PLC实验指导书

可编程控制器课程设计

第一部分、 TVT－90A2实验箱介绍

一、概述

TVT—90A2型 PLC教学训练装置，主要自动化、电气工程及其自动化、机电一体化等专业的PLC教学实验课程的开设；也可用于工程技术人员进行PLC控制系统的初级培训。

该装置主要配置有主机、PLC数字量调试单元、模拟量指示调节单元，实验模拟板等。可完成指令系统训练，程序设计训练，并可能过继电器接口板与实际系统连接，完成实际系统的PLC控制。

图1.外形图

二、TVT—90A2箱式PLC训练装置的使用

TVT—90A2训练装置主要由可编程序控制器，主机板和实验模拟板组成（见图2）。

● 用实验连接导线将主机板关部分相连接可完成指令系统训练；

● 用实验连接导线将主机板与实验模拟板相关部分相连接可完成程序系统

训练；

● 用连接导线将主机板与实际系统的部件连接可作为开发机使用，进行现

场调试。

可编程序控 制器 实验模拟板 主机板

图2.总体结构图

1、TV—90A2训练装置的基本配置

● 主机箱（包含可编程序控制器、主机板和实验模拟板） 1

个

● 实验连接导线 1

套

● 220VAC 电源线 一

条

● RS-232通讯电缆

一条

2、TV—90A2训练装置的结构组成

① 可编程序控制器组成：

● 主机模块：日本欧姆龙

CPM2A-30CDR-A

（18点开关量输入；12点开关量输出）

● 扩展模块：CPM1A-20ED1

（12点开关量输入）

● 扩展模块：CPM1A-MAD02-CH

（4路模拟量输入；1路模拟量输出）

图3.PLC组成

手持编程器接口 RS-232串行接口

② 主机板的组成：

● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

PLC输入、输出连线插孔 8个波动开关 一个2位拨码器 一个16键矩阵键盘 一个8段数码管 5个LED指示灯 2个模拟量指针表 1个24VDC电源

1个0~10V和1个0~20mA可调信号源 电源开关及保险管

24VDC 电源 8位 拨动开关 图4. 主机板功能构成分布

16键 矩阵键盘 电源开关及保险 PLC输入 连线插孔区 PLC输出 连线插孔区 8段 数码管 PLC模拟通道 连线插孔区 5位 指示灯 电压、电流 可调信号源 模拟量指示表 2位 拨码器 ③ 试验模拟板的组成：

实验模拟板上共分为6个特定试验功能区域，由模拟图形、指示灯和连线插孔组成。6个特定试验功能区域分别为：电机控制部分、交通灯自控和手控部分、多种液体自动混合部分、自动正、回火炉部分、邮件分拣器部分和继电器接口部分。

图5. 试验模拟板

三、TVT—90A2训练装置主要技术参数

（1）PLC主机（PM2A-30CDR-A）的主要技术数据：

开关量输入点数 . 18点 开关量输出点数 12点 输出继电器允许电流 2A(250VAC) 指令条数 224条 基本指令执行时间 1.6us 主要编程方式 梯形图 编程容量 2048字 定时/计数器 128个 内辅助继电器 512位

特殊继电器 64个 数据寄存器 1660个 主机电源 220VAC （2）扩展CPM1A-20ED1

开关量输入点数 12点 开关量输出点数 8点 （3）扩展CPM1A-MAD02-CH

模拟量输入点数 4路 输入信号类型 4~20mA 1-5V 0~10V 标准信号 模拟量输模出点数 1路 输出信号类型 4~20mA 1-5V 0~10V标准信号

四、编程序控制器课程设计实验内容

PLC指令系统训练实验： 实验一 基本指令及逻辑 实验二 定时器/计数器指令 实验三 微分指令 实验四 保持功能指令

实验五 数传、比较及计算指令 PLC综合设计实验：

实验七 多种液体混合控制 实验八 交通信号灯控制

五、TVT—90A2训练装置的注意事项

a) 所有的“COM”孔应连接到主机板的“DC24V+” b) 主机板与实验模拟板的电源应一一对应接好 c) 输入开关“C”孔应接“DC24V -”

d) 在插拔RS232串口线时，计算机与PLC双方须一方断电，方可操作，否

则损坏设备。

e) 在运行PLC前应检查PLC电源是否连接好，切记不要短路，导致设备烧

毁。

f) 本装置具有过流保护功能，当24VDC电源发生短路时，装置能自保护，

并能在数分钟后恢复。

第二部分、 PLC指令系统训练实验

实验一、 基本指令及逻辑

一、实验目的：1、熟悉编程软件及方法

2、掌握与、或、非等指令

二、实验设备：可编程控制器训练装置 三、实验内容

＊ 按编程要求编制程序，观察输入，输出结果与理论值理否相等 I/O分配

输入点 输出点 0000 1000 0001 1001 0002

0003 1002 0004 0000 1000 ＊ 逻辑控制对照表 1 0 0 非 0001 0 0 1 1 0002 0 1 0 1 1001 0 0 0 1 0003 0 0 1 1 0004 0 1 0 1 1002 0 1 1 1 1

与 或

四、实验步骤：

1、INPUT000接输入开关SA1孔 2、INPUT001接输入开关SA2孔 3、INPUT002接输入开关SA3孔 4、INPUT003接输入开关SA4孔 5、INPUT004接输入开关SA5孔 6、OUTPUT1000接指示灯HLO孔 7、OUTPUT1001接指示灯HL1孔 8、OUTPUT1002接指示灯HL2孔

9、INPUT和OUTPUT的COM点接DC24V+ 孔 10、输入开关的C点连接到DC24V- 孔

11、编制程序、拨动开关、观察结果与理论值是否相符

五、实验报告：

记录程序梯形图，观察实验现象。

实验二、 定时器/计数器指令

一.实验目的：使学生熟悉定时器/计数器用法 二.实验设备：可编程控制器训练装置 三.实验内容：合上开关“SA0”后，“HL0”闪烁，“HL0” 闪烁5次时“HL1”亮

＊ I/O地址分配

输入点: 输出点:

0000 SA0 1000 HL0 0002 SA1 1001 HL1

四.实验步骤：

1、 首先将INPUT 0000点连接到输入开关SA0孔 2、 将INPUT 0002点连接到输入开关的SA1孔 3、 将OUTPUT 1000点连接到HL0孔 4、 将OUTPUT 1001点连接到HL1孔

5、 将INPUT和OUTPUT的COM连接到DC24V+孔

6、 将输入开关的C点连接到DC24V- 孔

7、 编制程序，检查无误后，给PLC送电，拨动SA0及SA1开关，观察现象。

五.实验报告：

记录程序梯形图，观察实验现象。

实验三、 微分指令

一.实验目的：使学生熟悉微分指令用法 二.实验设备：可编程控制器训练装置 三.实验内容：

（1）DIFU指令：前沿微分指令，输入脉冲前沿使指定继电器接通一个扫描周期，然后复

位。

实验内容：当开关SA0合上瞬间产生一个扫描周期的脉冲，用这个脉冲启动定时器三秒后HL0灯亮。SA1为复位开关。

（2）DIFU指令：后沿微分指令，输入脉冲前沿使指定继电器接通一个扫描周期，然后复

位。

实验内容：当开关SA0断开瞬间产生一个扫描周期的脉冲，用这个脉冲启动定时器三秒后HL0灯亮。SA1为复位开关。

＊ I/O地址分配

输入点 输出点 0000 SA0 启动 1001 0001 SA1 复位

HL0

四.实验步骤：

1、 将INPUT0000接到输入开关的SA0孔。 2、 将INPUT0001接到输入开关的SA1。 3、 将OUTPUT1001点接到HL0孔。

4、 将输入开关的C点接到DC24V-孔。

5、 将输入INPUT及输出OUTPUT端孔COM孔连接到DC24V+孔

6、 编制程序，检查连接无误后，给PLC送电，拨动SA0及SA1开关，观察现象。

五.实验报告：

记录程序梯形图，观察实验现象。

实验四、 保持指令的用法

一.实验目的：使学生熟悉保持指令的用法 二.实验设备：可编程控制器训练装置

三.实验内容：拨动启动开关SA0，当SA0置ON时，PLC内部附助继电器”20000”位置

ON，同时HL0灯亮，将SA0置OFF，HL0仍然亮，当复位开关SA1置ON时，HL0灯灭。 ＊ I/O点地址分配：

输入点: 输出点: 0000 SA0 启动开关 1000 HL0 0001 SA1 复位开关

四.实验步骤：

1、 首先将INPUT的0000点连接到SA0孔 2、 将INPUT的0001点连接到SA1孔 3、 将OUTPUT的1000点连接到HL0孔

4、 将输入开关的C点连接到DC24V-孔

5、 将INPUT和OUTPUT的COM点连接到DC24V+孔

6、 检查连接无误后，给PLC送电，运行程序，拨动SA0及SA1开关，观察现象。

五.实验报告：

记录程序梯形图，观察实验现象。

实验五、 数传、比较及运算指令

一.实验目的：使学生熟悉传送、比较指令用法. 二.实验设备: 可编程控制器训练装置

三.实验内容：用”INC”指令BCD码递增计数，计数值存放在PLC内部200通道中，用

MOV指令将200通道的内容传送到201通道中，用CMP指令将201通道的内容与BCD数＃0800设定值比较，比较的结果，如大于设定值，输出点1000置ON，HL0灯亮，如小于设定值，输出点1001置ON，HL1灯亮，同时HL0灭 ＊ I/O地址分配

输入点 输出点 无（用PLC内部点25313） 1000 HL0灯

1001 HL1

四.实验步骤：

1、首先输出点1000点连接到HL0孔 2、将输出点1001点连接到HL1孔

3、将输出与输入的COM点连接到DC24V+孔

5、检查连接线无误后，给PLC送电，运行程序，对应梯形图，观察实验现象。

五.实验报告：

仔细观察实验现象，认真记录实验发现的问题。

第三部分、 综合设计实验

实验六、 多种液体自动混合控制

一、实验目的：

用PLC构成多种液体自动混合控制系统

二、实验设备：可编程控制器训练装置 三、实验内容：

＊ 控制要求：初始时，容器为空的，Y1、Y2、Y3电磁阀和M搅拌机均为OFF，液面传感器L1、L2、L3为OFF，按下启动按钮，开始下列操作：

a) 电磁阀Y1开启（Y1 为ON），开始注入液体A，至液面高度为L3时，（此时L1和L2为OFF），停止注入（Y1为OFF），同时开启液体B电磁阀Y2（Y2为ON），注入液体B，当液面升至L2时，（L1为OFF,L2为ON），停止注入(Y2为OFF)。同时开启液体C电磁阀，当液面升至L1时（L1为ON）停止注入C液体（Y3为OFF）。 b) 停止液体B注入时，开始搅拌机M，搅拌混合时间为10S，

c) 停止搅拌后放出混合液体（Y4为ON），至液面高度降为L3后，再经5S停放出（Y4为OFF）

按下停止按钮后，在当前、操作完毕后，停止操作，回到初始状态。 ＊ I/O 分配

输入 输出

启动按钮SB1 0000 Y1 1000 停止按钮SB2 0001 Y2 1001 L1 0002 Y3 1002 L2 0003 Y4 1003 L3 0004 M 1004 四、实验步骤：

1、 首先将操作板的DC24V电源与实验板的＋24V、OV孔一一对应接好。 2、 用导线将输入端0000点连接到SB1孔。 3、 用导线将输入端0001点连接到SB2孔 4、 用导线将0002点连接到实验板的L1孔 5、 用导线将0003点连接到实验板的L2孔 6、 用导线将0004点连接到实验板的L3孔 7、 用导线将输出端1000点连接到实验板的Y1孔 8、 用导线将输出端1001点连接到实验板的Y2孔 9、 用导线将输出端1002点连接到实验板的Y3孔 10、用导线将输出的1003点连接到实验板的Y4孔 11、用导线将输出的1004点连接到实验板的M孔 13、将输入输出所有的COM点连接到DC24V+孔

14、检查连接无误后，给PLC上电，按下启动开关SB1运行程序 15、L1、L2、L3液面控制为开关控制

五、实验报告：

根据设计要求编制梯形图程序。

实验七、 交通信号灯控制

一、实验目的：

用PLC构成交通信号灯控制系统

二、实验设备：可编程控制器训练装置 三、实验内容：

＊ 控制要求：自动开关合上后，东西方向绿灯亮8S灭,闪2S；黄灯亮2S灭；红灯亮12S;绿灯亮??循环，对立南北方向红灯灯亮12S；绿灯亮8S灭; 闪2S灭; 黄灯亮2S灭; 红灯亮??循环。 ＊ I/O 分配

输入 输出

自控开关 0000 东西绿灯 1000 黄灯 1001 红灯 1002 南北绿灯 1003 黄灯 1004

红灯 1005

四、实验步骤：

1、 用导线将输出1000孔连接到试验板的东西绿灯孔 2、 用导线将输出1001孔连接到实验板的东西黄灯孔 3、 用导线将输出1002孔连接到实验板的东西红灯孔 4、 用导线将输出1003孔连接到实验板的南北绿灯孔 5、 用导线将输出1004孔连接到实验板的南北黄灯孔 6、 用导线将输出1005孔连接到实验板的南北红灯孔

7、 用导线将输入点000孔连接到操作板的SA0孔，做启动按钮用。SA0的C端连接

到电源DC24V－端。

8、 操作板的DC24V＋、－孔与实验板的＋24V和OV孔一一对应接好。 9、输入及输出的COM点连接到DC24V＋孔

10、编制程序，检查连线无误后，给PLC上电，参照梯形图观察实验现象。

五、实验报告：根据设计要求编制梯形图程序。

实验八、 数码管显示实验

一、实验目的：

熟悉数码管的显示及各指令的用法

二、实验设备：可编程控制器训练装置 三、实验内容：

＊控制要求：按下启动开关SA1，数码管从0-9循环显示，每个数字显示时间为1S。

＊I/O 分配： 自行设计

四、实验步骤：

自行设计

五、实验报告：根据设计要求编制梯形图程序。

实验九、 抢答器设计实验

一、实验目的：

数码管的高级应用及各指令的用法

二、实验设备：可编程控制器训练装置 三、实验内容：

＊ 控制要求：系统上电，数码管显示8，SA1，SA2，SA3，SA4做四路抢答键，对应显示1，2，3，4，抢答键合上为有效。SB1为复位键，复位时数码管显示为0。

＊I/O 分配： 自行设计

四、实验步骤：

自行设计

五、实验报告：根据设计要求编制梯形图程序。

附录A、 基本指令实验程序

实验一：基本指令及逻辑

注释：

名称 地址 P_On 常通标志 253.13 P_GT大于(GT)标志 255.05 P_LT小于(LT)标志 255.07

附录B、 CX-Programmer编程软件介绍

CX-Programmer 是OMRON公司新的编程软件，适用于C、CV、CS1系列 PLC，它可完成用户程序的建立、编辑、检查、调试以及监控，同时还具有完善的维护等功能，使得程序的开发及系统的维护更为简单、快捷。 一、安装CX-P编程软件

1、系统要求

运行CX-P编程软件的计算机系统要求如表B-1所示。

表B-1 系统要求

CPU 内存 硬盘 操作系统 计算机 Pentium以上的微处理器、主频90 兆赫以上 16MB以上 40MB以上 Windows 95以上，或Windows NT 4.0 Service Pack 3以上 IBMPC及兼容机 2、软件安装 将CX-P安装光盘放入CD-ROM中，在CX-P子目录下双击安装程序Setup，启动安装过程，并按照屏幕提示依次进行。安装时首先要选择安装语言；然后是输入许可证号码，利用许可证号码才可以使用CX-P的所有功能，不输入许可证号码也能够完成安装，但得到的是CX-P的“部分功能”版本，它也能正常工作，但仅支持CPM1, CPM2* 和SRM1 PLC；最后在选择是否安装CX-SERVER时，应选择“是”。 二、CX-P编程软件的主要功能

CX-P编程软件可以实现梯形图或语句表的编程、编译检查程序、程序和数据的上载及下载、设置PLC的设定区、对PLC的运行状态或内存数据进行监控和测试、打印程序清单、文档管理等功能。

图B-1 CX-P编程软件界面

CX-P编程软件界面的外观如图B-1所示。编程界面包括标题栏、菜单条、工具条、状态栏以及5个窗口（可用“视图”菜单中的“窗口”项来选择显示窗口），下面将简单介绍各部分的功能。 1、菜单条

1）文件菜单可完成如新建、打开、关闭、保存文件、文件的页面设置、打印预览和打印设置等操作。

2）编辑菜单提供编辑程序用的各种工具，如选择、剪切、复制、粘贴程序块或数据块的操作，以及查找、替换、插入、删除和微分等功能。

3）视图菜单可以设置编程软件的开发环境，如选择梯形图或助记符编程窗口，打开或关闭其他窗口（如工程窗口、查看窗口、输出窗口等），显示全局符号表或本地符号表等。 4）插入菜单可实现在梯形图或助记符程序中插入行、列、指令或触点、线圈等功能。 5）PLC菜单用于实现与PLC联机时的一些操作，如设置PLC的在线或离线工作方式以及编程、调试、监视和运行4种工作模式；所有程序在线编译；上载或下载程序；查看PLC的信息等。

6）程序菜单实现梯形图和助记符程序的编译。

7）工具菜单用于设置PLC的型号和网络配置工具、创建快捷键、以及改变梯形图的显示内容。

8）窗口菜单用于设置窗口的排放方式。

9）帮助（Help）菜单项可以方便地检索各种帮助信息，而且在软件操作过程中，可随时按F1键来显示在线帮助。 2、工具条

工具条是将CX-P编程软件中最常用的操作以按钮形式显示，提供更加快捷的鼠标操作。可以用“视图”菜单中的“工具栏”选项来显示或隐藏各种按钮。 3、工程窗口 在工程窗口中，以分层树状结构显示与工程相关的PLC和程序的细节。一个工程可生成多个PLC，每个PLC包含全局符号表、设置、内存、程序等内容，而每个程序又包含本地符号表和程序段。工程窗口可以实现快速编辑符号、设定PLC、以及切换各个程序段的显示。 4、图表工作窗口

图表工作窗口用于编辑梯形图程序或语句表程序，并可显示全局变量或本地变量等内容。 5、输出窗口

输出窗口可显示程序编译的结果（如有无错误、错误的内容和位置），以及程序传送结果等信息。

6、查看窗口 在查看窗口中，可以同时显示多个PLC中某个地址编号的继电器的内容，以及它们的在线工作情况。

7、地址引用工具窗口

地址引用工具窗口用来显示具有相同地址编号的继电器在PLC程序中的位置和使用情况。 8、状态栏

在编程时，状态栏将提供一些有用的信息，如即时帮助、PLC在线或者离线状态、PLC工作模式、连接的PLC和CPU类型、PLC连接时的循环时间及错误信息等。 三、CX-P编程软件的使用

用CX-P编程软件编制用户程序可按以下步骤进行： （1）启动CX-P软件； （2）建立新工程文件；

（3）绘制梯形图； （4）编译程序；

（5）下载程序和监视程序运行。 1、启动CX-P编程软件

在开始菜单中找到Omron/CX- Programmer/ CX- Programmer选项即可启动CX-P编程软件，CX- Programmer的启动画面如B-2所示。

图B-2 CX-P编程软件启动界面 2、建立新工程文件

启动CX-P后，单击文件菜单中的“新建”命令，或者直接点击工具条上的“新建”按钮来创建一个新工程。此时，屏幕上出现如图B-3所示的对话框可进行PLC的设置。

图B-3 “改变PLC”窗口

1）在“设备名称”栏中键入新建工程的名称

2）在“设备型号”栏中选择PLC的系列号，然后再点击其右边的“设置”按钮，设置PLC型号、程序容量等内容。

3）在“网络类型”栏中选择PLC的网络类型，一般采用系统的默认值。

4）在“注释”栏中输入与此PLC有关的注释。

在完成以上的设置后，单击“改变PLC”对话框下方的“确定”按钮，则显示如图B-4所示的CX-P编程软件的操作界面，该操作界面为新工程的离线编程状态。

图B-4 新建文件后CX-P操作界面 3、绘制梯形图

下面以“电动机的定时控制”程序为例，简要说明使用CX-P软件编写梯形图的过程。电动机的定时控制要求电动机启动运行2分钟后自动停止。

1）先用鼠标选取工具条中的“常开触点”按钮，然后在如图B-4所示的梯形图编辑窗口中，单击第一条指令行的开始位置，将弹出如图B-5所示的新接点对话框，输入图中的各项内容后，按“确定”键。

图B-5 “输入常开触点”窗口

2）图B-6显示第一个触点已经输入到第一行的起始位置。触点的上方是该常开触点的名称和地址，下方是注释。触点左侧的红色标记表示该触点所在的指令条存在逻辑错误或者不完整。

图B-6 显示常开触点

如果想改变触点的显示方式，可利用“工具”菜单中的“选项”命令来实现。

图B-7 “选项”窗口（梯形图信息）

3）若要在第一个触点的右边串接一个常闭触点，可先用鼠标选取工具条中的“常闭触点”按钮，然后单击第一个触点的右边位置，在弹出的对话框中输入相应的内容，完成第二个触点的输入。

4）若要在第一行的最后输入一个线圈，可用鼠标选取工具条中的“新线圈”按钮，然后按照上述的方法完成线圈的输入。当光标离开线圈时，软件会自动将该线圈调整到紧靠右母线的位置，如图B-8所示。当线圈输入完毕后，第一个触点左侧的红色标记就会自动消失。

图B-8 添加输出线圈

5）若要在第一个触点的下方并联一个常开触点，可用鼠标选取工具条中的“新的纵线”按钮，再点击第一个触点的右边位置，添加一条纵线，此时软件会在第一个触点的下方自动插入空行，如图B-9所示。然后按照第一步的方法，在第一个触点的下方添加一个常开触点。

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