PLC实验指导书

物理与信息科学实验教学中心

PLC实验指导卡

实验一 基本逻辑指令编程实验

[实验项目] 基本逻辑指令编程实验 [实验目的]

1. 熟悉PLC可编程序控制器的组成，电路接线和开机步骤。 2. 熟悉编程软件的操作，PLC程序指令的输入，检查及修改。

3. 掌握基本逻辑指令LD、LDI、AND、ANI 、OR、ORI 的使用方法。 4. 学会用基本逻辑与、或、非等指令实现基本逻辑组合电路的编程。 5. 学会PLC 程序调试的基本步骤及方法。 6. 学会用PLC 改造继电器典型电路的方法。 [主要仪器]

1. PLC可编程序控制器实验台 1台

2. 个人PC机 1台 3. FX—20P—CAB0编程电缆 1根 4. 连接导线 若干 [实验操作注意事项]

1. 在下载和修改程序时务必确保PLC主机将RUN/STOP 开关置于STOP状态。

2. 连接输入输出线路时务必关闭PLC实验台的电源。检查连接线路无误后才能加电实验。 [实验内容与步骤] 实验步骤：

1. 了解FX1S —30MR PLC 实验台的组成，熟悉PLC 的电源、输入信号端X 和公共端COM、

输出信号端Y 和公共端COM；PLC的编程接口与个人PC机的串行端口、编程电缆的连接； RUN/STOP 开关及各类指示灯的作用等。

2. 电路连接好后经指导教师检查无误，并将RUN/STOP 开关置于STOP 后，方可接入220V 交

流电源。

3. 编程软件的操作。

4. 根据实验内容，把梯形图程序转换成指令表，用编程器输入至PLC 中，并进行检查、修改、

测试和验证。

5. 输入信号的连接和输出负载的连接。 6. 程序运行调试并修改。 7. 写实验报告。 实验内容：

1. 走廊灯两地控制程序

(1) 控制要求：走廊灯两地控制：楼上开关、楼下开关均能控制走廊灯的亮灭。 (2) 输入/输出信号定义：

输入：X0—楼上开关 X1—楼下开关 输出：Y0—走廊灯 (3) 参考梯形图程序如下：

1

(4) 程序分析：

由于Y0X0X1X0X1 ，故当X0 和X1 中任X0 和X1 中任一输入点状态变化时，均能影响到输出点Y0 的状态。运行结果：

(5) 思考

① 上机运行以上程序，写出运行结果.

② 编程实现走廊灯三地控制：走廊东侧开关、走廊中间开关、走廊西侧开关均能控制走廊灯的亮灭。 走廊灯三地控制梯形图程序：



2. 逻辑组合电路编程（用梯形图和指令表对1）和2）两组合逻辑电路编程）： 1）Y0X0X1X2X3X4X5 X0 2）Y1X0X1X2X3X4X0X1

X1&1≥&≥Y0≥1≥&Y1X2X2X3X4X3X4 X5

1）解： 2）解：

1

3. PLC 改造继电器控制电路的方法

将如下继电器控制系统改造为PLC控制系统：

2

改造后的梯形图程序为：

实验二 置位、复位及脉冲指令编程实验

[实验项目] 置位、复位及脉冲指令编程实验 [实验目的]

1.进一步熟悉三菱GX-Developer 编程软件的使用方法。 2.掌握置位、复位及脉冲指令的使用方法。

3.学会用置位、复位及脉冲指令实现顺控系统的编程。 4.掌握置位、复位及脉冲指令波形的画法和含义。

[主要仪器]

个人PC 机 1 台, 三菱FX1S－30MR PLC 1 台,连接电缆 1 根

[实验操作注意事项]

在下载程序的时候务必确保PLC主机将RUN/STOP 开关置于STOP状态。 [实验内容与步骤]

实验步骤:

1.电路连接好后经指导教师检查无误，并将RUN/STOP 开关置于STOP 后，接入220V 交流电源. 2.在PC 机启动三菱GX-Developer 编程软件，新建工程，进入编程环境。

3.根据实验内容，在GX-Developer 编程环境下输入梯形图程序，转换后，下载到PLC 中。 4.程序运行调试并修改。 5.写实验报告。 实验内容：

3

1. 模拟R—S 触发器编程（对输出线圈操作）（基础题） (1) 控制要求：编制输入/输出信号波形图如下的程序。

输入X0：

输入X1：

输出Y0：

(2) 参考程序（梯形图） 如图2.1：

图2.1 R—S 触发器控制程序

(3) 程序分析

在X1 断开的情况下，X0 接通，Y0 被置位；X1 接通，则Y0 被复位。此程序功能于自锁电路相同

2. “与”、“或”控制逻辑（基础题） (1) 控制要求：

X0、X1 为输入点，Y0～Y2 为输出点，分别用SET、RST 指令实现“与”、“或”、“异 或”控制逻辑，分别控制3 个执行机构（PLC 的3 个输出）

(2) 参考程序（梯形图）如图2.2：

(3) 程序分析:

当X0 和X1 同时接通时，Y0 被置位；如果X0、X1 中任意一个断开，则Y0 被复位； 当X0 和X1 中任意一个接通时，Y1 被置位；如果X0、X1 同时断开，则Y1 被复位； 当X0 和X1 中任意一个接通时，另一个断开，Y2 被置位；如果X0、X1 同时接通或同时断开，则Y2 被复位。

图2.2 与或逻辑控制程序

4

3. 上升沿微分、下降沿微分指令基本应用（基础题） (1) 控制要求：

输入点X0 压下时，输出点Y0 接通一个扫描周期；输入点X0 由压下转为松开时，输出点Y1 接通一个扫描周期。

(2) 参考程序如图2.3（两程序功能一样，FX1S只能用前者）：

图2.3 脉冲控制程序

(3) 程序分析:

用两种方式实现了X0 压下时，Y0 接通一个扫描周期；X0 由压下转为松开时，Y1 接通一个扫描周期

(4) 思考：

上机运行以上程序，分析运行结果，根据输入信号的波形画出输出信号的波形图。

输入X0： 输出Y0：

4 单按钮单路启/停（跟斗开关）输出控制程序 (1) 控制要求：

用一只按钮控制一盏灯，第一次按下时灯亮，第二次按下时灯灭，„„，奇数次灯亮，偶数次灯灭。

(2) 输入/输出信号定义：

输入：X0—按钮 输出：Y0—灯 (3) 参考程序如图2.4（程序a和b功能一样）：

a b

图2.4 跟斗开关控制程序

(4) 程序分析:

a 图程序：X0 上升沿来到时，M0 产生一个宽度为一个时钟周期的脉冲；如果此时Y0 断开，则Y0 被接通；如果此时Y0 接通，则Y0 被复位，实现程序的要求。

5

b 图程序：当X0 上升沿来到时，M0 产生一个宽度为一个时钟周期的脉冲；如果此时Y0 断开，则M1 被置位；如果此时Y0 断开，则M1 被复位（即将Y0 的状态取反之后存放在M1 中），然后再将M1 状态通过Y0 输出，实现程序的要求。 (5) 思考：

① 上机运行以上程序，分析运行结果，根据输入信号的波形画出输出信号的波形图。

输入X0： 输出M0： 输出M1： 输出Y0：

② 以上程序为几分频电路？在此基础上，试编程实现一个四分频电路。 梯形图程序为：

5. 单按钮双路交替启/停输出控制程序

(1) 控制要求：

用一只按钮控制两盏灯，第一次按下时第一盏灯亮，第二次按下时第一盏灯灭，同时第二盏灯亮，第三次按下时两盏灯灭，„„，以此规律循环下去。 (2) 输入/输出信号定义：

输入：X0—按钮 输出：Y0—第一盏灯 Y1—第二盏灯

(3) 参考程序（梯形图）如图2.5：

(4) 程序分析:

当X0 上升沿来到时，M0 产生一个宽度为一个时钟周期的脉冲；如果此时Y0 和Y1 均断开，则M10 被置位，Y0 接通；当M0 的下一个脉冲来到时，M10 被复位，Y0 被复位，Y0 的下降沿使得M1 上产生一个宽度为一个时钟周期的脉冲，此脉冲将M11 置位， 通过Y1 输出；当M0 的再下一个脉冲到达时，M11 被复位，Y1 断开。

图2.5 双路启/停控制程序

(5) 思考：

上机运行以上程序，分析运行结果，根据输入信号的波形画出输出信号的波形图。

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输入X0： 输出M0： 输出M10： 输出M1： 输出M11： 输出Y0： 输出Y1：

6. 对大型电动机的启停控制

(1) 控制要求：

① 应用SET，RST 指令对电动机的启动，停车进行编程。

② 大型电动机工作方式：可以手动、自动选择；无论手动、自动均需润滑油泵、冷却水泵启动，且油压、水压正常。

③ 手动启动：工作方式选择手动→压下冷却水泵启动按钮→水泵电机运行→压下润滑油泵启动按钮→油泵电机运行→压下系统启动按钮→主电机运行。

④ 自动启动：工作方式选择自动→压下系统启动按钮→水泵电机运行、油泵电机运行→水压、油压正常→主电机运行。

⑤ 系统正常停车：压下系统停车按钮→水泵电机、油泵电机、主电机均立即停车。

⑥ 故障报警及停车：事故信号、润滑油压力不正常、冷却水压力不正常、电动机过载有任一项产生→报警指示灯亮→水泵电机、油泵电机、主电机均立即停车。

⑦故障报警解除：在故障排除后→压下故障报警解除按钮→报警指示灯灭→允许系统正常启动。 (2) 输入/输出信号定义：

输入：X0—手动/自动转换（转换开关） X0=ON 自动方式、X0=OFF 手动方式 X1—水

泵启动（按钮） X2—油泵启动（按钮）

X3—系统启动（按钮） X4—系统停车（按钮）

X10—事故信号（事故时ON） X11—润滑油压（正常时ON） X12—冷却水压（正常时ON） X13—主电机过载（过载时ON） X14—故障报警解除

输出：Y0—水泵电机运行 Y1—油泵电机运行 Y2—主电机运行 Y4—报警指示灯

(3) 参考程序（梯形图）如图2.6： (4) 程序分析:

① 当X0 接通时，程序处于自动工作方式。此时按下启动按钮X3，如果无报警信号输出Y4，则水泵输出Y0 接通并自锁，油泵输出Y1 接通并自锁。如果此时油压、水压均正常（即X11、X12 接通），则M0 接通，M1 产生一个宽度为一个扫描周期的脉冲，此脉冲将主电机输出Y2 置位，电机启动运行。

② 当X0 断开，程序处于手动工作方式，此时需要按下X1 启动水泵，按下X2 启动油泵,再按下X3 启动主电机。

③ 假如油压或水压不正常，则M3 产生一个“压力异常脉冲”；假如发生事故、电机过载或有“压力异常脉冲”，则M4 产生一个“故障脉冲”，此脉冲将主电机输出Y2 复位，同时接通报警指示灯Y4 并自锁，Y4 必须在按下报警解除按钮X14 后才能复位。

④ 在运行状态下，按下停止按钮X4，则水泵、油泵和主电机均被断开。

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图2.6 大型电机启/停控制程序

(5) 思考：

① 上机运行程序，简述调试程序的过程。

② 分析程序中是如何使用SET、RST、PLS 、PLF 指令？

实验三 定时器、计数器指令编程实验

[实验项目] 定时器、计数器指令编程实验 [实验目的]

1.熟悉三菱GX-Developer 编程软件的使用方法。 2.掌握定时器、计数器指令的使用方法。

3.学会用定时器、计数器指令实现顺控系统的编程。 4.掌握定时器、计数器波形的画法和含义。 5.学会用PLC 改造典型继电器电路的方法。

[主要仪器]

个人PC 机 1 台,三菱FX1S－30MR PLC 1 台,连接电缆 1 根

[实验操作注意事项]

在下载程序的时候务必确保PLC主机将RUN/STOP 开关置于STOP状态。

[实验内容与步骤] 实验步骤:

1.电路连接好后经指导教师检查无误，并将RUN/STOP 开关置于STOP 后，方可接220V 交流电源. 2.在PC 机启动三菱GX-Developer 编程软件，新建工程，进入编程环境。

3.根据实验内容，在GX-Developer 编程环境下输入梯形图程序，转换后，下载到PLC 中。 4.程序运行调试并修改。 5.写实验报告。 实验内容：

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1. 通电延时控制程序(基础题) (1) 控制要求：

编制输入/输出信号波形图如下的程序。 输入 X0: 输出 Y0:

(2) 参考程序（梯形图）如图3.1：

图3.1 通电延时控制程序

(3) 程序分析：

当X0 接通，定时器T0 线圈通电，T0 开始延时；当2 秒延时时间到后，T0 的常开触点闭合使得Y0 接通；断开X0，则T0 线圈断电，T0 常开触点被复位，Y0 断开。

2. 断电延时控制程序（较难题）

(1) 控制要求：

编制输入/输出信号波形图如下的程序。 输入X0：

输出Y0：

(2) 根据要求设计梯形图程序

(3) 思考：

运行下图所示程序，分析运行结果，根据输入信号的波形画出输出信号的波形图。

输入X0: 输出Y0:

3. 方波（2S）发生器控制程序（较难题） (1) 控制要求：

编制输入/输出信号波形图如下的程序。

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输入X0： 输出Y0：

(2) 参考程序（梯形图）如下：

图3.2 方波发生器控制程序

(3) 程序分析：

当X0 接通，Y0 接通、T0 线圈通电开始延时，延时时间到后，T0 常闭触点断开使得Y0 断开；T0 常开触点接通，使得T1 线圈通电开始延时，延时时间到后，T1 常闭触点使得T0 线圈断电，T1 线圈断开；Y0 接通、 T0 线圈通电开始延时，„„，产生方波， 直到X0 断开，所有输出断开。 4. 按钮记数控制程序（较难题） (1) 控制要求：

按钮X0 按下3 次，信号灯Y0 亮；再按下3 次，信号灯灭。

(2) 参考程序（梯形图）如图3.3： (3) 程序分析：

X0 每接通一次，C0 计数值增加1；当C0 计数值为3 时，Y0 接通，并且此后C1 开始对X0 的上升沿进行计数；当C1 计数值为3 时，C0 被

复位，C0 的常闭触点也将C1 进行复位，开始下一次的计数。

图3.3 按钮计数控制程序

(4) 思考：

上机运行程序，分析运行结果，根据输入信号的波形画出输出信号的波形图。 输入X0 :

输出Y0：

5. 长定时控制程序（较难题） (1) 控制要求：

压下启动按钮SB1，长定时器开始定时，此时即使松开启动按钮SB1 ，长定时器仍然继续定时；4 小时后，指示灯HL0 亮；此时，只有压下停止按钮SB2，指示灯HL0 才会熄灭。 (2) 输入/输出信号定义：

输入：X0—启动按钮SB1 ，X1—停止按钮SB2 输出：Y0—指示灯 (3) 根据要求设计程序

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实验四 基本逻辑指令综合设计实验

[实验项目] 基本逻辑指令综合设计实验 [实验目的]

1.在掌握逻辑指令的基本应用基础上，通过综合设计实验的训练，达到提高综合分析问题、解决问题能力的目的。

2.通过程序的调试，进一步掌握PLC 的编程技巧和编程调试方法。 3.以工程应用为出发点，强化学生的工程意识。

[主要仪器]

个人PC 机 1 台,三菱FX1S-30MR PLC 1 台,连接电缆 1 根

[实验操作注意事项]

在下载程序的时候务必确保PLC主机将RUN/STOP 开关置于STOP状态。 [实验内容与步骤]

实验步骤:

1.电路连接好后经指导教师检查无误，并将RUN/STOP 开关置于STOP 后，接入220V 交流电源. 2.在PC 机启动三菱GX-Developer 编程软件，新建工程，进入编程环境。

3.根据实验内容，在GX-Developer 编程环境下输入梯形图程序，转换后，下载到PLC 中。 4.程序运行调试并修改。 5.写实验报告。 实验内容：

1. 小车往复运动控制程序

本程序是以检测为原则，实现PLC 顺控系统设计。 (1) 控制要求：

小车在初始状态时停在中间，限位开关X0=ON；按下启动按钮X3，小车按图4.1 所示顺序往复运动，按下停止按钮X4，小车停在初始位置（中间）

图4.1 小车往复运动示意图

(2).设计指导：

① 该程序为电动机正、反转控制的具体工程应用。

② 该程序的关键问题：按下停止按钮时，小车并不是立即停止，而是要回到原位（中间位置）才停，所以要对停止信号加自锁保持，小车回到原位后再清除停止信号。 (3).程序设计：

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2.电动机Y-△降压启动控制程序

本程序是用PLC 改造典型继电器电路的应用

(1) 控制要求：

图4.2 所示为笼型异步电动机Y-Δ降压起动继电接触器控制系统图，写出系统工作流程，设计用PLC 改造后的电气原理图和控制程序。

图4.2 电动机Y-△降压启动电路

(2) 设计指导：

① 该程序为电动机降压启动控制的具体工程应用，应先分析图4.2 后，确定输入/输出信号，画PLC 电气原理图。

② 该程序的关键问题：程序中要考虑PLC 的工作方式与继电器控制系统不同，PLC 没有先断后合的概念，所以在实际工程应中，PLC 编程时要人为加入切换延时，即电动机Y 形接法运行一段时间后，切除Y 形接法的接触器线圈后延时一点时间（几十毫秒）后， 再接通电动机△形接法的接触器线圈，使电动机全压运行。 (3) 程序设计：

3.四台电动机顺序启动、顺序停车控制程序

本程序是以时间为原则，设计PLC 顺序控制系统 (1) 控制要求：

① 四台电动机M1、M2、M3、M4 分别由KM1 、KM2 、KM3 、KM4 单独控制

② 四台电动机的启动：按下启动按钮SB1，四台电动机顺序启动，启动顺序为：M1→ M2→M3→M4，启动间隔时间为10S 。

③ 四台电动机的停车：按下停车按钮SB2，四台电动机顺序停车，停车顺序为：M4→ M3→M2

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→M1，启动间隔时间为5S。

④ 设计用PLC 控制的电气原理图和控制程序。

(2) 设计指导：

① 该程序为多台电动机顺序控制的工程应用，学生因先确定输入/输出信号，画PLC 电气原理图，学生可参考本书实验一中的相关内容进行设计

② 该程序的关键问题：多个定时器的串联使用；停车信号的自锁及清除，难点在于顺序停车程序设计上。 (3) 程序设计：

4. 两种液体进行混合控制程序设计

本程序为综合全部基本逻辑指令的工程应用，工作装置见图4.3 所示

注：

H、I、L 为液位传感器，液面淹没时为ON； YV1、YV2 为进料电磁阀，YV3 为排料电磁阀， M 为搅拌电动机。

图4.3 液体混合装置示意图

(1) 控制要求:

① 初始状态：容器是空的，三个阀门均关闭（YV1=YV2=YV3=OFF），液位传感器输出触点断开（H=I=L=OFF），电机停止（M=OFF）；

② 启动操作：

a、按一下启动按钮SB1，阀门YV1 打开（YV1=ON），液体A 流入容器；

b、当液面到达I 时，I=ON，使阀门YV1 关闭（YV1=OFF），阀门YV2 打开（YV2=ON）， 液体B 流入容器；

c、当液面到达H 时，H=ON，使阀门YV2 关闭（YV2=OFF），启动电机M（M=ON）开始搅匀； d、经过60 秒，搅匀后，M 停止搅拌（M=OFF），阀门YV3 打开（YV3=ON），开始放出混合液体；

e、当液面低于L 时，L 由ON 变为OFF，再过2 秒后，使阀门YV3 关闭（YV3=OFF）， 容器放空。工作结束。

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③ 停止操作：在工作过程中，按一下停止按钮SB2 ，系统立即停止工作。 ④ 设计用PLC 控制的电气原理图和控制程序。

(2) 设计指导：

① 该程序为一具体工程应用，学生因先分析图4.3 及控制要求后，确定输入/输出信号，画PLC 电气原理图，可参考本书实验一中的相关内容进行设计；

② 该程序的关键问题：传感器信号的采集及处理，各项动作过程的连接。 (3) 程序设计：

附录 四层电梯的PLC控制实验

实验目的

1．掌握PLC的基本指令、应用指令的综合应用 2．掌握PLC与外围控制电路的实际接线。 3．掌握PLC控制电梯程序的设计方法。 实验原理和电路

1．电梯工作状态说明

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电梯的动作顺序如下： （1） 电梯上行

① 当电梯停于一楼（1F）或2F、3F时，4楼呼叫，则上行至4楼碰行程开关后停止。 ② 当电梯停于1F或2F时，3F呼叫，则上行到3楼，碰到3F行程开关后停止。 ③ 当电梯停于1F时，2F呼叫，则上行至2楼，碰到2F行程开关后停止。

④ 当电梯停于1F时，2F和3F同时呼叫，则电梯上行至2F后停5S，再继续上行至3F后停止。

⑤ 当电梯停于1F时，3F和4F同时呼叫，电梯上行至3F，停5S后，继续上行至4F停止。 ⑥ 当电梯停于1F时，2F和4F同时呼叫，电梯上行至2F，停5S后，继续上行至4F停止。 ⑦ 当电梯停于1F时，2F、3F和4F同时呼叫，电梯上行至2F，停5S，继续上行至3F，停

5S，再继续上行至4F停止。 ⑧ 当电梯停于2F时，3F和4F同时呼叫，电梯上行至3F，停5S，继续上行至4F停止。 （2） 电梯下行

① 电梯停于4F或3F或2F时，1F呼叫，电梯下行至1F停止。 ② 电梯停于4F或3F时，2F呼叫，电梯下行到2F停止。

③ 电梯停于4F时，3F呼叫，电梯下行至3F停止。

④ 电梯停于4F时，3F和2F同时呼叫，电梯下行至3F，停5S，继续下行至2F停止。 ⑤ 电梯停于4F时，3F和1F同时呼叫，电梯下行至3F，停5S，继续下行至1F停止。 ⑥ 电梯停于4F时，2F和1F同时呼叫，电梯下行至2F，停5S，继续下行至1F停止。 ⑦ 电梯停于4F时，3F、2F和1F同时呼叫，电梯下行至3F，停5S，继续下行至2F，停5S，再继续下行至1F停止。

（3） 其他

3 各楼层运行时间应在15S以内，否则认为有故障。 3 电梯停于某一层，数码管就显示该层的楼层数。

3 电梯上下行时，相应的标志灯亮。

2．输入/输出地址

输入地址：

一层楼限位行程开关SQl：X0 二层楼限位行程开关SQ2：X1 三层楼限位行程开关SQ3：X2

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四层楼限位行程开关SQ4：X3 一层上行请求开关l’:X4 二层上行请求开关2’:X5 三层上行请求开关3’:X6 四层上行请求开关4’:X7 一层下行请求开关1:X10 二层下行请求开关2:X11 三层下行请求开关3:X12 四层下行请求开关4:X13 极限开关SQ5:X14 极限开关SQ6:X15

输出地址：

电梯上行：Y0，Y2，M下转 电梯下行：Y1，Y3，M反转 3．梯形图程序：

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4．电气接线图

实验内容及步骤

1．输入程序至PLC中，并检查，确保程序正确无误后，调试运行。

2．理解输入输出端线路的连接。

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3．运行并调试程序，直至程序满足控制要求。 4．实验结束，整理实验器材。

实验五 步进顺控SFC语言编程实验

[实验项目] 步进顺控SFC 语言编程实验 [实验目的]

1. 掌握步进顺控SFC 语言的编程方法。

2. 通过程序的调试，进一步牢固掌握步进顺控SFC 语言的特点。 3. 学习用步进顺控SFC 语言编程的方法。

[主要仪器]

个人PC 机 1 台,三菱FX1S－30MR PLC 1 台,连接电缆 1 根

[实验操作注意事项]

在下载程序的时候务必确保PLC主机将RUN/STOP 开关置于STOP状态。 [实验内容与步骤]

按钮人行道交通灯控制

1．控制要求：

在道路交通管理上有许多按钮式人行道交通灯，如图5.1所示，在正常情况下，汽车通行，即Y3绿灯亮，Y5红灯亮；当行人想过马路，就按按钮，当按下按钮X0(或X1)之后，主干道交通灯将从绿(5s)→绿闪(3s)→黄(3s)→红(20s)，当主干道红灯亮时，人行道从红灯亮转为绿灯亮，15s以后，人行道绿灯开始闪烁，闪烁5s后转入主干道绿灯亮，人行道红灯亮。要求利用PLC控制按钮式人行道交通灯，用并行性分支的顺序功能图编程。

图5.1 按钮式人行道交通信号灯示意图

2．输入输出点分配：

用PLC来实现控制任务，需要2个输入点，5个输出点，输入输出点分配见下表。

3．PLC接线图：

由输入输出点分配表，画PLC的接线图，如图5.2所示。

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图5.2 PLC接线图 图5.3 按钮人行道交通信号灯时序图

4．画时序图：

在按钮式人行道上，主干道与人行道的交通灯是并行工作的，主干道允许通行的同时，人行道是禁止通行的，反之亦然。主干道交通灯的一个工作周期分为4步，分别为绿灯亮、绿灯闪烁、黄灯亮和红灯亮，用M1—M4表示。人行道交通灯的一个工作周期分为3步，分别为绿灯亮、绿灯闪烁和红灯亮，用M5-M7表示。再加上初始步M0，一共由8步构成。由提出的任务画出波形图，如图5.3所示。

5．顺序功能图（SFC）设计： 各按钮和定时器提供的信号是各步之间的转换条件，由此画出此任务的顺序功能图，如图5.4所示。

5．程序调试：

把状态转移图转换为梯形图或指令表语句，再写入PLC进行程序调试。 6．思考：

用“启—保—停”电路设计出梯形图，也可实现给定的控制要求，具体程序如图5.5所示。分析两种编程方法的异同，简述SFC编程的优点。

图5.4 按钮人行道交通信号灯控制状态转移图

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图5.5 用“启-停-保”设计的梯形图程序

实验六 基本控制功能指令编程实验

[实验项目] 基本控制功能指令编程实验 [实验目的]

1. 掌握基本控制功能指令的编程方法。

2. 掌握主控、跳转、子程序调用、中断、循环、刷新警戒定时器指令的编程方法。 3. 通过程序的调试，进一步牢固掌握控制程序流程类指令，及它们之间的异同点。 4..学会程序模块化式的编程方法。

[主要仪器]

个人PC 机 1 台,三菱FX1S－30MR PLC 1 台,连接电缆 1 根

[实验操作注意事项]

在下载程序的时候务必确保PLC主机将RUN/STOP 开关置于STOP状态。

[实验内容与步骤] 实验步骤:

1.电路连接好后经指导教师检查无误，并将RUN/STOP 开关置于STOP 后，方可接220V 交流电源. 2.在PC 机启动三菱GX-Developer 编程软件，新建工程，进入编程环境。

3.根据实验内容，在GX-Developer 编程环境下输入梯形图程序，转换后，下载到PLC 中。 4.程序运行调试并修改。 5.写实验报告。

实验内容：

1. 应用主控指令对分支程序A 和B 进行控制编程 (1) 控制要求：

A 程序段为每秒一次闪光输出，而B 程序段为每2 秒一次闪光输出。要求按钮X0 导通时执行A 程序段，A 灯每秒一次闪光，按钮X0 断开时，执行B 程序段，B 灯每2 秒一次闪光. (2) 输入/输出信号定义：

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输入：X0—按钮 输出：Y0—A 灯 Y1—B 灯 (3) 参考程序（梯形图）如图6.1：

(4) 程序分析：

当X0 接通时，定时器T0、T1 正常工作，构成振荡器，T0 触点波形（通过Y0 输出） 为周期2 秒、占空比50％的方波；此时T2、T3 均被复位，Y1 输出保持断开。当X0 断开时，定时器T2、T3 正常工作，构成振荡器，T2 触点波形（通过Y1 输出）为周期4 秒、占空比50％的方波；此时T0、T1 均被复位，Y0 输出保持断开。

(5)思考：上机运行以上程序，观察：当X0 的状态发生变化时，程序中的输出点的状态是否会保存？

图6.1 主控程序

2. 应用跳转指令对分支程序A 和B 进行控制编程(在主控指令的基础上修改)

(1) 控制要求：

A 程序段为每秒一次闪光输出，而B 程序段为每2 秒一次闪光输出。要求按钮X0 导通时执行A 程序段，A 灯每秒一次闪光，按钮X0 断开时，执行B 程序段，B 灯每2 秒一次闪光. (2) 输入/输出信号定义：

输入：X0—按钮 输出：Y0—A 灯 Y1—B 灯 (3) 参考程序（梯形图）如图6.2： (4) 程序分析：

当X0 接通时，程序直接跳到END 处，再从头开始执行，定时器T0、T1 被扫描，Y0 的波形为周期2 秒、占空比50％的方波；此时定时器T2、T3 未被扫描，保持以前的状态。

当X0 断开时，程序直接跳到语句标号P0 处，定时器T2、T3 被扫描，Y1 的波形为周期4 秒、占空比50％的方波；此时定时器T0、T1 未被扫描，保持以前的状态。 (5) 思考：

① 上机运行以上程序，观察：当X0 的状态发生变化时，程序中的输出点的状态是否会保

存？比较跳转指令与主控指令的区别。

图6.2 跳转程序

② 请说明标号P1 的作用，将标号P1 放在程序开始处，上机运行，观察会出现什么现象，并说明原因。

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3.应用子程序调用编程，注意子程序调用后各类线圈状态的变化规律 (1) 程序运行过程：

① 不调用子程序：X0=OFF，X1=OFF，X2=OFF，则Y0 按一秒闪光，Y1=OFF，Y2=OFF， Y5=OFF，Y6=OFF ，。

② 仅调用子程序P1：先使X1=ON，X2=OFF ，并点动X0=ON（第一次调用子程序P1），

则Y0 仍按一秒闪光，Y1=ON；再使X1=OFF，再观察Y1 的状态，Y1 仍为ON；再点动X0=ON （第二次调用子程序P1），则Y0 仍按一秒闪光，而Y1=OFF。（说明：子程序被调用后线圈的状态将被锁存，一直到下一次调用时才能改变）。

③ 连续调用子程序P1→又在子程序P1 中调用子程序P2（子程序欠套）：先使X2=ON， X1＝OFF,然后使X0=ON( 连续调用子程序P1 及子程序P2)，则输出Y0 仍按一秒闪光，Y5、Y6 和Y2 按2 秒闪光。

④ 三菱FX 系列中,将“CALL P1”指令改为“CALL（P） P1”指令，然后使X2=ON， 反复点动X0=ON，观察Y6 和Y2 状态的变化，并注意定时器T192（或T193）的定时与X0=ON 的关系。T192 一旦定时启动，即使X0=OFF 仍然继续定时，直到设定值为止，但其触头接通对子程序外的梯形图立即起控制

作用，对本子程序内的梯形图只有再次被调用

时才起控制作用。 图6.3 子程序调用程序 (2) 参考程序（梯形图）如图6.3：

(3) 思考：上机运行以上程序，回答以下问题

① 程序调试过程中程序中加P 和不加P 对运行结果的影响。

② 定时器的和使用规律,用T0、T1 代替T192 、T193 再运行程序，观察运行结果。

4. 应用中断、循环、刷新警戒定时器指令编程，并注意中断服务子程序中定时器对输出线圈的控制作用（比较Y1 和Y3 的亮灭情况）

(1) 程序运行过程：

① 仅执行循环程序：X10=OFF，监控M0、M1、M2 及D0，并注意（D0）=+32767+1→（D0）=-32768；观察Y0 亮灭与（D0）值的关系。

② 第一次中断：先使X11=ON，并点动X3，则Y2 先亮，而Y1 后亮，Y3 不亮。Y3 的状态必须等到再一次中断时才能发生变化。

③ 第二次中断：在X11=ON 时，再次点动X3，则Y2、Y1 亮，然后Y3 亮。 ④ X11 由ON 变OFF，再次中断时，Y2=OFF，Y1=OFF 、Y3=OFF.

注意：即使T192 的设定值K=0，Y3 在X11=ON 的第一次中断中也不会接通。

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(2) 参考程序（梯形图）图6.4： (3) 思考题：上机运行以上程序，回答以下问题

① 程序调试过程中程序修改和参数的变化对运行结果的影响。

② 在循环程序中，加入WDT 指令的目的是？

③ 请说明指针I301 的含义。

图6.4 循环、中断程序

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