《可编程控制器》
实验指导书
实验课程类别：课程内实验
实验课程性质：必修
适用专业：自动化
适用课程：《可编程控制器》、《电气控制与PLC》
实验用PLC机型：欧姆龙CPM1A和CPM2A
开课院、系及教研室：电气信息学院电气工程教研室
PLC硬件的连接和软件的使用
整个实验系统由PLC系统和实验区组成。 PLC系统包括OMRON型PLC主机CPM1A或CPM2A一台、适配器CPM1-CIFO1一个、串口线一根（包括9芯针、孔接头各一个）。 实验区包括开关量输入区、混料实验区、交通灯实验区、电机控制实验区和电梯（直线）实验区等，每个实验区有不同的输入按键、指示灯和相应的插孔。 另外，实验面板上还有一排输入端子排DIGITAL INPUT 00~23、公共端子接实验箱的1M、2M、3M、4M； 输出端子排DIGITAL OUTPUT 00~15，公共端子接实验箱的1L、2L； 另有插接线若干。 开关量信号单元介绍： 输入信号分为不带自锁按键和带自锁按键，各有8个，共16个，按键按下时是高电平还是低电平由公共端决定，不带自锁按钮的公共端是COMS1，带自锁按键的公共端是COMS2。 输出信号是2组输出指示灯和一个蜂鸣器声音信号，其中一组指示灯的信号是低电平点亮，标示为LED1-LED4，另一组指示灯的信号是高电平点亮，标示为LED5-LED8。 声音信号的接口标示为BEEP，接通低电平信号时蜂鸣器响。 具体线路的连接如下： - 电源开关下的两根线为220V电源线，与PLC主机的L1和L2相连。
- PLC输入端的0CH（0通道）00~11端子分别与实验面板上端子排的INPUT00~11相连，1CH（1通道）00~05端子分别与实验面板上端子排的INPUT12~17相连。
- PLC输出端的10CH（输出0通道）00~07端子分别与实验面板上端子排的OUTPUT00~07相连，11CH（1通道）00~03端子分别与实验面板上端子排的OUTPUT10~13相连。
- 需要联机调试或下载程序时将适配器与PLC主机相连接，用串口线将适配器与电脑的任意一串口相连接。
2．PLC编程软件的简要介绍 在工程工作区内，用户可以实现对以下项目的查看与操作： 符号：可编程控制器所使用的所有全局和本地符号。 I/O表：与可编程控制器相连的所有机架和主框的输入输出。 设定：所有有关可编程控制器的设置。 内存：内存的数据值。 扩展指令：扩展指令的赋值。
梯形图界面
切换到助记符界面
输出窗口中包括： 编译：显示程序编译时的错误和警告。 寻找：显示查找操作的结果。 传输：显示与可编程控制器之间的传输过程。
观察窗口用来在线显示给定地址中的数据值，是程序调试时的好帮手。实用中用户一般应该先在离线状态下产生程序，编译无误后再切换到在线状态。梯形图程序输入时主要利用相应的工具按钮或"插入"菜单中的相应项选择放置各器件，除了常用的线圈和接点外，其他指令要使用"新PLC指令"按钮来实现，各器件间用"新水平线"和"新垂直线"根据其逻辑关系来连接。 3.熟练使用PLC梯形图和逻辑语句表编程软件 任意编写一程序，能够熟练的进行编辑、保存、调入，能够在梯形图和逻辑语句表两者间进行切换，最后将程序下载到PLC中并运行，检查实验结果，要求能够对较熟练掌握PLC软件的使用。 4.实验报告要求：进入实验室之前要有预习报告，包括每个实验的目的，控制要求，具体的PLC梯形图或指令表。实验过程中对写入的程序及其结果进行记载，分析PLC输入输出工作的原理，能够结合实验上的接线画出PLC的实际输入、输出电路（按键和指示灯的回路），实验完成后要进行实验现象分析，并提交完整的实验报告。
实验一：PLC编程指令应用 - 实验目的：
- 熟悉编程方法，灵活运用各种梯形图指令。
- 熟练掌握基本指令的使用方法，重点掌握定时器和计数器的用法。
- 掌握比较、传送等常用功能指令的运用
- 实验学时：4学时
- 实验内容：
- 用PLC内部的两个定时器产生周期为4秒，占空比为50％的方波，用一个计数器对该方波脉冲进行计数，当计数到10次后，定时器计数满，用其输出控制一指示灯亮。计数器用两种复位方式：上电自动复位或手动按键复位。
- 将S2赋值为10H，然后通过三个按键分别给S1赋值为00H、10H、20H，再来比较S1与S2的大小，根据比较的结果来输出给LED指示灯，要求如下：
S1<S2，指示灯1亮；S1<=S2，指示灯2亮；S1=S2，指示灯3亮； S1>S2，指示灯4亮；S1>=S2，指示灯5亮；S1=S2，指示灯6亮。 按下不同的按键，则给S1赋不同的值，S2赋值为10H，这都需要用到传送指令；另外比较两数的大小，需要用到比较指令，比较的结果可以通过特殊的辅助继电器的状态来得到，并用了控制输出
- 采用十进制运算指令完成（245+1436）*20/6，将结果存放到HR00作为起始地址的存储单元中。
- 注意各种元件的命名方法。
- 如果在梯形图中输入计数器不方便的话可以将界面切换到逻辑语句输入界面，通过汇编指令将计数器输入到程序中。
- 注意定时器和计数器都必须设定定时值和计数值，否则程序会出错。
- 最后用辅助继电器来实现自锁。
- 用实验箱上的键盘作为输入，指示灯作为输出。
- 根据上面功能要求编制梯形图。
- 实验报告要求：观察实验现象，做好记载，分析定时器和计数器的功能是否实现，写出I/O分配表、梯形图程序、语句表清单。
实验二：交通信号灯的控制 - 实验目的：
- 巩固所学的PLC知识，进一步掌握梯形图知识。
- 利用所学PLC知识进行简单编程，解决工程实际问题。
- 了解PLC控制的特点。
- 实验学时：2学时
- 实验内容：
- PLC实验箱上有专门的交通灯控制模块，所要实现的功能如下：
按启动按钮后，南北绿灯亮，东西红灯亮，南北车辆可以通行； 10秒钟后，南北绿灯闪烁，东西红灯亮，南北车辆通行警告； 3秒钟后，南北黄灯亮，东西红灯亮，南北车辆禁止通行； 2秒钟后，南北红灯亮，东西绿灯亮，东西车辆可以通行 8秒钟后，东西绿灯闪烁，南北红灯亮，东西车辆通行警告； 3秒钟后，东西黄灯亮，南北红灯亮，东西车辆禁止通行 2秒钟后，东西红灯亮，南北绿灯亮；南北车辆可以通行； 周而复始，重复执行，直到按下停止按钮，所有指示灯都熄灭。
- 根据控制要求，先画出各个灯亮灭的时序图。绿灯闪烁时是亮0.5s、灭0.5s
- 根据时序图编制梯形图程序。
- 将梯形图程序下载到PLC中，根据程序要求，连接各个输出继电器到各个灯的控制端。
- 实验报告要求：写出I/O分配表、梯形图程序、语句表清单；启动以后观察实验现象，做好记载，分析时序图，写出完整的实验报告。
实验三：电机正、反转控制 - 实验目的：
- 熟悉编程软件及编程方法。
- 掌握用PLC代替继电器接触器来控制电机的方法。
- 实验学时：2学时
- 实验内容：
编程要求：根据电气控制部分的电路图用PLC的梯形图来进行替代并加以实现：按下启动按钮后，再按正转按钮，电机正转（KM1接通），并运行在Y形接法（低速运行，继电器KM4接通），5s后KM4断开，电机运行在三角形接法（全速运行，KM3接通）。按下停车按钮时，电机停转。 按下启动按钮后，再按反转按钮，电机反转（KM2接通），并运行在Y形接法（低速运行，继电器KM4接通），5s后KM4断开，电机运行在三角形接法（全速运行，KM3接通）。按下停车按钮时，电机停转。
- 输入量：S1启动键、S2停止键、S3正转键、S4反转键，1M接＋24V；输出量：KM1输出指示灯、KM2输出指示灯、KM3输出指示灯、KMF2反转指示灯、KMZ2正转指示灯，1L接GND,2L接GND。
- 实验报告要求：写出I/O分配表、梯形图程序、语句表清单；仔细观察实验现象，认真记录实验中发现的问题、错误、故障和解决方法。
实验四：节日彩灯的控制 一、实验目的： - 熟悉掌握移位指令的功能和使用方法，
- 了解联锁和跳转指令的区别和编程方法。
二、实验学时：4学时 三、实验内容： 用00001~00004作为4个开关，其中00001~00003用来选择彩灯的个数及编排花样，00004选择彩灯的移动方向。 当00004为OFF时，彩灯从左向右移动（01000~01005），当移动到最右侧后，重复上述过程。 当00004为ON时，彩灯从右向左移动（01105~01100），当移动到最右侧后，重复上述过程。 通过TIM001可以改变彩灯的移位速度：要求有0.1s、0.2s和1s的移动速度要求。 - 彩灯可以利用实验面板上的任意指示灯控制（共12个灯）：
- 实验报告要求：写出I/O分配表、梯形图程序、语句表清单；仔细观察实验现象，认真记录实验中发现的问题、错误、故障和解决方法。
实验五：混料罐液位控制 - 实验目的：
- 熟悉PLC编程原理及方法。
- 掌握液位控制的技巧。
- 了解传感器原理及使用方法。
- 实验学时：4学时
- 实验内容：
- 实验箱上有专门的混料实验区，使用PLC数字量输入、输出控制混料罐液位。
- 编程要求：进入PLC程序，先开进料泵1，低液位传感器报警时，出料泵关，进料泵1开；中液位传感器报警时，进料泵1关，进料泵2开；高液位传感器报警时，进料泵2关，混料泵开；3秒后，关混料泵，出料泵开。
- 输入、输出量：三个输入量分别接高液位传感器HL1、中液位传感器HL2、低液位传感器HL3；四个输出量为HL5表示进料泵A、HL6表示进料泵B、HL7表示出料泵、HL4表示混料搅拌电机。
- 实验报告要求：写出I/O分配表、梯形图程序、语句表清单；仔细观察实验现象，认真记录实验中发现的问题、错误、故障和解决方法。
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