PLC实验指导书

1 《可编程控制器》 实验指导书 2 实验课程类别：课程内实验 实验课程性质：必修 适用专业：自动化 适用课程：《可编程控制器》、《电气控制与PLC》 实验用PLC机型：欧姆龙CPM1A和CPM2A 开课院、系及教研室：电气信息学院自动化及电气工程教研室

PLC硬件的连接和软件的使用 1． PLC实验系统硬件的组成和线路的连接 整个实验系统由PLC系统和实验区组成。 PLC系统包括OMRON型PLC主机CPM1A一台、适配器CPM1-CIFO1一个、串口线一根（包括9芯针、孔接头各一个）。 实验区包括开关量输入区、混料实验区、交通灯实验区、电机控制实验区和电梯（直线）实验区等，每个实验区有不同的输入按键、指示灯和相应的插孔。 另外，实验面板上还有一排输入端子排DIGITAL INPUT 00~23、公共端子接实验箱的1M、2M、3M、4M； 输出端子排DIGITAL OUTPUT 00~15，公共端子接实验箱的1L、2L； 另有插接线若干。 开关量信号单元介绍： 输入信号分为不带自锁按键和带自锁按键，各有8个，共16个，按键按下时是高电平还是低电平由公共端决定，不带自锁按钮的公共端是COMS1，带自锁按键的公共端是COMS2。 输出信号是2组输出指示灯和一个蜂鸣器声音信号，其中一组指示灯的信号是低电平点亮，标示为LED1-LED4，另一组指示灯的信号是高电平点亮，标示为LED5-LED8。 声音信号的接口标示为BEEP，接通低电平信号时蜂鸣器响。 具体线路的连接如下： （1） 电源开关下的两根线为220V电源线，与PLC主机的L1和L2相连。 （2） PLC输入端的0CH（0通道）00~11端子分别与实验面板上端子排的INPUT00~11相连，1CH（1通道）00~05端子分别与实验面板上端子排的INPUT12~17相连。 （3） PLC输出端的10CH（输出0通道）00~07端子分别与实验面板上端子排的OUTPUT00~07相连，11CH（1通道）00~03端子分别与实验面板上端子排的OUTPUT10~13相连。 （4） 需要联机调试或下载程序时将适配器与PLC主机相连接，用串口线将适配器与电脑的任意一串口相连接。 2．PLC编程软件的简要介绍 在工程工作区内，用户可以实现对以下项目的查看与操作： 符号：可编程控制器所使用的所有全局和本地符号。 I/O表：与可编程控制器相连的所有机架和主框的输入输出。 设定：所有有关可编程控制器的设置。 内存：内存的数据值。 扩展指令：扩展指令的赋值。 3

梯形图界面 切换到助记符界面 4 输出窗口中包括： 编译：显示程序编译时的错误和警告。 寻找：显示查找操作的结果。 传输：显示与可编程控制器之间的传输过程。

观察窗口用来在线显示给定地址中的数据值，是程序调试时的好帮手。实用中用户一般应该先在离线状态下产生程序，编译无误后再切换到在线状态。梯形图程序输入时主要利用相应的工具按钮或"插入"菜单中的相应项选择放置各器件，除了常用的线圈和接点外，其他指令要使用"新PLC指令"按钮来实现，各器件间用"新水平线"和"新垂直线"根据其逻辑关系来连接。 3.熟练使用PLC梯形图和逻辑语句表编程软件 任意编写一程序，能够熟练的进行编辑、保存、调入，能够在梯形图和逻辑语句表两者间进行切换，最后将程序下载到PLC中并运行，检查实验结果，要求能够对较熟练掌握PLC软件的使用。 4.实验报告要求：进入实验室之前要有预习报告，包括每个实验的目的，控制要求，具体的PLC梯形图或指令表。实验过程中对写入的程序及其结果进行记载，分析PLC输入输出工作的原理，能够结合实验上的接线画出PLC的实际输入、输出电路（按键和指示灯的回路），实验完成后要进行实验现象分析，并提交完整的实验报告。

实验一：定时器/计数器的使用 一、实验目的： 1． 熟悉编程方法，灵活运用各种梯形图指令。 2． 熟练掌握定时器、计数器的使用方法。 5

二、实验学时：2学时 三、实验内容： 1． 用PLC内部的两个定时器产生周期为4秒，占空比为50％的方波，用一个计数器对该方波脉冲进行计数，当计数到10次后，定时器计数满，用其输出控制一指示灯亮。 2． 计数器用两种复位方式：上电自动复位或手动按键复位。 3． 注意各种元件的命名方法。 4． 如果在梯形图中输入计数器不方便的话可以将界面切换到逻辑语句输入界面，通过汇编指令将计数器输入到程序中。 5． 注意定时器和计数器都必须设定定时值和计数值，否则程序会出错。 6． 最后用辅助继电器来实现自锁。 7． 用实验箱上的键盘作为输入，指示灯作为输出。 8． 根据上面功能要求编制梯形图。 9． 实验报告要求：观察实验现象，做好记载，分析定时器和计数器的功能是否实现，写出I/O分配表、梯形图程序、语句表清单。

实验二：数据传输与比较类指令的运用 一、实验目的： 1． 进一步熟悉编程软件及编程方法 2． 掌握一些特殊辅助继电器的运用 3． 掌握数据处理：比较、传送等常用功能指令的运用 二、实验学时：2学时 三、实验内容 1． 将S2赋值为10H，然后通过三个按键分别给S1赋值为00H、10H、20H，再来比较S1与S2的大小，根据比较的结果来输出给LED指示灯，要求如下： S1S1>S2，指示灯4亮；S1>=S2，指示灯5亮；S1=S2，指示灯6亮。 2． 按下不同的按键，则给S1赋不同的值，S2赋值为10H，这都需要用到传送指令；另外比较两数的大小，需要用到比较指令，比较的结果可以通过特殊的辅助继电器的状态来得到，并用了控制输出。 3． 实验报告要求：写出I/O分配表、梯形图程序、语句表清单；仔细观察实验现象，认真记录实验中发生的问题、错误、故障和解决方法。

实验三：交通信号灯的控制 一、实验目的： 1． 巩固所学的PLC知识，进一步掌握梯形图知识。 2． 利用所学PLC知识进行简单编程，解决工程实际问题。 3． 了解PLC控制的特点。 二、实验学时：3学时 三、实验内容： 1． PLC实验箱上有专门的交通灯控制模块，所要实现的功能如下： 按启动按钮后，南北绿灯亮，东西红灯亮，南北车辆可以通行； 10秒钟后，南北绿灯闪烁，东西红灯亮，南北车辆通行警告； 2秒钟后，南北黄灯亮，东西红灯亮，南北车辆禁止通行； 2秒钟后，南北红灯亮，东西绿灯亮，东西车辆可以通行 8秒钟后，东西绿灯闪烁，南北红灯亮，东西车辆通行警告； 2秒钟后，东西黄灯亮，南北红灯亮，东西车辆禁止通行 6

2秒钟后，东西红灯亮，南北绿灯亮；南北车辆可以通行； 周而复始，重复执行，直到按下停止按钮，所有指示灯都熄灭。 2． 根据控制要求，先画出各个灯亮灭的时序图。 3． 根据时序图编制梯形图程序。 4． 将梯形图程序下载到PLC中，根据程序要求，连接各个输出继电器到各个灯的控制端。 5． 实验报告要求：写出I/O分配表、梯形图程序、语句表清单；启动以后观察实验现象，做好记载，分析时序图，写出完整的实验报告。

实验四：传输控制 一、实验目的： 1． 熟悉PLC编程原理及方法。 2． 掌握传输控制的技巧。 3． 了解传感器原理及使用方法。 二、实验学时：2学时 三、实验内容： 1． 实验箱上有专门的传输实验区，使用PLC数字量输入、输出来控制传送带启、停。其中，YSS1、YSS2、YSS3分别代表三个工位 2． 编程要求：按启动键后，给出YS1信号，检测各工位，工位1时，停1秒，传送带1启动；工位2时，停2秒，传送带2启动；工位3时，停3秒，传送带3启动，然后再到工位1，依次循环。 3． 实验报告要求：写出I/O分配表、梯形图程序、语句表清单；仔细观察实验现象，认真记录实验中发现的问题、错误、故障和解决方法。

实验五：混料罐液位控制 一、实验目的： 1． 熟悉PLC编程原理及方法。 2． 掌握液位控制的技巧。 3． 了解传感器原理及使用方法。 二、实验学时：4学时 三、实验内容： 1． 实验箱上有专门的混料实验区，使用PLC数字量输入、输出控制混料罐液位。 2． 编程要求：进入PLC程序，先开进料泵1，低液位报警时，出料泵关，进料泵1开；中液位报警时，进料泵1关，进料泵2开；高液位报警时，进料泵2关，混料泵开；3秒后，关混料泵，出料泵开。 3． 输入、输出量：三个输入量分别接高液位报警HLS1、中液位报警HLS2、低液位报警HLS3；四个输出量为HL1表示进料泵1、HL2表示进料泵2、HL3表示出料泵、HL4表示混料泵。 4． 实验报告要求：写出I/O分配表、梯形图程序、语句表清单；仔细观察实验现象，认真记录实验中发现的问题、错误、故障和解决方法。

实验六：电机正、反转控制 一、实验目的： 1． 熟悉编程软件及编程方法。 2． 掌握用PLC代替继电器接触器来控制电机的方法。 二、实验学时：3学时 三、实验内容： 1． 利用仿真实验区上的转盘来模拟电机的转动，要能控制电机的启动、停车，正转和反转并 7

且带有互锁功能。 2． 编程要求：根据电气控制部分的电路图用PLC的梯形图来进行替代并加以实现，电机启、停控制端为DJTD，电机正反转控制端为DJZF。具体控制要求：按下启动按钮后，转盘先顺时针转动3圈，再逆时针转动2圈停止。 3． 实验报告要求：写出I/O分配表、梯形图程序、语句表清单；仔细观察实验现象，认真记录实验中发现的问题、错误、故障和解决方法。

实验七：电梯控制 一、实验目的： 1． 利用PLC分析和解决较复杂的工程实际问题。 2． 掌握电梯控制的技巧。 二、实验学时：4学时 三、实验内容： 1． 使用PLC数字量输入、输出控制电梯的升降，电梯门的开关。 2． 输入输出需要用到以下量： 输入量17个：电梯实验启动信号Ｓ１、传感器输出CG4（第四层到达信号）、传感器输出CG３（第三层到达信号）、传感器输出CG2（第二层到达信号）、传感器输出CG1（第一层到达信号）、第四层请求下信号S4、第三层请求上信号S6、第三层请求下信号S6、第二层请求上信号S8、第二层请求下信号S7、第一层请求上信号S9、到第四层信号S10、到第三层信号S11、到第二层信号S12、到第一层信号S13、开门信号S3、关门信号S2。 输出量14个：上升信号DX1、下降信号DX2、第四层请求下指示灯QQ1、第三层请求上指示灯QQ3、第三层请求下指示灯QQ2、第二层请求上指示灯QQ5、第二层请求下指示灯QQ4、第一层请求上指示灯QQ6、电梯开门指示灯KM、电梯关门指示灯QT、第一层驱动信号DD1、第二层驱动信号DD2、第三层驱动信号DD3、第四层驱动信号DD4。（DX3、DX4不用） 3． 实验报告要求：写出I/O分配表、梯形图程序、语句表清单；仔细观察实验现象，认真记录实验中发现的问题、错误、故障和解决方法。 电梯运行规则： 一．启动： 启动后，电梯停在一楼（默认），电梯才工作。 二．开关门： 电梯停止于某一层时，在2秒内有人按下开门按钮，则立即开门，否则2秒到自动开门；开门后，在2秒内有人按下关门按钮，则立即关门，否则2秒到自动关门。 关门后，若内、外部有人按下到其他楼层按钮，则按规则三处理；若只有外部请求（电梯内没有人需要上下行），则电梯按照外部请求的先后上、下行到指定楼层（先按优先）；若没有任何请求，则停在该楼层；若停在某层10秒内无人按下请求上/请求下按钮，则自动回到1楼。 三．电梯内外请求信号的关系： 在电梯外部请求信号和电梯内部请求信号不冲突的情况下，即方向相同，上行按规则四处理、下行按规则五处理；在内部到某层请求信号和外部请求信号冲突时，即方向相反，内部请求信号优先。总之，在满足内部请求之后，再满足外部请求；若在满足内部请求的同时，外部请求也能满足，则顺带满足。 内部请求之间方向冲突时，按请求的先后满足请求的要求。即先有下行请求后有上行请求时，先下行再上行，哪怕上行请求先于后来的下行请求；反之亦然。 四．电梯上行： 1． 当电梯停止1楼1F或2F或3F时，4F呼叫，则上行到4楼停止，四楼传感器动作。 2． 当电梯停止1F或2F时，3F 呼叫，则上行到3F，三楼传感器动作。