PLC实验指导.docx
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PLC实验指导
PLC实验讲义
天津工业大学计算机与自动化学院
电工教学部
PLC实验装置简介
PLC实验室采用源峰公司的TVT-90系列PLC训练装置，该装置采用开放台式结构，由实验屏和实验板组成。
该系列装置选用欧姆龙CJ1M作为主机，配有模块量模块。
实验屏由铝铁结构框架、PLC主机、A/D模块、D/A模块、数字量调试单元板、模拟量指示调节单元板等组成。
该系列装置输入方式有开关输入、拨码器输入等，模拟量指示调节单元可输出符合工业标准的电压信号和电流信号（替代传感器）作为给PLC的模块量输入，对于PLC的模拟量的输出有电压、电流表指示。
实验板以实际的工业控制系统为对象，用功能开关及LED显示完成控制过程的模拟。
实验板可在实验屏的滑道上自由移动，安装简单，轻便结实。
实验屏框架采用铝型材滑道结构，实验板及各种模块放在滑道上移动方便，根据实验内容的需要，可方便地组合成不同实验线路。
1、PLC模块
该实验装置选用OMRON公司的CJ1M型主机，为了便于学生接线，将PLC上所有的输入输出端子都在面板上引出。
如下图所示：
该PLC模块应接交接220V，主机单元的电源插空应单独外接DC24V，COM端皆接+24V。
主机单元上的输入信号为低电平有效，输出信号为低电平有效。
对于输入扩展，其有效信号为低电平。
其“COM”端应接高电平。
对于输出扩展，其有效信号为高电平，其“COM”端应接高电平，输出信号为高电平，故为了使输出有效，外接信号的另一端接低电平。
当PLC与电源实现通信后，其“COMM”端会闪烁，表明通信正常。
2、PLC调试单元
该单元有拨码器输入、按钮输入、模块量指示调节单元、电压源、电流源。
每个拨码器都有五个信号端子，四个为输入信号，一个为公共端子，其公共端接低电平。
钮子开关的“COM”端接电源DC24V的“－”，其余端子用实验导线按实验要求连接至PLC相应的输入口，拨动钮子开关，PLC主机相应的输入口灯亮。
模拟量指示调节单元配有个电压、电流表头，可以监控模块量的数值输入输出。
电流源可输出0~20mA可调的电流。
电压源可输出0~10V可调的电压。
3、继电器转接单元
该单元配有两个实际继电器，将其主触点和一个常开触点分别引到面板上，学生可能直接用PLC的输出控制继电器的动作，继而控制实际电机的动作。
第一部分指令系统训练
实验1逻辑指令
一、实验目的
1.加深对逻辑指令LD、LD－NOT、AND、AND－NOT、OR、OR－NOT、AND－LD、OR－LD、OUT、OUT－NOT、END的理解。
2.学习使用CX-Programmer软件，进行编程。
二、实验设备
1.TVT-90系列PLC训练装置
2.导线若干
三、实验内容与操作
实验要求：
按照如下梯形图，利用CX-Programmer软件编写程序，并记录助记符。
当输入为不同状态时，观察操作结果。
①输入如下梯形图程序，将运行结果填入功能表
0.00
ON
OFF
1.00
0.01
ON
OFF
1.00
0.00
ON
ON
OFF
OFF
0.01
ON
OFF
ON
OFF
1.00
0.02
ON
OFF
1.01
0.00
ON
ON
OFF
OFF
0.01
ON
OFF
ON
OFF
1.00
0.00
ON
ON
OFF
OFF
0.01
ON
OFF
ON
OFF
1.00
0.00
ON
ON
OFF
OFF
0.01
ON
OFF
ON
OFF
1.00
输入状态
输出状态
0.00和0.02皆为ON，0.01和0.03任意
1.00：
0.01和0.03皆为ON，0.00和0.02任意
1.00：
0.00和0.02不同时为ON且0.01和0.03不同时为ON
1.00：
输入状态
输出状态
0.00和0.02皆为OFF，0.01和0.03任意
1.00：
0.01和0.03皆为OFF，0.00和0.02任意
1.00：
0.01和0.03不同时为OFF且0.00和0.02不同时为ON时
1.00：
②输入如下指令，变换输入状态描述运行结果。
运行结果
运行结果
运行结果
运行结果
实验2基本逻辑电路的设计
实验要求：
利用PLC的逻辑功能，设计与门、非门、或门、与非门、或非门、同或门、异或门这七种基本逻辑门电路。
实验目的：
进一步熟悉PLC的逻辑功能，及逻辑思维能力和编程技巧。
实验3定时、计数指令
一、实验目的
1.熟悉定时、计数指令TIM、TIMH、CNT、CNTR。
2.掌握定时计数指令的基本应用。
二、实验内容
输入如下程序，观察运行结果，监视各计时器和计数器的内容及状态。
实验4特殊功能指令实验
一、实验目的
熟悉特殊功能指令KEEP（011）、DIFU（013）、DIFD（014）、SFT（010）、MOV（021）、MOVN（022）、WSFT（016），并掌握这些指令的基本运用方法。
二、实验内容
输入如下程序、观察运行结果，画出输入输出波形图。
考察10和11通道
怎样随输入变化
考察05通道随输入变化情况
当0002为ON，0003为OFF时，检查DM00、DM01、DM02的内容
当0002为OFF，0003为ON时，检查DM00、DM01、DM02的内容
实验5数据处理指令实验
一、实验目的
熟悉数据处理指令，CMP（020）、STC（020）、CLC（041）、+、-、BIN（023）、BCD（024）、MLPX（076）、DMPX（077），掌握这些指令的基本运用方法。
二、实验内容
输入如下程序，观察运行结果。
运行结果
运行结果
用拨码器作输入，观察输出
用开关量作输入，观察输出
第二部分程序设计
实验1水塔水位自动控制
一、实验目的
用PLC构成水塔水位控制系统。
二、实验内容
1控制要求：
用PLC构成水塔水位控制系统。
当水池水位低于低水位界（S4为ON表示）,电磁阀Y打开进水（S4为OFF表示高于水池界）.当水位高于水池高水位界时（S3为ON表示）,阀Y关闭。
当S4为OFF时，且水塔水位低于水塔低位界时，S2为ON，电动机M运转，开始抽水。
当水塔水位高于水塔高水位界时，S1为ON，电动机M停止。
②I/O分配：
输入输出
0.01————S11.00————M
0.02————S2
0.03--------S31.01--------Y
0.04--------S4
③按图所示的梯形图输入程序。
④调试并运行程序。
实验2电机控制
一、实验目的
用PLC控制电动机的启停控制和正反转控制。
二、实验内容
①控制要求1：
按下正转启动按钮SB1，电动机正转运行，按下SB2，电机反转。
②控制要示2：
按下SB1电机正转，延时10S后，电机反转，再经过10S后，电机正转，以此循环。
②I/O分配
输入输出
0.00-------SB1（正转）1.00-------KM1
0.01-------SB2（停止）1.01-------KM2
③按参考程序输入梯形图。
④调试并运行程序。
图1电动机启动停止控制
实验3自控轧钢机
一、实验目的
用PLC构成自动轧钢机系统。
二、实验内容
①控制要求：
当启动按钮按下，电动机M1，M2运行，传送钢板。
检测传送带上有无钢板的传感器S1有信号S1=ON，表示有钢板，则电动机M3正转M3F=ON，S1的信号消失S1=OFF，检测传送带上钢板到位后传感器S2有信号S2=ON，表示钢板到位，电磁阀Y4动作Y4=ON，电动机M3反转M3R=ON，此时传走钢板，当传感器S2的信号消失S2=OFF，成品件数的记数器Y1加一次，从新传送钢板，如此循环下去。
当按下停止按钮则停机，需要重新启动。
②I/O分配
输入输出
0.00--------启动按钮1.00---------M1
0.01--------S11.01---------M2
0.02--------S21.02---------M3F
0.03--------停止按钮1.03---------M3R
1.04--------Y1
③按图所示的梯形图输入程序。
④调试并运行程序。
实验4自控成型机
一、实验目的
用PLC构成自控成型机系统。
二、实验内容
①控制要求：
（将图中工件加工成图面下方的的形状）
初始状态：
当原料放入成型机时，各液缸为初始状态：
Y1=Y2=Y4=OFF，Y3=ON
S1=S3=S5=OFF，S2=S4=S6=ON
启动运行
当按下启动键，系统动作要求如下：
Y2=ON上面油缸的活塞向下运动，使S4=OFF。
当该液压缸活塞下降到终点时，S3=ON，此时，启动左液压缸A的活塞向右运动，右液压缸C活塞向左运动，Y1=Y4=ON时，Y3=OFF，使S2=S6=OFF。
当A缸活塞运动到终点S1=ON，并且C缸活塞也到终点S5=ON时，原料已成型，各液压缸开始退回到原位。
首先，A，C缸返回，Y1=Y4=OFF，Y3=ON使S1=S5=OFF。
当A，C缸返回到原位，S2=S6=ON时，B缸返回，Y2=OFF，S3=OFF。
当B缸返回到原位，S4=ON时，系统回到初始状态，取出成品，放入原料后，按动启动键，重新启动，开始下一工件的加工。
②I/O分配
输入输出
0.00--------启动按钮1.00---------Y1电磁阀
0.01--------S11.01---------Y2电磁阀
0.02--------S21.02---------Y3电磁阀
0.03--------S31.03---------Y4电磁阀
0.04--------S4
0.05--------S5
0.06--------S6
③按图所示的梯形图输入程序。
④调试并运行程序。
实验5天塔之光
一、实验目的
用PLC构成闪光灯控制系统。
二、实验内容
1控制要求：
按下启动按钮，L2，L3，L4，L5亮，1s后灭，再接着L6，L7，L8，L9亮1s后灭，L2，L3，L4，L5亮又亮，如此循环下去。
②I/O分配
输入输出
0.00----启动按钮1.00-------L2
0.01----停止按钮1.02-------L3
1.04-------L4
1.06-------L5
1.01-------L6
1.03-------L7
1.05-------L8
1.07-------L9
实验6多种液体自动混合系统
一、实验目的
用PLC构成多种液体自动混合系统。
二、实验内容
①控制要求：
初始状态
容器是空的，Y1，Y2，Y3，Y4电磁阀和搅拌机均为OFF，液面传感器L1，L2，L3均为OFF。
启动操作
按下启动按钮，开始下列操作：
⑴电磁阀Y1闭合（Y1=ON），开始注入液体A，至液面高度为L3（L3=ON）时，停止注入液体A（Y1=OFF），同时开启液体B电磁阀Y2（Y2=ON）注入液体B，当液面高度为L2（L2=ON）时，停止注入液体B（Y2=OFF），同时开启液体C电磁阀Y3（Y3=ON）注入液体C，当液面高度为L1（L1=ON）时，停止注入液体C（Y3=OFF）。
⑵停止液体C注入时，开启搅拌机M（M=ON），搅拌混合时间为10s。
⑶停止搅拌后加热器H开始加热（H=ON）。
当混合液温度达到某一指定值时，温度传感器T动作（T=ON），加热器H停止加热（H=OFF）。
⑷开始放出混合液体（Y4=ON），至液体高度降为L3后，再经5s停止放出（Y4=OFF）。
停止操作
按下停止键后，停止操作，回到初始状态。
②I/O分配
输入输出
0.00--------启动按钮1.00--------Y1
0.01--------停止按钮1.02--------Y2
0.02--------L11.03--------Y4
0.03--------L21.04--------M
0.04--------L3
③按图所示的梯形图输入程序。
④调试并运行程序。
实验7交通信号灯控制
一、实验目的
用PLC构成交通灯控制系统。
二、实验内容
①控制要求：
开关合上后，东西绿灯亮4s后闪2s灭；黄灯亮2s灭；红灯亮8s；绿灯亮循环，对应东西绿黄灯亮时南北红灯亮8s，接着绿灯亮4s后闪2s灭；黄灯亮2s后，红灯又亮循环。
②I/O分配
输入输出
0.00-------启动按钮1.02-------东西红灯
1.01-------东西黄灯
1.00-------东西绿灯
1.05-------南北红灯
1.04-------南北黄灯
1.03-------南北绿灯
③按图所示的梯形图输入程序。
④调试并运行程序。
实验8邮件分拣机
一、实验目的
用PLC构成邮件分拣控制系统。
二、实验内容
1）控制要求：
启动后绿灯L2亮表示可以进邮件，S2为ON表示检测到了邮件，拨码器（X20~X23）模拟邮件的邮码，从拨码器读到邮码的正常值为1、2、3、4、5，若非此5个数，则红灯L1闪烁，表示出错，电动机M1停止，重新启动后，能继续运行，若此5个数中的任一个，则红灯L1亮，电动机M5运行，将邮件分拣至箱内完后L1灭，L2亮，表示可以继续分拣邮件。
2）I/O分配：
输入输出
S1—CIO2960L2—1.00M2—1.04
复位—0.04L1—1.01M3—1.05
启动—0.07M5—1.02M4—1.06
S2—0.03M1—1.03
三、综合实验
实验一自动售货机控制程序
实验要求：
利用PLC及自动售货机实验板模拟实际自动售货机的功能，编写控制程序并编写课程设计说明书。
课程设计说明书内容包括：
1.课题名称2.控制要求3.I/O分配表及接线图4.程序设计的说明，5.所有元件的功能表及有关的说明6.调试小结及存在的问题7.课程设计的心得
实验二电梯自动控制系统程序的设计
实验要求：
利用PLC及电梯模型实验板模拟实际电梯功能，编写控制程序并编写课程设计说明书。
课程设计说明书内容包括：
1.课题名称2.控制要求3.I/O分配表及接线图4.程序设计的说明，5.所有元件的功能表及有关的说明6.调试小结及存在的问题7.课程设计的心得
实验三全天候交通灯控制程序设计
控制要求：
满足一下三种控制要求。
1.正常时序控制
当起动开关接通时，信号灯系统开始工作，当按下停止按钮时停止工作。
南北红灯亮25秒，同时东西绿灯亮，并且维持20秒。
到20秒时，东西绿灯闪亮周期为1秒。
绿灯闪3秒后熄灭，东西黄灯亮，并维持3秒。
到2秒时，东西黄灯灭，同时东西红灯亮，南北绿灯亮，南北红灯灭。
以后周而复始的循环。
2.夜间警示工作状态
白天按照正常时序控制要求工作，在夜间路口处于黄灯警示工作状态。
即当晚22：
30~次日6：
00为夜间工作时间，当时刻比较满足此条件时，东西南北的路口都亮黄灯，而且黄灯以1秒周期闪亮。
3.急车强通控制
急车强通信号受急车强通开关控制。
无急车时，信号灯按照正常时序控制，有急车来时，将急车强通开关接通，不管原来信号灯的状态如何，一律强制让急车方向的绿灯亮，使急车放行，直到急车通过为止。
实验四全自动洗衣机的控制程序设计
实验要求：
利用PLC及实验板模拟实际洗衣机的功能，编写控制程序并编写课程设计说明书。
课程设计说明书内容包括：
1.课题名称2.控制要求3.I/O分配表及接线图4.程序设计的说明，5.所有元件的功能表及有关的说明6.调试小结及存在的问题7.课程设计的心得
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