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1、电气控制技术实验课件第1页，本讲稿共64页实验要求n1、上课必须带好PLC实验指导书；n2、实验前要预习，设计好程序。n3、实验完后整理好实验台，打扫好卫生。n4、课后写好实验报告。n5、凡旷一次课或缺实验报告一律作不及格处理。第2页，本讲稿共64页=实验教材：实验教材：PLCPLC实验指导书实验指导书作者作者：湖南工学院电气与信息工程系湖南工学院电气与信息工程系 罗雪莲、陈华容罗雪莲、陈华容=PLCPLC实验操作室软、硬件介绍实验操作室软、硬件介绍=实验课程安排实验课程安排=实验要求与课程考核实验要求与课程考核=实验操作室地址：实验操作室地址：3 3号楼号楼32073207室室=第3页，本讲
2、稿共64页一、可编程序控制器一、可编程序控制器(PLC)(PLC)概述概述1 1、什么是、什么是PLCPLC？可编程序控制器（可编程序控制器（Programmable Logic ControllerProgrammable Logic Controller）简称为简称为PLCPLC。是以微处理机为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现是以微处理机为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置。代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置。国际电工委员会（国际电工委员会（IECIEC）于）于 19821982年年1111月和月和 198
3、51985年年1 1月对可编月对可编程序控制器作了如下的定义：程序控制器作了如下的定义：“可编程序控制器是一种数字运算可编程序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储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式模拟式的输入和输计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式模拟式的输入和输出，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
4、备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计的原则而设计”。第4页，本讲稿共64页2 2、PLCPLC的特点的特点 可靠性高、强抗干扰能力；丰富的I/O接口模块；采用模块式结构，灵活性好；编程简单易学；系统安装简单，维修方便；具有数据通讯功能；输入输出电源使用市电。第5页，本讲稿共64页3、PLC的应用领域nPLC在工业自动化中起着举足轻重的作用，在国内外已广泛应用于机械、冶金、石油、化工、轻工、纺织、电力、电子、食品、交通等行业。经验表明，80 以上的工业控制可以使用PLC来完成。n在日本，凡8个以上中间继电器组成
5、的控制系统都已采用PLC来取代。第6页，本讲稿共64页二、我系二、我系PLCPLC实验操作室软、硬件介绍实验操作室软、硬件介绍1、硬件PLC主机:采用日本三菱电机公司的FX系列PLC，其中FX2N-32MR型PLC20台，FX1N-24MR型PLC9台，FX0N-24MR型PLC16台。编程器：46台计算机、9个手持式FX-20P-E编程器PLC实验箱：EL-PLC-型可编程控制器实验箱22台；EL-PLC-型可编程控制器实验箱23台。交流接触器、电机、面包板、发光二极管、电阻等若干。第7页，本讲稿共64页2、软件采用三菱FX系列PLC的中文编程软件，三菱SWOPC-FXGP/WIN-C编程软
6、件。我系PLC实验操作室PLC输出可接直流负载也可接交流负载；学生可利用PLC实验箱进行PLC编程后的实物验证，也可将PLC主机与实物外接，如与交流接触器、面包板、发光二极管、电阻等器件连接进行PLC编程后的实物验证。实验室全天开放，学生除在实验课时间来做实验，也可利用课余时间来实验室。第8页，本讲稿共64页 PLC PLC实验系统的使用步骤实验系统的使用步骤1、打开FXGP-WIN/C软件；2、新建文件，出现PLC类型选择框，选择PLC类型；3、输入梯形图；4、点击“工具”菜单中的“转换”命令，将梯形图转换为指令表；5、点击“PLC”菜单中的“传送/写出”命令，将程序下载到PLC主机。（注意
7、下载时要先打开实验箱电源，将PLC开关处于STOP位置）6、根据I/O分配表，连接外接器件；7、运行PLC（将PLC开关处于RUN位置）,点击“监控/测试”菜单中的“开始监控”命令,监控并调试程序。（在修改程序时，先停止监控）第9页，本讲稿共64页n实验一实验一 基本指令实验基本指令实验（验证性验证性）n实验二实验二 混料罐实验混料罐实验（综合性综合性）n实验三实验三 红绿灯控制实验红绿灯控制实验（设计性设计性）n实验四实验四 传输实验传输实验（设计性（设计性）n实验五实验五 LEDLED数码显示实验数码显示实验（综合性综合性）n实验六实验六 功能指令实验功能指令实验 （设计性（设计性）电气控
8、制技术课程安排电气控制技术课程安排第10页，本讲稿共64页实验要求与课程考核实验要求与课程考核（一）、实验要求（一）、实验要求n1.实验前做好预习，按照实验要求实验前做好预习，按照实验要求,编写好程序编写好程序,画好梯形图。画好梯形图。n2.实验时到实验室利用实验时到实验室利用PLC等实物进行硬件测试，调试程序，记录等实物进行硬件测试，调试程序，记录实验结果，检查设计的功能。实验结果，检查设计的功能。n3.实验中发现异常情况，如冒烟、烧焦异味等立即撤断电源，报告实验中发现异常情况，如冒烟、烧焦异味等立即撤断电源，报告老师老师 n4.实验完成后整理好实验台，打扫好实验场地。实验完成后整理好实验台
9、，打扫好实验场地。n5.每次实验后第二天交实验报告，实验报告要求同实验一样，每次实验后第二天交实验报告，实验报告要求同实验一样，每人独自完成，不得相互照抄，发现雷同的，重做。每人独自完成，不得相互照抄，发现雷同的，重做。n6.若实验课因事没有参加的，要求在第若实验课因事没有参加的，要求在第18周前补做好。周前补做好。n7.实验课中内容没完成的，课后自行到实验室完成，实验室全天开放。实验课中内容没完成的，课后自行到实验室完成，实验室全天开放。第11页，本讲稿共64页（二）、实验课程考核（二）、实验课程考核n1.平时每次实验情况平时每次实验情况50%n2.实验考勤、实验场地整理实验考勤、实验场地整
10、理10%n3.实验报告成绩实验报告成绩40%第12页，本讲稿共64页 实验一实验一 基本指令实验基本指令实验 （本实验为验证性实验）第13页，本讲稿共64页一、实验目的一、实验目的1熟悉PLC实验系统硬件及编程软件的使用方法；2掌握基本指令基本指令指令的编程及使用。第14页，本讲稿共64页二、实验内容二、实验内容（一）与、或、非基本指令实验（一）与、或、非基本指令实验1编程要求编程要求nPLC输出输出Y0为输入为输入X0的非；的非；nPLC输出输出Y1为为X1和和X2的与；的与；nPLC输出输出Y2为为X3和和X4的或；的或；2实验步骤实验步骤按编程要求写出I/O分配表、程序梯形图。将程序写入
11、到PLC主机，进行实物测试.运行该程序，观察PLC输出结果，并分别填入对应的操作结果表中。第15页，本讲稿共64页x0ONOFFY0 x1ONONOFFOFFx2ONOFFONOFFY1x3ONONOFFOFFx4ONOFFONOFFY2第16页，本讲稿共64页（二）定时器、计数器的应用要求：1、编程使PLC输出Y0输出脉冲宽度为3秒、周期为6秒的方波，按下开关1启动PLC对上述方波脉冲计数，计满10次时，PLC输出Y1接通；按下按钮2将PLC输出Y1清零。2、将程序写入到PLC主机，进行实物测试；并监控定时器、计数器的现行值和设定值。第17页，本讲稿共64页三、实验仪器与设备1、EL-PLC
12、-型可编程控制器实验系统2、EL-PLC-型可编程控制器实验系统3、计算机4、FX-20P-E编程器第18页，本讲稿共64页提示：提示：1、打开FXGP-WIN/C软件，新建文件，出现PLC类型选择框，要根据你自己操作的PLC类型，选择相应PLC类型；2、输入完梯形图将程序下载到PLC主机时，注意要先将梯形图转换为指令表。（点击“工具”菜单中的“转换”命令）3、将程序下载到PLC主机时，注意要先打开实验箱电源，将PLC开关处于STOP位置。（下载点击“PLC”菜单中的“传送/写出”命令）4、PLC输入输出接线，根据I/O分配表连接外器件。5、运行PLC（将PLC开关处于RUN位置）,点击“监控
13、/测试”菜单中的“开始监控”命令,监控并调试程序。（在修改程序时，先停止监控）第19页，本讲稿共64页提示：I/O分配表n如实验内容1中的I/O分配表PLC输入点所接输入器件x0开关ko1X1开关ko2X2开关ko3X3开关ko4x4开关ko5PLC输出点所接输出器件Y0灯LD5Y1灯LD6Y2灯LD7第20页，本讲稿共64页四、实验报告格式及要求、实验报告格式及要求（一）、实验目的（二）、实验内容及步骤要求每写一项实验内容，紧跟其后写出下列内容：写出I/O分配表；画出所设计的程序梯形图；记录实验操作结果，分析是否符合设计要求。（三）、实验仪器与设备第21页，本讲稿共64页 实验二实验二 混料
14、罐实验混料罐实验（本实验为综合性实验）第22页，本讲稿共64页一、实验目的一、实验目的1熟悉PLC编程原理及方法；2掌握液位控制技巧。第23页，本讲稿共64页二设计要求用PLC构成自动控制混料系统,具体要求:运行PLC程序，先开进料泵1；到中液位报警，进料泵1关，进料泵2开；到高液位报警，进料泵2关，混料泵开，3秒后，关混料泵，出料泵开；降到底液位报警,出料泵关，进料泵1开.自动循环运行。第24页，本讲稿共64页运行PLC程序，先开进料泵1；（接（接HL1）（接（接HL2）接接HLS1接接HLS2接接HLS3进料泵进料泵1进料泵进料泵2高液位报警高液位报警中液位报警中液位报警低液位报警低液位报
15、警混料罐混料罐混料泵混料泵出料泵出料泵接接HL3接接HL4Y1Y2Y3Y4X1X2X3三设计提示工艺要求,及PLC实验系统硬件接线如下:中液位报警，进料泵1关，进料泵2开；高液位报警，进料泵2关，混料泵开，3秒后，关混料泵，出料泵开；底液位报警出料泵关，进料泵1开。重复上述步骤。第25页，本讲稿共64页四、实验仪器与设备1、EL-PLC-型可编程控制器实验系统2、EL-PLC-型可编程控制器实验系统3、计算机4、FX-20P-E编程器第26页，本讲稿共64页实验三实验三 红绿灯控制实验红绿灯控制实验（本实验为设计性实验）第27页，本讲稿共64页一、实验目的一、实验目的n1、掌握用PLC控制交通
16、信号灯系统的方法；n2、熟悉PLC编程技巧及程序调试方法。第28页，本讲稿共64页二设计要求用PLC构成交通信号灯控制系统，按下启动按钮，交通灯系统按下图要求运行；按下停止按钮，交通灯则停止运行。1秒 3秒 红红 红绿 红黄 1秒 1秒 黄红 绿红 红红 3秒 1秒第29页，本讲稿共64页内容2（选做）将交通灯控制系统增加黄灯闪烁内容，具体要求如下：东西方向：红灯8S绿灯5S黄灯3S（每秒闪烁一次）南北方向绿灯5S黄灯3S（每秒闪烁一次）红灯8S第30页，本讲稿共64页三、提示：可将交通灯系统分东西方向、南北方向两组来考虑东西方向：红灯6S绿灯3S黄灯1S南北方向红灯1S绿灯3S黄灯1S红灯5
17、S第31页，本讲稿共64页PLC实验系统接线提示1交通显示装置模型交通灯插孔TL1TL3为一组，TL4TL6为一组，其中 交通灯插孔TL1：绿灯 交通灯插孔TL2：黄灯 交通灯插孔TL3：红灯 交通灯插孔TL4：绿灯 交通灯插孔TL5：黄灯 交通灯插孔TL6：红灯第32页，本讲稿共64页四、实验仪器与设备1、EL-PLC-型可编程控制器实验系统2、EL-PLC-型可编程控制器实验系统3、计算机4、FX-20P-E编程器第33页，本讲稿共64页实验四实验四 传输实验传输实验（本实验为设计性实验）第34页，本讲稿共64页一、实验目的一、实验目的1、掌握用PLC控制传动控制系统的方法；2、熟悉PLC
18、编程技巧及程序调试方法。训练解决工程实际控制问题的能力。3、掌握传输控制技巧。第35页，本讲稿共64页二设计要求用PLC构成传动控制系统，具体要求如下：（1）按启动按钮后，给出YS1信号，打开出料仓；（2）检测各工位，在工位1时，停2秒，传送带1启动（启动传送带的输出端子在仿真区SD2端）；（3）工位2时，停2秒，传送带2启动；（4）工位3时，停2秒，传送带3启动；（5）当运输料车YS4亮2次以后，关闭YS1；（6）当运输料车YS3亮时，表示料车装满，运输带会自动停止，此时应启动声光报警。3秒后自动停止报警。当另一部料车来时，重复（1）（6）。第36页，本讲稿共64页三、提示：系统工艺要求三、
19、提示：系统工艺要求,及及PLC 实验系统硬件接线如下实验系统硬件接线如下:1传输装置模型说明信号YSS1代表工位1信号YSS2代表工位2信号YSS3代表工位3信号YS3代表运输料车装满信号YS4代表传送带有料装入运输料车SD2代表传送带启动信号YSI代表开出料仓LED为灯光报警发光管FMQ为报警蜂鸣器SD2传输实验区仿真区YS1YSS1YSS2YSS3YS3YS4LEDFMQ第37页，本讲稿共64页四、实验仪器与设备1、EL-PLC-型可编程控制器实验系统2、EL-PLC-型可编程控制器实验系统3、计算机4、FX-20P-E编程器第38页，本讲稿共64页实验五实验五 LED数码显示实验数码显示
20、实验（本实验为综合性实验）第39页，本讲稿共64页一、实验目的一、实验目的1、掌握用PLC控制LED数码显示系统的方法；2、掌握PLC外部接线的方法。第40页，本讲稿共64页二设计要求用PLC控制LED数码显示系统，具体要求：1、在面包板上搭建LED数码显示电路，对PLC编程，用10个按键分别传送09十个数字，每按动这十个键中的一个，则PLC控制LED数码显示电路显示对应的数码。2、根据控制要求设计程序，写出I/O分配表、绘制程序梯形图3、绘制PLC I/O接线图。第41页，本讲稿共64页三设计提示1、LED数码管有两种显示接线方式，一种是共阴，另一种为共阳，当发光二极管正向偏置时，发光管（L
21、ED）灯就亮。2、用PLC控制LED显示有两种方法，一种是输出4位BCD码给LED显示（如用BCD码指令显示）；另一种方法是由PLC编制程序进行译码，来控制显示ag段。第42页，本讲稿共64页四、实验仪器与设备1、EL-PLC-型可编程控制器实验系统2、EL-PLC-型可编程控制器实验系统3、计算机4、FX-20P-E编程器5、面包板、数码管、电阻（2K、1/4w）。第43页，本讲稿共64页实验六实验六 功能指令实验功能指令实验（本实验为设计性实验）第44页，本讲稿共64页一、实验目的一、实验目的1、熟悉跳转、分支指令的应用2、掌握数据处理：比较、传送指令的使用。3、熟悉PLC编程技巧及程序调
22、试方法。第45页，本讲稿共64页二实验内容1、利用跳转、分支指令使PLC实现对两组彩灯轮流闪烁的控制。其编程要求：利用分支指令编程，使K1“接通”时，LED灯PB01LED灯PB03轮流闪烁；使K1“断开”时，LED灯PB04LED灯PB06轮流闪烁。第46页，本讲稿共64页2、利用比较、传送指令使PLC实现数据的传送与数据大小的比较。其编程要求：给S2赋值10H。由按键PB1PB3给S1赋不同值，S1、S2比较结果通过输出显示LED灯显示。按PB1给S1赋值00H，按PB2给S1赋值10H，按PB3给S1赋值20H。当S1S2，则LED灯PBO1亮；S1S2，则LED灯PBO2亮；S1=S2
23、，则LED灯PBO3亮；S1S2，则LED灯PBO4亮；S1S2，则LED灯PBO5亮；S1S2，则LED灯PBO6亮。第47页，本讲稿共64页三、实验报告要求、实验报告要求1写出I/O分配表；2绘制所设计的程序梯形图；3记录实验操作结果，分析是否符合设计要求。第48页，本讲稿共64页四、实验仪器与设备1、EL-PLC-型可编程控制器实验系统2、EL-PLC-型可编程控制器实验系统3、计算机4、FX-20P-E编程器第49页，本讲稿共64页实验七实验七 电动机自动往复运动电动机自动往复运动（本实验为设计性实验）第50页，本讲稿共64页一、实验目的一、实验目的1、掌握用PLC控制电动机往复运动软
24、件互锁与硬件互锁的方法；2、掌握PLC外部接线的方法。第51页，本讲稿共64页二设计要求设计并制作电动机往复运动电路，对PLC编程，实现PLC对电动机的往复运动控制。编程要求：交流电动机起动有正转起动和反转起动，而且正、反转可切换，即在正转时可直接按下反转起动按，电动机即开始反转，同时切断正转电路，反之亦可；并且要求电动机能往复运动，往复运动由时间控制，即按下正转起动按钮，电动机正转，正转一段时间转为反转，反转一段时间又转为正转，如此自动往复。第52页，本讲稿共64页三设计提示1.用PLC控制交流电动机的正反转，除了软件互锁，硬件也要求互锁。2.正反转实现的方法：改变电源相序（两根火线对调）。
25、第53页，本讲稿共64页1、正反转基本控制电路原理图：第54页，本讲稿共64页 在上图中：在上图中：主电路主电路：KM1主触点接通正相序电源M正转。KM2主触点接通反相序电源M反转。控制电路控制电路：SB1控制正转，SB2控制反转，SB3用于停止控制。KM的常闭触点用于互锁控制，即使在接触器故障情况下，也可以保证不发生主电路短路现象。第55页，本讲稿共64页四、实验仪器与设备1、EL-PLC-型可编程控制器实验系统2、EL-PLC-型可编程控制器实验系统3、计算机4、FX-20P-E编程器5、交流接触器6、三相异步电动机第56页，本讲稿共64页五、实验报告要求、实验报告要求1根据控制要求设计程
26、序，写出I/O分配表、绘制程序梯形图；2绘制主电路图、PLC控制电路图、PLC I/O接线图。3记录实验操作结果，分析是否符合设计要求。第57页，本讲稿共64页实验八实验八 广告艺术灯控制器设计广告艺术灯控制器设计（本实验为研究创新型实验）（本实验为研究创新型实验）第58页，本讲稿共64页一、实验目的一、实验目的1、掌握采用不同的编程思路实现用PLC控制广告艺术灯系统的方法；2、熟悉PLC编程技巧及程序调试方法。第59页，本讲稿共64页二设计要求用PLC控制广告艺术灯电路系统，编程要求：某广告屏有6根灯管（用黄色LED发光管代替），16只流水灯，每4只灯为一组。在面包板上搭建LED发光管广告艺
27、术灯电路，对PLC编程，控制彩色LED发光管轮流闪烁，其具体要求如下：1）该广告屏中间6个灯管亮灭的时序为第1根亮第2根亮第3根亮第6根亮，时间间隔为1秒，全亮后，显示10秒，再反过来从651顺序熄灭。全灭后，停2秒，再从第6根灯管开始亮起，顺序点亮651，时间间隔为1秒，全亮后，显示20秒，再从126顺序熄灭。全熄灭后，停2秒，再从头开始运行，周而复始。2）广告屏四周的流水灯16只，4个一组，共分4组，每组灯间隔1秒向前移动一次，且即从，移动一段时间后（如30秒），再反过来移动，即从，如此循环往复。3）系统有单步/连续控制，有起动和停止按钮。4）系统发光管的供电电源为24V。第60页，本讲稿
28、共64页三设计提示n设计方案提示n根据霓虹灯时序控制程序的任务和要求，可先设计霓虹灯中间6根灯管的控制程序。由题意可知，用6个PLC的输出分别控制6个灯管。PLC控制程序可采用步进顺控指令来实现，也可采用移位指令和定时、计数指令组合起来设计该程序，或用基本指令加定时器、计数器指令来实现。n对于四周的4组流水灯泡的亮、灭控制，可利用PLC移位指令外加定时器、计数器指令来完成其循环左移和右移功能。或用基本指令加定时器、计数器指令来实现。也可采用步进顺控指令来实现。第61页，本讲稿共64页四、实验仪器与设备1、EL-PLC-型可编程控制器实验系统2、EL-PLC-型可编程控制器实验系统3、计算机4、FX-20P-E编程器5、面包板、数码管、电阻（2K、1/4w）。第62页，本讲稿共64页五、实验报告要求、实验报告要求1根据控制要求设计程序，写出I/O分配表、绘制程序梯形图；2记录实验操作结果，分析是否符合设计要求。第63页，本讲稿共64页第64页，本讲稿共64页