電氣控制及可編程控制器指導書(教師)

1、電氣控制及可編程控制器實驗指導書五邑大學機電系目 錄第一章 可編程控制器概述2第二章 實驗內(nèi)容4（一）電氣控制技術(shù)實驗4實驗一 三相異步電動機Y/換接起動控制4 實驗二 三相異步電動機帶延時正反轉(zhuǎn)控制7實驗三 基于PLC的三相異步電機Y/換接起動控制9（二）PLC典型控制模擬及應用實驗11 實驗四 十字路口交通燈控制的模擬11實驗五 裝配流水線控制的模擬14 實驗六 水塔水位控制的模擬17實驗七 天塔之光19實驗八 機械手動作的模擬22實驗九 液體混合裝置控制的模擬25實驗十 溫度PID控制28 實驗十一 三層電梯控制系統(tǒng)的模擬32實驗十二 軋鋼機控制系統(tǒng)模擬37實驗十三 郵件分揀系統(tǒng)模擬39

2、實驗十四 運料小車控制模擬42實驗十五 舞臺燈光的模擬47（三）變頻調(diào)速控制技術(shù)實驗51實驗十六 變頻器功能參數(shù)設(shè)置與操作實驗51實驗十七 三相異步電機的變頻開環(huán)調(diào)速53實驗十八 基于PLC通信方式的變頻器開環(huán)調(diào)速55實驗十九 基于PLC通信方式的變頻器閉環(huán)定位控制58實驗二十 基于PLC模擬量方式的變頻器閉環(huán)調(diào)速62（四）觸摸屏組態(tài)控制實驗64實驗二十一 基于觸摸屏的三相異步電機調(diào)速64實驗二十二 基于觸摸屏的溫度PID控制67附錄：THPLC-D型網(wǎng)絡(luò)型可編程控制器及電氣控制實驗裝置使用說明69第一章 可編程控制器概述 可編程控制器是采用微機技術(shù)的通用工業(yè)自動化裝置，近幾年來，在國內(nèi)已得到

3、迅速推廣普及。正改變著工廠自動控制的面貌，對傳統(tǒng)的技術(shù)改造、發(fā)展新型工業(yè)具有重大的實際意義。 可編程控制器是60年代末在美國首先出現(xiàn)的，當時叫可編程邏輯控制器，目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能。其基本設(shè)計思想是把計算機功能完善、靈活、通用等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，控制器的硬件是標準的、通用的。根據(jù)實際應用對象，將控制內(nèi)容寫入控制器的用戶程序內(nèi)，控制器和被控對象連接也很方便。 隨著半導體技術(shù)，尤其是微處理器和微型計算機技術(shù)的發(fā)展，到70年代中期以后，已廣泛地使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路都采用了中、大規(guī)模

4、甚至超大規(guī)模的集成電路，這時的已不再是僅有邏輯判斷功能，還同時具有數(shù)據(jù)處理、調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能。 可編程控制器對用戶來說，是一種無觸點設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝，因此可在初步設(shè)計階段選用可編程控制器，在實施階段再確定工藝過程。另一方面，從制造生產(chǎn)可編程控制器的廠商角度看，在制造階段不需要根據(jù)用戶的訂貨要求專門設(shè)計控制器，適合批量生產(chǎn)。由于這些特點，可編程控制器問世以后很快受到工業(yè)控制界的歡迎，并得到迅速的發(fā)展。目前，可編程控制器已成為工廠自動化的強有力工具，得到了廣泛的普及推廣應用?？删幊绦蚩刂破鳎⑽姆QProgrammable Controller，簡稱PC。但由于PC容易和個人計算機（

5、Personal Computer）混淆，故人們?nèi)粤晳T地用PLC作為可編程序控制器的縮寫。它是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應用而設(shè)計，它采用可編程序的存儲器，用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時/計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC是微機技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機械觸點的接線復雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優(yōu)點，又照顧到現(xiàn)場電氣操作維修人員的技能與習慣，特別是PLC的程序編制，不需要專門的計算機編程語言知識

6、，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學；調(diào)試與查錯也都很方便。用戶在購到所需的PLC后，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的用戶程序的編制工作，就可靈活方便地將PLC應用于生產(chǎn)實踐。編程的八個步驟 （一）決定系統(tǒng)所需的動作及次序。 當使用可編程控制器時，最重要的一環(huán)是決定系統(tǒng)所需的輸入及輸出，這主要取決于系統(tǒng)所需的輸入及輸出接口分立元件。輸入及輸出要求：（1）第一步是設(shè)定系統(tǒng)輸入及輸出數(shù)目，可由系統(tǒng)的輸入及輸出分立元件數(shù)目直接取得。 （2）第二步是決定控制先后、各器件相應關(guān)系以及作出何種反應。（二）將輸入及輸出器件編號 每一輸入和輸出，包括定

7、時器、計數(shù)器、內(nèi)置繼電器等都有一個唯一的對應編號，不能混用。（三）畫出梯形圖。 根據(jù)控制系統(tǒng)的動作要求，畫出梯形圖。 梯形圖設(shè)計規(guī)則（1）觸點應畫在水平線上，不能畫在垂直分支上。應根據(jù)自左至右、自上而下的原則和對輸出線圈的幾種可能控制路徑來畫。（2）不包含觸點的分支應放在垂直方向，不可放在水平位置，以便于識別觸點的組合和對輸出線圈的控制路徑。（3）在有幾個串聯(lián)回路相并聯(lián)時，應將觸頭多的那個串聯(lián)回路放在梯形圖的最上面。在有幾個并聯(lián)回路相串聯(lián)時，應將觸點最多的并聯(lián)回路放在梯形圖的最左面。這種安排，所編制的程序簡潔明了，語句較少。（4）不能將觸點畫在線圈的右邊，只能在觸點的右邊接線圈。（四）將梯形圖

8、轉(zhuǎn)化為程序 把繼電器梯形圖轉(zhuǎn)變?yōu)榭删幊炭刂破鞯木幋a，當完成梯形圖以后，下一步是把它編碼成可編程控制器能識別的程序。 這種程序語言是由地址、控制語句、數(shù)據(jù)組成。地址是控制語句及數(shù)據(jù)所存儲或擺放的位置，控制語句告訴可編程控制器怎樣利用數(shù)據(jù)作出相應的動作。（五）在編程方式下用鍵盤輸入程序。（六）編程及設(shè)計控制程序。（七）測試控制程序的錯誤并修改。（八）保存完整的控制程序。（二）電氣控制技術(shù)實驗實驗一 三相異步電機Y換接起動控制一、實驗目的1.了解時間繼電器的使用方法及在控制系統(tǒng)中的應用。2.熟悉異步電動機Y降壓起動控制的運行情況和操作方法。二、原理說明1.按時間原則控制電路的特點是各個動作之間有一定

9、的時間間隔，使用的元件主要是時間繼電器。時間繼電器是一種延時動作的繼電器，它從接受信號（如線圈帶電）到執(zhí)行動作（如觸點動作）具有一定的時間間隔。此時間間隔可按需要預先整定，以協(xié)調(diào)和控制生產(chǎn)機械的各種動作。時間繼電器的種類通常有電磁式、電動式、空氣式和電子式等。其基本功能可分為兩類，即通電延時式和斷電延時式，有的還帶有瞬時動作式的觸頭。 2按時間原則控制鼠籠式電動機Y降壓自動換接起動的控制線路如下圖所示。 從主回路看，當接觸器KM1、KM2主觸頭閉合，KM3主觸頭斷開時，電動機三相定子繞組作Y連接；而當接觸器KM1和KM3主觸頭閉合，KM2主觸頭斷開時，電動機三相定子繞組作連接。因此，所設(shè)計的控

10、制線路若能先使KM1和KM2得電閉合，后經(jīng)一定時間的延時，使KM2失電斷開，而后使KM3得電閉合，則電動機就能實現(xiàn)降壓起動后自動轉(zhuǎn)換到正常工作運轉(zhuǎn)。該線路具有以下特點: (1) 接觸器KM3與KM2通過動斷觸頭KM3(5-7)與KM2(5-11)實現(xiàn)電氣互鎖，保證KM3與KM2不會同時得電，以防止三相電源的短路事故發(fā)生。 (2) 依靠時間繼電器KT延時動合觸頭(11-13)的延時閉合作用，保證在按下SB1后，使KM2先得電，并依靠KT(7-9)先斷，KT(11-13)后合的動作次序，保證KM2先斷，而后再自動接通KM3，也避免了換接時電源可能發(fā)生的短路事故。 (3) 本線路正常運行（接）時，接

11、觸器KM2及時間繼電器KT均處斷電狀態(tài)。三、實驗設(shè)備序號名 稱數(shù)量1三相交流電源 12三相鼠籠式異步電動機（DJ24）13交流接觸器 24時間繼電器 15按鈕 16熱繼電器 17萬用電表 18切換開關(guān)1四、實驗內(nèi)容1.手動控制Y降壓起動控制線路。按右圖線路接線。（1）開關(guān)Q2合向上方、使電動機為接法。(2) 按控制屏啟動按鈕，接通三相交流電源，觀察電動機的轉(zhuǎn)速。(3) 按控制屏停止按鈕，切斷三相交流電源，待電動機停穩(wěn)后，開關(guān)Q2合向下方，使電動機為Y接法。 (4）按控制屏啟動按鈕，接通三相交流電源，觀察電動機在Y接法直接起動時，電動機的轉(zhuǎn)速。(5) 按控制屏停止按鈕，切斷三相交流電源，(6)

12、待電動機停穩(wěn)后，操作開關(guān)Q2，使電動機作Y降壓啟動。 a. 先將Q2合向下方，使電動機Y接，按控制屏啟動按鈕，使電動機轉(zhuǎn)動。 b. 待電動機接近正常運轉(zhuǎn)時，將Q2合向上方運行位置，使電動機正常運行。 實驗完畢后，按控制屏停止按鈕，切斷實驗線路電源。 2. 接觸器控制Y-降壓起動線路 按圖線路接線，經(jīng)指導教師檢查后，方可進行通電操作。(1) 按控制屏啟動按鈕，接通三相交流電源。 (2) 按下按鈕SB2，電動機作Y接法起動，注意觀察起動時，電機的轉(zhuǎn)速。 (3)待電機轉(zhuǎn)速接近正常轉(zhuǎn)速時，按下按鈕SB2，使電動機為接法正常運行。 (4) 按停止按鈕SB3，電動機斷電停止運行。(5) 實驗完畢，按控制屏

13、停止按鈕，切斷實驗線路電源。3. 時間繼電器控制Y自動降壓起動線路 (1) 按圖線路進行接線，先接主回路后接控制回路。要求按圖示的節(jié)點編號從左到右、從上到下，逐行連接。 (2) 在不通電的情況下，用萬用電表檔檢查線路連接是否正確，特別注意KM2與KM3兩個互鎖觸頭是否正確接入。經(jīng)指導教師檢查后，方可通電。 (3) 開啟控制屏電源總開關(guān)，按控制屏啟動按鈕，接通三相交流電源。 (4) 按起動按鈕SB1，觀察電動機的整個起動過程及各繼電器的動作情況，記錄Y換接所需時間。 (5) 按停止按鈕SB2，觀察電機及各繼電器的動作情況。 (6) 調(diào)整時間繼電器的整定時間，觀察接觸器KM2、KM3的動作時間是否

14、相應地改變。 (7) 實驗完畢，按控制屏停止按鈕，切斷實驗線路電源。五、實驗注意事項 1. 注意安全，嚴禁帶電操作。 2. 只有在斷電的情況下，方可用萬用電表檔來檢查線路的接線正確與否。六、思考題 1. 采用Y降壓起動對鼠籠電動機有何要求。 2. 如果要用一只斷電延時式時間繼電器來設(shè)計異步電動機的Y降壓起動控制線路，試問三個接觸器的動作次序應作如何改動，控制回路又應如何設(shè)計？ 3. 控制回路中的一對互鎖觸頭有何作用？若取消這對觸頭對Y降壓換接起動有何影響，可能會出現(xiàn)什么后果？4. 降壓起動的自動控制線路與手動控制線路相比較，有哪些優(yōu)點？實驗二 三相異步電機帶延時正反轉(zhuǎn)控制在繼電接觸控制實驗掛箱

15、中完成本實驗。一、實驗目的 1. 通過對三相鼠籠式異步電動機延時正反轉(zhuǎn)控制線路的安裝接線， 掌握由電氣原理圖接成實際操作電路的方法。 2. 加深對電氣控制系統(tǒng)各種保護、自鎖、互鎖等環(huán)節(jié)的理解。 3. 學會分析、排除繼電-接觸控制線路故障的方法。二、原理說明 在鼠籠電機延時正反轉(zhuǎn)控制線路中，通過相序的更換來改變電動機的旋轉(zhuǎn)方向。具有如下特點：1. 電氣互鎖 為了避免接觸器KM1（正轉(zhuǎn)）、KM2（反轉(zhuǎn)）同時得電吸合造成三相電源短路，在KM1（KM2）線圈支路中串接有KM1（KM2）動斷觸頭，它們保證了線路工作時KM1、KM2不會同時得電（如圖6-24-1），以達到電氣互鎖目的。2. 電氣和機械雙重

16、互鎖除電氣互鎖外，可再采用復合按鈕SB1與SB2組成的機械互鎖環(huán)節(jié)（如圖6-24-2），以求線路工作更加可靠。3. 線路具有短路、過載、失、欠壓保護等功能。三、實驗設(shè)備序號名 稱數(shù)量1三相交流電源12三相鼠籠式異步電動機（DJ24）13交流接觸器34按 鈕25熱繼電器17時間繼電器18萬用電表1 四、實驗內(nèi)容 認識各電器的結(jié)構(gòu)、圖形符號、接線方法；抄錄電動機及各電器銘牌數(shù)據(jù)；并用萬用電表檔檢查各電器線圈、觸頭是否完好。按下圖接線，經(jīng)指導教師檢查后，方可進行通電操作。 實驗步驟： (1) 開啟控制屏電源總開關(guān)。 (2) 按正向起動按鈕SB2，觀察并記錄電動機的轉(zhuǎn)向和接觸器的運行情況。 (3) 按

17、停止按鈕SB3，觀察并記錄電動機的轉(zhuǎn)向和接觸器的運行情況。 (4) 調(diào)整時間繼電器的整定時間，觀察接觸器KM1、KM2的動作時間是否相應地改變。(5) 再按SB2，觀察并記錄電動機的轉(zhuǎn)向和接觸器的運行情況。 (6) 實驗完畢，按控制屏停止按鈕，切斷三相交流電源。 實驗三 基于PLC的三相異步電機Y/換接起動控制在繼電接觸控制實驗掛箱中完成本實驗。由于電機正反轉(zhuǎn)換接時，有可能因為電動機容量較大或操作不當?shù)仍?，使接觸器主觸頭產(chǎn)生較為嚴重的起弧現(xiàn)象，如果電弧還未完全熄滅時，反轉(zhuǎn)的接觸器就閉合，則會造成電源相間短路。用PLC來控制電機則可避免這一問題。一、 實驗目的1.掌握電機星/三角換接啟動主回路

18、的接線。2.學會用可編程控制器實現(xiàn)電機星/三角換接降壓啟動過程的編程方法。二、 控制要求觸動啟動按鈕SB2后，電機先作星形連接啟動，經(jīng)延時6秒后自動換接到三角形連接運轉(zhuǎn)；觸動停止按鈕SB3后電機停止轉(zhuǎn)動。三、 基于PLC的三相異步電動機星/三角換接啟動控制實驗接線圖PLC接線圖 電機接線圖四、動作過程分析啟動：按啟動按鈕SB2，X000的動合觸點閉合，M100線圈得電，M100的動合觸點閉合，Y001線圈得電，即接觸器KM1的線圈得電，1秒后Y003線圈得電，即接觸器KM3的線圈得電，電動機作星形連接啟動；同時定時器線圈T0得電，當啟動時間累計達6秒時，T0的動斷觸點斷開，Y003失電，接觸器

19、KM3斷電，觸頭釋放，與此同時T0的動合觸點閉合，T1得電，經(jīng)0.5秒后，T1動合觸點閉合，Y002線圈得電，電動機接成三角形，啟動完畢。定時器T1的作用使KM3斷開0.5秒后KM2才得電，避免電源短路。停車：按停止按鈕SB3，X001的動斷觸點斷開，M100、T0失電；M100、T0的動合觸點斷開，Y001、Y003失電。KM1、KM3斷電，電動機作自由停車運行。過載保護：當電動機過載時，熱過載保護繼電器FR的動斷觸點斷開，電動機也停車。注意：接通電源之前，將三相電源模塊的開關(guān)置于“關(guān)”位置，請在連好實驗接線后，才將這一開關(guān)接通，請千萬注意人身安全。五、梯形圖參考程序（一）PLC典型控制模擬

20、及應用實驗實驗四 十字路口交通燈控制的模擬在MF22模擬實驗掛箱中十字路口交通燈模擬控制實驗區(qū)完成本實驗。一、 實驗目的熟練使用各基本指令，根據(jù)控制要求，掌握PLC的編程方法和程序調(diào)試方法，使學生了解用PLC解決一個實際問題的全過程。二、十字路口交通燈控制實驗面板圖：實驗面板圖中，甲模擬東西向車輛行駛狀況；乙模擬南北向車輛行駛狀況。東西南北四組紅綠黃三色發(fā)光二極管模擬十字路口的交通燈。三、控制要求 信號燈受一個啟動開關(guān)控制，當啟動開關(guān)接通時，信號燈系統(tǒng)開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當啟動開關(guān)斷開時，所有信號燈都熄滅。 南北紅燈亮維持25秒。東西綠燈亮維持20秒。到20秒時，東西綠燈閃亮

21、，閃亮3秒后熄滅。在東西綠燈熄滅時，東西黃燈亮，并維持2秒。到2秒時，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時，南北紅燈熄滅，綠燈亮。東西紅燈亮維持25秒。南北綠燈亮維持20秒，然后閃亮3秒后熄滅。同時南北黃燈亮，維持2秒后熄滅，這時南北紅燈亮，東西綠燈亮，周而復始。四、輸入/輸出接線列表輸入接線 SD X0輸出接線南北G南北Y南北R東西G東西Y東西R甲乙 Y0 Y1Y2Y3Y4Y5Y7Y6五、工作過程 當啟動開關(guān)SD合上時，X000觸點接通，Y002得電，南北紅燈亮；同時Y002的動合觸點閉合，Y003線圈得電，東西綠燈亮。1秒后，T12的動合觸點閉合，Y007線圈得電，模擬東西向行駛車的燈亮。維持到

22、20秒，T6的動合觸點接通，與該觸點串聯(lián)的T22動合觸點每隔0.5秒導通0.5秒，從而使東西綠燈閃爍。又過3秒，T7的動斷觸點斷開，Y003線圈失電，東西綠燈滅；此時T7的動合觸點閉合、T10的動斷觸點斷開，Y004線圈得電，東西黃燈亮，Y007線圈失電，模擬東西向行駛車的燈滅。再過2秒后，T5的動斷觸點斷開，Y004線圈失電，東西黃燈滅；此時起動累計時間達25秒，T0的動斷觸點斷開，Y002線圈失電，南北紅燈滅，T0的動合觸點閉合，Y005線圈得電，東西紅燈亮，Y005的動合觸點閉合，Y000線圈得電，南北綠燈亮。1秒后，T13的動合觸點閉合，Y006線圈得電，模擬南北向行駛車的燈亮。又經(jīng)過

23、25秒，即起動累計時間為50秒時，T1動合觸點閉合，與該觸點串聯(lián)的T22的觸點每隔0.5秒導通0.5秒，從而使南北綠燈閃爍；閃爍3秒，T2動斷觸點斷開，Y000線圈失電，南北綠燈滅；此時T2的動合觸點閉合、T11的動斷觸點斷開，Y001線圈得電，南北黃燈亮，Y006線圈失電，模擬南北向行駛車的燈滅。維持2秒后，T3動斷觸點斷開，Y001線圈失電，南北黃燈滅。這時起動累計時間達5秒鐘，T4的動斷觸點斷開，T0復位，Y003線圈失電，即維持了30秒的東西紅燈滅。上述是一個工作過程，然后再周而復始地進行。六、梯形圖參考程序?qū)嶒炍?裝配流水線控制的模擬在MF22實驗掛箱中裝配流水線的模擬控制實驗區(qū)完成

24、本實驗。一、實驗目的了解移位寄存器在控制系統(tǒng)中的應用及針對位移寄存器指令的編程方法。二、實驗原理 使用移位寄存器指令（SFTR、SFTL），可以大大簡化程序設(shè)計。移位寄存器指令的功能如下：若在輸入端輸入一連串脈沖信號，在移位脈沖作用下，脈沖信號依次移到移位寄存器的各個繼電器中，并將這些繼電器的狀態(tài)輸出。其中，每個繼電器可在不同的時間內(nèi)得到由輸入端輸入的一連串脈沖信號。三、控制要求在本實驗中，傳送帶共有十六個工位。工件從1號位裝入，依次經(jīng)過2號位、3號位16號工位。在這個過程中，工件分別在A（操作1）、B（操作2）、C（操作3）三個工位完成三種裝配操作，經(jīng)最后一個工位后送入倉庫。注：其它工位均用

25、于傳送工件。四、裝配流水線模擬控制的實驗面板圖 圖中左框中的AH表示動作輸出（用LED發(fā)光二極管模擬），右側(cè)框中的AG表示各個不同的操作工位。五、輸入/輸出接線列表輸入接線啟動移位復位X0X1X2輸出接線ABCDEFGHY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7六、梯形圖參考程序 實驗六 水塔水位控制在MF23實驗掛箱中水塔水位控制區(qū)完成本實驗。一、 實驗目的用PLC構(gòu)成水塔水位自動控制系統(tǒng)。二、控制要求當水池水位低于水池低水位界（S4為ON表示），閥Y打開進水（Y為ON）定時器開始定時，4秒后，如果S4還不為OFF，那么閥Y指示燈閃爍，表示閥Y沒有進水，出現(xiàn)故障，S3為ON后，閥Y關(guān)閉（Y為OFF）。

26、當S4為OFF時，且水塔水位低于水塔低水位界時S2為ON，電機M運轉(zhuǎn)抽水。當水塔水位高于水塔高水位界時電機M停止。三、水塔水位控制的實驗面板圖： 面板中S1表示水塔的水位上限，S2表示水塔水位下限，S3表示水池水位上限，S4表示水池水位下限，M1為抽水電機，Y為水閥。四、輸入/輸出接線列表輸入接線 S1S2S3S4 X0 X1 X2 X3輸出接線 M1Y Y0 Y1五、梯形圖參考程序?qū)嶒炂?天塔之光在MF23模擬實驗掛箱中天塔之光實驗區(qū)完成本實驗。一、 實驗目的用PLC構(gòu)成閃光燈控制系統(tǒng)。二、控制要求合上啟動按鈕后，按以下規(guī)律顯示：L1L2+L3+L4+L5L6+L7L1L1、L2、L3、L4

27、、L5L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7L1每個狀態(tài)亮1s，如此循環(huán)，周而復始。 三、天塔之光的實驗面板圖： 四、輸入/輸出接線列表輸入接線SDST輸出接線L1L2L3 L4L5L6L7X0X1Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7五、梯形圖參考程序合上啟動按鈕后，按以下規(guī)律顯示：L1L1、L2L1、L3L1、L4L1、L5L1、L2、L4、L1、L3、L5L1L2、L3、L4、L5L6、L7L1、L6L1、L7L1L1、L2、L3、L4、L5L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7L1示例程序：實驗八 機械手動作的模擬在MF24模擬實驗掛箱中機械手動作的模

28、擬實驗區(qū)完成本實驗。一、 實驗目的用數(shù)據(jù)移位指令來實現(xiàn)機械手動作的模擬。二、控制要求圖中為一個將工件由A處傳送到B處的機械手，上升/下降和左移/右移的執(zhí)行用雙線圈二位電磁閥推動氣缸完成。當某個電磁閥線圈通電，就一直保持現(xiàn)有的機械動作，例如一旦下降的電磁閥線圈通電，機械手下降，即使線圈再斷電，仍保持現(xiàn)有的下降動作狀態(tài)，直到相反方向的線圈通電為止。另外，夾緊/放松由單線圈二位電磁閥推動氣缸完成，線圈通電執(zhí)行夾緊動作，線圈斷電時執(zhí)行放松動作。設(shè)備裝有上、下限位和左、右限位開關(guān)，它的工作過程如圖所示，有八個動作，即為： 三、機械手動作的模擬實驗面板圖：此面板中的啟動、停止用動斷按鈕來實現(xiàn)，限位開關(guān)用鈕

29、子開關(guān)來模擬，電磁閥和原位指示燈用發(fā)光二極管來模擬。四、輸入/輸出接線列表輸入接線 SB1 SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 SB2 X0X1X2X3X4X5輸出接線YV1YV2YV3YV4YV5HLY0Y1Y2Y3Y4Y5 五、工作過程分析：當機械手處于原位時，上升限位開關(guān)X002、左限位開關(guān)X004均處于接通（“1”狀態(tài)），移位寄存器數(shù)據(jù)輸入端接通，使M100置“1”，Y005線圈接通，原位指示燈亮。按下啟動按鈕，X000置“1”，產(chǎn)生移位信號，M100的“1”態(tài)移至M101，下降閥輸出繼電器Y000接通，執(zhí)行下降動作，由于上升限位開關(guān)X002斷開，M100置“0”，原位指示燈滅。當下降到位

30、時，下限位開關(guān)X001接通，產(chǎn)生移位信號，M100的“0”態(tài)移位到M101，下降閥Y000斷開，機械手停止下降，M101的“1”態(tài)移到M102，M200線圈接通，M200動合觸點閉合，夾緊電磁閥Y001接通，執(zhí)行夾緊動作，同時啟動定時器T0，延時1.7秒。機械手夾緊工件后，T0動合觸點接通，產(chǎn)生移位信號，使M103置“1”，“0”態(tài)移位至M102，上升電磁閥Y002接通，X001斷開，執(zhí)行上升動作。由于使用S指令，M200線圈具有自保持功能，Y001保持接通，機械手繼續(xù)夾緊工件。當上升到位時，上限位開關(guān)X002接通，產(chǎn)生移位信號，“0”態(tài)移位至M103，Y002線圈斷開，不再上升，同時移位信號

31、使M104置“1”，X004斷開，右移閥繼電器Y003接通，執(zhí)行右移動作。待移至右限位開關(guān)動作位置，X003動合觸點接通，產(chǎn)生移位信號，使M103的“0”態(tài)移位到M104，Y003線圈斷開，停止右移，同時M104的“1”態(tài)已移到M105，Y000線圈再次接通，執(zhí)行下降動作。當下降到使X001動合觸點接通位置，產(chǎn)生移位信號，“0”態(tài)移至M105，“1”態(tài)移至M106，Y000線圈斷開，停止下降，R指令使M200復位，Y001線圈斷開，機械手松開工件；同時T1啟動延時1.5秒，T1動合觸點接通，產(chǎn)生移位信號，使M106變?yōu)椤?”態(tài)，M107為“1”態(tài)，Y002線圈再度接通，X001斷開，機械手又上

32、升，行至上限位置，X002觸點接通，M107變?yōu)椤?”態(tài)，M110為“1”態(tài)，Y002線圈斷開，停止上升，Y004線圈接通，X003斷開，左移。到達左限位開關(guān)位置，X004觸點接通，M110變?yōu)椤?”態(tài)，M111為“1”態(tài)，移位寄存器全部復位，Y004線圈斷開，機械手回到原位，由于X002、X004均接通，M100又被置“1”，完成一個工作周期。再次按下啟動按鈕，將重復上述動作。六、梯形圖參考程序?qū)嶒灳?液體混合裝置控制的模擬在MF24模擬實驗掛箱中液體混合裝置的模擬控制實驗區(qū)完成本實驗一、 實驗目的熟練使用各條基本指令，通過對工程實例的模擬，熟練地掌握PLC的編程和程序調(diào)試。二、控制要求 本

33、裝置為兩種液體混合模擬裝置，SL1、SL2、SL3為液面?zhèn)鞲衅?，液體A、B閥門與混合液閥門由電磁閥YV1、YV2、YV3控制，M為攪勻電機，控制要求如下： 初始狀態(tài):裝置投入運行時，液體A、B閥門關(guān)閉，混合液閥門打開20秒將容器放空后關(guān)閉。 啟動操作:按下啟動按鈕SB1，裝置就開始按下列約定的規(guī)律操作： 液體A閥門打開，液體A流入容器。當液面到達SL2時，SL2接通，關(guān)閉液體A閥門，打開液體B閥門。液面到達SL1時，關(guān)閉液體B閥門，攪勻電機開始攪勻。攪勻電機工作6秒后停止攪動，混合液體閥門打開，開始放出混合液體。當液面下降到SL3時，SL3由接通變?yōu)閿嚅_，再過2秒后，容器放空，混合液閥門關(guān)閉，

34、開始下一周期。停止操作:按下停止按鈕SB2后，在當前的混合液操作處理完畢后，才停止操作（停在初始狀態(tài)上）。三、液體混合裝置控制的模擬實驗面板圖：此面板中，液面?zhèn)鞲衅饔免o子開關(guān)來模擬，啟動、停止用動合按鈕來實現(xiàn)，液體A閥門、液體B閥門、混合液閥門的打開與關(guān)閉以及攪勻電機的運行與停轉(zhuǎn)用發(fā)光二極管的點亮與熄滅來模擬。四、輸入/輸出接線列表輸入接線SB1SB2SL1SL2SL3X0X1X2X3X4輸出接線YV1YV2YV3YKMY0Y1Y2Y3五、工作過程分析 根據(jù)控制要求編寫的梯形圖分析其工作過程。啟動操作：按下啟動按鈕SB1，X000的動合觸點閉合，M100產(chǎn)生啟動脈沖，M100的動合觸點閉合，使

35、Y000保持接通，液體A電磁閥YV1打開，液體A流入容器。當液面上升到SL3時，雖然X004動合觸點接通，但沒有引起輸出動作。當液面上升到SL2位置時，SL2接通，X003的動合觸點接通，M103產(chǎn)生脈沖，M103的動合觸點接通一個掃描周期，復位指令RST Y000使Y000線圈斷開，YV1電磁閥關(guān)閉，液體A停止流入；與此同時，M103的動合觸點接通一個掃描周期，保持操作指令SET Y001使Y001線圈接通，液體B電磁閥YV2打開，液體B流入。當液面上升到SL1時，SL1接通，M102產(chǎn)生脈沖，M102動合觸點閉合，使Y001線圈斷開，YV2關(guān)閉，液體B停止注入，M102動合觸點閉合，Y00

36、3線圈接通，攪勻電機工作，開始攪勻。攪勻電機工作時，Y003的動合觸點閉合，啟動定時器T0，過了6秒，T0動合觸點閉合，Y003線圈斷開，電機停止攪動。當攪勻電機由接通變?yōu)閿嚅_時，使M112產(chǎn)生一個掃描周期的脈沖，M112的動合觸點閉合，Y002線圈接通，混合液電磁閥YV3打開，開始放混合液。液面下降到SL3，液面?zhèn)鞲衅鱏L3由接通變?yōu)閿嚅_，使M110動合觸點接通一個掃描周期，M201線圈接通，T1開始工作，2秒后混合液流完，T1動合觸點閉合，Y002線圈斷開，電磁閥YV3關(guān)閉。同時T1的動合觸點閉合，Y000線圈接通，YV1打開，液體A流入，開始下一循環(huán)。停止操作：按下停止按鈕SB2，X00

37、1的動合觸點接通，M101產(chǎn)生停止脈沖，使M200線圈復位斷開，M200動合觸點斷開，在當前的混合操作處理完畢后，使Y000不能再接通，即停止操作。六、梯形圖參考程序?qū)嶒炇?溫度PID控制在MF26模擬實驗掛箱中溫度PID控制實驗區(qū)完成本實驗。一、實驗目的熟悉使用三菱FX系列的PID控制，通過對實例的模擬，熟練地掌握PLC控制的流程和程序調(diào)試。二、溫度PID控制面板圖此面板中的Pt100為熱電偶,用來監(jiān)測受熱體的溫度，并將采集到的溫度信號送入變送器，再由變送器輸出單極性模擬電壓信號，到模擬量模塊，經(jīng)內(nèi)部運算處理后，輸出模擬量電流信號到調(diào)壓模塊輸入端，調(diào)壓模塊根據(jù)輸入電流的大小，改變輸出電壓的大

38、小，并送至加熱器。為了使溫度變送器正常工作,還要對其參數(shù)進行設(shè)置。在基本狀態(tài)下按 鍵并保持約2秒鐘，即進入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)。在參數(shù)設(shè)置狀態(tài)下按 鍵，儀表將依次顯示各參數(shù)，例如上限報警值HIAL、參數(shù)鎖Loc等等，對于配置好并鎖上參數(shù)鎖的儀表，只出現(xiàn)操作工需要用到的參數(shù)（現(xiàn)場參數(shù)）。用 、 、 等鍵可修改參數(shù)值，按 鍵并保持不放，可返回顯示上一參數(shù)。先按 鍵不放接著再按 鍵可退出設(shè)置參數(shù)狀態(tài)。如果沒有按鍵操作，約30秒鐘后會自動退出設(shè)置參數(shù)狀態(tài)。需要設(shè)定的參數(shù)有 CTRL0 SN21 DIL000.0 DIH100.0 DIP1三、實驗原理(1)本實驗說明欲使受熱體維持一定的溫度，則需一風扇不斷給其

39、降溫。這就需要同時有一加熱器以不同加熱量給受熱體加熱，這樣才能保證受熱體溫度恒定。本系統(tǒng)的給定值（目標值）可以預先設(shè)定后直接輸入到回路中；過程變量由在受熱體中的Pt100測量并經(jīng)溫度變送器給出，為單極性電壓模擬量；輸出值是送至加熱器的電壓，其允許變化范圍為最大值的0% 至100%。(2)理解FXon系列的PID功能指令FXon系列的PID回路運算指令的功能指令編號為FNC88,源操作數(shù)S1,S2,S3和目標操作數(shù)均為D，16位運算占9個程序步，S1,S2分別用來存放給定值SV和當前測量到的反饋值PV,S3-S3+6用來存放控制參數(shù)的值,運算結(jié)果MV存放在D中。PID指令用于閉環(huán)模擬量的控制，在

40、PID控制之前，應使用MOV指令將參數(shù)設(shè)定值預先寫入數(shù)據(jù)寄存器中。如果使用有斷電保護功能的數(shù)據(jù)存儲器，不需要重復寫入。如果目標操作數(shù)D有斷電保護功能，應使用初始化脈沖M8002的常開觸點將它復位。S3-S3+24分別用來存放PID運算的各種參數(shù),具體如下:S3 采樣周期(Ts) 132767(ms) S3+1 動作方向(ACT) S3+2 輸入濾波常數(shù)() 099 0時沒有輸入濾波S3+3 比例增益(Kp) 1-32767S3+4 積分時間(TI) 032767(×100ms) 0時作為處理S3+5 微分增益(KD) 0-100 0時無微分增益S3+6 微分時間(TD) 032767

41、(×10ms) 0時無微分處理S3+7-S3+19 PID運算的內(nèi)部處理占用S3+20 輸入變化量(增側(cè))報警設(shè)定值 0-32767 S3+21 輸入變化量(減側(cè))報警設(shè)定值 0-32767S3+22 輸出變化量(增側(cè))報警設(shè)定值和輸出上限設(shè)定值S3+23 輸出變化量(減側(cè))報警設(shè)定值和輸出下限設(shè)定值S3+24 報警輸出 在P,I,D這三種控制作用中，比例部分與誤差部分信號在時間上時一致的，只要誤差一出現(xiàn)，比例部分就能及時地產(chǎn)生與誤差成正比例的調(diào)節(jié)作用，具有調(diào)節(jié)及時的特點。比例系數(shù)越大，比例調(diào)節(jié)作用越強，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度越高；但是對于大多數(shù)的系統(tǒng)來說，比例系數(shù)過大，會使系統(tǒng)的輸出振蕩加

42、劇，穩(wěn)定性降低。調(diào)節(jié)器中的積分作用與當前誤差的大小和誤差的歷史情況都有關(guān)系，只要誤差不為零，控制器的輸出就會因積分作用而不斷變化，一直要到誤差消失，系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)時，積分部分才不再變化，因此，積分部分可以消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高控制精度。但是積分作用的動作緩慢，可能給系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性代來不良影響，因此很少單獨使用。積分時間常數(shù)增大時，積分作用減弱，系統(tǒng)的動態(tài)性能（穩(wěn)定性）可能有所改善，但是，消除穩(wěn)態(tài)誤差的速度減慢。根據(jù)誤差變化的速度（即誤差的微分），微分部分提前給出較大的調(diào)節(jié)作用，微分部分反映了系統(tǒng)變化的趨勢，它較比例調(diào)節(jié)更為及時，所以微分部分具有預測的特點。微分時間常數(shù)增大時，超調(diào)量減小，動態(tài)性

43、能得到改善，但抑制高頻干擾的能力下降。如果微分時間常數(shù)過大，系統(tǒng)輸出量在接近穩(wěn)態(tài)值時上升緩慢。采樣時間按常規(guī)來說應越小越好，但是時間間隔過小時，會增加CPU的工作量，相鄰兩次采樣的差值幾乎沒有什么變化，所以也不易將此時間取的過小，另外，假如此項取比運算時間短的時間數(shù)值，則系統(tǒng)無法執(zhí)行。FX2N-3A模塊輸入輸出特性如下四、輸入/輸出接線列表加熱指示+加熱指示-冷卻風扇+冷卻風扇-控制輸入+控制輸入-信號輸出+信號輸出-主機24+ Y1主機24+ Y0FX2N-3A IoutFX2N-3A Out-comFX2N-3A Vin1FX2N-3A Com1注意：不要漏接熱電偶Pt100的補償端五、實

44、驗注意事項：本掛箱內(nèi)的加熱器由四個內(nèi)熱式烙鐵芯構(gòu)成，長時間的滿負荷工作會使受熱體溫度明顯升高，影響掛箱內(nèi)環(huán)境溫度，可能會對元器件造成損壞。因此，在進行實驗時對設(shè)定值不要設(shè)的過高（一般高于室內(nèi)溫度10-20即可），以免對掛箱造成不良影響。六、梯形圖參考程序?qū)嶒炇?三層電梯控制系統(tǒng)的模擬在MF27模擬實驗掛箱中三層電梯控制系統(tǒng)的模擬實驗區(qū)完成本實驗。一、 實驗目的1.進一步熟悉PLC的I/O連接。2.熟悉三層樓電梯控制系統(tǒng)的編程方法。二、控制要求電梯由安裝在各樓層廳門口的上升和下降呼叫按鈕進行呼叫操縱，其操縱內(nèi)容為電梯運行方向。電梯轎廂內(nèi)設(shè)有樓層內(nèi)選按鈕S1S3，用以選擇需停靠的樓層。L1為一層

45、指示、L2為二層指示、L3為三層指示，SQ1SQ3為到位行程開關(guān)。電梯上升途中只響應上升呼叫，下降途中只響應下降呼叫，任何反方向的呼叫均無效。例如，電梯停在一層，在二層轎廂外呼叫時，必須按二層上升呼叫按鈕，電梯才響應呼叫（從一層運行到二層），按二層下降呼叫按鈕無效；反之，若電梯停在三層，在二層轎廂外呼叫時，必須按二層下降呼叫按鈕，電梯才響應呼叫（從三層運行到二層），按二層上升呼叫按鈕無效，依此類推。三、三層電梯控制系統(tǒng)的模擬實驗面板圖四、輸入/輸出接線列表：（一）輸入：序號名 稱輸入點序號名 稱輸出點0三層內(nèi)選按鈕S3X0005一層上呼按鈕U1X0051二層內(nèi)選按鈕S2X0016二層上呼按鈕U2X0062一層內(nèi)選按鈕S1X0027一層行程開關(guān)SQ1X0073三層下呼按鈕D3X0038二層行程開關(guān)SQ2X0104二層下呼按鈕D2X0049三層行程開關(guān)SQ3X011（二）輸出：序號名 稱輸入點序號名 稱輸出點0三層指示L3Y0006二層內(nèi)選指示SL2Y0061二層指示L2Y0017一層內(nèi)選指示SL1Y0072一層