东南大学控制技术与系统实验报告可编程控制器.docx

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东南大学控制技术与系统实验报告可编程控制器

东南大学

控制技术与系统

可编程控制器实验

姓名：

组员：

学号：

指导教师：

实验日期：

第一章基本实验

实验一基本操作与基本指令实验

一、实验目的

1.熟悉可编程控制器的外部结构

2.熟悉可编程控制器试验箱的结构和使用方法

3.掌握可编程控制器的使用

4.了解基本指令的编程

二、实验器材

1.可编程控制器实验箱

2.计算机

3.编程电缆

4.连接导线

三、实验设备及编程软件介绍（略）

四、实验内容及步骤

1.两层楼道灯PLC控制实验

注意：

接线前请关闭电源，接完线检查正确后再打开电源；实验结束，拔线前请关闭电源。

按图1-19所示接线。

输入X2、X3分别接实验箱上的按钮0#、1#；输出Y1接线实验箱上的指示灯0#、1#。

输入、执行表1-1中的程序，操作按钮0#、1#，观察输出，并记录结果。

实验结果：

当0#和1#按钮状态相同时，灯亮，输出1；当0#和1#按钮状态不相同时，灯灭，输出0。

2.基本指令实验

根据下面的梯形图，将输入X0-X3分别连接到试验箱模拟开关0#--3#。

输入、执行程序，分别设定模拟开关为ON或OFF,观察PLC输出结果，并分别填入对应的操作结果表中。

3.组合电路的PLC编程实验

有些厂家生产的PLC编程器可采用逻辑控制图编程，如图1-20所示。

Y0、Y1输出分别对应的梯形图及指令表如下：

将X0~X5连接到实验箱模拟开关0#~5#。

输入、执行程序，验证下面关系。

对于Y0输出：

若X5为1，不论X0、X1、X2、X3、X4为何值，Y0均为1；若X5为0时，只有X3或X4为1，X0、X1均为1，X2为0，Y0才能输出1。

对于Y1输出：

X4为0，X0或X1为1，X2为0或X3为1，Y1才能输出1。

实验结果：

完全验证了上面的关系。

实验二、置位、复位及脉冲指令实验

一、实验目的

1、熟悉SET置位、RST复位、PLS上升脉冲和PLF下降脉冲指令编程和使用。

2、熟悉PLC编程方法。

3、掌握PLC负载电路的接线。

二、实验器材

1、可编程试验控制箱。

2、刀库捷径方向选择演示装置。

3、计算机。

4、编程电缆。

5、连接导线。

三、实验原理和电路

1、SET\RST指令

SET为plc的置位或称置数指令，RST为PLC的复位或称清零指令。

各占一个程序步。

SET\RST指令用于线圈的自保持功能，相当于RS触发器。

其中S为置数端，使线圈接通。

R为复位端，使线圈复位。

指令格式，编程方法，及触发波形如图1-21所示

2、PLS\PLF脉冲指令

PLS为上升沿微分输出指令，PLF为下降沿微分输出指令。

这两条指令在输入信号沿上升或下降沿产生一个扫描周期的脉冲。

如下图1-22所示。

四、实验内容及步骤

1、SET\RST指令应用试验

如下图1-24所示（放弃电动机，用灯代替）

按图1-24c接线，选择开关分别接PLC的输入端X0、X1。

输入、执行程序。

按下0#开关，指示灯亮。

按下1#开关，指示灯灭。

2、PLS\PLF脉冲指令应用试验

按图1-24c接线，选择开关分别接PLC的输入端X0、X1。

输入、执行程序。

按下0#开关，指示灯亮。

按下1#开关不松，指示灯不灭，指示灯在手抬起后灭。

3、分析下面两个程序段

观察运行结果画出输入/输出波形图。

结果：

我们没有观察到灯的变化情况，也就是没有变化。

PLS上升沿脉冲

上升沿微分输出（当检测到输入脉冲的上升沿时,M0闭合一个扫描周期），就是很快从0到1

PLF下降沿脉冲

下降沿微分输出（当检测到输入脉冲的下降沿时,M1闭合一个扫描周期）

所谓上升沿就是M0从0－1这个一个周期过程有效，闭合时间很短，只有几毫秒，如果是常开点则一直闭合状态，这就是脉冲和常开的区别。

由于我们没有采用继电器，没有得到实验有效数据。

可能是时间太短，没有使灯泡亮或者灭，或者时间太短我们没法观察到。

也无法给出准确的波形。

实验三栈及主控指令实验

一、实验目的

1.掌握进栈MPS（PUSH）、读栈MRD（READ）和出栈MPP（POP）指令使用方法。

2.掌握总控（MC、MCR）指令的使用方法。

3.进一步熟悉PLC的编程及程序输入、执行过程。

二、实验器材

1.可编程控制器实验箱

2.计算机

3.编程电缆

4.连接导线

三、实验原理和电路

1.进栈（MPS）、读栈（MRD）和出栈（MPP）指令

栈指令又称为多重输出指令（MPS/MRD/MPP），这组指令可将联接点的结果进行存储，PLC中有11个栈存储器用来存储计算结果。

使用第一次MPS指令时，该时刻的运算结果就被推入栈的第一层；再次使用MPS指令时，当时的运算结果又被推入栈的第一层，先期推入的结果（数据）将一次推移到栈的下一层去。

MRD为读栈指令，该指令是读取最上层所存储数据的专用指令，堆栈内的数据不发生移动。

使用MPP指令，各数据依次向上移位一次，最上层的数据被读出，同时该数据就从堆栈内消失。

三条指令的格式及堆栈功能如图1-25所示。

栈指令（MPS/MRD/MPP）没有操作元件号，程序步各占一步。

栈指令的编程方法为：

LDX0

MPS

ANDX1

OUTY0

MRD

ANDX2

OUTY1

MPP

ANDX3

OUTY2

2.主控指令（MC/MCR）

主控指令及编程如图1-26所示。

其中MC指令占程序步3步，MCR占程序步2步，MC和MCR必须成对使用。

该程序在X0接通时，执行MC与MCR之间的定时器、计数器及用SET/RST指令驱动的元件值均保持不变，而用OUT指令驱动的元件值全变为0.

在MC指令后母线可移动到MC触点之后，其后触点编程用LD/LDI指令，返回原有母线的指令时MCR.

MC/MCR可多次使用，其嵌套级最多为8级，MC编号为N0~N7,MCR返回编号为N7~N0.

四、实验内容与步骤

1.栈指令实验

栈指令便车工梯形图实例如图1-27和图1-28所示。

1）实验步骤一

X0接实验模拟开关0#

按图1-27输入、执行程序。

当X0=1（ON）时，观察输出状态

Y0输出取决于X1或X2.

Y1输出取决于X3、X4相与或者X5、X6相与的状态

Y2的输出取决于X7的状态；

Y3的输出取决于X7与X10、X11的状态

置X0=0（OFF）时，观察输出状态

图1-27

栈指令编程实例一

实验结果：

当X0=1时，

X1或者X2至少有一个是1，则Y0为1，否则为0；

X3、X4相与或者X5、X6相与的为1时，Y1为1，否则为0；

X7为1时，Y2为1，否则为0；

X7=1时，X10、X11至少有1个为1，则Y3为1，否则为0.

2）实验步骤二

X0~X12分别接实验箱模拟开关0#~12#。

按图1-28输入、执行程序

结果填入表1-6中

分别置X0=1（ON）,X1=1（ON）、X2=1（ON）,观察Y0、Y1的状态；

先置X3为1，然后分别置x4、X5为1，观察Y2、Y3的状态；

先置X6为1，然后分别置x7、X10、X11及X12为1，观察Y~Y7的状态；

表中：

状态“1”即为ON,LED灯亮。

状态“0”即为OFF,LED灯亮。

结果记录在表格1-6

2.主控指令（MC/MCR）实验

1）主控指令（MC/MCR）实验程序如上图。

2）实验步骤三

X0~X13分别接实验箱模拟开关0#~13#。

按上图输入、执行程序，并按实验步骤输入X0~X13开关状态，观察输出信号状态

依次分别使X0、X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12及X13为1，输出Y1、Y2、Y3、Y4、Y5依次为1。

X0变化（ONOFFON）,观察Y0~Y5输出状态并记录。

X2变化（ONOFFON）,观察Y0~Y5输出状态并记录。

X4变化（ONOFFON）,观察Y0~Y5输出状态并记录。

X6变化（ONOFFON）,观察Y0~Y5输出状态并记录。

X10变化（ONOFFON）,观察Y0~Y5输出状态并记录。

X12变化（ONOFFON）,观察Y0~Y5输出状态并记录。

实验结果：

按照上面的要求，

X0变化时，Y0~Y5均为101

X2变化时，Y0=1,Y1~Y5均为101

X4变化时，Y0、Y1=1,Y2~Y5均为101

X6变化时，Y0、Y1、Y2=1,Y3~Y5均为101

X10变化时，Y0~Y3=1,Y4~Y5均为101

X12变化时，Y0~Y4=1,Y5为101

实验四、定时器、计数器指令实验

一、实验目的

1、掌握定时器、计数器指令的格式和编程方法。

2、掌握定时器、内部时序脉冲参数的设置。

3、掌握计数器、定时器的功能及定时技巧。

二、实验器材

1、可编程序控制器试验箱

2、计算机

3、编程电缆

4、连接导线

三、实验原理和电路

1、定时器指令

FXOS系列的PLC有定时器56个，编号T0-T55。

定时器的时标为100ms（即输入脉冲周期为100ms），每个定时器的定时范围可从0.1-3276.7（因为字长16位），定时器每条指令占用3字长。

当继电器M8028置1时，定时器T0-T31认为100ms时标，而T32-T55时标变为10ms。

定时器的指令格式如下图1-29

当X0合上，T0开始定时，当定时到T50时（5s），T0触发点输出为1，T0于Y0接通，Y0有输出。

2、计数器指令

FXOS系列的PLC有计数器16个，其中普通型C0-C13共14个，带掉保护型的为C14、C15两个。

每个计数器为16位，所以计数器范围为1-32767。

该指令占3步。

四、实验内容及步骤

1、定时器指令实验

1）实验步骤一

X0接试验箱模拟开关0#

输入执行上面程序

观察结果输出。

当合上X0时，Y0每隔1s闪烁一次，说明T1、T0的定时器时基脉冲为100ms，计10次。

2）实验步骤二

输入执行上面程序

观察结果输出。

当X0合上，Y0每隔0.1s闪烁一次。

当X0断开，Y0每隔1s闪烁一次。

说明M8028控制T32-T55的定时时基脉冲。

2、计数器指令实验

1）如图1-31

2）实验步骤三

X0、X1接试验箱模拟开关0#、1#

输入执行上面程序

观察结果输出。

当X1为0时，X0合上10次，Y0有输出，再按下X1一次，Y0无输出，再X0合上10次，Y0有输出。

3、定时器\计数器综合试验

1）程序如下图所示

X0为启动信号，Y0为1s脉冲发生器，X1为C0的复位信号。

2）实验步骤四

X0、X1接试验箱模拟开关0#、1#

输入执行上面程序

观察结果输出。

X0为ON时，Y0每隔一秒闪烁一次；C0对Y0计数，当计数到10次，C0=ON，Y1输出1，X1=ON，Y1为0。

五、预习要求

1、掌握定时器指令的格式、功能和编程方法。

2、掌握计数器指令的格式、功能和编程方法。

3、熟悉实验步骤原理，内容及步骤。

第二章应用试验

实验一、交通信号灯自动控制实验

一、实验目的

1、掌握实用PLC控制十字路口交通灯的程序设计方法

2、进一步熟悉PLC指令的使用

二、实验器材

1、可编程序控制器试验箱

2、交通信号灯演示装置

3、计算机

4、编程电缆

5、连接导线

三、实验原理和电路

十字路口交通信号灯在我们日常生活中经常遇到，其控制指令常采用数字电路控制或者单片机控制达到目的。

这里我们用可编程控制器对其进行控制。

图2.1是十字路口两个方向交通灯自动控制的时许工作波形图

下表是I/O地址

移位寄存器和输出真值表如表2.2

下图是实验程序（梯形图有错误注意）

四、实验内容和步骤

1、接线，xo为启动信号，x1为停止信号，分别接"交通信号灯"的演示装置的start，stop。

Y0,Y1,Y3,Y3,Y4,Y5分别接对应的指示灯。

2、写入执行程序，合上xo，观察结果。

五、预习要求

1、掌握移位寄存器指令的功能和编程原理。

2、阅读、熟悉本次试验的原理、电路、内容及步骤。

3、掌握利用移位寄存器作为时序电路进行程序设计的方法和技巧。

六、实验结果

东西和南北方向的绿、黄、红灯亮灯的时间是相等的，结果与时序工作波形图匹配。