可编程序控制器
实验报告
班 级：09 应 电
学 号：2009272105
姓 名：胡 志 勇
指导老师：胡 晗
实验一 认识FXGP与PLC
一．实验目的：
熟悉FXGP的操作界面
熟悉FXGP菜单的显示和操作方式
注意观察FXGP系统提供的信息
学会设置路径、新建程序
初步学习用指令表、梯形图方式编制PLC程序
理解指令表和梯形图的对应关系
掌握FXGP中的程序传送到PLC的方法
通过实验了解和熟悉FX系列PLC的外部结构和外部接线方法
熟悉简易编程器的使用。
10. 掌握调试程序的方法
二．实验内容
（一）使用FXGP软件编辑程序
设置文件路径为C:\PLC1
进入FXGP软件
新建一个序程序，指定正确的PLC类型，程序名称[untit101]
用梯形图形式编辑如下一段程序
5、通过转换，在指令表形式下阅读程序:
LD X000
AND X001
LDI X000
AND X002
ORB
LD X007
OR Y000
ANB
AND X006
OUT Y000
LDI X004
AND X005
MPS
AND Y000
OUT C0
MRD
AND X010
OUT Y001
MPP
AND Y001
RST C0
AND C0
OUT Y002
END
关于PLc的说明：
PLC的硬件基本组成; （一）中央处理单元（CPU）
（二）存储器
（三） 输入接口电路
（四）输出接口电路
（五）电源
（六）编程器
PLC的软件结构： （一）系统监控程序
（二）用户程序
PLC的供电电源是一般市电，也有用直流24伏供电的，PLC对电源稳定要求度不高，一般允许电源电压额定值在10%之间波动。
PLC的输入电路： 一般有三种类型一种是直流12——24V输入，另一种是交流100——120,200——240V输入，第三种是交直流输入。
PLC的输出也有三种形式，即继电器输出，晶体管输出，晶闸管输出。
FX-20P-E手持式编程器（简称HPP）可以用于FX系列PLC，也可以通过转换器FX-20P-E-FKIT用于F1、F2系列PLC。
（二）：使用编程器编辑程序：
1．关电源，将手持编程器FX-10P-E或FX-20P-E连接电缆，电缆另一头接至PLC主机的编程器插座中，并将主机工作方式选择（STOP/RUN）拨至“STOP”位置。
2．按下PLC的电源开关，PLC主机通电，“POWER”灯亮，手持编程器在液晶窗口显示自检内容。
3．写入程序前，需对PLC“RAM”全部清零，当液晶显示屏上显示全是“NOP”时，即可输入程序。清零方法如图1所示。
图1 PLC清零方法
4．程序的输入，需要先按功能编辑键，键盘上分别有“RD/WR”、“INS/DEL”、“MNT/TEST”等字符分别代表读/写、插入/删除和监控/测试功能。其功能为后按者有优先权。例如第一次按“RD/WR”键为读出（R），再按一次即为写入（W），再按一次又变成R。W、R、I、D、M和T功能字符分别显示在液晶显示窗的左上角。
输入程序如图2所示，进行编程训练操作。
图2 编程实例
实现编程操作如图3所示。
(a) 键盘操作 (b) 显示
图3 编程操作
输入完程序后，可按图4操作键进行程序检查。
图4 程序检查
验证实验的正确性
（1）将模拟开关板的开关分别用导线连接到PLC的输入端X0、X1和COM端。
（2）输出端驱动一LED发光二极管指示灯。
（3）将PLC的RUN/STOP开关切换到RUN位置。
（4）合上X1和X2开关，输入信号，观察Y0的输出情况。
实验二 基本指令实验
一、实验目的
1．进一步掌握PLC手持编程器的使用。
2．学会用PLC基本指令实现基本逻辑组合电路的编程。
3．掌握常用基本指令的使用方法。
二、实验器材
1．FX系列PLC一台
2．FX-10P-E或FX-20P-E手持编程器一台
3．模拟开关板一块
4．编程电缆
5．连接导线
三、实验内容和步骤
1．基本指令实验
如图5所示，根据梯形图编写指令表，分别接通PLC输入端开关为ON
或OFF，观察PLC输出结果。
图5 基本指令程序
指令表为： LD X0
OUT Y0
LDI X1
OUT Y1
LDP X2
OUT Y3
LDF X4
OUT Y4
END
图5 基本指令程序
组合电路的PLC编程实验
如图6、7所示，根据梯形图编写指令表，分别接通PLC输入端开关为
ON或OFF，观察PLC输出结果。
图6 组合电路指令程序（1）
指令表为：
LD X0
ORI X1
OUT Y0
LD X2
AND X3
OR X4
OUT Y1
END
图7 组合电路指令程序（2）
指令表为：LD X0
AND X1
LD X2
AND X3
ORB
OUT Y0
LD X4
OR X6
LD X5
OR X7
ANB
OUT Y7
END
3 置位、复位和脉冲指令的编程实验
如图8所示，根据梯形图编写指令表，分别接通PLC输入端开关为ON或OFF，观察PLC输出结果。当X0闭合时，Y0有输出，即使X0断开，Y0仍然保持有输出；当X1闭合时，Y0无输出。当X2闭合时，Y1有输出，当X3闭合时，Y1仍然有输出，只有当X3再断开时，Y1无输出。
图8 置位、复位和脉冲电路指令程序
指令表为： LD X0
SET Y0
LD X1
RST Y0
LD X2
PLS M0
LD X3
PLF M1
LD M0
OR Y1
ANI M1
OUT Y1
END
实验三 栈及主控指令实验
一、实验目的
1．掌握MPS、MRD、MPP指令的使用方法。
2．掌握主控指令MC和MCR的使用方法。
3．进一步掌握PLC的编程及程序输入。
二、实验器材
1．FX系列PLC一台
2．FX-10P-E或FX-20P-E手持编程器一台
3．模拟开关板一块
4．编程电缆
5．连接导线
三、实验内容和步骤
1．栈指令实验
栈指令编程梯形图实例如图9所示。
图9 栈指令编程实例
指令表为：
LD X0
MPS
LD X1
OR X2
ANB
OUT Y0
MRD
LD X3
AND X4
LD X5
AND X6
ORB
ANB
OUT Y1
MPP
AND X7
OUT Y2
LD X10
OR X11
ANB
OUT Y3
END
实验步骤：
（1）按图9输入程序。
（2）检查程序，使其正确。
（3）运行该程序，当X0=1(ON)时，观察输出状态。
① Y0的状态取决于X1或X2的状态。
② Y1的状态取决于X3、X4相与或X5、X6相与的状态。
③ Y2状态取决于X7的状态。
④ Y3状态取决于X7及X10或X11的状态。
置X0＝0时，观察Y0~ Y3的状态。
主控指令实验
主控指令编程梯形图实例如图10所示。
图10 主控指令编程实例
指令表为：
LD X0
MC N0
SP M100
LD X1
OUT Y0
LD X2
MC N1
M101
LD X3
OUT Y1
LD X4
MC N2
M102
LD X5
OUT Y2
MCR N2
MCR N1
MCR N0
END
实验步骤：
（1）按图10输入程序。
（2）检查程序，使其正确。
（3）执行程序，依次分别使X0、X1、X2、X3、X4及X5为ON，输
出应依次为Y0、Y1及Y2为ON。
实验四 定时器和计数器实验
一、实验目的
1．掌握定时器、计数器指令的格式及编程方法。
2．掌握定时器、内部时钟脉冲参数的设置方法。
3．掌握计数器、定时器的功能及定时技巧。
二、实验器材
1．FX系列PLC一台
2．FX-10P-E或FX-20P-E手持编程器一台
3．模拟开关板一块
4．编程电缆
5．连接导线
三、实验内容和步骤
1．定时器指令实验
定时器指令的梯形图和语句表如图11所示：
图11 定时器梯形图语句表
指令表为：
LD X0
OUT M8028
LD X1
OUT T0
K100
LD T0
OUT Y0
LD X2
OUT T33
K100
LD T33
OUT Y1
END
实验步骤：
（1）按图11输入程序。
（2）检查程序，使其正确。
（3）运行程序，观察输出结果。当X1，X2闭合时，定时器T0和T33开始计时，经过10s，Y0和Y1有输出。说明T0和T33的计时脉冲为100ms，计100次为10s。当闭合X0，再闭合X1和X2时，经过10s，Y0有输出；经过1s，Y1有输出。说明M8028控制T32～T55的定时脉冲：当M8028闭合时，T32～T55定时脉冲为0.01s，当M8028断开时，T32～T55定时脉冲为0.1s。
2．计数器指令实验
计数器指令的梯形图和语句表如图12所示。
图12 计数器梯形图语句表
指令表为：
LD X0
RST C0
LD X1
OUT C0
K10
LD C0
OUT Y0
END
实验步骤：
（1）按图12输入程序。
（2）检查程序，使其正确。
（3）执行程序，观察输出结果。当X0断开时，X1闭合10次，Y0有输出；当X0闭合时，再把X1闭合10次，Y0无输出。
3．定时器/计数器综合实验
该实验的梯形图和语句表如图13所示。
图13 计数器/定时器梯形图语句表
指令表为：
LD X0
ANI T0
OUT T0
K100
LD M8000
RST C0
LD T0
OUT C0
K20
LD C0
OUT Y0
END
实验步骤：
（1）按图13输入程序。
（2）检查程序，使其正确。
（3）运行程序，观察输出结果。当X0接通，定时器T0开始计时，经过10s，T0的常闭接点断开，T0定时器断开复位，待下一次扫描的时候，T0的常闭接点才闭合，T0线圈又重新接通（即T0接点每10s接通一次，每次接通时间为一个扫描周期）。计数器C0对这个脉冲信号进行计数，计到20次时，C0常开触点闭合，使线圈Y0有输出。从X0接通到Y0有输出，时间为（100×0.1s）×20＝200s。
实验五 步进顺控指令实验
一、实验目的
1．掌握步进顺控指令的编程方法。
2．理解步进顺控指令的几种编程结构。
3．进一步熟练编程器的使用。
二、实验器材
1．FX系列PLC一台
2．FX-10P-E或FX-20P-E手持编程器一台
3．模拟开关板一块
4．编程电缆
5．连接导线
三、实验内容和步骤
1．用步进顺控指令实现如图14所示的波形，使Y0、Y1和Y2每隔1s顺序输出，并循环。其顺序功能图和指令语句表如图15所示。
图14 输出波形图
图15 顺序功能图及语句表
指令表为：
LD M8002
SET S3
STL S3
OUT Y0
OUT T0
K10
LD TO
SET S22
STL S22
OUT Y1
OUT T1
K10
LD T1
SET S23
STL S23
OUT Y2
OUT T2
K10
LD T2
OUT S3
RET
END
实验步骤：
（1）按图15输入程序。
（2）检查程序是否正确。
（3）运行程序，观察Y0、Y1和Y2的输出是否和波形一致。
（4）改变定时器的定时时间常数，再次运行程序，观察输出情况。
2．分支及汇合指令实验
选择性分支及汇合指令的顺序功能图和语句表如图16所示。
图16 选择性分支与汇合
指令表为：
LD M8002
SET S3
STL S3
OUT Y1
LD X1
SET S22
LD X3
SET S23
STL S22
OUT Y2
LD X2
SET S24
STL S23
OUT Y3
LD X4
SET S24
STL S24
OUT Y4
LD X5
OUT S3
RET
END
选择性分支与汇合实验步骤：
（1）按图16输入程序。
（2）检查程序是否正确。
（3）运行程序，先闭合X1，然后闭合X2，观察Y2和Y3有无输出。
（4）改变X1和X2的闭合顺序，观察Y2和Y3的输出情况。
并性分支及汇合指令的顺序功能图和语句表如图17所示。
图17 并行分支与汇合
指令表为： LD M8002
SET S3
STL S3
OUT Y1
LD X1
SET S22
SET S24
STL S22
OUT Y2
LD X2
SET S23
STL S23
OUT Y3
STL S24
OUT Y4
LD X3
SET S25
STL S25
OUT Y5
STL S23
STL S25
LD X4
SET S26
STL S26
OUT Y6
LD X5
OUT S3
RET
END
并行分支与汇合实验步骤：
（1）按图17输入程序。
（2）检查程序是否正确。
（3）运行程序，闭合X1，观察Y2和Y4有无输出。然后闭合X2、 X3和X4，观察Y3、Y5和Y6的输出情况。
实验六 功能指令实验
一、实验目的
1．掌握功能指令中的移位寄存器指令的编程和使用方法。
2．掌握如何用移位指令实现真值表的输出。
3．能用移位指令实现相关控制。
二、实验器材
1．FX系列PLC一台
2．FX-10P-E或FX-20P-E手持编程器一台
3．模拟开关板一块
4．编程电缆
5．连接导线
三、实验内容
1．用左移移位指令实现表1循环左移真值表的输出。
表1 循环左移真值表
脉冲
Y3
Y2
Y1
Y0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
2
0
0
1
0
3
0
1
0
0
4
1
0
0
0
其梯形图和指令表如图18所示。
图18 循环左移位控制程序（1）
指令表：
LD X0
ANI T1
OUT T0
K10
LD T0
OUT T1
K10
OUT S1
LD S1
PLS M100
LDI Y3
ANI Y2
ANI Y1
ANI Y0
OUT M0
LD M100
SFTL （FNC35）
M0
Y0
K4
K1
END
实验步骤：
（1）按图18输入程序。
（2）检查程序是否正确。
（3）运行程序，观察Y0、Y1、Y2和Y3的输出是否和真值表一致。
2．用左移移位指令实现表2循环左移真值表的输出。
表2 循环左移真值表
脉冲
Y3
Y2
Y1
Y0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
2
0
0
1
1
3
0
1
1
1
4
1
1
1
1
5
1
1
1
0
6
1
1
0
0
7
1
0
0
0
其梯形图和指令表如图19所示。
图19 循环左移位控制程序（2）
指令表为：
LD X0
ANI T1
OUT T0
K10
LD T0
OUT T1
K10
OUT S1
LD S1
PLS M100
LDI Y3
OUT M0
LD M100
SFTL（FNC35）
M0
Y0
K4
K1
END
实验步骤：
（1）按图19输入程序。
（2）检查程序是否正确。
（3）运行程序，观察Y0、Y1、Y2和Y3的输出是否和真值表一致。
实验七 交通信号灯的自动控制实验
一、实验目的
1．掌握用PLC控制十字路口交通灯的设计方法。
2．熟悉PLC指令的功能。
3．学会用PLC解决一个实际问题的思路。
二、实验器材
1．FX系列PLC一台
2．FX-10P-E或FX-20P-E手持编程器一台
3．模拟开关板一块
4．编程电缆
5．连接导线
三、实验原理
十字路口交通信号灯在日常生活中经常用到，可以用PLC对其进行控制。
十字路口两个方向交通灯自动控制时序工作波形图如图23所示。
图23 交通灯时序工作波形图
从图中可以看出，东西方向和南北方向绿、黄和红灯相互亮灯时间是相等的。如果取单位时间t＝2s，则整个一次循环时间需要40s。
采用PLC控制时，其I/O分配表如表4所示。
表4 交通灯控制I/O接口地址分配表
输入
输出
器件
器件号
功能说明
器件
器件号
功能说明
0
X0
启动按钮
G1
Y0
东西向绿灯
停止按钮
Y1
Y1
东西向黄灯
R1
Y2
东西向红灯
G2
Y3
南北向绿灯
Y2
Y4
南北向黄灯
R2
Y5
南北向红灯
本实验用步进顺控指令实现交通灯自动控制，其顺序功能图如图24所示。
图24 交通灯控制顺序功能图
四、实验步骤和内容
1．按图24输入程序。
2．检查程序是否正确。
3．运行程序，观察Y0～Y5的输出是否符合实际要求。
指令表为：
LD M8002
SET S0
STL S0
LD X0
SET S21
SET S31
STL S21
OUT Y0
OUT T0 K100
LD T0
SET S22
STL S22
OUT T1 K10
LD T1
SET S23
STL S23
OUT Y0
OUT C0 K3
OUT T2 K10
LD C0
AND T2
SET S24
LDI C0
AND T2
OUT S22
STL S24
OUT Y1
OUT T0 K40
LD T3
SET S25
STL S25
OUT Y2
OUT T4 K200
STL S31
OUT Y5
OUT T4 K200
LD T4
AND T3
SET S32
STL S32
OUT Y3
OUT T5 K100
LD T5
SET S33
STL S33
OUT K6 K10
LD T6
SET S34
STL S34
OUT Y3
OUT C1 K3
OUT T7 K10
LD C1
AND T7
SET S35
LDI C1
AND T7
OUT S33
STL S35
OUT Y4
OUT T8 K40
STL S25
STL S35
LD T8
OUT S0
RET
END