可编程序控制器(PLC)实验指导书

可编程序控制器(PLC)实验指导书

可编程序控制器（PLC）实验指导书

（三菱 FX 2N 、FX0N）

柴绍宽

上海应用技术学院 机电学院自控中心

二零零三年九月

可编程序控制器(PLC)实验指导书

前 言

《可编程序控制器原理及应用》课程，是一门实践性很强的技术课程，它要求有较强的编程及操作能力，根据教学要求，我们特编写此“可编程序控制器实验指导书”，与理论课程配套使用。

三菱FX2N、FX0N可编程序控制器的功能比较强大，可分为基本指令、步进梯形指令、应用指令。学生应该先学习这些指令的有关知识，再经过实验训练掌握PLC基本编程技能和操作方法，为今后从事自动控制领域的相关工作打下扎实的基础。SWOPC-FXGP/WIN是和三菱MELSEC-F系列PLC配套的可编程序控制器编程软件包。是在WINDOWS平台上操作的，用来对PLC进行编程和调试。FXGP的功能比较多，其基本功能，可以保证实验者进行PLC程序初步开发工作。

本实验指导书根据《PLCⅡ型教学实验系统》提供的实验,有项目十五个，各任课老师可根据各专业的教学大纲以及教学计划的安排，选做部分或全部的实验项目。有些比较大的实验项目可安排在课程设计中进行。

本实验指导书在编写过程中，得到教研室叶真老师和实验室袁小平老师的帮助，在此谨致衷心的感谢。由于水平有限，不足与失误在所难免，将在使用中不断进行补充与修改，更希望得到宝贵意见和建议。

编者 2003.9

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目 录

一. 实验设备配置二. 设备介绍三. FXGP编程软件的应用四. 设置编辑文件的路径五. 编辑文件的正确进入及存取六. 文件程序编辑七. 设置通讯口参数八. FXGP与PLC之间的程序传送九. 程序的运行与调试十. 退出系统十一. 实验

实验一.认识FXGP与实验二.与、或、非逻辑处理实验实验三.定时器、计数器实验实验四.跳转、分支实验实验五.数据控制功能实验25 实验六.微分、位操作实验实验七.电机控制实验实验八.红绿灯控制实验实验九.混料罐实验实验十.计件实验实验十一.传输实验实验十二.刀具库实验实验十三.检瓶实验实验十四.电梯模型控制实验实验十五.冲压实验附录

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一. 实验设备配置

1．可编程序控制器（PLC）三菱FX2N—48MR （FX0N—40MR） 1台 2．通讯电缆 SC—09 1根 3．PLC教学实验系统 EL—PLC—Ⅱ 1台 4．微机 586以上、WIN95或98、ROM-16M 1台 5．编程软件包 FXGP/WIN—C 1套

二．设备介绍

1．PLC 三菱（MITSUBISHI）FX2N—48MR

该可编程序控制器是由电源+CPU＋输入输出+程序存储器（RAM）的单元型可编程序控制器。其主机称为基本单元，为主机备有可扩展其输入输出点的“扩展单元（电源+I/O）”和“扩展模块（I/O）”，此外，还可连接扩展设备,用于特殊控制。图（1）所示是各部的名称。（图（1）在第4页）

2. PLC教学实验系统（SY—PLC—Ⅱ）

SY型PLC教学实验系统由实验箱、PLC、微机三部分构成。

其中实验箱为PLC提供： ●开关量输入信号DJS1。 ●单脉冲（PO1～PO6）。

●开关量灯显示（INPUT OUTPUT各20点）。 ●输入、输出端子（接PLC输入、输出）。

微机用于编程、提供动画片界面，使编程、调试更加方便。 EL型PLC教学实验系统流程:

PLC教学实验系统 微 机

分析被控对象编程输入程序连接实验线路运行PLC程序 （运行实验辅助程序）观察现象。

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（1）

图

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●SY型PLC教学实验系统内实验箱的布局〈见图（2）〉和用途：

仿真实验区传输实验区开关组输入模块

端子 混料实验区检瓶实验区排

直线实验区

交通灯实验区冲压实验区电 源

图（2）

PLC教学实验箱的用途：主要为PLC提供电源、各类实验区的硬件，为实验项目提供输入信号和输出显示（输入输出均为24VDC值），以及少量传感仿真信号。 ●PLC教学实验系统硬件详见附录（一）

3．设备连接

首先将通讯电缆（SC—09）的9芯型插头插入微机的串行口插座（以下假定为端口2，此工作由实验室完成），再将通讯电缆的圆形插头插入编程插座，最后将220V交流电源线接上，打开开关即可工作。

4．安装FXGP-WIN-C编程软件

将存有MELSEC-F/ FX系统编程软件的软盘插入软驱，在WINDOWS条件下起动安装进入MELSEC-F/ FX系统，选择FXGP-WIN-C文件双击鼠标左键，出现如下界面〈图（3）〉方可进入编程。

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图（3）

三．FXGP-WIN-C编程软件的应用

1. FXGP-WIN-C编程软件的界面介绍见图（4）

LLKJHHHH KK 图（4）

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界面包含： a当前编程文件名,例如标题栏中的文件名untit101

b菜单: 文件（F）、 编辑（E）、 工具（T）、 PLC、 遥控（R）、 监控/测试（M）等等。

c快捷功能键:保存、 打印、剪切、 转换、元件名查、 指令查、 触点/线圈查、 刷新等等。

d当前编程工作区:编辑用指令（梯形图）形式表示的程序。 e当前编程方式:梯形图。 f状态栏: 梯形图。

g快捷指令: F5常开、F6常闭、F7输入元件、 F8输入指令等等。 h功能图: 常开、常闭、输入元件、输入指令等等。 菜单操作：

FXGP-WIN-C（以下统一用简称FXGP）的各种操作主要靠菜单来选择，当文件处于编辑状态时，用鼠标点击想要选择的菜单项，如果该菜单项还有子菜单，鼠标下移，根据要求选择子菜单项，如果该菜单项没有下级子菜单，则该菜单项就是一个操作命令，单击即执行命令。

四、设置编辑文件的路径

首先应该设置文件路径，所有用户文件都在该路径下存取。

假设D：\PLC*设置为文件存取路径。 操作步骤：

首先打开Windows界面进入“我的电脑”，选中D盘，新建一个文件夹，取名为[PLC1]确认，然后进入FXGP编程软件。

五、编辑文件的正确进入及存取

正确路径确定后，可以开始进入编程﹑存取状态。

1、 假设首次程序设计：首先打开FXGP编程软件，点击〈文件〉子菜单〈新文件〉或点击常用工具栏

弹出[PLC类型设置]对话框，供选择机型。本实验指导书提供的为FXON、FX2N二种机型，实验使用时，根据实际确定机型，若FX2N即选中FX2N，然后[确认]，就可马上进入编辑程序状态。注意这时编程软件会自动生成一个〈SWOPC-FXGP/WIN-C-UNTIT***〉文件名，在这个文件名下可编辑程序。

2、 文件完成编辑后进行保存:点击〈文件〉子菜单〈另存为〉，弹出[File Save As]对话框，在“文件名” 中能见到自动生成的〈SWOPC-FXGP/WIN-C-UNTIT***〉 文件名，这是编辑文件用的通用名，在保存文件时可以使用，但我们建议一般不

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使用此类文件名，以避免出错。而在“文件名”框中输入一个带有（保存文件类型）特征的文件名。

保存文件类型特征有三个： 1） Win Files(*.pmw)； 2） Dos Files(*.pmc)； 3） All Files(*.*)。

一般类型选第一种，例：先擦去自动生成的“文件名”，然后在“文件名”框中输入（ABC.pmw）、（555.pmw）、（新潮.pmw）等等。有了文件名，单击“确定”键，弹出“另存为”对话框，在“文件题头名”框中输入一个自己认可的名字，单击“确定”键，完成文件保存。

注：如果点击工具栏中“保存”按键只是在同名下保存文件。 3、 打开已经存在的文件:首先点击编程软件FXGP-WIN-C，在主菜单〈文件〉下选中〈打开〉弹出[File Open]对话框，选择正确的驱动器、文件类型和文件名，单击“确定”键即可进入以前编辑的程序。

六、文件程序编辑

当正确进入FXGP编程系统后，文件程序的编辑可用二种编辑状态形式： 1）指令表编辑 2）梯形图编辑

1、 指令表编辑程序

“指令表”编辑状态，可以让你用指令表形式编辑一般程序。 现在以输入下面一段程序为例：

Step Instruction I/0 0 LD X000 1 OUT Y000 2 END

操作步骤 解释

1）点击菜单〈文件〉中的〈新文件〉或〈打开〉选择PLC类型设置，FXON或FX2N后确认，弹出“指令表”（注：如果不是指令表，可从菜单“视图”内选择“指令表”）

建立新文件，进入“指令编辑”状态，进入输入状态，光标处于指令区，步序号由系统自动填入

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2）键入“LD”[空格] （也可以键入“F5”） 键入“X000”，[回车]

3）键入“OUT”[空格] （可以健入“F9”） 键入“Y000”，[回车]

4）键入“END”，[回车]

输入结束指令，无元件号，光标下移

输入第一条指令

（快捷方式输入指令） 输入第一条指令元件号，光标自动进入第二条指令

输入第二条指令

（快捷方式输入指令） 输入第二条指令元件号，光标自动进入第三条指令

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注：程序结束前必须输入结束指令（END）

“指令表”程序编辑结束后，应该进行程序检查，FXGP能提供自检，单击[选项]下拉子菜单，选中[程序检查]弹出[程序检查]对话框，根据提示，可以检查是否有语法错误，电路错误以及双线圈检验。检查无误可以进行下一步的操作〈传送〉、〈运行〉

2、 “梯形图”编辑程序

梯形图编辑状态，可以让你用梯形图形式编辑程序。 现在以输入下面一段梯形图为例：

操作步骤 解释

1）点击菜单〈文件〉中的〈新文件〉或〈打开〉选建立新文件，进入“梯择PLC类型设置，FXON或FX2N后确认，弹出“梯形形图编辑” 状态，进入图”（注：如果不是梯形图，可从菜单“视图”内选输入状态，光标处于元择“梯形图”） 件输入位置。 2）首先将小光标移到左边母线最上端处 确定状态元件输入位置3）按“F5”或点击右边的功能图中的常开，弹出 “输入元件”对话框

4）键入“X000”[回车]

5）按“F6”或点击功能图中的常闭，弹出“输入 元件”对话框

输入一个元件“常开”触点

输入元件的符号“X000”输入一个元件“常闭”触点

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6）键入“X001”[回车] 输入元件的符号“X001”

7）按“F7”或点击功能图中的输出线圈 输入一个输出线圈

8）键入“Y000”[回车] 输入线圈符号“Y000”

9)点击功能图中带有连结线的常开，弹出“输入 输入一个并联的常开触元件”对话框 点

10)键入“Y000”[回车] 输入一个线圈的辅助常

11)按“F8”或点击功能图中的“功能”元件 “—[ ]—”,弹出“输入元件”对话框

12)键入“END”[回车]

注：程序结束前必须输入结束指令（END）

开的符号“Y000”输入一个“功能元件”

输入结束符号

“梯形图”程序编辑结束后，应该进行程序检查， FXGP能提供自检，单击[选项]下拉子菜单，选中[程序检查]弹出[程序检查]对话框，根据提示可以检查是否有语法错误，电路错误以及双线圈检验。进行下一步<转换>、<传送>、<运行>。

注意：“梯形图”编辑程序必须经过“转换”成指令表格式才能被PLC认可运行。但有时输入的梯形图无法将其转换为指令格式。

梯形图 转换成 指令表 格式的操作用鼠标点击快捷功能键: 转换 或者点击工具栏的下拉菜单〈转换〉

梯形图 和 指令表 编程比较：梯形图编程比较简单、明了，接近电路图，所以一般PLC程序都用梯形图来编辑，然后，转换成指令表，下载运行。

七、设置通讯口参数

在FXGP中将程序编辑完成后和PLC通讯前，应设置通讯口的参数。如果只是编辑程序，不和PLC通讯，可以不做此步。

设置通讯口参数，分二个步骤： 1、PLC串行口设置

点击菜单“PLC”的子菜单“串行口设置（D8120）[e]”，弹出下列对话框：

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检查是否一致，如果不对，马上修正完[确认]返回菜单做下一步。（注：串行口设置一般已由厂方设置完成）。

2、PLC的端口设置

点击菜单“PLC”的子菜单“端口设置[e]”弹出下列对话框：

根据PLC与PC连接的端口号，选择COM1～COM4中的一个，完成[确认]返回菜单。注：PLC的端口设置也可以在编程前进行。

八、FXGP与PLC之间的程序传送

在FXGP中把程序编辑好之后，要把程序下传到PLC中去。程序只有在PLC中才能运行；也可以把PLC中的程序上传到FXGP中来，在FXGP和PLC之间进行程序传送之前，应该先用电缆连接好PC-FXGP和PLC。 1、把FXGP中的程序下传到PLC中去

若FXGP中的程序用 指令表 编辑即可直接传送，如果用 梯形图 编辑的则要求转换成指令表才能传送，因为PLC只识别指令。

点击菜单“PLC”的二级子菜单“传送”→“写出”：弹出对话框，有二个选择〈所有范围〉、〈范围设置〉 选择： 1）所有范围

即状态栏中显示的“程序步”（FX2N-8000、FX0N-2000）会全部写入

PLC，时间比较长。（此功能可以用来刷新PLC的内存）

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2）范围设置

先确定“程序步”的“起始步”和“终止步”的步长，然后把确定的

步长指令写入PLC，时间相对比较短。

程序步的长短都在状态栏中明确显示。(见图（4）界面下方) 在“状态栏”会出现“程序步”（或“已用步”）写入（或插入）FX2N等字符。选择完[确认]，如果这时PLC处于“RUN”状态，通讯不能进行，屏幕会出现“PLC正在运行，无法写入”的文字说明提示，这时应该先将PLC的“RUN 、STOP”的开关拨到“STOP”或点击菜单“PLC”的[遥控运行/停止[0] ]（遥控只能用于FX2N型PLC），然后才能进行通讯。进入PLC程序写入过程，这时屏幕会出现闪烁着的“写入Please wait a moment”等提示符。

“写入结束” 后自动“核对”，核对正确才能运行。 注意这时的“核对”只是核对程序是否写入了PLC，对电路的正确与否由PLC判定，与通讯无关。

若“通讯错误” 提示符出现，可能有两个问题要检查。

第一， 在状态检查中看“PLC类型”是否正确，例：运行机型是FX2N，但设置的是FXON，就要更改成FX2N。

第二， PLC的“端口设置”是否正确即COM口。

排除了二个问题后，重新“写入”直到“核对”完成表示程序已输送到PLC中。 2、把PLC中的程序上传到FXGP中

若要把PLC中的程序读回FXGP，首先要设置好通讯端口，点击“PLC”子菜单“读入”弹出[PLC类型设置]对话框，选择PLC类型,[确认]读入开始。结束后状态栏中显示程序步数。这时在FXGP中可以阅读PLC中的运行程序。

注意：FXGP和PLC之间的程序传送，有可能原程序会被当前程序覆盖，假如不想覆盖原有程序，应该注意文件名的设置。

九、程序的运行与调试

1、程序运行

当程序写入PLC后就可以在PLC中运行了。先将PLC处于RUN状态（可用手

拨PLC的“RUN/STOP” 开关到“RUN”档,FXON 、FX2N都适合，也可用遥控使 PLC 处于 “RUN” 状态，这只适合FX2N型），再通过实验系统的输入开关给 PLC输入给定信号，观察PLC输出指示灯，验证是否符合编辑程序的电路逻辑关系，如果有问题还可以通过FXGP提供的调试工具来确定问题，解决问题。

例：运行验证程序

编辑、传送、运行下列程序：

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步骤：

1）梯形图方式编辑，然后[转换]成指令表程序。

2）程序[写入]PLC，在[写入]时PLC应处于“STOP”状态。 3）PLC中的程序在运行前应使PLC处于“RUN”状态。

4）输入给定信号，观察输出状态，可以验证程序的正确性。

操作步骤 观察

闭合XOOO断开X001 Y000应该动作 闭合X000闭合X002 Y000应该动作 断开X000 Y000应该不动作 闭合X000、闭合X001、断开X002 Y000应该不动作

Y000这条电路正确 Y000动作10秒后T0定时器触点闭合 Y001应该动作 T0、Y001电路正确

2、程序调试

当程序写入PLC后，按照设计要求可用FXGP来调试PLC程序。如果有问

题，可以通过FXGP提供的调试工具来确定问题所在。调试工具：监控/测试 下面举例（如图（5））说明：

监控/测试包括

* 开始监控 在PLC运行时通过梯形图程序显示各位元件的动作情况：见图（5）。

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图（5）

当X000闭合、Y000线圈动作、T0计时到、Y001线圈动作，此时可观察到动作的每个元件位置上出现翠绿色光标，表示元件改变了状态。利用“开始监控”可以实时观察程序运行。

* 进入元件监控 在PLC运行时，监控指定元件单元的动作情况：见图（6）。

图（6）

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当指定元件进入监控（在“进入元件监控”对话框中输入元件号），就可以非常清楚元件改变状态的过程，例如T0定时器，当当前值增加到和设置的一致，状态发生变化。这过程在对话框中能清楚看到。

* 强制Y输出 强制PLC输出端口（Y）输出ON/OFF：见图（7）。

图（7）

如果在程序运行中需要强制某个输出端口（Y）输出ON或OFF，可以在“强制Y输出”的对话框中输入所要强制的“Y”元件号，选择“ON”或“OFF”状态“确认”后，元件保持“强制状态”一个扫描周期，同时图（7）界面也能清楚显示已经执行过的状态。

* 强制ON/OFF 强行设置或重新设置PLC的位元件：“强制ON/OFF”相当于 执行了一次SET/RST指令或是一次数据传递指令。对那些在程序中其线圈已经被驱动的元素，如Y0，强制“ON/OFF” 状态只有一个扫描周期，从PLC的指示灯上并不能看到效果。

下面通过图（8）和图（9）说明“强制ON/OFF”的功能，选TO元件作强制对象，在图（8）中，可看到在没有选择任何状态（设置/重新设置）条件下，只有当TO的“当前值”与“设置”的值一致时TO触点才能工作。

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图（8）

如果选择“ON/OFF”的设置状态，在图（9）中当程序开始运行，TO计时开始，这时只要确认“设置”，计时立刻停止，触点工作（程序中的TO状态被强制改变）。

图（9）

如果选择“ON/OFF”的重新设置状态，当程序开始运行，TO计时开始，这时 只要确认“重新设置”，当前值立刻被刷新，T0恢复起始状态。TO计时重新开始。

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调试还可以调用PLC诊断，简单观察诊断结果。

调试结束，关闭“监控/测试”，程序进入运行。注：“开始监控”、“进入

元件监控”是可以进行实时监控元件的动作情况。

* 改变PLC字元件的当前值：见图（10）。

图（10）

在图（10）中，当“当前值”的值被改动。例如K100改为K58，在程序运行状态下，执行确认，则TO从常数K58开始计时，而不是从零开始计时，这在元件监控对话框中非常清楚地反应出来，同时在改变当前值的对话框的“过程显示”中也能观察到。

改变当前值在程序调试中可用于瞬时观察。

* 改变设置值 改变PLC中计数器或计时器的设置值：见图（11）和图（12）。

在程序运行监控中，如果要改变光标所在位置的计数器或计时器的输出命令状态，只需在“改变设置值”对话框中输入要改变的值，则该计数器或计时器的设置值被改变，输出命令状态亦随之改变。如图（11）中，T0原设置值为“K100”，在“改变设置值”对话框中改为“K10”，並确认，则TO的设置值变为“K10”，如图（12）所示。

改变设置值在程序调试是比较常用的方法。 注：该功能仅仅在监控线路图时有效。

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图（11）

图（12）

十、退出系统

完成程序调试后退出系统前应该先核定程序文件名后将其存盘，然后关闭FXGP所有应用子菜单显示图，退出系统。

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十一、 实验

实验一 认识FXGP与PLC

一．实验目的：

1． 熟悉FXGP的操作界面

2． 熟悉FXGP菜单的显示和操作方式 3． 注意观察FXGP系统提供的信息 4． 学会设置路径、新建程序

5． 初步学习用指令表、梯形图方式编制PLC程序 6． 理解指令表和梯形图的对应关系

7． 掌握FXGP中的程序传送到PLC的方法 8． 掌握将PLC中的程序传送到FXGP的方法

9． 掌握校对FXGP和PLC中的程序的方法 10. 掌握调试程序的方法 二．实验内容

1． 设置文件路径为C:\PLC1 2． 进入FXGP软件

3． 新建一个序程序，指定正确的PLC类型，程序名称[untit101] 4． 用梯形图形式编辑如下一段程序

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/8vym.html