PLC实验指导书THPFSM2型11

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。

实验一直流有刷电机双闭环PWM控制调速实验一、实验目的1.理解直流电动机双闭环调速系统的工作原理。

2.掌握直流有刷电机控制的软件组成及作用。

二、实验原理1.有刷直流电动机PWM控制原理简介有刷直流电动机的控制方法很简单，如果采用并励或他励电动机，励磁恒定，无需控制。

电动机转矩正比于电枢电流，而电枢电流又直接受控于电枢电压，通过PWM的方法调控电枢电压，就能线性的调控输出转矩。

实验程序采用的是单极性PWM波形驱动，控制原理图如图1-1所示，通过DSP产生四路PWM信号，驱动H桥电路实现对直流有刷电机的控制。

比如当电机正转时，PWM1和PWM4信号用来控制电机，相反当电机反转时，PWM2和PWM3信号用来控制电机。

电机的速度，电枢电流分别由光电编码器和霍尔电流传感器得到，用来实现电机速度、电流双闭环调速。

图1-1直流有刷电机控制原理图2.系统组成方案及功能模块划分一个典型双闭环直流电机控制系统至少包含7个软件模块，下图1-2给出了系统的功能模块划分和模块间的相互关系。

图1-2 有刷直流电动机双闭环PWM控制系统组成框图三、实验设备1.THRSM-2型DSP电机控制综合实验开发平台2.THRSM-2型电机导轨3.DJ13-1型直流他励发电机、DJ15型直流并励电动机4.D41型型三相可调电阻箱5.THREM-1型DSP实时在线仿真器。

四、实验内容与步骤1.实验准备1)仔细检查实验箱上的各个开关均打到关状态。

2)确认实验箱上的信号选择单元短路帽均选择5、6位置。

3)将DJ15型直流并励电动机、DJ13-1型直流他励发电机固定到THRSM-2型电机导轨上，连接电机导轨上的速度编码器信号到实验箱上的七芯航空插座。

4)分别连接实验箱上励磁电源上的红、黑接线柱到DJ15型直流并励电动机的励磁线圈的红、黑接线柱。

5)分别连接实验箱上U和V到DJ15型直流并励电动机的电枢的红、黑接线柱。

6)将D41型电阻箱上电阻连接成180~540Ω的可调，将电阻调到540Ω即最大，接入DJ13-1型直流他励发电机的电枢两端。

第二章实训项目PLC基本技能实操实训一 PLC认知实训一、实训目的1.了解PLC软硬件结构及系统组成2.掌握PLC外围直流控制及负载线路的接法及上位计算机与PLC通信参数的设置二、三、PLC外形图四、控制要求1.认知西门子S7-200系列PLC的硬件结构，详细记录其各硬件部件的结构及作用；2.打开编程软件，编译基本的与、或、非程序段，并下载至PLC中；3.能正确完成PLC端子与开关、指示灯接线端子之间的连接操作；4.拨动K0、K1，指示灯能正确显示；五、功能指令使用及程序流程图1.常用位逻辑指令使用标准触点常开触点指令（LD、A和O）与常闭触点（LDN、AN、ON）从存储器或过程映像寄存器中得到参考值。

当该位为1时，常开触点闭合；当该位为0时，常闭触点为1；输出输出指令（=）将新值写入输出点的过程映像寄存器。

当输出指令执行时，S7-200将输出过程映像寄存器中的位接通或断开。

与逻辑：如上所示：I0.0、I0.1状态均为1时，Q0.0有输出；当I0.0、I0.1两者有任何一个状态为0，Q0.0输出立即为0。

或逻辑：如上所示：I0.0、I0.1状态有任意一个为1时，Q0.1即有输出；当I0.0、I0.1状态均为0，Q0.1输出为0。

与逻辑：如上所示：I0.0、I0.1状态均为0时，Q0.2有输出；当I0.0、I0.1两者有任何一个状态为1，Q0.2输出立即为0。

2.程序流程图六、端口分配及接线图2.控制接线图七、操作步骤1.按下图连接上位计算机与PLC；2.按“控制接线图”连接PLC外围电路；打开软件，点击，在弹出的对话框中选择“PC/PPI 通信方式”，点击，设置PC/PPI属性；3.点击，在弹出的对话框中，双击，搜寻PLC，寻找到PLC后，选择该PLC；至此，PLC与上位计算机通信参数设置完成；4.编译实训程序，确认无误后，点击，将程序下载至PLC中，下载完毕后，将PLC模式选择开关拨至RUN状态。

目录第一章实验系统使用说明 (2)1.1实验系统硬件介绍 (2)1.2实验系统软件介绍 (4)第二章可编程序控制器实验 (10)2.1 PLC基本操作 (11)2.1.1 实验目的 (11)2.1.2 实验装置 (11)2.1.3 实验内容 (11)2.1.4 实验记录 (13)2.2 PLC基本指令实验 (15)2.2.1 实验目的 (15)2.2.2 实验装置 (15)2.2.3 实验内容 (15)2.2.4 实验记录 (17)2.3 定时器和计数器实验 (20)2.3.1 实验目的 (20)2.3.2 实验装置 (20)2.3.3 实验内容 (20)2.3.4 实验记录 (23)2.4 移位寄存器实验 (26)2.4.1 实验目的 (26)2.4.2 实验装置 (26)2.4.3 实验内容 (26)2.4.4 实验记录 (30)2.5 PLC控制系统实验 (34)2.5.1 实验目的 (34)2.5.2 实验装置 (34)2.5.3 实验内容 (34)2.5.4 实验记录 (36)第一章 实验系统使用说明1.1实验系统硬件介绍XK-PLC40CDR 实验仪采用模块化设计，如图1-1-1。

图1-1-1 XK －PLC40MR 可编程控制器实验仪主要功能模块有可编程序控制器模块、直流电压源模块和输入/输出模块。

实验模块有基本指令的编程练习模块、数码显示的模拟控制模块、装配流水线的模拟控制模块、交通灯的模拟控制模块、四级传送带的模拟控制模块、液体混合装置的模拟控制模块、天塔之光的模拟控制模块、机械手的模拟控制模块、四层电梯的模拟控制模块、五相步进电机的模拟控制模块、水塔水位的模拟控制模块。

同学可根据不同实验要求运用不同模块，设计PLC 控制系统。

PLC 型号为OMRON 公司生产的CP1L-M40D 。

实验电路如图1-1-2所示。

图1-1-2 实验输入输出电路输入电路 输出电路图1-1-3 CP1L基本结构电源输入端子连接AC220V电源，功能接地端子抗噪声干扰，保护接地端子防电击。

实验一PLC基本指令练习实验目的：1) 认识PLC，了解PLC系统结构，熟悉PLC组成及各部分的作用，掌握PLC的工作原理，明确PLC输入/输出的意义。

2) 了解PLC应用软件的编制方法。

3) 熟悉PLC基本指令，了解PLC功能指令。

4) 掌握PLC基本电路的程序构成以及简单设计方法。

5) 熟悉PLC基本指令梯形图或语句表程序的编辑方法。

二、实验设备：1) PLC主机2) 微型计算机（带编程电缆及编程软件）3) 输入/输出实验板4) 电工工具及导线若干三、实验内容：1) 保持电路如图1-1所示，将输入信号加以保持记忆。

当X000接通一下，辅助继电器M500接通并保持，Y000有输出。

停电后再通电，Y000仍有输出，只有X001接通，其常闭触点断开，才能使M500自保持清除，使Y000无输出。

按照保持电路的要求，编制PLC控制程序。

按照要求连接PLC主机和输入/输出实验板，运行PLC控制程序，模拟保持电路输入信号，观察输出结果。

2) 延时断开电路如图1-2所示，输入X000＝ON时，Y000=ON，并且输出Y000的触点自锁保持接通，输入X000＝OFF后，启动内部定时器T0，定时5s后，定时器触点闭合，输出Y000断开。

LD X000OR M500ANI X001OUT M500LD M500OUT Y000ENDa) 梯形图b) 指令表图1-1 保持电路LD X000OR Y000ANI T0OUT Y000LD Y000ANI X000OUT T0K50ENDa) 时序图b) 梯形图c) 指令表图1-2 延时断开电路按照延时断开电路的要求，编制PLC控制程序。

按照要求连接PLC 主机和输入/输出实验板，运行PLC控制程序，模拟延时断开电路输入信号，观察输出结果。

3) 分频电路图1-3所示为一个二分频电路。

待分频的脉冲信号加在输入X000上，在第一个脉冲信号到来时，M100产生一个扫描周期的单脉冲，使M100常开触点闭合一个扫描周期。

PLC实验室学生实验实验守则一、学生在实验实验课前应认真预习实验实验内容，明确实验实验目的。

二、根据实验实验任务，拟定出切实可行的、条理清楚的实验实验步骤，准备好有关表格及文具。

三、做实验实验之前，自行检查所配备仪器、元件材料、工具等是否齐全。

若发现缺件，应立即向实验实验指导教师声明，并请求解决。

必须反复强调，须在得到实验实验指导教师检查电路许可后才可通电。

四、实验实验过程中，应严格按照仪器操作规程操作。

实验实验中若发现设备故障，应立即断电，保护现场，并报告实验实验指导教师处理。

五、实验实验中，若发生损坏仪器，丢失材料、工具等，应填写仪器损坏报告，写明损坏（丢失）原因，分清性质，报告专业主任、主管系主任处理。

六、实验实验结束，应将实验实验记录交指导教师审阅认可后，方可拆除线路，整理工具。

并将元件、材料、工具交实验实验指导教师查收，放回到指定场所。

七、将实验实验台和仪器设备擦拭干净，仪器连线整理好，摆放整齐。

以上各项由实验实验指导教师检查合格后，在预习报告上签字，方可离开实验室。

八、实验实验完毕，每次安排实验实验班级数人值日，负责打扫实验室卫生，保持实验室干净、整洁。

九、按学校所发的统一表格，实验实验课后，认真填写实验实验报告；课程实验后，认真填写课程实验报告。

十、注意人身安全，未经实验实验指导教师许可，不得处理强电部分。

防灾仪器系—PLC实验室2000年11月1日制订2008年3月1修订仪器设备管理制度根据教委及学校的有关精神，结合本实验室的实际情况，特制定“PLC仪器设备管理制度”如下：一、仪器购置计划，由实验室主任提前提交系里，并在系务会上讨论通过后，由系主任向主管部门提出申请，经批准之后，交器材科购买。

二、新购入的仪器设备，实验教师及时开箱清点验收，由器材科粘贴标签，办理入库手续；实验室办理出库手续后，立即登入仪器设备帐，填写固定资产卡片。

三、实验室有专人管理仪器设备及有关技术资料。

四、实验室的仪器设备一般不能外借，若校内其它实验室临时借用，经实验室主任同意后，应办理借用手续。

实验三十字路口交通灯控制一、实训目的1.掌握置位字左移指令的使用及编程方法2.掌握十字路口交通灯控制系统的接线、调试、操作方法二、序号名称型号与规格数量备注1可编程控制器实训装置THPFSM-1/212实训挂箱A1113实训导线3号若干4PC/PPI通讯电缆1西门子5计算机1自备三、面板图四、控制要求五、功能指令使用及程序流程图1.字左移指令使用字左移指令将输入字（IN）数值向左移动N位，并将结果载入输出字（OUT）。

如上所示：当每有一个的上升沿信号时，那么VW2中的数据就向左移动1位，并将移位后的结果存入VW2中。

2.程序流程图六、端口分配及接线图1.I/O端口分配功能表序号PLC地址（PLC端子）电气符号（面板端子）功能说明1SD启动2东西灯G3东西灯Y4东西灯R5南北灯G6南北灯Y7南北灯R8主机输入1M接电源+24V；电源正端9主机1L、2L、3L、面板GND接电源GND电源地端2.控制接线图七、操作步骤1.按控制接线图连接控制回路；2.将编译无误的控制程序下载至PLC中，并将模式选择开关拨至RUN状态；3.拨动启动开关SD为ON状态，观察并记录东西、南北方向主指示灯及各方向人行道指示灯点亮状态；4.尝试编译新的控制程序，实现不同于示例程序的控制效果。

八、实训总结1.尝试分析整套系统的工作过程；2.尝试用其他不同于示例程序所用的指令编译新程序，实现新的控制过程。

实验四抢答器控制一、实训目的1.掌握置位复位指令的使用及编程方法2.掌握抢答器控制系统的接线、调试、操作方法二、序号名称型号与规格数量备注1可编程控制器实训装THPFSM-1/21置2实训挂箱A1013实训导线3号若干4PC/PPI通讯电缆1西门子5计算机1自备三、面板图四、控制要求1.系统初始上电后，主控人员在总控制台上点击“开始”按键后，允许各队人员开始抢答，即各队抢答按键有效；2.抢答过程中，1～4队中的任何一队抢先按下各自的抢答按键（S1、S2、S3、S4）后，该队指示灯（L1、L 2、L 3、L 4）点亮，LED数码显示系统显示当前的队号，并且其他队的人员继续抢答无效；3.主控人员对抢答状态确认后，点击“复位”按键，系统又继续允许各队人员开始抢答；直至又有一队抢先按下各自的抢答按键；五、功能指令使用及程序流程图1.置位复位指令使用置位（S）和复位（R）指令将从指定地址开始的N个点置位或复位；如上所示：当有一个上升沿信号时，CPU置位、；当有一个上升沿信号时，CPU复位、；2.程序流程图六、端口分配及接线图O端口分配功能表序号PLC地址（PLC端子）电气符号（面板端子）功能说明1.SD启动2.SR复位3.S11队抢答4.S22队抢答5.S33队抢答6.S44队抢答7.11队抢答显示8.22队抢答显示9.33队抢答显示10.44队抢答显示11.A数码控制端子A12.B数码控制端子B13.C数码控制端子C14.D数码控制端子D15.主机输入1M接电源+24V；面板V+接电源+24V；面板+5V接电源+5V电源正端16.主机1L、2L、3L、面板GND接电源GND电源地端2.控制接线图七、操作步骤1.按控制接线图连接控制回路；2.将编译无误的控制程序下载至PLC中，并将模式选择开关拨至RUN状态；3.分别点动“开始”开关，允许1～4队抢答。

THPFSL-2型实训指导书(含使用说明书)目录第一章可编程控制器的概述 (2)第二章可编程控制器基本指令简介 (8)第三章 GX Developer软件的使用及编程规则 (11)第四章 MCGS组态软件的介绍及使用 (16)第五章实训内容 (21)实训一PLC认知实训 (21)实训二数码显示控制 (25)实训三三相异步电机点动与自锁控制 28 实训四三相异步电机联锁正反转控制 30 实训五三相异步电机带延时正反转控制 (32)实训六三相异步电机Y/△换接起动控制 (35)实训七水塔水位控制 (37)实训八LED数码彩灯控制 (41)实训九传送带电机的模拟控制 (44)实训十装卸料小车的模拟控制 (48)实训十一智力竞赛抢答装置的控制 (52)实训十二加热炉自动上料系统的模拟控制 (56)实训十三钻孔动力头装置的模拟控制 60 实训十四仓库门自动开闭装置的模拟控制 (63)实训十五液体混合装置控制的模拟 (66)实训十六机械滑台的模拟控制 (71)实训十七机械手动作的模拟控制 (78)实训十八十字路口交通灯控制 (82)实训十九装配流水线控制 (85)实训二十自动配料装车系统控制 (89)实训二十一自控成型机控制 (94)附录一 THPFSL-2型网络型可编程控制器综合实训装置使用说明书 (98)12 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。