《可編程控制器》
實驗指導書
實驗課程類別：課程內實驗
實驗課程性質：必修
適用專業：自動化
適用課程：《可編程控制器》、《電氣控制與PLC》
實驗用PLC機型：歐姆龍CPM1A和CPM2A
開課院、系及教研室：電氣信息學院電氣工程教研室
PLC硬件的連接和軟件的使用
整個實驗系統由PLC系統和實驗區組成。 PLC系統包括OMRON型PLC主機CPM1A或CPM2A一臺、適配器CPM1-CIFO1一個、串口線一根（包括9芯針、孔接頭各一個）。 實驗區包括開關量輸入區、混料實驗區、交通燈實驗區、電機控制實驗區和電梯（直線）實驗區等，每個實驗區有不同的輸入按鍵、指示燈和相應的插孔。 另外，實驗面板上還有一排輸入端子排DIGITAL INPUT 00~23、公共端子接實驗箱的1M、2M、3M、4M； 輸出端子排DIGITAL OUTPUT 00~15，公共端子接實驗箱的1L、2L； 另有插接線若干。 開關量信號單元介紹： 輸入信號分為不帶自鎖按鍵和帶自鎖按鍵，各有8個，共16個，按鍵按下時是高電平還是低電平由公共端決定，不帶自鎖按鈕的公共端是COMS1，帶自鎖按鍵的公共端是COMS2。 輸出信號是2組輸出指示燈和一個蜂鳴器聲音信號，其中一組指示燈的信號是低電平點亮，標示為LED1-LED4，另一組指示燈的信號是高電平點亮，標示為LED5-LED8。 聲音信號的接口標示為BEEP，接通低電平信號時蜂鳴器響。 具體線路的連接如下： - 電源開關下的兩根線為220V電源線，與PLC主機的L1和L2相連。
- PLC輸入端的0CH（0通道）00~11端子分別與實驗面板上端子排的INPUT00~11相連，1CH（1通道）00~05端子分別與實驗面板上端子排的INPUT12~17相連。
- PLC輸出端的10CH（輸出0通道）00~07端子分別與實驗面板上端子排的OUTPUT00~07相連，11CH（1通道）00~03端子分別與實驗面板上端子排的OUTPUT10~13相連。
- 需要聯機調試或下載程序時將適配器與PLC主機相連接，用串口線將適配器與電腦的任意一串口相連接。
2．PLC編程軟件的簡要介紹 在工程工作區內，用戶可以實現對以下項目的查看與操作： 符號：可編程控制器所使用的所有全局和本地符號。 I/O表：與可編程控制器相連的所有機架和主框的輸入輸出。 設定：所有有關可編程控制器的設置。 內存：內存的數據值。 擴展指令：擴展指令的賦值。
梯形圖界面
切換到助記符界面
輸出窗口中包括： 編譯：顯示程序編譯時的錯誤和警告。 尋找：顯示查找操作的結果。 傳輸：顯示與可編程控制器之間的傳輸過程。
觀察窗口用來在線顯示給定地址中的數據值，是程序調試時的好幫手。實用中用戶一般應該先在離線狀態下產生程序，編譯無誤后再切換到在線狀態。梯形圖程序輸入時主要利用相應的工具按鈕或"插入"菜單中的相應項選擇放置各器件，除了常用的線圈和接點外，其他指令要使用"新PLC指令"按鈕來實現，各器件間用"新水平線"和"新垂直線"根據其邏輯關系來連接。 3.熟練使用PLC梯形圖和邏輯語句表編程軟件 任意編寫一程序，能夠熟練的進行編輯、保存、調入，能夠在梯形圖和邏輯語句表兩者間進行切換，最后將程序下載到PLC中并運行，檢查實驗結果，要求能夠對較熟練掌握PLC軟件的使用。 4.實驗報告要求：進入實驗室之前要有預習報告，包括每個實驗的目的，控制要求，具體的PLC梯形圖或指令表。實驗過程中對寫入的程序及其結果進行記載，分析PLC輸入輸出工作的原理，能夠結合實驗上的接線畫出PLC的實際輸入、輸出電路（按鍵和指示燈的回路），實驗完成后要進行實驗現象分析，并提交完整的實驗報告。
實驗一：PLC編程指令應用 - 實驗目的：
- 熟悉編程方法，靈活運用各種梯形圖指令。
- 熟練掌握基本指令的使用方法，重點掌握定時器和計數器的用法。
- 掌握比較、傳送等常用功能指令的運用
- 實驗學時：4學時
- 實驗內容：
- 用PLC內部的兩個定時器產生周期為4秒，占空比為50％的方波，用一個計數器對該方波脈沖進行計數，當計數到10次后，定時器計數滿，用其輸出控制一指示燈亮。計數器用兩種復位方式：上電自動復位或手動按鍵復位。
- 將S2賦值為10H，然后通過三個按鍵分別給S1賦值為00H、10H、20H，再來比較S1與S2的大小，根據比較的結果來輸出給LED指示燈，要求如下：
S1<S2，指示燈1亮；S1<=S2，指示燈2亮；S1=S2，指示燈3亮； S1>S2，指示燈4亮；S1>=S2，指示燈5亮；S1=S2，指示燈6亮。 按下不同的按鍵，則給S1賦不同的值，S2賦值為10H，這都需要用到傳送指令；另外比較兩數的大小，需要用到比較指令，比較的結果可以通過特殊的輔助繼電器的狀態來得到，并用了控制輸出
- 采用十進制運算指令完成（245+1436）*20/6，將結果存放到HR00作為起始地址的存儲單元中。
- 注意各種元件的命名方法。
- 如果在梯形圖中輸入計數器不方便的話可以將界面切換到邏輯語句輸入界面，通過匯編指令將計數器輸入到程序中。
- 注意定時器和計數器都必須設定定時值和計數值，否則程序會出錯。
- 最后用輔助繼電器來實現自鎖。
- 用實驗箱上的鍵盤作為輸入，指示燈作為輸出。
- 根據上面功能要求編制梯形圖。
- 實驗報告要求：觀察實驗現象，做好記載，分析定時器和計數器的功能是否實現，寫出I/O分配表、梯形圖程序、語句表清單。
實驗二：交通信號燈的控制 - 實驗目的：
- 鞏固所學的PLC知識，進一步掌握梯形圖知識。
- 利用所學PLC知識進行簡單編程，解決工程實際問題。
- 了解PLC控制的特點。
- 實驗學時：2學時
- 實驗內容：
- PLC實驗箱上有專門的交通燈控制模塊，所要實現的功能如下：
按啟動按鈕后，南北綠燈亮，東西紅燈亮，南北車輛可以通行； 10秒鐘后，南北綠燈閃爍，東西紅燈亮，南北車輛通行警告； 3秒鐘后，南北黃燈亮，東西紅燈亮，南北車輛禁止通行； 2秒鐘后，南北紅燈亮，東西綠燈亮，東西車輛可以通行 8秒鐘后，東西綠燈閃爍，南北紅燈亮，東西車輛通行警告； 3秒鐘后，東西黃燈亮，南北紅燈亮，東西車輛禁止通行 2秒鐘后，東西紅燈亮，南北綠燈亮；南北車輛可以通行； 周而復始，重復執行，直到按下停止按鈕，所有指示燈都熄滅。
- 根據控制要求，先畫出各個燈亮滅的時序圖。綠燈閃爍時是亮0.5s、滅0.5s
- 根據時序圖編制梯形圖程序。
- 將梯形圖程序下載到PLC中，根據程序要求，連接各個輸出繼電器到各個燈的控制端。
- 實驗報告要求：寫出I/O分配表、梯形圖程序、語句表清單；啟動以后觀察實驗現象，做好記載，分析時序圖，寫出完整的實驗報告。
實驗三：電機正、反轉控制 - 實驗目的：
- 熟悉編程軟件及編程方法。
- 掌握用PLC代替繼電器接觸器來控制電機的方法。
- 實驗學時：2學時
- 實驗內容：
編程要求：根據電氣控制部分的電路圖用PLC的梯形圖來進行替代并加以實現：按下啟動按鈕后，再按正轉按鈕，電機正轉（KM1接通），并運行在Y形接法（低速運行，繼電器KM4接通），5s后KM4斷開，電機運行在三角形接法（全速運行，KM3接通）。按下停車按鈕時，電機停轉。 按下啟動按鈕后，再按反轉按鈕，電機反轉（KM2接通），并運行在Y形接法（低速運行，繼電器KM4接通），5s后KM4斷開，電機運行在三角形接法（全速運行，KM3接通）。按下停車按鈕時，電機停轉。
- 輸入量：S1啟動鍵、S2停止鍵、S3正轉鍵、S4反轉鍵，1M接＋24V；輸出量：KM1輸出指示燈、KM2輸出指示燈、KM3輸出指示燈、KMF2反轉指示燈、KMZ2正轉指示燈，1L接GND,2L接GND。
- 實驗報告要求：寫出I/O分配表、梯形圖程序、語句表清單；仔細觀察實驗現象，認真記錄實驗中發現的問題、錯誤、故障和解決方法。
實驗四：節日彩燈的控制 一、實驗目的： - 熟悉掌握移位指令的功能和使用方法，
- 了解聯鎖和跳轉指令的區別和編程方法。
二、實驗學時：4學時 三、實驗內容： 用00001~00004作為4個開關，其中00001~00003用來選擇彩燈的個數及編排花樣，00004選擇彩燈的移動方向。 當00004為OFF時，彩燈從左向右移動（01000~01005），當移動到最右側后，重復上述過程。 當00004為ON時，彩燈從右向左移動（01105~01100），當移動到最右側后，重復上述過程。 通過TIM001可以改變彩燈的移位速度：要求有0.1s、0.2s和1s的移動速度要求。 - 彩燈可以利用實驗面板上的任意指示燈控制（共12個燈）：
- 實驗報告要求：寫出I/O分配表、梯形圖程序、語句表清單；仔細觀察實驗現象，認真記錄實驗中發現的問題、錯誤、故障和解決方法。
實驗五：混料罐液位控制 - 實驗目的：
- 熟悉PLC編程原理及方法。
- 掌握液位控制的技巧。
- 了解傳感器原理及使用方法。
- 實驗學時：4學時
- 實驗內容：
- 實驗箱上有專門的混料實驗區，使用PLC數字量輸入、輸出控制混料罐液位。
- 編程要求：進入PLC程序，先開進料泵1，低液位傳感器報警時，出料泵關，進料泵1開；中液位傳感器報警時，進料泵1關，進料泵2開；高液位傳感器報警時，進料泵2關，混料泵開；3秒后，關混料泵，出料泵開。
- 輸入、輸出量：三個輸入量分別接高液位傳感器HL1、中液位傳感器HL2、低液位傳感器HL3；四個輸出量為HL5表示進料泵A、HL6表示進料泵B、HL7表示出料泵、HL4表示混料攪拌電機。
- 實驗報告要求：寫出I/O分配表、梯形圖程序、語句表清單；仔細觀察實驗現象，認真記錄實驗中發現的問題、錯誤、故障和解決方法。
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2018-11-30 17:42 上傳
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