第9章 编程与实验9.1 三菱PLC编程软件9.1.1概 述9.1.2编程软件的基本操作9.1.3程序编辑操作9.1.4程序的传送9.1.5程序的监控9.2 电气控制线路实验实验一 三相异步电动机起动、点动、停止控制实验二 三相电动机可逆控制实验三 单按钮起动停止控制9.3 PLC实验实验四 十字路口交通灯控制实验五 智力竞赛抢答实验六 六台电动机顺序起动逆序停止控制实验七 小车定点呼叫实验八 简易电梯控制9.4 电气及PLC控制综合实验实验九 三相异步电动机能耗制动控制实验十 三相异步电动机Y降压起动控制19.1 三菱三菱PLC编程软件编程软件9.1.1 概 述三菱公司FX系列PLC的程序编程输入主要有手持编程器和计算机编程软件。手持编程器体积小，携带方便，用于现场编程和程序调试比较方便，手持编程器只能以指令的形式输入，所以程序输入或对程序的分析理解不太方便。目前比较常用的方法是采用计算机编程软件。三菱公司针对FX系列PLC编程软件名称为SWOPC-FXGP/WINC，它的运行环境为window95以上的版本，可对FX0FX0S、FX0N、FXl、FX2FX2C、FX1S、FX1N和FX2NFX2NC系列PLC进行程序输入以及监控PLC中各软元件的实时状态。 2手持编程器3图9- 1 FXGP/WINC编程软件主要屏幕显示信息49.1.2 编程软件的基本操作1、编程软件的启动与退出、编程软件的启动与退出启动SWOPC-FXGP/WINC编程软件：如可以用鼠标双击桌面上的图标，出现如图9-2所示的界面。退出编程软件系统：用鼠标选取文件文件文件文件菜单下的退出退出退出退出命令即可。图9- 2 初始打开的SWOPC-FXGP/WINC编程软件窗口52、文件的管理、文件的管理(1) 创建新文件：选择文件文件新文件新文件菜单项，或者按Ctrll+N键操作，或者按工具栏中新文件新文件的图标，然后在PLC类型设置类型设置对话框中选择PLC类型，如图9-3所示，单击确认确认。图9- 3 PLC类型选择对话框6图9- 4 梯形图编辑窗口7(2)打开原有文件 从一个文件列表中打开一个程序以及诸如注释数据之类的数据，操作方法是：选择文件文件打开打开菜单，或者按Ctrll+O键即可，再在打开的文件菜单中选择一个所需的指令程序，单击确认确认即可，如图9-5所示。图9- 5 打开的文件菜单(3)文件的保存和关闭 保存当前程序，注释数据以及其他在同一文件名下的数据。如果是第一次保存，屏幕将显示如图9-5所示的文件菜单对话框，可通过在文件名文件名框中将当前程序赋名并保存下来。将已处于打开状态的程序关闭，再打开一个已有的程序及相应的注释和数据，方法是执行文件文件关闭打开关闭打开，如图9-6(a)所示，再从图9-5中打开一个已有的程序。8 图9- 6 菜单栏9.1.3 程序编辑操作1菜单栏 92、梯形图编程输入法用梯形图编程是较常用的一种方法。梯形图编程窗口的输入有两种方法：图形符号输入法和指令输入法。(1) 、图形符号输入法用图形符号输入梯形图的方法有：采用菜单栏中的工具工具下拉菜单 ，如图9-6(c)所示。由于不太方便，用的较少。采用功能图，图中梯形图符号及意义如图9-7所示。图9- 7 功能图10采用功能键按下SHIFT键，显示功能键和图形符号的对应关系如下表所示：表9- 1功能键和图形符号的对应关系F1F2F3F4F5F6F7F8F9F10图9-8 功能键11用上述3种方法点击图形符号，就会出现图9-9所示的对话框，输入元件，点击确或或回车键，即可输入图形符号。图9- 9 图形符号输入梯形图12(2)、指令输入法用指令也可以直接输入梯形图，例如输入线圈M0，只要直接输入指令OUT M0即可，如图9-10所示。图9- 10 用指令输入梯形图表9- 2指令与梯形图符号的对应关系用梯形图编程，其梯形图必须要经过转换，转换有三种方法，1是单击工具栏1中的转换转换图标，2是按F4功能键，3是用菜单栏工具工具(T)下拉菜单中的转换转换(C)。如图9-6(c)所示，经过转换的梯形图，就会由深暗色变成白色。经过转换的梯形图，可以自动生成指令表，如果是步进梯形图还可以自动生成SFC图。13(3) 指令表编程指令表编程用指令表进行编程比较简单，操作菜单栏视图视图(V)指令表指令表(I)即可，如图9-11所示，或单击工具栏2中的指令表视图指令表视图。直接将指令用键盘输入就可以了。指令的输入也可以用功能键、如图9-11的最下面的功能键指南框所示，当功能键指南框中没有对应的指令时，按下Shift键，即可找出其余的指令。图9- 11用指令表编程14注意 在极个别情况下，不同的指令表所表达的梯形图是一样的，如第四章的图4-17，两种梯形图是一样的，但是逻辑关系不一样，其中的图4-17(b)只能用指令表输入，如图9-12中的(b) 梯形图及指令表。图9- 12 图4-17梯形图的输入159.1.4 程序的传送将用编程软件编制的指令或梯形图传送到PLC中，可点击菜单栏中的PLC传送传送(T)写出写出(W)，如图9-13(a)所示。点击写出写出(W)后会出现一个PC程序写入程序写入对话框，如图9-13(b)所示，选中“范围设置(g)”，根据功能栏中的程序步，将对应的程序步写入到对话框中的“终止步(E)”中，然后单击确确认认键，即可将程序写入到PLC中。如果选中“所有范围 (A)”，则程序写入到PLC的07999步中。这样写到PLC中的时间就会变长。在“写出”的过程中，计算机会自动将计算机中的程序与PLC中的程序进行核对。写出时，PLC应在“停止”工作状态。点击菜单栏中的PLC传送传送(T)读入读入(R)，就可以将PLC中的程序读入计算机中。执行读入后，计算机中的程序将被丢失，原有的程序将被读入的程序所替代，PLC模式改变成被设定的模式。点击菜单栏中的PLC传送传送(T)核对核对(V)，就可以将PLC中的程序和计算机中的程序进行对比，并将其中不同的部分显示出来。图9- 13 将程序写出到程序写出到PLC中中169.1.5 程序的监控点击菜单栏中的监控监控/测试测试开始监控开始监控(M)，梯形图进入监控状态，如图9-14所示。图9- 14 梯形图的监控状态17点击菜单栏中的监控控/测试进入元件入元件监控控(n)，进入对梯形图中各种软元件的监控状态，如图9-15所示。将要监控的软元件写入，窗口就显示出各种软元件的工作状态。图9- 15 PLC软元件的监控189.2 电气控制线路实验电气控制线路实验实验1 三相异步电动机起动、点动、停止控制1实验目的实验目的（1）熟悉三相异步电动机单向起动、点动、停止控制的工作原理。（2）了解常用控制电器的工作原理结构、使用方法和在控制线路中的作用。（3）分析控制电路中常见的故障和故障处理。2实验线路实验线路实验线路如图9-16所示。3实验设备及电器元件实验设备及电器元件（1）三相鼠笼型异步电动机一台。（2）三相组合（转换）开关一只。（3）熔断器5只。（4）接触器1只。（5）按钮3只。（6）热继电器1只。（7）导线若干根。 19 （a）实验线路之一 （b）实验线路之二图9-16 三相异步电动机单向起动、点动、停止控制电路之一20 4实验步骤实验步骤（1）熟悉各电器和实验设备的基本结构、用途和工作原理。（2）熟悉实验电路的基本工作原理和操作方法。（3）按图9-16所示的控制电路进行接线，并进行检查无误后，合上实验台总电源。（4）操作控制按钮，观察电路运行情况（如发现故障应立即切断电源）。（5）比较两种实验线路，分析工作原理。（6）设置故障，分析原因，进行记录： 先断开一相，按起动按钮，看电动机有什么反应？ 先起动电动机后，再断开一相，看电动机有什么反应？ 将自锁接点断开，按起动按钮，看有什么反应？（7）切断电源，拆除接线，整理实验设备。21实验2 三相电动机可逆控制1实验目的实验目的（1）掌握三相鼠笼型电动机的正反转控制原理和正确接线方法。（2）熟悉直接反转控制电路和停止反转控制电路，并进行分析比较。（3）分析控制电路中常见的故障，并进行故障处理。2实验线路实验线路实验线路如图9-18所示。3实验设备及电器元件实验设备及电器元件（1）三相鼠笼型异步电动机1台。（2）三相组合开关1只。（3）熔断器1只。（4）接触器2只。（5）按钮3只。（6）热继电器1只。（7）导线若干根。22 图9-18 三相鼠笼型电动机的正反转控制电路之一23 4实验步骤实验步骤（1）熟悉实验设备的基本功作原理、结构和用途。（2）熟悉实验电路的基本工作原理和操作方法。（3）按图9-18所示控制线路进行接线，并进行检查无误后，合上实验台总电源。（4）操作控制按钮，观察线路运行情况（如发现故障立即切断电源）。（5）将正、反、停控制电路中的SB2和SB3的常闭接点短接（或去掉），再进行操作。（6）比较两种实验控制线路，分析工作原理。（7）设置故障分析原因，进行记录： 将KM1和KM2常闭接点对调，电路有什么反应？ 断开一相，按下正转按钮，用手扳动电动机向反向转动。分析原因。（8）切除电源，拆除接线，整理设备。 24实验3 单按钮起动停止控制 1实验目的实验目的（1）熟悉用一只按钮控制三相异步电动机的起动停止的控制工作原理。（2）了解中间继电器在控制电路中的作用。（3）分析单按钮控制的工作原理。2实验线路实验线路实验线路如图9-20和图9-21所示。图9-20所示的控制电路时序图如图9-22所示。 3实验设备及电器元件实验设备及电器元件（1）三相鼠笼型异步电动机1台。（2）三相组合开关1只。（3）熔断器5只。（4）接触器1只。（5）中间继电器2只。（6）按钮1只。（7）热继电器1只。（8）导线若干根。25 图9-20 单按钮控制三相异步电动机的起动停止电路之一 图9-21 单按钮控制三相异步电动机的起动停止电路之二图9-22 图9-20所示控制电路时序图26 4实验步骤实验步骤（1）分析实验电路图9-20和图9-21的工作原理，理解时序图，熟悉中间继电器在控制电路中所起的作用。（2）熟悉控制电路中所用的电器元件的结构和工作原理。（3）按图9-20所示进行接线，进行检查无误并请老师再检查无误后，合上实验台 电源。（4）合上组合开关QS，操作控制按钮，观察中间继电器和接触器的动作情况，以及电动机的运行情况。（5）按上述方法对图9-21进行接线，操作实验。（6）画出图9-21所示控制电路的时序图。（7）切除电源，拆除接线，恢复设备至原位。 279.3 PLC实验 实验4 十字路口交通灯控制1实验目的实验目的（1）学习FX系列PLC编程软件的使用方法，熟悉各种编程指令的输入方法。（2）比较不同编程方法的特点，分析参考控制梯形图的工作原理。（3）根据给定的控制要求，由简到繁编制符合控制要求的梯形图。加强PLC中各软元件的应用技能，灵活使用各种编程指令的方法。2实验控制要求实验控制要求（1）在十字路口，要求东西方向和南北方向各通行35s，并周而复始。（2）在南北方向通行时，东西方向的红灯亮35s，而南北方向的绿灯先亮30s后再闪3s（0.5s暗，0.5s亮）后黄灯亮2s。（3）在东西方向通行时，南北方向的红灯亮35s，而东西方向的绿灯先亮30s后再闪3s（0.5s暗，0.5s亮）后黄灯亮2s。（4）在东西方向和南北方向各设一组通行时间显示器，按倒计时的方式显示通行和停止时间（此处控制时间为35s），采用红绿双色七段数码管。通行时显示绿色数字，停止通行时显示红色数字。十字路口的交通灯布置示意图及其工作状态图如图9-24所示。（4）在确认无误时，经指导教师认可后，使PLC在RUN状态，进行控制操作。（5）用计算机监控梯形图的工作状态等。（6）写出实验梯形图的程序。（7）整理和恢复实验台。28 图9-24 十字路口交通灯布置示意图 29实验5 智力竞赛抢答 1实验目的实验目的（1）了解互锁电路的编程特点和七段数码管显示梯形图的编程方法。（2）学习MOV、CMP、CJ指令的编程技巧和控制特点。（3）比较不同编程方法的特点，分析参考控制梯形图的工作原理。2实验控制要求实验控制要求（1）8个智力竞赛人抢答，编号为07，主持人用一个按钮控制8个抢答台。每个抢答台上放一个按钮和一个指示灯。当主持人报完题目后，按一下主持人按钮，抢答者才可按按钮，否则无效。（2）抢答开始后，先按按钮者的灯亮，同时蜂鸣器响并保持一直响，后按按钮者灯 不亮。（3）在某编号抢答台的指示灯亮时，用一个七段数码管显示该抢答台的编号。（4）当主持人再按一下主持人按钮时，所有指示灯、蜂鸣器和数码管复位。3实验步骤实验步骤（1）根据实验控制要求自行设计控制梯形图和PLC接线图。（2）根据所给参考实验电路和梯形图进行工作原理分析。（3）将设计梯形图输入到PLC中，并根据PLC接线图进行接线，并进行检查。（4）在确认无误时，并经指导教师认可后，使PLC在RUN状态，进行控制操作。（5）用计算机监控梯形图的工作状态等。（6）写出实验梯形图的程序。（7）整理和恢复实验台。30 图9-25 梯形图1 31 图9-26 梯形图2 32 图9-27 PLC接线图33 图9-28 抢答器梯形图 34实验6 6台电动机顺序起动、逆序停止控制1实验目的实验目的（1）熟悉多台电动机的顺序起动、逆序停止的控制方式和梯形图控制原理。（2）熟悉SFTL和SFTR指令的控制原理和编程方法。2实验控制要求实验控制要求用按钮控制6台电动机的起动、停止。当按起动按钮SB1时，起动信号灯（Y0）亮之后，每隔5s顺序起动一台电动机，直到6台电动机全部起动，起动信号灯灭。当按下停止信号SB2时，停止信号灯（Y7）亮之后，每隔3s逆序停止一台电动机，直到6台电动机全部停止后，停止信号灯灭。按急停按钮SB3，则全部电动机立即停止。3实验步骤实验步骤（1）根据实验控制要求设计控制梯形图和PLC接线图。（2）根据所给参考实验电路和梯形图进行工作原理分析。（3）将梯形图输入到PLC中，并根据PLC接线图进行接线，并进行检查。（4）在确认无误时，并经指导教师认可后，使PLC在RUN状态，进行控制操作。（5）用计算机监控梯形图的工作状态等。（6）写出实验梯形图的程序。（7）整理和恢复实验台。35 图9-29 6台电动机顺序起动、逆序停止控制36实验7 小车定点呼叫1实验目的实验目的（1）熟悉基本指令编程技巧和梯形图控制原理。（2）熟悉辅助继电器在梯形图中的控制作用。（3）熟悉用数据传送比较的方法控制小车行走的控制原理。2实验控制要求实验控制要求一辆小车在一条线路上运行，如图9-30所示。线路上有15共5个站点，每个站点各设一个位置传感器和一个呼叫按钮。无论小车在哪个站点，当某一个站点按下按钮后，小车将自动运行到呼叫点。用数码管显示小车所在的站点号和呼叫按钮的编号。 图9-30 小车行走示意图3实验步骤实验步骤（1）根据实验控制要求设计控制梯形图和PLC接线图。（2）根据所给参考实验电路和梯形图进行工作原理分析。（3）将梯形图输入到PLC中，并根据PLC接线图进行接线，再进行检查。（4）在确认无误时，并经指导教师认可后，使PLC在RUN状态，进行控制操作。（5）用计算机监控梯形图的工作状态等。（6）写出实验梯形图的程序。（7）整理和恢复实验台。37实验8 简易电梯控制1实验目的实验目的强化基本指令的分析能力。2实验控制要求实验控制要求用PLC控制5层乘客电梯，在每一层安装一个位置传感器，用于检测楼层信号。在14层各安装一个上行呼叫按钮SB1SB4和红色信号灯HL1HL4，在25层各安装一个下行呼叫按钮SB5SB8和绿色信号灯HL5HL8。按下按钮时，对应的信号灯亮。要求：电梯在上行过程中应优先响应轿厢上层的上行信号，上行到有上行信号的楼层停留3s。在轿厢上层没有上行信号时，则应响应上层的下行信号。在轿厢上层没有下行信号时，则应响应下层的呼叫信号（包括上行和下行信号）。下行过程与上行类似。3实验步骤实验步骤（1）根据所给参考实验电路和梯形图进行工作原理分析。（2）将梯形图输入到PLC中，根据PLC接线图进行接线，并进行检查。（3）在确认无误时，并经指导教师认可后，使PLC在RUN状态，进行控制操作。（4）用计算机监控梯形图的工作状态等。38图9-33 简易电梯控制梯形图图9-34 简易电梯控制PLC接线图 399.4 电气及PLC控制综合实验 实验9 三相异步电动机能耗制动控制1实验目的实验目的（1）了解常用电器的结构特点和作用。（2）熟悉三相异步电动机能耗制动控制电路的接线和制动原理。（3）熟悉用PLC控制的接线和控制原理，并比较两种控制电路的特点。（4）了解和比较能耗制动和未加制动的控制效果。2实验线路实验线路（1）三相异步电机能耗制动控制电路（继电接触控制），如图9-35所示。3实验步骤实验步骤（1）了解各种控制电器和PLC的结构和工作原理，检查是否有异常。（2）将时间继电器整定在3s左右。（3）按图9-35所示电路接线，并经指导教师检查后，通电操作实验。（4）断开直流电源，比较有制动和无制动的差别。（5）关断电源撤除线路，按图9-36所示电路接线，开机并输入程序，并经指导教师检查后，通电实验。（6）分析控制梯形图的工作原理，并与图9-35所示电路比较。（7）撤除线路关闭计算机，将实验设备归放整齐。40 图9-35 三相异步电机能耗制动控制电路（继电接触控制） 41 （2）三相异步电机能耗制动PLC控制电路，如图9-36所示。图9-36 三相异步电机能耗制动PLC控制电路42实验10 三相异步电动机星形-三角形降压起动控制1实验目的实验目的（1）熟悉三相异步电动机星形-三角形降压起动控制电路的工作原理和接线方法。（2）熟悉三相异步电动机可逆星形-三角形降压起动控制线路的工作原理和接线方法。（3）熟悉时间继电器（空气阻尼式）的工作原理及调整方法。（4）比较继电接触控制线路和PLC控制方式的特点。2实验线路实验线路（1）三相异步电动机星形-三角形降压起动控制电路，如图9-38所示。（2）三相异步电动机星形-三角形降压起动PLC控制电路，如图9-39所示。3实验步骤实验步骤（1）预习实验内容，分析控制电路的工作原理。（2）熟悉实验电路中使用的控制电器的工作原理、外部结构和使用方法。（3）按图9-38所示的三相异步电动机星形-三角形减压起动控制电路接线，一般先接主电路，后接控制电路。（4）整定时间继电器的动作时间，整定热继电器的动作电流。（5）检查无误后，并经指导老师检查认可后，通电实验。（6）拆除图9-38所示的控制电路，保留主电路，按图9-39所示电路图连接PLC输入输出电路，检查无误后，输入控制梯形图。（7）同第5步。（8）对控制梯形图进行监控。（9）写出控制梯形图的程序。（10）关闭计算机和电源后，拆线并摆放整齐。43 图9-38 三相异步电动机星形-三角形降压起动控制电路44图9-39 三相异步电动机星形-三角形降压起动PLC控制电路 45三. FAMA_PLC系列介紹&特點数字量模块（输出）数字量模块（输出）YAC10YAC1016通道输出。额定负载电压85264VAC, 5060Hz。最大负载电流0.6mA/P,4.8mA/COM。响应时间小于1ms。公共端8点一个。YAC24YAC248通道隔离输出。额定电压5-125VDC 5-250VAC。最大负载电流2A/P。响应时间小于1ms。公共端8点独立。YRY10YRY1016通道干结点输出。额定电压24VAC 50/60Hz。最大负载电流2A/P,8A/COM 。响应时间小于off-on/10ms；on-off/5ms。公共端8点一个。外部供电24VDC,90mA。最大频率3600次/小时。工作寿命：机械2亿次，电子10万次。 YRY20YRY2016通道隔离继电器输出。额定电压压12-125VDC 12-250VAC。最大负载电流2A/P。响应时间小于off-on/6ms；on-off/3ms。公共端16点独立。外部供电24VDC,90mA。最大频率3600次/小时。工作寿命：机械2亿次，电子10万次。端子排接线。YRY21YRY218通道隔离继电器输出。额定电压压12-125VDC 12-250VAC。最大负载电流2A/P。响应时间小于off-on/6ms；on-off/3ms。公共端16点独立。外部供电24VDC,90mA。最大频率3600次/小时。工作寿命：机械2亿次，电子10万次。端子排接线。46