可编程控制器实验指导书11-5

可编程控制器实验指导书

2011年5月

目 录

实验一 可编程控制器的基本指令编程练习 ............ 3 实验二 十字路口交通灯控制 ........................ 8 实验三 LED数码显示控制 ......................... 12 实验四 天塔之光模拟控制 ......................... 20 实验五 加工中心的模拟控制 ....................... 25 实验六 步进电机运动控制（实物） ................. 37 实验七 直流电机调速实验（实物） ................. 40 实验八 三相鼠笼式异步电动机带延时正反转控制（实物） ................................................. 43 实验九 三相鼠笼式异步电动机的控制 ............... 46

2

实验一 可编程控制器的基本指令编程练习

（一） 与或非功能的实验

一、 实验目的

1、 熟悉PLC实验装置，S7-200系列编程控制器的外部接线方法 2、 了解编程软件STEP7的编程环境，软件的使用方法。 3、 掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。 二、实验说明

首先应根据参考程序，判断Q0.0、Q0.1、Q0.2的输出状态，在拨动输入开关I0.1、I0.2、I0.3，观察输出指示灯Q0.1、Q0.2、Q0.3是否符合与、或、非逻辑的正确结果。 在本装置中输入公共端要求接主机模块电源的“L+”，此时输入端是低电平有效；输出公共端要求接主机模块电源的“M”，此时输出端输出的是低电平。

三、实验面板图 V+ 1M 图中的接线孔通过防转座插锁紧线与PLC的主机相输入输出插孔相接。I为输入点，Q为输出点。

上图中下面两排I0.0～I1.5为输入按键和开关，模拟开关量的输入。上边一排Q0.0～Q1.1是LED指示灯，接PLC主机输出端，用以模拟输出负载的通与断。

I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 1L Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 2L Q0.4 Q05 Q0.6 3L Q0.7 Q1.0 Q1.1 COM M 2M I1.0 I1.4 I1.1 I1.2 I1.3 I1.5 L+ 3

四、梯形图参考程序

（二）定时器/计数器功能实验

一、实验目的

掌握定时器、计数器的正确编程方法，并学会定时器和计数器扩展方法,用编程软件对可编程控制器的运行进行监控。 二、实验说明

SIMATIC定时器可分为接通延时定时器（TON），有记忆的接通延时定时器（TONR）和断开延时定时器（TOF）。

SIMATIC计数器可分为递增计数器（CTU），递减计数器（CTD）和递增/递减计数器（CTUD）。 在运行程序之前，首先应该根据梯形图分析各个定时器、计数器的动作状态。 三、梯形图参考程序 1）定时器参考程序 `11111 ``

4

1s

2）计数器参考程序

5

I0.1

I0.1

2．定时器扩展实验

(1) 闪烁电路

（2）计数器扩展实验（略）

由于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。

6

四、思考题

1、S7-200的定时器最长的定时时间是多少?

2、用定时器设计延时接通延时断开电路，要求输入I0.0和输出Q0.1的波形如下图所示。

3、用定时器设计闪烁电路，I0.0接通后，开始定时，2s时间到，Q0.0为ON，再过3s，Q0.0为OFF，以后Q0.0的线圈这样周期地通电、断电，直到I0.0变为OFF。

7

实验二 十字路口交通灯控制

一、实验目的

熟练使用基本指令，根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法，了解使用PLC解决一个实际问题。 二、实验说明

信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭；南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒；到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮,东西红灯亮维持30秒。南北绿灯亮维持25秒，然后闪亮3秒后熄灭。同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。周而复始 三、实验面板图：

四、实验步骤 1、输入输出接线。

输入 SD 输出 R Y Q0.1 G Q0.0 输出 东西 R Q0.5 Y Q0.4 G Q0.3 I0.0 南北 Q0.2 8

2、打开主机电源将程序下载到主机中。 3、启动并运行程序观察实验现象。

五、梯形图参考程序

9

T42

10

六、思考题

1、画出交通灯动作时序图。 2、用其它方法编写程序实现该功能。

3、如交通灯动作时序图如下图所示，试修改程序实现。

11

红Q0.0 绿Q0.1 黄Q0.2 4s 绿Q0.4 黄Q0.5 5s 2.5s 红Q0.3 2.5s 实验三 LED数码显示控制

一、实验目的

熟练掌握移位寄存器位SHRB ，能够灵活的运用。 二、实验说明 1）、SHRB指令简介

移位寄存器位（SHRB）指令将DATA数值移入移位寄存器。S_BIT指定移位寄存器的最低位。N指定移位寄存器的长度和移位方向（移位加 = N，移位减 = -N）。SHRB指令移出的每个位被放置在溢出内存位（SM1.1）中。该指令由最低位（S_BIT）和由长度（N）指定的位数定义。

2）、参考程序描述

按下启动按钮后，由八组LED发光二极管模拟的八段数码管开始显示：先是一段段显示，显示次序是A、B、C、D、E、F、G、H,随后显示数字及字符，显示次序是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、b、C、d、E、F，断开启动按钮程序停止运行。 三、实验面板图：

12

四、实验步骤 1、输入输出接线 输入 输出 SD A B C D E F G H Q0.6 Q0.7 I0.0 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 2、打开主机电源将程序下载到主机中。 3、启动并运行程序观察实验现象。

五、梯形图参考程序

13

14

15

16

17

18

六、思考题

1、读懂原程序，并将显示数字或字符的功能用另一更简短的方法实现。 2、若增加一选择按钮I1.0，用户可选择仅显示各段,或仅显示数字、字符，请修改原程序。

19

实验四 天塔之光模拟控制

一、 实验目的

了解并掌握移位寄存器位SHRB基本应用及编程方法。 二、实验说明

合上启动开关后，按以下规律显示：L1 → L1、L2 → L1、L3 → L1、L4 → L1、L2 →L1、L2、L3、L4 → L1、L8 → L1、L7→ L1、L6 → L1、L5 → L1、L8 → L1、L5、L6、L7、L8 → L1 → L1、L2、L3、L4 → L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8 → L1----循环执行，断开启动开关程序停止运行。 三、实验面板图：

四、实验步骤 1、输入输出接线 输入 SD I0.0 输出 L1 Q0.0 L2 Q0.1 L3 Q0.2 L4 Q0.3 L5 Q0.4 L6 Q0.5 L7 Q0.6 L8 Q0.7 2、打开主机电源将程序下载到主机中。 3、启动并运行程序观察实验现象。

20

五、梯形图参考程序

21

22

23

六、思考题

1、若显示规律为 L8→ L8、L7 → L8、L6 → L8、L5 → L8、L7、L6、L5 → L4 → L3 → L2→ L2、L3、L4 → L1 → L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8 ，循环执行。

2、自己设计显示规律并编写程序实现。

24

实验五 加工中心的模拟控制

在加工中心单元完成本实验 一、实验目的

1.通过对加工中心实验的模拟，掌握运用PLC解决实际问题的方法。 2.熟练掌握PLC的编程和调试方法。 二、实验说明

T1、T2为钻头，用其实现钻功能；T3、T4为铣刀，用其实现铣刀功能。X轴、Y轴、Z轴模拟加工中心三坐标的六个方向上的运动。围绕T1-T4刀具，分别运用X轴的左右运动；Y轴的前后运动；Z轴的上下运动实现整个加工过程的演示。在X、Y、Z轴运动中，用DECX、DECY、DECZ按钮模拟伺服电机的反馈控制。

用X左、X右拨动开关模拟X轴的左、右方向限位；用Y前、Y后模拟Y轴的前、后限位；用Z上、Z下模拟刀具的退刀和进刀过程中的限位现象。 三、实验面板图：

四、实验步骤 1、输入输出接线 （1）自动演示过程的接线

25

运行运行控制 I0.0 输入 输出

运行控制 I0.0 运行指示 Q0.0 指示 Q0.7 X灯 Q0.0 Y灯 Q0.3 Z灯 Q0.1 T1 Q0.2 T2 Q0.4 T3 Q0.5 T4 Q0.6 DECX I0.1 T1 Q0.1 DECY I0.2 T2 Q0.2 DECZ I0.3 T3 Q0.3 X左 I0.4 T4 Q0.4 X右 I0.5 X灯 Q0.5 Y前 I0.6 Y灯 Q0.6 Y后 I0.7 Z灯 Q0.7 Z上 I1.0 Z下 I1.1 （2）现场工作过程的接线

五、工作过程分析

1、自动演示循环工作过程分析

26

2、现场模拟工作过程分析

（1）拨动“运行控制”开关，启动系统。“X轴运行指示灯”亮，模拟工件正沿X轴向左运行。 （2）触动“DECX”按钮三次，模拟工件沿X轴向左运行三步，拨动“X左”限位开关，模拟

工件已到指定位置。此时T2钻头沿Z轴向下运动（Z灯、T2灯亮）。

（3）触动“DECZ”按钮三次，模拟T2转头向下运行三步，对工件进行钻孔。拨动“Z下”限

位开关置ON，模拟钻头已对工件加工完毕；继续触动“DECZ”按钮三次，模拟T2钻头返回刀库，使“Z上”限位开关置ON，将取铣刀T4，准备对工件进行铣加工。 （4）同上，触动“DECZ”按钮三次，使 “Z下”限位开关为ON，“Y轴运行指示灯”亮，模

拟对工件的铣加工。

（5）触动“DECY”按钮4次后，拨动“Y前”限位开关置ON，模拟铣刀已对工件加工完毕，

系统进入退刀状态（Z轴运行指示灯亮）。

（6）再次触动“DECZ”按钮三次，置位“Z上”限位开关，模拟铣刀T4已回刀库，“X灯”

亮，进入下一轮加工循环。

注：除“运行控制”开关之外，各钮子开关动作之后都须复位。

六、梯形图参考程序 （1）自动演示程序

27

28

29

30

（二）、现场模拟

31

32

33

34

35

五、梯形图参考程序

41

42

实验八 三相鼠笼式异步电动机带延时正反转控制（实物）

！注意：要经实验教师检查线路无误后方可通电操作！

一、实验目的

1. 通过对三相鼠笼式异步电动机延时正反转控制线路的安装接线， 掌握由电气原理图接成实际操作电路的方法。

2. 加深对电气控制系统各种保护、自锁、互锁等环节的理解。 3. 学会分析、排除继电--接触控制线路故障的方法。

二、实验说明

启动：按启动按钮SB1，I0.0的动合触点闭合，Q0.3的线圈得电，Q0.0的线圈也同时得电，此时电机正转，延时3S后，Q0.0的线圈失电，Q0.1的线圈得电，此时电机反转；按启动按钮SB2，I0.1的动合触点闭合，Q0.3的线圈得电，Q0.1的线圈也同时得电，此时电机反转，延时4S，Q0.1的线圈失电，Q0.0的线圈得电，此时电机正转；按停止按钮SB3电机停止运转。

三、实验面板图：

43

四、实验步骤 1、输入输出接线 输入 输出 SB1 I0.0 KM1 Q0.0 SB2 I0.1 KM2 Q0.1 SB3 I0.2 KM4 Q0.3

2、打开主机电源开关将程序下载到主机中。 3、启动并运行程序观察实验现象。 五、梯形图参考程序

44

六、思考题

1、利用该电路，如何实现电机的点动和长动控制？写出输入/输出接线表，并在原程序中添加该功能。

2、利用该电路，如何实现电机的星/三角启动？写出输入/输出接线表，并在原程序中添加该功能。

45

实验九 三相鼠笼式异步电动机的控制

一、实验目的

1. 通过对三相鼠笼式控制的综合设计， 进一步熟悉和掌握异步电动机点动与连续运行、正反转、Y/?起动换接等典型控制线路。

2. 加深对经验设计法设计电气控制系统过程的理解。 3. 熟练掌握PLC的程序设计和调试方法。

二、实验说明

1. 点动

启动：按启动按钮SB1，电机正转，直接起动方式；按启动按钮SB2，电机反转，直接起动方式。

2. 连续运行

启动：按启动按钮SB4，电机连续正转，Y/?起动方式；按启动按钮SB5，电机连续反转， Y/?起动方式。Y/?转换延时6S。

3. 停止

按停止按钮SB3，电机停止运转。

！注意：要经实验教师检查线路无误后方可通电操作！

三、实验面板图：

46

四、设计要求

1、列出输入输出接线表，并进行必要的说明。 2、选择合适的输入端进行接线。 3. 设计有关的PLC程序，并下载调试。

47

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/lqy8.html