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《可编程控制器》课程实验指导书专业：自动化电气工程及其自动化电子信息工程目录实验的基本要求和安全操作说明………………………………………………2实验一基本指令的编程练习…………………………………………………3实验二彩灯控制程序…………………………………………………………6实验三十字路口交通灯信号控制……………………………………………8实验四灯塔控制实验…………………………………………………………10实验五三相鼠笼式异步电动机启动/运行控制（实物）……………………14实验六液体混合装置控制……………………………………………………19实验七智力抢答器设计实验…………………………………………………22实验的基本要求和安全操作说明一、实验前的准备实验准备即为实验的预习阶段，是保证实验能否顺利进行的必要步骤。每次实验前都应先进行预习，从而提高实验质量和效率，否则就有可能在实验时不知如何下手，浪费时间，完不成实验要求，甚至有可能损坏实验装置。因此，实验前应做到：1、阅读教材中与实验有关的内容，熟悉与本次实验相关的理论知识。2、阅读本教材中的实验指导，了解本次实验的目的和内容；掌握本次实验系统的工作原理和方法；明确实验过程中应注意的问题。3、写出预习报告，其中应包括实验系统的详细接线图、实验步骤、数据记录表格等。二、实验实施在完成理论学习、实验预习等环节后，就可进入实验实施阶段。实验时要做到以下几点：1、实验开始前，指导教师要对学生的预习报告作检查，要求学生了解本次实验的目的、内容和方法，只有满足此要求后，方能允许实验。2、指导教师对实验装置作介绍，要求学生熟悉本次实验使用的实验设备、仪器，明确这些设备的功能与使用方法。3、按实验小组进行实验，实验小组成员应进行明确的分工，以保证实验操作协调，记录数据准确可靠，各人的任务应在实验进行中实行轮换，以便实验参加者能全面掌握实验技术，提高动手能力。4、按预习报告上的实验系统详细线路图进行接线，完成实验系统接线后，必须进行自查。6、实验时，应按实验教材所提出的要求及步骤，逐项进行实验和操作。7、完成本次实验全部内容后，应请指导教师检查实验数据、记录的波形。经指导教师认可后方可拆除接线，整理好连接线、仪器、工具，使之物归原位。三、实验安全操作规程1、在实验过程时，绝对不允许实验人员双手同时接到隔离变压器的两个输出端，将人体作为负载使用。2、为了提高学生的安全用电常识，任何接线和拆线都必须在切断主电源后方可进行。3、为了提高实验过程中的效率，学生独立完成接线或改接线路后，应仔细再次核对线路，并使组内其他同学引起注意后方可接通电源。4、如果在实验过程中发生过流告警，应仔细检查线路以及电位器的调节参数，确定无误后方能重新进行实验。6、电源控制屏以及各挂件所用保险丝规格和型号是经我们反复实验选定的，不得私自改变其规格和型号，否则可能会引起不可预料的后果。实验一FX2N基本指令的编程练习（1学时）一、实验目的1．熟悉PLC输入输出接线装置2．熟悉PLC及实验系统的操作3．掌握与、或、非逻辑功能的编程方法4．认识定时器，掌握针对定时器的正确编程方法和定时器的扩展及其编程方法5．认识计数器，掌握针对计数器的正确编程方法和计数器的扩展及其编程方法二、实验原理1．通过调用PLC基本指令，可以实现“与”“或”“非”逻辑功能，如图1-1。2．由于PLC的定时器都有一定的定时范围。如果需要的设定值超过范围，我们可以通过几个定时器的串联组合来扩充设定值的范围，如图1-2。3．由定时器T0和计数器C0组成的组合可以实现定时器扩展。如图1-3，T0形成一个设定值为1秒的自复位定时器，当X10接通，T0线圈得电，经延时1秒，T0的常闭接点断开，T0定时器断开复位，待下一次扫描时，T0的常闭接点才闭合，T0线圈又重新得电。计数器对这个脉冲信号进行计数，计数到10次，C0常开接点闭合，使Y0线圈接通。从X10接通到Y0有输出，延时时间为定时器和计数器设定值的乘积：T总=T0×C0=1×10=10S，4．由于PLC的计数器都有一定的定时范围围。如果需要的设定值超过范围，我们可以通过几个计数器的串联组合来扩充设定值的范围。此实验中，总的计数值C总=C0×C1=20×3×1=60S，如图1-4。三、输入/输出接线列表在实试验装置的基本指令编程练习实验区完成本实验。练习实验区中的接线孔，通过导线与PLC主机相应的输入输出插孔相接。Xi为输入点，Yi为输出点。下面两排X0～X15为输入按键和开关，模拟开关量的输入。上边一排Y0～Y11是LED指示灯，接PLC主机输出端，用以模拟输出负载的通与断。输出接线Y1Y2Y3Y4Y01Y02Y03Y04四、实验步骤1、编程：双击桌面上FXGP-Win-C点击文件→新建→确认型号（FX2N）点击视图→指令表→逐条输入程序（在NOP上直接键入程序）2、传送：通过专用电缆连接PC与PLC主机。打开电源，将主机上的STOP/RUN按钮拨到STOP位置。点击PLC→传送→写出→范围设置（起始步0，终止步＞N，N见状态栏N/8000）→确定3、运行：检查无误并把其下载到PLC主机后，将主机上的STOP/RUN按钮拨到RUN位置，运行指示灯点亮，表明程序开始运行。拨动输入开关X10、X11，观察输出指示灯Y1、Y2、Y3、Y4是否符合各种逻辑的正确结果。五、梯形图参考程序输入接线X10X11X10X111．与或非逻辑功能实现2．定时器的认识实验梯形图参考程序图1-23．定时器扩展实验梯形图参考程序图1-34．计数器认识实验梯形图参考程序图1-45．数器的扩展实验梯形图参考程序图1-5实验二彩灯控制程序（2学时）一、实验目的1、熟悉PLC的I/O连接；2、进一步熟悉PLC的基本指令；3、进一步熟悉移位寄存器的功能及编程、调试方法。二、实验内容1、8位彩灯的“追灯”控制程序；2、“追灯”花样的控制；3、彩灯移位速度的控制；4、彩灯移位方向的控制。三、输入/输出接线列表四、实验步骤1、接线：在主机的输入端X0～X07上接8个输入开关；在主机的输出端Y0～Y7上接8只彩灯2、编程：按照图2—1所示的8路彩灯控制的梯形图，将程序写入主机RAM中。3、运行程序：将程序投入运行，这时可观察到Y0～Y078个输出指示灯以及对应的8只彩灯从Y0的输出开始向后依次闪亮，并不断循环，形成“追灯”花样。4、改变移位寄存器初值：改变移位寄存器初值，可以使追灯得到不同的花样。5、改变移位速度：改变计时器T0的设定值，可改变移位速度。将计时器设定值改为0.5s，观察移位的速度，此时移位速度变快。6、改变移位方向：用输入开关X000以及跳转指令，可以控制彩灯的移动方向。将X000断开，观察输出移位的方向。此时输出变为前移，彩灯移动方向改变。7、彩灯停止：彩灯工作中，将PLC运行开关关断，则彩灯熄灭，停止工作。再将PLC运行开关接通，彩灯又开始从头移位。输入接线K1K2K3K4K5K6K7K8X0X1X2X3X4X5X6X7输出接线S1S2S3S4S5S6S7S8Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7五、梯形图参考程序图2—1实验三十字路口交通灯信号控制（2学时）一、实验目的1、熟练使用各基本指令，根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法。2、用梯形图和步进指令两种方式编程。实验面板图中，甲模拟东西向车辆行驶状况；乙模拟南北向车辆行驶状况。东西南北四组红绿黄三色发光二极管模拟十字路口的交通灯。二、控制要求信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭。南北红灯亮，维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒。到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。东西红灯亮，维持30秒。南北绿灯亮，维持25秒，然后闪亮3秒后熄灭。同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮，周而复始。三、输入/输出接线列表四、工作过程当启动开关SD合上时，X000触点接通，Y002得电，南北红灯亮；同时Y002的动合触点闭合，Y003线圈得电，东西绿灯亮。1秒后，T12的动合触点闭合，Y007线圈得电，模拟东西向行驶车的灯亮。维持到20秒，T6的动合触点接通，与该触点串联的T22动合触点每隔0.5秒导通0.5秒，从而使东西绿灯闪烁。又过3秒，T7的动断触点断开，Y003线圈失电，东西绿灯灭；此时T7的动合触点闭合、T10的动断触点断开，Y004线圈得电，东西黄灯亮，Y007线圈失电，模拟东西向行驶车的灯灭。再过2秒后，T5的动断触点断开，Y004线圈失电，东西黄灯灭；此时起动累计时间达25秒，T0的动断触点断开，Y002线圈失电，南北红灯灭，T0的动合触点闭合，Y005线圈得电，东西红灯亮，Y005的动合触点闭合，Y000线圈得电，南北绿灯亮。1秒后，T13的动合触点闭合，Y006线圈得电，模拟南北向行驶车的灯亮。又经过25秒，即起动累计时间为50秒时，T1动合触点闭合，与该触点串联的T22的触点每隔0.5秒导通0.5秒，从而使南北绿灯闪烁；闪烁3秒，T2动断触点断开，Y000线圈失电，南北绿灯灭；此时T2的动合触点闭合、T11的动断触点断开，Y001线圈得电，南北黄灯亮，Y006线圈失电，模拟南北向行驶车的灯灭。维持2秒后，T3动断触点断开，Y001线圈失电，南北黄灯灭。这时起动累计时间达5秒钟，T4的动断触点断开，T0复位，Y003线圈失电，即维持了30秒的东西红灯灭。上述是一个工作过程，然后再周而复始地进行。输入接线SDX0输出接线南北G南北Y南北R东西G东西Y东西R甲乙Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y7Y6五、梯形图参考程序认真研究控制过程，将程序读懂，再用步进指令完成上述控制。实验四灯塔控制（2学时）一、实验目的:用PLC构成闪光灯控制系统。二、控制要求上面给的程序合上启动按钮后，按以下规律显示：L1→L1、L2→L1、L3→L1、L4→L1、L5→L1、L2、L4、→L1、L3、L5→L1→L2、L3、L4、L5→L6、L7→L1、L6→L1、L7→L1→L1、L2、L3、L4、L5→L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7→L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7→L1……如此循环，周而复始。三、输入/输出接线列表输入接线启动X0输出接线L1L2L3L4L5L6L7L8L9Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y10Y11四、实验内容及要求认真将原程序读懂，并按照如下的变化规律编制程序并调试。1、L1→L1、L2→L1、L3→L1、L4→L1、L5→L1、L6→L1、L7→L1、L8→L1、L9→L1、L2、L4、→L1、L3、L5→L1→L2、L3、L4、L5→L1、L2、L4、L6、L8→L1、L3、L5、L7、L9→L1→L1、L2、L3、L4、L5→L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9→L1……如此循环，周而复始。2、L1→L2、L3、L4、L5→L6、L7、L8、L9→L1→L1、L2、L4、L6、L8→L1、L3、L5、L7、L9→L1→L1、L2、L4→L1、L3、L5→L1、L2、L7→L1、L3、L8→L1、L4、L9→L1、L5、L6→L1→L1、L2、L3、L4、L5→L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9→L1……如此循环，周而复始。五、梯形图参考程序实验五三相鼠笼式异步电动机启动/运行控制（实物）（2学时）一、实验目的了解用PLC控制代替传统接线控制的方法，编制程序控制电机作点动和自锁控制、联锁正反转、通过延时来控制电机的正反转以及控制电机的降压启动。二、实验内容1.三相鼠笼式异步电动机点动和自锁控制；2.三相鼠笼式异步电动机联锁正反转控制；3.三相鼠笼式异步电动机带延时正反转控制；4.三相鼠笼式异步电动机星/三角换接起动控制。三、控制过程1.点动控制与自锁控制按启动按钮SB1，X0的动合触点闭合，Y3线