照物理性能，存储器可以分为两类，随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。

随机存储器由一系列寄存器阵组成，每位寄存器可以代表一个二进制数，在刚开始工作时，它的状态是随机的，只有经过置“1”或清“0”的操作后，它的状态才确定。

若关断电源，状态丢失。

这种存储器可以进行读、写操作，主要用来存储输入输出状态和计数器、定时器以及系统组态的参数。

只读存储器有两种。

一种是不可擦除ROM，这种ROM只能写入一次，不能改写。

另一种是可擦除ROM，这种ROM经擦除后还可重写。

其中EPROM只能用紫外线擦除内部信息，E2PROM可以用电擦除内部信息，这两种存储器的信息可保留10年左右。

3、电源单元PLC配有开关电源，电源的交流输入端一般都有脉冲吸收电路，交流输入电压范围一般都比较宽，抗干扰能力比较强。

有些PLC还配有大容量电容作为后备电源，停电时可以保持50h。

除了需要交流电源以外，还需要直流电源。

一般直流5V电源供PLC内部使用，直流24V电源供输入输出端和各种传感器使用。

4、输入输出单元输入输出单元由输入模块、输出模块和功能模块构成，是PLC与现场输入输出设备或其它外部设备之间的连接部件。

PLC通过输入模块把工业设备状态或生产过程信息读入中央处理单元，通过用户程序的运算和操作，把结果通过输出模块输出给执行单元。

而功能模块则是一些智能化了的输入和输出模块。

比如温度检测模块、位置检测模块、位置控制模块、PID控制模块等。

中央处理单元与输入输出模块的连接是由输入接口和输出接口完成的。

5、接口单元接口单元包括扩展接口、编程器接口、存储器接口和通信接口。

这些接口都是为了进一步扩展PLC 的功能而设置的。

6、外部设备PLC的外部设备主要有编程器、文本显示器、操作面板、打印机等等，使PLC的使用更加方便。

第二节 FXGP_WIN-C 编程软件使用说明FXGP_WIN-C 编程软件是三菱FX系列PLC的编程环境，也能实时监控PLC中各软元件的状态。

它是由三菱公司开发的。

软件安装完毕后，双击它的图标，进入编程环境。

一、程序的编辑下面来看看如何在FXGP_WIN-C编程软件的环境下进行程序的编辑。

点击“文件/新文件”菜单，进入“PLC类型设置”对话框，选择PLC类型（本实验箱使用的是FX1S系列）后，进入新建梯形图的编辑环境，也可以在“视图”菜单中选择梯形图、指令表、SFC等编程环境。

对梯形图软元件的录入，可以通过“功能图”、“功能键”或“工具”菜单来完成。

“编辑”菜单中的“剪切”、“复制”、“粘贴”、“删除”等子菜单，使用方法同Microsoft Word。

梯形图编辑完后，请及时用“工具／转换”（快捷键Ｆ４）菜单，把梯形图转换为语句表。

“文件”菜单的使用方法，同Microsoft Word。

二、程序的下载程序编辑完了以后，就要下传到PLC主机中。

首先用电缆进行硬件连接——将编程电缆与计算机的串口连接。

然后点击“PLC/传送/写出”菜单，进入“PC程序写入”菜单，选中“范围设置”，起始步设为“0”,终止步大于或等于程序最终的步数（即程序中END前的数字），使程序能完全下载到PLC 主机里。

然后点击“确认键”或按下回车键，程序就被下载到PLC中。

注意：下载时PLC主机上的“RUN/STOP”开关要拨到“STOP”位置，否则程序传送过程中会显示“通讯错误”，程序不能下传到主机中。

运行PLC （把实验箱主机上的“RUN/STOP ”开关拨到“RUN ”），点击“监控/测试（M ）”主菜单中的“开始监控”或“进入元件监控”子菜单，可以监控各软元件的运行状态。

用“PLC/传送/读入”菜单，也可以把PLC 主机里的程序，读到FXGP_WIN-C 中第三节ZY17PLC12BC 特点介绍一、实验内容全面，涵盖知识面广本实验箱设置有八个实验单元（除“基础指令实验单元”外）。

1、基本指令实验： （1）电动机正反转 （2）Y/△换接启动 （3）四节传送带模拟 2、应用实验：（1）五相步进电机模拟 （2）液体自动混合 （3）LED 数码显示 （4）交通灯模拟控制 （5）三层电梯模拟这些实验的设置，全面的涵盖了PLC 编程教学的重难点。

而且，实验箱的设计贴近人们对新事物的认知过程，力求做到深入浅出，难度有层次。

二、PLC 原理示意框图实验单元上有一个“PLC 原理示意框图”。

其中，实验时需接的线用粗实线表示。

通过实验的软件编程和硬件接线，会对PLC 的软件编程，硬件系统框架都有形象具体的了解。

三、短路保护在实验时，请按原理框图接线。

警告：切勿将+24V 电压直接（不带负载）加在输出回路上。

否则，会烧毁PLC 主机！ 为了确保主机的安全，实验箱在输出回路上设有保险管保护。

四、个性化分配I/O 点，具有可扩展性本实验箱的设计，把开关、输入点、负载、输出点，都作为独立的分离元件。

编程时，可以个性化的分配I/O 点，从而达到一致的实验效果。