可编程序控制器(PLC)综合实验指导书-三菱FX2N—48MR.doc

(完整版)可编程序控制器(PLC)综合实验指导书 三菱FX2N48MR可编程序控制器（PLC)综合实验指导书前 言可编程序控制器原理及应用课程，是一门实践性很强的技术课程，它要求有较强的编程及操作能力,根据教学要求,我们特编写实验指导书，与理论课程配套使用.三菱FX2N可编程序控制器的功能比较强大,可分为基本指令、步进梯形指令、应用指令.学生应该先学习这些指令的有关知识，再经过实验训练掌握PLC基本编程技能和操作方法，为今后从事自动控制领域的相关工作打下扎实的基础。SWOPCFXGP/WIN是和三菱MELSECF系列PLC配套的可编程序控制器编程软件包.是在WINDOWS平台上操作的，用来对PLC进行编程和调试.FXGP的功能比较多，其基本功能，可以保证实验者进行PLC程序初步开发工作.本实验指导书根据我们教研室自制的PLC实验装置提供的实验，有多个实验项目,任课老师可根据各专业的教学大纲以及教学计划的安排，选做部分或全部的实验项目.本实验指导书在编写过程中，得到教研室实验室各位老师的帮助，在此谨致衷心的感谢.由于水平有限，不足与失误在所难免，将在使用中不断进行补充与修改，更希望得到宝贵意见和建议。 编者 实验设备及编程软件介绍一。 实验设备配置1 可编程序控制器（PLC）三菱FX2N48MR （FX0N40MR） 1台 2 通讯电缆 1根3 PLC教学实验装置 1台4 微机 586以上、WIN95或98、ROM-16M 1台5 编程软件包 FXGP/WINC 1套6 连接导线 若干二设备介绍1 PLC 三菱(MITSUBISHI）FX2N-48MR该可编程序控制器是由电源+CPU输入输出+程序存储器（RAM）的单元型可编程序控制器。其主机称为基本单元，为主机备有可扩展其输入输出点的“扩展单元（电源+I/O）”和“扩展模块(I/O)”，此外，还可连接扩展设备,用于特殊控制。图（1）所示是各部的名称。（图（1）在第4页）2。 PLC教学实验系统PLC教学实验系统由实验装置、PLC、微机三部分构成。微机用于编程、提供界面，使编程、调试更加方便。PLC教学实验系统流程: 实 验 装 置 三 菱 PLC 232接口 PLC教学实验系统 微 机分析被控对象 编程输入程序 连接实验线路 运行PLC程序 （运行实验辅助程序） 观察现象。3 设备连接首先将通讯电缆（SC-09）的9芯型插头插入微机的串行口插座(以下假定为端口2，此工作由实验室完成），再将通讯电缆的圆形插头插入编程插座,打开开关即可工作。三FXGPWINC编程软件的应用1. FXGPWINC编程软件的界面介绍见图（4）ab cd h LLKJHHHHe KKfg图（4） 界面包含：a当前编程文件名,例如标题栏中的文件名untit101b菜单： 文件（F)、 编辑（E）、 工具（T）、 PLC、 遥控（R）、监控/测试（M）等等。 c快捷功能键：保存、 打印、剪切、 转换、元件名查、 指令查、触点/线圈查、 刷新等等。 d当前编程工作区：编辑用指令（梯形图）形式表示的程序。e当前编程方式:梯形图。 f状态栏： 梯形图。g快捷指令: F5常开、F6常闭、F7输入元件、 F8输入指令等等。 h功能图: 常开、常闭、输入元件、输入指令等等。菜单操作：FXGPWIN-C(以下统一用简称FXGP）的各种操作主要靠菜单来选择，当文件处于编辑状态时，用鼠标点击想要选择的菜单项，如果该菜单项还有子菜单,鼠标下移，根据要求选择子菜单项,如果该菜单项没有下级子菜单，则该菜单项就是一个操作命令，单击即执行命令。四、设置编辑文件的路径首先应该设置文件路径，所有用户文件都在该路径下存取。假设D：PLC设置为文件存取路径.操作步骤：首先打开Windows界面进入“我的电脑”,选中D盘,新建一个文件夹，取名为PLC1确认，然后进入FXGP编程软件。五、编辑文件的正确进入及存取正确路径确定后，可以开始进入编程存取状态。1、 假设首次程序设计：首先打开FXGP编程软件，点击文件子菜单新文件或点击常用工具栏 弹出PLC类型设置对话框，供选择机型。本实验指导书提供的为FXON、FX2N二种机型，实验使用时，根据实际确定机型,若FX2N即选中FX2N，然后确认，就可马上进入编辑程序状态。注意这时编程软件会自动生成一个SWOPCFXGP/WINC-UNTIT文件名,在这个文件名下可编辑程序。2、 文件完成编辑后进行保存:点击文件子菜单另存为，弹出File Save As对话框,在“文件名” 中能见到自动生成的SWOPC-FXGP/WIN-CUNTIT* 文件名，这是编辑文件用的通用名,在保存文件时可以使用，但我们建议一般不使用此类文件名，以避免出错。而在“文件名框中输入一个带有（保存文件类型）特征的文件名。保存文件类型特征有三个：1） Win Files(。pmw）；2） Dos Files(*.pmc)；3） All Files(*。)。一般类型选第一种,例：先擦去自动生成的“文件名”，然后在“文件名”框中输入（ABC.pmw）、（555.pmw）、(新潮。pmw）等等.有了文件名，单击“确定”键,弹出“另存为对话框,在“文件题头名”框中输入一个自己认可的名字，单击“确定”键,完成文件保存.注:如果点击工具栏中“保存按键只是在同名下保存文件。3、 打开已经存在的文件:首先点击编程软件FXGPWIN-C,在主菜单文件下选中打开弹出File Open对话框,选择正确的驱动器、文件类型和文件名，单击“确定”键即可进入以前编辑的程序。六、文件程序编辑当正确进入FXGP编程系统后，文件程序的编辑可用二种编辑状态形式：1)指令表编辑2）梯形图编辑1、 指令表编辑程序 “指令表”编辑状态，可以让你用指令表形式编辑一般程序。现在以输入下面一段程序为例:Step Instruction I/00 LD X0001 OUT Y0002 END操作步骤 解释 241）点击菜单文件中的新文件或或打开选择PLC类型设置,FXON或FX2N后确认，弹出“梯形图”（注：如果不是梯形图,可从菜单“视图”内选择“梯形图)建立新文件,进入“梯形图编辑” 状态，进入输入状态,光标处于元件输入位置。2）首先将小光标移到左边母线最上端处确定状态元件输入位置3）按“F5”或点击右边的功能图中的常开，弹出 “输入元件”对话框输入一个元件“常开”触点4）键入“X000”回车输入元件的符号“X000”5）按“F6”或点击功能图中的常闭,弹出“输入元件”对话框输入一个元件“常闭”触点6）键入“X001”回车输入元件的符号“X0017）按“F7或点击功能图中的输出线圈输入一个输出线圈8)键入“Y000”回车输入线圈符号“Y0009)点击功能图中带有连结线的常开,弹出“输入元件”对话框 输入一个并联的常开触点10）键入“Y000”回车输入一个线圈的辅助常开的符号“Y000”11）按“F8”或点击功能图中的“功能元件“ ，弹出“输入元件”对话框输入一个“功能元件12)键入“END”回车输入结束符号注：程序结束前必须输入结束指令（END）“梯形图程序编辑结束后,应该进行程序检查, FXGP能提供自检，单击选项下拉子菜单，选中程序检查弹出程序检查对话框，根据提示可以检查是否有语法错误，电路错误以及双线圈检验。进行下一步转换、传送、。注意：“梯形图”编辑程序必须经过“转换”成指令表格式才能被PLC认可运行。但有时输入的梯形图无法将其转换为指令格式.梯形图 转换成 指令表 格式的操作用鼠标点击快捷功能键： 转换 或者点击工具栏的下拉菜单转换梯形图 和 指令表 编程比较:梯形图编程比较简单、明了,接近电路图，所以一般PLC程序都用梯形图来编辑，然后，转换成指令表，下载运行。七、设置通讯口参数在FXGP中将程序编辑完成后和PLC通讯前，应设置通讯口的参数。如果只是编辑程序，不和PLC通讯，可以不做此步。设置通讯口参数，分二个步骤：1、 PLC串行口设置点击菜单“PLC”的子菜单“串行口设置（D8120)e”，弹出下列对话框： 检查是否一致，如果不对，马上修正完确认返回菜单做下一步.（注：串行口设置一般已由厂方设置完成）。2、PLC的端口设置点击菜单“PLC”的子菜单“端口设置e”弹出下列对话框:根据PLC与PC连接的端口号，选择COM1COM4中的一个,完成确认返回菜单。注：PLC的端口设置也可以在编程前进行。八、FXGP与PLC之间的程序传送在FXGP中把程序编辑好之后，要把程序下传到PLC中去。程序只有在PLC中才能运行;也可以把PLC中的程序上传到FXGP中来，在FXGP和PLC之间进行程序传送之前，应该先用电缆连接好PCFXGP和PLC。1、 把FXGP中的程序下传到PLC中去若FXGP中的程序用 指令表 编辑即可直接传送,如果用 梯形图 编辑的则要求转换成指令表才能传送，因为PLC只识别指令。点击菜单“PLC”的二级子菜单“传送“写出”：弹出对话框，有二个选择所有范围、范围设置选择: 1）所有范围 即状态栏中显示的“程序步”(FX2N-8000、FX0N-2000)会全部写入PLC，时间比较长.(此功能可以用来刷新PLC的内存） 2）范围设置先确定“程序步”的“起始步”和“终止步”的步长,然后把确定的步长指令写入PLC，时间相对比较短。程序步的长短都在状态栏中明确显示。（见图（4)界面下方)在“状态栏”会出现“程序步”（或“已用步”)写入(或插入）FX2N等字符。选择完确认,如果这时PLC处于“RUN状态,通讯不能进行,屏幕会出现“PLC正在运行，无法写入”的文字说明提示，这时应该先将PLC的“RUN 、STOP”的开关拨到“STOP”或点击菜单“PLC”的遥控运行/停止0 （遥控只能用于FX2N型PLC)，然后才能进行通讯.进入PLC程序写入过程，这时屏幕会出现闪烁着的“写入Please wait a moment等提示符。“写入结束” 后自动“核对”，核对正确才能运行。注意这时的“核对”只是核对程序是否写入了PLC，对电路的正确与否由PLC判定,与通讯无关.若“通讯错误” 提示符出现，可能有两个问题要检查.第一， 在状态检查中看“PLC类型”是否正确，例：运行机型是FX2N，但设置的是FXON，就要更改成FX2N。第二， PLC的“端口设置”是否正确即COM口。排除了二个问题后，重新“写入直到“核对”完成表示程序已输送到PLC中.2、 把PLC中的程序上传到FXGP中若要把PLC中的程序读回FXGP,首先要设置好通讯端口，点击“PLC”子菜单“读入”弹出PLC类型设置对话框,选择PLC类型，确认读入开始。结束后状态栏中显示程序步数.这时在FXGP中可以阅读PLC中的运行程序.注意：FXGP和PLC之间的程序传送，有可能原程序会被当前程序覆盖,假如不想覆盖原有程序,应该注意文件名的设置。九、程序的运行与调试1、程序运行当程序写入PLC后就可以在PLC中运行了。先将PLC处于RUN状态(可用手拨PLC的“RUN/STOP” 开关到“RUN”档，FXON 、FX2N都适合，也可用遥控使 PLC 处于 “RUN” 状态，这只适合FX2N型),再通过实验系统的输入开关给 PLC输入给定信号，观察PLC输出指示灯，验证是否符合编辑程序的电路逻辑关系，如果有问题还可以通过FXGP提供的调试工具来确定问题，解决问题。例：运行验证程序编辑、传送、运行下列程序：步骤：1） 梯形图方式编辑,然后转换成指令表程序。2） 程序写入PLC，在写入时PLC应处于“STOP状态。3） PLC中的程序在运行前应使PLC处于“RUN状态.4） 输入给定信号，观察输出状态，可以验证程序的正确性。操作步骤 观察闭合XOOO断开X001 Y000应该动作闭合X000闭合X002 Y000应该动作断开X000 Y000应该不动作闭合X000、闭合X001、断开X002 Y000应该不动作 Y000这条电路正确Y000动作10秒后T0定时器触点闭合 Y001应该动作 T0、Y001电路正确2、程序调试 当程序写入PLC后，按照设计要求可用FXGP来调试PLC程序。如果有问题,可以通过FXGP提供的调试工具来确定问题所在。调试工具：监控/测试 下面举例（如图（5）说明： 监控/测试包括* 开始监控 在PLC运行时通过梯形图程序显示各位元件的动作情况：见图（5）。图（5）当X000闭合、Y000线圈动作、T0计时到、Y001线圈动作，此时可观察到动作的每个元件位置上出现翠绿色光标，表示元件改变了状态.利用“开始监控”可以实时观察程序运行.* 进入元件监控 在PLC运行时,监控指定元件单元的动作情况：见图（6).图(6）当指定元件进入监控（在“进入元件监控”对话框中输入元件号)，就可以非常清楚元件改变状态的过程，例如T0定时器，当当前值增加到和设置的一致，状态发生变化。这过程在对话框中能清楚看到。* 强制Y输出 强制PLC输出端口（Y）输出ON/OFF：见图(7）。图（7)如果在程序运行中需要强制某个输出端口（Y）输出ON或OFF,可以在“强制Y输出”的对话框中输入所要强制的“Y”元件号，选择“ON”或“OFF”状态“确认”后,元件保持“强制状态”一个扫描周期，同时图(7）界面也能清楚显示已经执行过的状态. 强制ON/OFF 强行设置或重新设置PLC的位元件：“强制ON/OFF”相当于执行了一次SET/RST指令或是一次数据传递指令。对那些在程序中其线圈已经被驱动的元素，如Y0，强制“ON/OFF” 状态只有一个扫描周期，从PLC的指示灯上并不能看到效果. 下面通过图(8)和图（9）说明“强制ON/OFF”的功能，选TO元件作强制对象，在图（8）中，可看到在没有选择任何状态（设置/重新设置）条件下,只有当TO的“当前值”与“设置”的值一致时TO触点才能工作。 图(8）如果选择“ON/OFF”的设置状态，在图（9）中当程序开始运行，TO计时开始,这时只要确认“设置，计时立刻停止,触点工作（程序中的TO状态被强制改变）。 图（9）如果选择“ON/OFF”的重新设置状态，当程序开始运行,TO计时开始，这时只要确认“重新设置”,当前值立刻被刷新，T0恢复起始状态。TO计时重新开始。调试还可以调用PLC诊断,简单观察诊断结果。 调试结束，关闭“监控/测试”,程序进入运行。注：“开始监控”、“进入元件监控”是可以进行实时监控元件的动作情况.* 改变当前值 改变PLC字元件的当前值：见图（10)。 图（10）在图（10）中，当“当前值”的值被改动。例如K100改为K58，在程序运行状态下,执行确认，则TO从常数K58开始计时,而不是从零开始计时,这在元件监控对话框中非常清楚地反应出来，同时在改变当前值的对话框的“过程显示”中也能观察到。改变当前值在程序调试中可用于瞬时观察。 改变设置值 改变PLC中计数器或计时器的设置值：见图（11）和图（12）.在程序运行监控中，如果要改变光标所在位置的计数器或计时器的输出命令状态，只需在“改变设置值对话框中输入要改变的值，则该计数器或计时器的设置值被改变,输出命令状态亦随之改变。如图（11)中,T0原设置值为“K100”，在“改变设置值”对话框中改为“K10”，並确认，则TO的设置值变为“K10”，如图（12)所示.改变设置值在程序调试是比较常用的方法。注:该功能仅仅在监控线路图时有效。图（11） 图（12）十、退出系统完成程序调试后退出系统前应该先核定程序文件名后将其存盘，然后关闭FXGP所有应用子菜单显示图，退出系统。 实验一 交通信号灯的PLC自动控制一。实验目的1 掌握十字口交通信号灯自动控制理论2 掌握PLC功能指令的应用二实验器材1FX2N48MR型的PLC主机 1 台2交通灯自动控制演示板 1 台3微型计算机 1 台4编程电缆 1根5连接导线 若干三实验内容及步骤1 十字路口交通信号灯的控制要求时序图如下图2 I/O地址：输入地址： X000为启动按钮 X001为停止按钮输出地址： 绿灯（G1）Y000 绿灯(G2)-Y003东西方向:黄灯(Y1）Y001 南北方向： 黄灯（Y2)Y004红灯（R1)Y002 红灯（R2）Y005在此实验中我们用到的指令有， SET置位指令RST 复位指令PLS 脉冲指令SFTL 左移位指令在实验过程中注意理解指令的含义3 连线 START按钮-输入X000;STOP按钮-输入X001；G1指示灯 -输出Y000；G2指示灯-输出Y003;Y1指示灯 -输出Y001；Y2指示灯-输出Y004;R1指示灯 -输出Y002；R2指示灯-输出Y005；4 实验步骤 输入程序 检查程序 连线，运行程序，合上X000，观察结果是否和设计要求一致。实验二 机械手的PLC的自动控制一.实验目的1. 掌握机械手步进控制程序设计2. 进一步加强对顺控指令的理解和应用二实验器材1. FX2N48MR型的PLC主机 1 台2. 机械手实验装置演示板 1 台3. 微型计算机 1 台4. 编程电缆 1根5. 连接导线 若干三实验内容即步骤1机械手的工作示意图如下图1所示 开始时机械手处于原始位置上限位灯Y1亮,左限位灯Y4灯亮，(原点）,Y7灯亮（放松)，按下起动按钮SB后,机械手的顺序动作为: 机械手下降，Y1，Y4灯灭,到下限位后(压下下限开关SQl,Y2灯亮）转入第步. 延时了T后，机械手夹紧(夹紧灯Y3亮),转入第步。 机械手上升，Y2灯灭,到上限位后(压下上限开关SQ2,Y1，Y4灯亮).转入第步。 延时T后,机械手右行，Y1,Y4灯灭，到右限位后(压下右限开关SQ3，Y5、Y2亮)转入第步。 机械手下降,Y2，Y5灭,下降到位后（压下下限开关SQ1，Y6灯亮)转入第步。 延时T后，机械手放松（Y3灭，Y7亮)转入第步。 延时T后,机械手上升，Y6灯灭，上升到位后(压下上限开关SQ2，Y8灯亮）转入第步。 机械手左移：左移到限位后（压下SQ4，Y8灯灭，Yl灯亮，Y7灯亮）回到原点、整个循环过程结束机械手上升、下降、左行、右行分别有输出指示Y12Y15表示。 2I0地址 输人地址：启动按钮 SB - 输入X000 上限开关 SQ2 - 输入X002 下限开关 SQl - 输入X001 右限开关 SQ3 输入X003 左限开关 SQ4 - 输入X004 输出地址：原点 Y1 输出Y000 放松下降到位 Y2 - 输出Y001 夹紧 Y3 输出Y002 夹紧上升到位 Y4 输出Y003 夹紧右移到位 Y5 - 输出Y004 夹紧下降到位 Y6 - 输出Y005 放松 Y7 输出Y006放松上升到位 Y8 - 输出Y0073实验步骤输入程序并检查。按I0地址分配接线。按设计要求检验程序正确否第三节 舞台艺术灯自动控制一.实验目的1 掌握移位寄存器的使用2 掌握PLC与外围电路的接口连线二实验器材1FX2N-48MR型的PLC主机 1 台2舞台艺术灯饰演示板 1 台3微型计算机 1 台4编程电缆 1根5连接导线 若干三实验内容即步骤1设计要求电视台的舞台灯光控制可以用PlC进行控制例如灯光的闪耀,移位及各种时序的变化等。如舞台艺术灯饰自动控制演示板它共有8道灯,上方为五道灯饰呈洪形，下方为三道呈阶梯形现要求07号灯闪亮的时序如下： （1)7号灯一亮一灭交替进行 （2)6、5、4、3号4道灯由外到内依次点亮。再全亮。然后再重复上述过程循环往复。 (3)2、1、0号阶梯由上至下依次点亮,再全灭.然后重复上述过程循环往复.2I/O地址输出地址 Y0 输出Y007 Y1 - 输出Y006 Y2 - 输出Y005 Y3 输出Y004 Y4 - 输出Y003 Y5 输出Y002 Y6 输出Y001Y7 - 输出Y0005。实验步骤 输入程序并检查。 按接线图接线.按设计要求检验程序正确否实验四 电机的PLC自动控制一、实验目的 1掌握电机的常规控制电路设计。 2了解电机电路的实际接线。二、实验器材 1FX2N-48MR型的PLC主机 1 台 2电机自动控制演示板 1块 3微型计算机 1 台 4编程电缆 1根 5连接导线 若干三、实验内容及步骤1设计要求 电机起动可以正转启动和反转启动。而且正、反转可切换，即在正转时可直接按下反转启动按钮，电机即开始反转，同时切断正转电路,反之亦可。启动时要求电机先为“Y”形连接过一段时间再变成 “”连接运行。另外还要有停止按钮。2IO地址 输人地址：停止-X000 正转启动X001 反转启动-X002 输出地址：正转继电器KMlY000 反转继电器KM2Y001 Y形连接继电器-Y002 形连接继电器Y003 3. 实验步骤 输入程序并检查； 按IO地址分配接线；按设计要求检验程序正确否.实验五 步进电机自动控制一、实验目的 1掌握用PLC控制步进电机的方法.2掌握PLC 功能指令实现步进电机的控制二、实验器材 1FX2N-48MR型的PLC主机 1 台 2步进电机自动控制演示板 1块 3微型计算机 1 台 4编程电缆 1根 5连接导线 若干三、实验内容与步骤1设计要求设某步进电机工作方式为三相六拍，电机的三个线圈分别用A、B、C表示，公共端分别用E，当电机正转时其工作方式如下：AABBBCCCA当电机反转的时候,其工作方式为AACCCBBBA2I/O地址 输入地址:正转启动 X000 输出地址： A相 Y000反转启动 X001 B相 Y001停止按钮 X002 C相 Y002快/慢开关 X003 3实验步骤 输入程序并检查； 按I/O地址分配接线；按设计要求检验程序正确否.实验六 LED数码管显示控制实验一、实验目的1学会用PLC控制LED数码管。2采用循环扫描法控制输出负载.二、实验器材1FX2N48MR型的PLC主机 1 台2LED数码管显示控制演示板 1块3微型计算机 1 台4编程电缆 1根5连接导线 若干三、实验内容及步骤1设计要求设计一个用PLC控制的数字电子钟程序，左边两位为小时(00-23);右边两位为分钟(00-60）,中间为两个发光二极管,模拟秒显示。2IO地址输出地址：显示a段Y000 显示公共端C1Y0l2 显示b段Y001 显示公共端C2Y013 显示c段-Y002 显示公共端C3Y014 显示d段-Y003 显示公共端C4-Y015 显示e段Y004 显示f段-Y005 显示g段Y006在此实验中我们用到的指令有, SET 置位指令RST 复位指令PLS 脉冲指令SFTLP 左移位指令ZRST 区间复位指令3.接线图5。实验步骤 输入程序并检查； 按IO地址和接线图接线;按设计要求检验程序正确否。实验七 四层电梯的PLC控制一、实验目的 1掌握PLC的基本指令、应用指令的综合应用; 2单程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。二、实验器材1FX2N48MR型的PLC主机 1 台2四层电梯的PLC控制演示板 1块3微型计算机 1 台4编程电缆 1根5连接导线 若干三、实验内容与步骤1设计要求 如电梯模拟实验台结构所示，其动作要求如下： 电梯上行： 当电梯停于1楼（1F）或2F、3F时,4楼呼叫则上行到4楼碰行程开关后停止。 电梯停于1F或2F，3F呼叫、则上行，到3F行程开关控制停止。 电梯停于1F，2F呼叫,则上行,到2F行程开关控制停止。 电梯停于lF，2F、3F同时呼叫，则电梯上行到2F后,停5秒种，继续上行到3F停止. 电梯停于1F,3F、4F同时呼叫，电梯上行到3F，停5秒，继续上行到4F停止. 电梯停于1F，2F、4P同时呼叫，电梯上行到2F,停5秒,继续上行到4F停止 电梯停于1F，2F、3F、4F同时呼叫，电梯上行到2F,停5秒，继续上行到3F，停5