PLC学生实验指导书Word格式.doc
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PLC
附图1-1PLC与FX-10P-E型简易编程器的接线图
～220v
Y0
Y2
END
X0
X1
X2
X3
附图1-2梯形图
（a）
（b）
附表1-1输入输出信号状态表
1
3）指令的读出、删除、插入和修改
把RUN开关拨到STOP位置。
将附图1-2（a）对应的指令表程序改为附图1-2（b）对应的指令表程序，按下列步骤进行操作：
①删除指令ANDX2和OUTY2。
②在ANIX1之前插入ANIX3。
③将ORY0改为ORY2，将OUTY0改为OUTY2。
完成以上操作后，检查修改后的程序是否与附图1-2（b）一致，如果发现错误则改正之。
运行修改后的程序，检查程序是否能完成修改后的功能，检查的步骤由实验者拟定。
4）清除已经写入的程序，然后写入附图1-3对应的指令表程序，检查无误后运行该程序，并用编程器完成以下监视工作：
（1）改变X0和X1的状态，监视M0和M1的状态。
（2）用X1控制T0的线圈，监视T0的当前值和触点的变化情况。
（3）在以下情况监视C0的当前值、触点和复位电路的变化情况：
首先接通X2对应的开关，并用X3对应的开关给C0提供记数脉冲；
然后断开X2对应的开关，用X3对应的开关发出7个记数脉冲；
最后重新接通X2对应的开关，记录上述各步观察到的现象。
M0
T0
M1
C0
Y1
RSTC0
附图1-3梯形图
K30
K5
在输入指令OUTT0之后要输入SPK30GO才能通过。
对各个编程元件及定时器和计数器的监视详细过程见教材第110页。
5）写出附图1-4所示梯形图的程序，并键入可编程序控制器运行，然后对下面四种情况注意观察并做记录。
（1）X0接通，观察Y0、Y1输出指示灯的亮灭；
（2）断开X0，观察Y0、Y1输出指示灯的亮灭；
（3）用监控功能，分别观察Y0、Y1、T0、T1的工作情况；
（4）将定时器T1的设定值改为30，观察T1有何变化。
T1
K20
K10
附图1-4梯形图
1.4预习要求
仔细阅读实验指导书，复习教材中有关部分的内容，写出各梯形图对应的指令表程序。
1.5实验报告要求
整理出模拟运行各程序及监视操作时观察到的各种现象，并画出波形图。
实验二程序设计——移位寄存器的应用
2.1实验目的
1）进一步熟悉FX系列可编程序控制器的指令系统。
2）进一步熟悉设计、调试程序的方法。
2.2实验装置
同实验一
2.3实验操作与内容
编写出附图2-1所示梯形图的程序，将程序写到可编程序控制器中，运行程序并加以分析。
（1）合上X0～X1开关，观察输出指示灯Y0～Y5的变化，1分钟后断开X1再观察指示灯Y0～Y5的变化；
（2）合上X0～X1开关，接通10秒后再断开X1开关，观察输出指示灯Y0～Y5的变化。
（3）修改定时器的常数K5为K20，再重复上述实验，并记录实验现象。
在该实验中，要熟悉功能键的使用，例如，在键入右移键（SFTR）或左移键（SFTL）时，
SFTRS.D.n1n2
其中表示S.（Source）源操作数，表示D.（Destination）目标操作数，n1表示指定位元件组的长度，n2表示移动的位数。
这条指令的意思是由（S.）开始将（n2）点的位数的ON/OFF，从（D.）向（n1）点右侧，每次移n2点。
2.4预习要求
（1）仔细阅读实验指导书，复习教材中有关部分的内容；
（2）写出梯形图的指令表程序。
2.5实验报告要求
附图2-1梯形图
M2
M3
Y3
M4
Y4
M5
Y5
M6
RSTM0
SFTLM0M0k6k1
实验三定时器和计数器的扩展
3.1实验目的
在梯形图设计中，将定时器和计数器扩展。
3.2实验设备
3.3实验内容
PLC的定时器和计数器都有一定的定时范围和计数范围。
如果需要的设定值超过机器范围，我们可以通过几个定时器和计数器的串联组合来扩充设定值的范围。
（1）方法一
如附图3-1的梯形图所示。
若X0一接通，定时器T0开始定时，经过,T0的常开接点闭合，T1线圈接通，再经过50秒，Y0线圈接通。
该电路的定时时间为两个定时器的时间之和。
K100
K500
附图3-1梯形图
（2）方法二
如附图3-2的梯形图所示。
它是一个由定时器T0和计数器C0的组合电路。
T0形成一个设定值为2秒的自复位电路，当X0接通，T0线圈接通，延时2秒，T0的常闭触点断开，T0定时器断开复位，待下一次扫描时，T0的常闭触点才闭合，T0线圈又重新接通。
即T0触点每2秒接通一次，每次接通时间为一个扫描周期。
计数器对这个脉冲信号进行计数，计到10次，C0的常开触点闭合，使Y0线圈接通。
从X0接通到Y0有输出，延时时间为定时器和计数器设定值的乘积。
（3）方法三
思考并验证附图3-3计数器扩展是如何工作的，并计算总的计数值。
在实验中，定时器和计数器的设定值可以改变。
3.4预习要求
（2）写出附图3-3梯形图的指令表程序。
3.5实验报告要求
整理出各梯形图程序，并详细描述出附图3-3的工作过程。
附图3-2梯形图
RSTC0
附图3-3梯形图
C1
RSTC0
RSTC1
K3
实验四抢答显示程序的编程实验
4.1实验目的
①进一步熟悉FX系列可编程序控制器的指令。
②练习编制简单的梯形图程序。
③进一步掌握编程器的使用方法和调试程序的方法。
4.3实验装置
同实验一，导线若干
4.3实验内容
1）简单的抢答显示程序的调试
参加智力竞赛的A、B、C三人的桌上各有一个抢答按钮，分别叫做PB1、PB2和PB3，用三个灯L1、L2、L3显示他们的抢答信号。
当主持人接通抢答允许开关SW后抢答开始，最先按下按钮的抢答者对应的灯亮，与此同时，应禁止另外两个抢答者的灯亮，指示灯在主持人断开开关SW后熄灭。
各外部输入，输出元件对应的可编程序控制器输入、输出端子号如附表4-1所示，附图4-1是抢答显示程序的梯形图。
在Y0-Y2的控制电路中，分别用它们的常开触点实现自锁。
为了实现互锁（即某个灯亮后另外两个灯不能亮），将各输出继电器的常闭触点与另外两个输出继电器的线圈分别串联。
将程序写入可编程序控制器的存储器，检查无误后运行该程序。
调试程序时应逐项检查以下要求是否满足：
1．当开关SW没有接通时，各按钮是否能使对应的灯亮。
2．SW接通，按某一个按钮是否能使对应的灯亮。
3．某一灯亮后，另外两个抢答者的灯是否还能被点亮。
4．断开开关SW，是否能使已亮的灯熄灭。
如果某一项要求没有达到，检查和改正程序，直到完全满足要求为止。
2）较复杂的抢答显示程序的设计
抢答者分为三组。
儿童组2人，他们控制按钮PB11和PB12，其中任何一个被按下，灯L1都亮；
学生组1人，用按钮PB2控制灯L2；
教授组2人，当他们同时按下按钮PB31和PB32时灯L3才亮。
主持人按下复位按钮PB4，亮的灯熄灭。
在主持人接通开关SW10s内，如果参赛者按下按钮，电磁开关接通，使彩球摇动，SW断开后停止摇动。
输入输出装置对应的元件号如附表4-2所示。
预习时设计出梯形图，写出相应的指令表程序。
做实验时将程序写入可编程序控制器，运行和调试程序，直至满足要求。
4.4预习要求
阅读实验指导书，根据要求设计出抢答程序的梯形图和指令表程序，写出调试步骤。
4.5实验报告要求
整理出运行调试后的抢答显示梯形图程序，写出该程序的调试步骤和观察结果。
L1
L2
L3
附图4-1抢答显示的梯形图
附表4-1输入输出装置
输入输出装置
按钮PB1
按钮PB2
按钮PB3
开关SW
灯L1
灯L2
灯L3
元件号
附表4-2输入输出装置
按钮PB11
按钮PB21
按钮PB31
按钮PB32
按钮PB4
电磁开关
X4
X5
X6
附图简单的抢答装置PLC接线图
x2
x3
Y0
Y1
Y2
COM
+
6v
实验五交通信号灯控制的编程实验
5.1实验目的
1）进一步熟悉可编程序控制器的指令系统。
2）熟悉时序控制程序的设计和调试方法。
5.2实验内容
一、人行道按钮控制交通灯实验
某人行横道设有红、绿两盏信号灯，一般是红灯亮，路边设有按钮X0，行人要横穿街道时需按一下按钮。
4s后红灯灭，绿灯亮，再过5s后绿灯闪烁5次（0.5s亮，0.5s灭），然后红灯又亮（见附图5-1）。
从按下按钮后到下一次红灯亮之前这一段时间内，按钮不起作用。
附图5-1还标出了各定时器的常开触点的波形和延时时间，用高电平表示定时器的常开触点接通。
用C0对闪烁次数记数，按钮X0按下后辅助继电器M100变为“1”状态并自锁，直到一个工作周期结束时，C0的常闭触点断开，使M100的线圈“断电”，M100使各个定时器复位。
根据附图5-1中M2-M4常开触点的波形和Y3、Y4的波形，设计出红、绿灯的梯形图，将程序写入可编程序控制器，检查无误后运行程序。
用X0对应的开关模拟按钮的操作，观察Y3、Y4的变化情况，发现问题后及时修改程序。
Y3红灯
Y4绿灯
M2常开触点
M3常开触点
M4常开触点
有效
无效
附图5-1输入电路
二、十字路口交通灯控制实验
（1）控制开关
信号灯受一个启动开关控制，当开关接通时，信号灯系统开始工作；
当开关断开时，所有信号灯都熄灭。
（2）控制要求
南北红灯亮维持40s，同时东西绿灯也亮，维持50s，到50s时，东西绿灯闪亮5s后熄灭。
东西绿灯熄灭的同时东西红灯亮，南北绿灯亮，且东西红灯维持40s，南北绿灯维持50s，南北绿灯亮到50s时，闪烁5s。
依次循环。
根据控制要求，画出交通灯的状态图，设计出红、绿灯的梯形图，将程序写入可编程序控制器，检查无误后运行程序。
用X0对应的开关模拟按钮的操作，观察红、绿等的变化情况，发现问题后及时修改程序。
5.3预习要求
阅读本实验的指导书，编写符合要求的梯形图，在梯形图上加上简单的注释。
5.4实验报告要求
整理出调试好的控制交通信号灯的梯形图程序和相应的指令表程序。
实验六 PID控制实验
１.连线和组态
通过以太网连接PLC和PC机。
PG/PC接口是PG/PC和PLC之间进行通讯的接口，要实现PG/PC和PLC设备之间的通讯连接，必须正确的设置该接口。
在控制面板中打开“SetPG/PCInterface”，选中“S7OnLine（STEP7）”，再选择网卡类型。
然后进入STEP7的硬件组态HWConfig中设置通讯模块的MAC地址，地址为CP343-1标签上给出的物理地址，其格式是一个12位的16进制数（如:
08-00-06-00-44-AE）。
另外还需给PLC分配唯一的IP地址（如:
192.168.0.130）及子网掩码（如:
255.255.255.0）。
将S7300的输入输出数据端口分别同ＭＰＣＥ的输出输入端口相连接．将计算机中程序通过以太网下载到ＰＬＣ中后，通过ＰＬＣ控制ＭＰＣＥ装置．
２.程序
FB41称为连续控制的PID用于控制连续变化的模拟量，与FB42的差别在于后者是离散型的，用于控制开关量，其他二者的使用方法和许多参数都相同或相似。
PID的初始化可以通过在OB100中调用一次，将参数COM-RST置位，当然也可在别的地方初始化它，关键的是要控制COM-RST；
PID的调用可以在OB35中完成，一般设置时间为200MS．
在ob35里面插入FB41，方框顶上会有红字，输入一个类似“DB120”的
过程变量可以在外围设备（I/O）或者浮点数值格式输入。
“CRP_IN”功能可以将“PV_PER”外围设备数值转换为一个浮点格式的数值，在–100和+100%之间，转换公式如下：
CPR_IN的输出=PV_PERx100/27648
“PV_NORM”功能可以根据下述规则标准化“CRP_IN”的输出：
输出PV_NORM=（CPR_IN的输出）xPV_FAC+PV_OFF
“PV_FAC”的缺省值为“1”，“PV_OFF”的缺省值为“0”。
变量“PV_FAC”和“PV_OFF”为下述公式转化的结果：
PV_OFF=（PV_NORM的输出）-（CPR_IN的输出）xPV_FAC
PV_FAC=（PV_NORM的输出）-PV_OFF）/（CPR_IN的输出）
不必转换为百分比数值。
如果设定点为物理确定，实际数值还可以转换为该物理数值。
所有的输入参数：
COM_RST:
BOOL:
重新启动PID：
当该位TURE时：
PID执行重启动功能，复位PID内部参数到默认值；
通常在系统重启动时执行一个扫描周期，或在PID进入饱和状态需要退出时用这个位；
MAN_ON：
BOOL：
手动值ON；
当该位为TURE时，PID功能块直接将MAN的值输出到LMN，这可以在PID框图中看到；
也就是说，这个位是PID的手动/自动切换位；
PEPER_ON：
过程变量外围值ON：
过程变量即反馈量，此PID可直接使用过程变量PIW（不推荐），也可使用PIW规格化后的值（常用），因此，这个位为FALSE；
P_SEL：
比例选择位：
该位ON时，选择P（比例）控制有效；
一般选择有效；
I_SEL：
积分选择位；
该位ON时，选择I（积分）控制有效；
INT_HOLDBOOL：
积分保持，不去设置它；
I_ITL_ONBOOL：
积分初值有效，I-ITLVAL（积分初值）变量和这个位对应，当此位ON时，则使用I-ITLVAL变量积分初值。
一般当发现PID功能的积分值增长比较慢或系统反应不够时可以考虑使用积分初值；
D_SEL：
微分选择位，该位ON时，选择D（微分）控制有效；
一般的控制系统不用；
CYCLE：
TIME：
PID采样周期，一般设为200MS；
SP_INT：
REAL：
PID的给定值；
PV_IN：
PID的反馈值（也称过程变量）；
PV_PER：
WORD：
未经规格化的反馈值，由PEPER-ON选择有效；
（不推荐）
MAN：
手动值，由MAN-ON选择有效；
GAIN：
比例增益；
TI：
积分时间；
TD：
微分时间；
TM_LAG：
我也不知道，没用过它，和微分有关；
DEADB_W：
死区宽度；
如果输出在平衡点附近微小幅度振荡，可以考虑用死区来降低灵敏度；
LMN_HLM：
PID上极限，一般是100%；
LMN_LLM：
PID下极限；
一般为0%，如果需要双极性调节，则需设置为-100%；
（正负10V输出就是典型的双极性输出，此时需要设置-100%）；
PV_FAC：
过程变量比例因子
PV_OFF：
过程变量偏置值（OFFSET）
LMN_FAC：
PID输出值比例因子；
LMN_OFF：
PID输出值偏置值（OFFSET）；
I_ITLVAL：
REAL：
PID的积分初值；
有I-ITL-ON选择有效；
DISV：
允许的扰动量，前馈控制加入，一般不设置；
PID参数中重要的几个变量，给定值，反馈值和输出值都是用0.0~1.0之间的实数表示，而这几个变量在实际中都是来自与模拟输入，或者输出控制模拟量的．因此，需要将模拟输出转换为0.0~1.0的数据，或将0.0~1.0的数据转换为模拟输出，这个过程称为规格化．规格化的方法：
（即变量相对所占整个值域范围内的百分比对应与27648数字量范围内的量）
对于输入和反馈，执行：
变量*100/27648，然后将结果传送到PV-IN和SP-INT；
对于输出变量，执行：
LMN*27648/100，然后将结果取整传送给PQW即可；
将程序下载到ＰＬＣ中．在ＭＰＣＥ中选择一个回路，连线运转设备．
在DB120中选择Monitor,可以监测当前各个参数数值．
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