plc可编程控制器实验装置

《可编程序控制器原理及应用》

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《PLC原理及应用》

学习PLC课程的基本要求：

一、基本原理及PLC的组成 二、硬件接线，I/O口如何连接 三、扩展方法如何配置

四、应用软件、梯形图编程方法及应用实例

参考书籍：

1.《现代电气及可编程控制技术》北京：航空航天大学出版社 王永华主编 2.《可编程序控制器及常用控制电器》 冶金工业出版社 何友华主编 3.《PLC编程及应用》 机械工业出版社 廖常初主编 4.《工厂电气控制技术》 机械工业出版社 方承远主编

5.《SIEMENS SIMATIC S7-200可编程序控制器 CPU22X系统手册》

北京：西门子（中国）有限公司

绪 论

可编程序控制器——PC——以微处理器为基础，综合了计算机技术，自动控制技术和通讯技术，用面向控制过程，面向用户的“自然语言”编程，适应工业环境，简单易懂，操作方便，可靠性高的新一代通用工业控制装置。（见教材P5最后一段话）

表示成PLC——与个人电脑PC相区别。事实上，已不再局限于逻辑控制，其运算功能，接口功能都越来越强了。

第一节 可编程序控制器的定义及特点

一、 可编程序控制器的产生

上世纪60年代，计算机技术已开始应用于工业控制了。但由于计算

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前 言

一、可编程控制器概况

可编程控制器（PROGRAMMABLE CONTROLLER，简称PC）。与个人计算机的PC相区别，用PLC表示。

PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。国际电工委员会（IEC）颁布了对PLC的规定：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。可以预料：在工业控制领域中，PLC控制技术的应用必将形成世界潮流

PLC程序既有生产厂家的系统程序，又有用户自己开发的应用程序，系统程序提供运行平台，同时，还为PLC程序可靠运行及信息与信息转换进行必要的公共处理。用户程序由用户按控制要

一、 PLC的工作原理

由于PLC以微处理器为核心，故具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大不同。微机一般采用等待命令的工作方式，如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方，若有键按下或有I/O变化，则转入相应的子程序，若无则继续扫描等待。

PLC则是采用循环扫描的工作方式。对每个程序，CPU从第一条指令开始执行，按指令步序号做周期性的程序循环扫描，如果无跳转指令，则从第一条指令开始逐条执行用户程序，直至遇到结束符后又返回第一条指令，如此周而复始不断循环，每一个循环称为一个扫描周期。扫描周期的长短主要取决于以下几个因素：一是CPU执行指令的速度；二是执行每条指令占用的时间；三是程序中指令条数的多少。一个扫描周期主要可分为3个阶段。

1．输入刷新阶段

在输入刷新阶段，CPU扫描全部输入端口，读取其状态并写入输入状态寄存器。完成输入端刷新工作后，将关闭输入端口，转入程序执行阶段。在程序执行期间即使输入端状态发生变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，而这些变化必须等到下一工作周期的输入刷新阶段才能被读入。

2．程序执行阶段

在程序执行阶段，根据用户输入的控制程序，从第一条开始逐步执行，并将相应的逻辑运算结果存入对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存

Q1. 用FX系列PLC发送脉冲控制伺服，不能选择什么模块。 错误！未找到引用源。FX2N-10GM

错误！未找到引用源。FX3U-2HSY-ADP 错误！未找到引用源。FX2N-1PG 错误！未找到引用源。FX2N-1HC

Q2. 以下FX系列中不能连接扩展模块和特殊功能模块的是: 错误！未找到引用源。FX1S 错误！未找到引用源。FX2N 错误！未找到引用源。FX1N 错误！未找到引用源。FX3G

Q3. Q06UDEH CPU的内置以太网接口可以完全替代QJ71E71-100以太网模块。 错误！未找到引用源。是 错误！未找到引用源。非 Q4. 对于高速计数模块，以下说法正确的是：

错误！未找到引用源。QD60P8-G最多可以连接8个增量式编码器 错误！未找到引用源。QD62最多可以连接2个绝对值编码器

错误！未找到引用源。QD62D可以最多连接2个差动式输入编码器 错误！未找到引用源。QD62E支持最大脉冲频率为500KPPS

Q5. 在通用型QnUCPU中，不能执行从标准ROM 向程序内存的引导。 错误！未找到引用

1 PLC 初级培训教材

第一章 电气系统及PLC 简介

一、设备电气系统结构简介 设备电气系统一般由以下几部分组成

1、执行机构：执行工作命令

陶瓷行业中常见的执行机构有：电动机（普通、带刹车、带离合）、电磁阀（控制油路或气路的通闭完成机械动作）、伺服马达（控制调节油路、气路的开度大小）等。

2、输入元件：从外部取入信息

陶瓷行业中常见的输入元件有：各类主令电器（开头、按扭）、行程开关（位置）、近接开关（反映铁件运动位置）、光电开关（运动物体的位置）、编码器（反映物体运动距离）、热电偶（温度）、粉位感应器粉料位置）等。

控制中心：记忆程序或信息、执行逻辑运算及判断

常见控制中心部件有各类PLC 、继电器、接触器、热继电器、等。 电源向输入元件、控制中心提供控制电源；向执行机构提供电气动力。

二、简单的单台电动机电气系统

例：一台星——角启动的鼠笼式电动机的电气系统

1、一次线路图

2、二次线路图

R

JC1 SJ

JC1

3、上图看出，二次回路图中为实现延时控制，要使用一个时间继电器，而在

陶瓷行业中，星——角启动控制可说是一种非常简单的例子，若在陶瓷生产设备上全部采用继电器类来实现生产过程的自动控制，要使用许多的继电器、时间继电器等其它一些电气产品

目录

第一章可编程控制器的概述 (1)

第二章可编程控制器基本指令简介 (8)

第三章 GX Developer软件的使用及编程规则 (9)

第四章可编程控制器的网络及通信 (12)

实验一 1：N 通信 (20)

实验二 N：N通信 (21)

第五章 MCGS组态软件的介绍及使用 (30)

第六章实验内容 (33)

实验一可编程控制器的基本指令编程练习 (33)

实验二 LED数码显示控制 (37)

实验三天塔之光模拟控制 (42)

实验四步进电机运动控制（实物） (45)

实验五直线运动控制系统（实物） (47)

实验六运料小车控制模拟 (54)

实验七十字路口交通灯控制 (60)

实验八十字路口交通灯控制（带倒计时显示） (63)

实验九三层电梯控制系统的模拟 (69)

实验十四层电梯控制系统的模拟 (78)

实验十一五层电梯控制系统的模拟 (80)

实验十二三相鼠笼式异步电动机点动控制和自锁控制（实物） (82)

实验十三三相鼠笼式异步电动机联锁正反转控制（实物） (84)

实验十四三相鼠笼式异步电动机带延时正反转控制（实物） (86)

实验十五三相鼠笼式异步电动机星/三角换接起动控制（实物） (88)

实验十六水塔水位控制模拟 (90)

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实验十七装配流水线的模拟控制 (

可 编程 控 制 器(PLC) 模拟试题 （附参考答案）

一、选题（每题1分，共50分） 1、动合点与母线连接是（ a ）

A、LD B、CDI C、OUT D、ANI 2、动断点与母线连接是（ b ）

A、LD B、LDI C、OUT D、ANI 3、动合点串联是（ a ）

A、AND B、ANI C 4、动断点串联是（ b ）

A、AND B、ANI C 5、动合点并联是（ a ）

A、OR B、ORI C 6、动断点并联是（ b ）

A、OR B、ORI C 7、并联电路块的并联是（ c ）

A、ORI B、ORB C 8、串联电路块的并联是（

教 学 内 容 注意点 PLC的产生 PLC的发展 配时 绪 论 1、PLC的产生 20世纪60年代末，在可编程控制器出现以前，继电器控制在工业领域占主导地位，由此构成的控制系统都是按预先设定好的时间或条件顺序地工作，若要改变控制顺序就要改变控制系统的硬件接线，通用性和灵活性较差。当时，计算机技术也开始应用于工业控制领域，但由于价格高、编程难度大以及难于适用恶劣工业环境等原因，未能在工业控制领域获得推广。 20世纪60年代末，美国汽车制造工业竞争十分激烈。为了适应生产工艺不断的更新，要求寻找一种比继电器控制更可靠、功能更齐全、响应速度更快的新型工业控制器，尽可能减少控制系统的设计制造时间和成本，以满足市场竞争需求。1968年美国最大的汽车制造商――通用汽车公司（GM）从用户角度提出了新一代控制器应具备的十大条件，立即引起了开发热潮。主要内容是： （1）编程方便，可现场修改程序； （2）维修方便，采用插件式结构； （3）可靠性高于继电器控制系统； （4）体积小于继电器控制盘； （5）数据可直接送入计算机管理； （6）成本可与继电器控制盘竞争； （7）输入

《可编程控制器》试题答案

一、（10分）下图为报警闪光灯电路,当发生故障时事故继电器KA的常开触点闭合,信号灯L发出闪光信号。指出信号灯发光时间由哪个计时器确定,熄灭时间由哪个计时器确定,以及两个时间继电器类型及其触点的详细名称。

解：改系统由KT1控制报警信号灯发光时间，KT2控制报警信号灯熄灭时间；

其中KT1为通电延时型，其触头为常开延时闭合触头； 其中KT1为断电延时型，其触头为常闭延时闭合触头； 二、（15分）根据下面的控制要求，把电气原理图补充完整。

动力头Ⅰ和动力头Ⅱ动作顺序为:首先动力头Ⅰ由a到b停下,然后动力头Ⅱ由d到c停下,然后动力头Ⅰ回到a,同时动力头Ⅱ回到d。SQ为行程开关。

解：KM1、KM2、KM3、KM4、为接触器，分别控制动力头Ⅰ正转、动力头Ⅱ正转、动力头Ⅰ反转、动力头Ⅱ反转；SB1为系统启动按钮、SB2为系统停止按钮； U V W SQ2 SB1 SB2 KM1 KM1

KM1 KM4 KM2 SQ2 SQ3 SB2 KM3 KM2

SQ3 SQ1 SB2 KM3

KM3

M1 M2 SQ4 SB2 KM4

KM4

三、电气原理图设计（15分）

运用低压电气元件的知识，

教 学 内 容 注意点 PLC的产生 PLC的发展 配时 绪 论 1、PLC的产生 20世纪60年代末，在可编程控制器出现以前，继电器控制在工业领域占主导地位，由此构成的控制系统都是按预先设定好的时间或条件顺序地工作，若要改变控制顺序就要改变控制系统的硬件接线，通用性和灵活性较差。当时，计算机技术也开始应用于工业控制领域，但由于价格高、编程难度大以及难于适用恶劣工业环境等原因，未能在工业控制领域获得推广。 20世纪60年代末，美国汽车制造工业竞争十分激烈。为了适应生产工艺不断的更新，要求寻找一种比继电器控制更可靠、功能更齐全、响应速度更快的新型工业控制器，尽可能减少控制系统的设计制造时间和成本，以满足市场竞争需求。1968年美国最大的汽车制造商――通用汽车公司（GM）从用户角度提出了新一代控制器应具备的十大条件，立即引起了开发热潮。主要内容是： （1）编程方便，可现场修改程序； （2）维修方便，采用插件式结构； （3）可靠性高于继电器控制系统； （4）体积小于继电器控制盘； （5）数据可直接送入计算机管理； （6）成本可与继电器控制盘竞争； （7）输入