三菱最经典PLC编程实验

RXPLC-2型可编程控制实验模拟装置实验指导书

许昌市瑞新电气有限公司

目录

第一章可编程控制器概况....................... . (3)

1.第一章可编程控制器概况

2.

可编程控制器（PROGRAMMABLE CONTROLLER，简称PC）。与个人计算机的PC相区别，用PLC表示。

PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。国际电工委员会（IEC）颁布了对PLC的规定：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。可以预料：在工业控制领域中，PLC控制技术的应用必将形成世界潮流

PLC程序既有生产厂家的系统程序，又有用户自己开发的应用程序，系统程序提供运行平台，同时，还为PLC程序可靠运行及信息与信息转换进行必要的公共处理。用户程序由用户按控制要求设计。

1.一、PLC的组成及功能

PLC主要由中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入/输出部件（I/O单元）、电源和编程器几部分组成。

1 中央处理单元

PLC的CPU随机型不同有所不同，通常由通用微处理器（如8086、80286等）、单片机芯片（如8031、8096等）、位片式微处理器（如AMD-2900）等。CPU位数越高，PLC档次越高，运算速度越快，指令功能越强。

2 存储器

PLC的内部存储器（简称内存）用来储存系统管理程序和用户程序。内存有两种：一种为随机存储器RAM，用以存储用户程序；一种为只读存储器ROM、PROM、EPROM、EEPROM用以固化管理程序和用户程序。

3 输入/输出单元（I/O单元）

输入/输出信号分为开关量、模拟量和数字量。I/O单元是PC与被控制对象间传递输入/输出信息的接口部件，为防止各种干扰和高电压窜入PC内部，I/O 单元一般采用光电耦合电路。

4 电源

PC配有开关式稳压电源模块，用来对PC的内部电路供电。

5 编程器

编程器用作用户程序的编制、编辑、调试和监视，主要有手持编程器和电脑编程两种方式。电脑编程要通过适配器和专用电缆线将PLC与计算机相连，并需要专用的编程工具软件。手持编程器则可以在现场作程序输入，使用方便，但是修改、编辑等速度慢。

6 I/O扩展单元

I/O扩展单元用来扩展输入、输出点数。

7 其它外部设备接口单元

用来与盒式磁带机、打印机、编程器等外部设备相连。

1.二、PLC的工作方式

PLC采用循环扫描的方式工作，同时以“ 串行”方式工作。即在任何时刻它只能执行一条指令，而且是循环地、顺序地逐条执行程序。其工作过程可分为内部处理、通信服务、输入处理、程序执行、输出处理几个阶段。

在输入处理阶段：PLC以扫描方式顺序读入所有输入端的通/断状态，并将此状态存入输入映象寄存器，接着转入程序执行阶段，程序执行期间关闭输入映象寄存器。

在程序执行阶段：按先左后右、先上后下的步序逐条执行程序指令，并经运算和处理的结果控制输出。

在输出处理阶段：程序执行完后，将输出映象寄存器的通/断状态，转存到输出锁存器，通过隔离电路、驱动功率放大电路、输出端子向外输出控制信号。

1.三、主要软元件介绍

可编程控制器内有许多被称为“软元件”的器件，如继电器、定时器、计数器等。任何一种软元件都有无数对a触点（常开触点）和b触点（常闭触点），这些触点与线圈连接构成逻辑电路。

输入输出继电器：

在各基本单元中均按八进制对输入/输出的地址进行赋值，诸如x000-x007，x010-x017……y000-y007，y010-y017…(输入/输出继电器以外的软元件均采用十进制的地址编号)。扩展单元、扩展模块中的输入输出继电器（增加的点）采用基本单元之后的接续编号。

辅助继电器：（一般有两种）

一种是普通用途辅助继电器；另一种是有电池后备的辅助继电器，此场合下：既使停电，也能保持动作，也可称为保持继电器。

状态软元件：

这是一种步进指令用的状态继电器，不采用步进指令时，也可用来替代一般的辅助继电器或保持继电器。此外，还有称之为信号报警器的软元件。

定时器：

线圈通电时开始计时，断电时自动复位，不保持中间数值。

计数器：

16位上计数器（即加法计数器）和32位双向计数器。

本实验装置选用的主机型号为三菱系列的FX1N-40MR。它是一种适于小规模应用的PLC。其基本软元件如下：

输入点数为24，输出点数为16；

辅助继电器（M线圈）：

一般384点（M0-M383）；锁定1152点（子系统，M384-M1535）；特殊256点（M8000-M8255）；

状态继电器（S线圈）：

一般1000点（S0-S999）。

定时器（T）：（四类）

100毫秒定时器，范围从0至3276.7秒200点（T0-T199）；10毫秒定时器，范围从0至327.67秒46点（T200-T245）；1毫秒定时器，范围从0.001至32.767秒4点（T246-T249）；100毫秒积算定时器，范围从0至3276.7秒6点（T250-T255）。

计数器（C）：

16位上计数器：一般，范围从0至32767数16点（C0-C15,16位上计数器）；

锁定，184点（子系统，C16-C199,16位上计数器）。

32为双向计数器：一般，范围从1至32767数20点（C200-C219,32位双向计数器）；锁定，15点（子系统，C220-C234, 32位双向计数器）。

高速计数器（C）：

单相，4点（C235-C238）；单相c/w起始停止输入，3点（C241、C242和C244）；双相，3点（C246、C247和C249）；A/B相，3点（C251、C252和C254）。

数据寄存器（D）：

一般，128点（D0-D127,32位元件的16位数据存储寄存器）；锁定，7872点（D128-D7999, 32位元件的16位数据存储寄存器）；文件，7000点（D1000-D7999通过3块500程式步的参数设置，16位数据存储寄存器）；外部调节，范围从0至255，2点(数据从外部设置电位器移到寄存器D8030和D8031)；特殊，256点（包含D8013、D8030和D8031，从D8000至D8255，16位数据存储寄存器）；变址，16点（V和Z，16位数据存储寄存器）。

指标（P）：

用于CALL，128点（P0-P127）；用于中断，6点。

嵌套层次：

用于MC和MRC时8点（N0-N7）。

常数：

十进制K(16位：-32768至+32768，32位：-2147483648至+2147483647),十六进制H(16位：0000-FFFF,32位：00000000-FFFFFFFF)。

第二章梯形图的设计与编程方法

1.一、确定各元件的编号

利用梯形图编程，首先必须确定所使用的编程元件编号，PLC是按编号来区别操作元件的，使用时一定明确每个元件在同一时刻决不能担任几个角色。

1.二、梯形图的编程规则

1.每一个继电器的线圈和它的触点均使用统一编号，每个元件

的触点使用时没有数量限制。

2.梯形图每一行都是从左边的母线开始，线圈接在右边的母线

上，线圈右边不允许再有接触点。

3.线圈不能直接接在左边母线上，如需要的话，可通过不动作

的常闭触点连接线圈。

4.应当避免双线圈输出。

5.梯形图从左至右、从上向下运行。

6.

第三章实验内容

逻辑功能实验:

(1)触点的串联指令AND（与）ANI（与非）；前者为常开，后者为常闭。二者均用于单个触点的串联。二指令可重复出现，不受限制，。如下图所示。

由第1梯级来看；X000、T0、Y001三触点成串联关系，即T0的常闭串接于X000的后端，而Y001的常闭则串接于T0常闭的后端。由于都是常闭故用ANI指令。现来看第2梯级；X000、M0、Y001，同样三触点也是串联关系，M0的常闭接点串接于X001的后端，而Y000的常开接点则串接于M0的后端。故M0的指令用ANI，而Y000的指令则用AND（具体编程详上图），只要是串联后面是常开的用AND，是常闭的则用ANI。可使用AND、ANI指令元件有：输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M、定时器T、计数器C、状态继电器S。

（2）触点并联指令OR（或）、ORI（或反）；触点并联时，不管梯级中有几条支路，只要是单个触点与上一支路并联，是常开的用OR，是常闭的则用ORI。如下图所示。

可以看出上图的X000、X001、M0三者处于并联关系。由于X000下面二条支路均为单个触点，因X001是常开触点，故用OR指令。而M0是常闭触点，则用ORI指令。三接点并联后又与M1串联，串联后又与Y000并联，而Y000也是单个触点，所以仍采用OR指令。可使用OR、ORI指令元件有：输入继电器X、输出继电器Y、辅助继电器M、定时器T、计数器C、状态继电器S。

（3）串联电路块的并联指令ORB（或）；任一梯级中有多（或单支路）支路与上一级并联，只要是本支路中是二个以上的触点成串联关系（即所谓的：串联电路块），则应使用ORB指令。如下图所示。

由上图可以看出，第一支路X003的常开触点与M1的常开触点成串联关系（在这样的情况下，形成了块的关系），它是与上一行的X000与M0串联后相并联，此时程序的编写，如步序号0、1、2、3、4所示。4所出现的第一个ORB 指的是与上一行并。而第二支路，常闭Y001与M2同样是串联关系。也是一个块结构，其串联后再与第一支路并。故步序7再次出现ORB。ORB指令并无梯形图与数据的显示,它是下一行形成电路块的情况下与上一行并联的一条垂直直线（如图中所示的二条粗线）。

（4）并联电路块与块之间的串联指令ANB；如下图虚线框内所示的二电路块相串，各电路块先并好后再用ANB指令进行相串。左图的梯形图可以用右图进行简化。程序的编写如下图所示。ANB指令并无梯形图与数据的显示。它是形成电路块与电路块之间的串联联接关系，是一条横直线。

定时器、计数器功能实验:

（1）定时器指令符号及应用如下图所示：

T2000

X000

K123 设定值

T200 Y000

END

当定时器线圈T200的驱动输入X000接通时，T200的当前值计数器对10 ms的时钟脉冲进行累积计数，当前值与设定值K123相等时，定时器的输出接点动作，即输出触点是在驱动线圈后的1.23秒（10 * 123ms = 1.23s）时才动作，当T200触点吸合后，Y000就有输出。当驱动输入X000断开或发生停电时，定时器就复位，输出触点也复位。

每个定时器只有一个输入，它与常规定时器一样，线圈通电时，开始计时；

断电时，自动复位，不保存中间数值。定时器有两个数据寄存器，一个为设定值寄存器，另一个是现时值寄存器，编程时，由用户设定累积值。

（2）计数器指令符号及应用如下图所示：

X010

RST

C 0

C 0

X011

K 10 计数器Y000

C 0

由计数输入X011每次驱动C0线圈时，计数器的当前值加1。当第10次执行线圈指令时，计数器C0的输出触点即动作。之后即使计数器输入X011再动作，计数器的当前值保持不变。

?当复位输入X010接通（ON）时，执行RST指令，计数器的当前值为0，输出接点也复位。

?应注意的是，计数器C100～C199，即使发生停电，当前值与输出触点的动作状态或复位状态也能保持。

?

实验一验机实验

一、实验目的：

1、熟悉PLC实验装置。

2、练习手持编程器的使用。

3、检查PLC的工作状态。

二、控制要求:

通过逐次输入检测PLC是否正常工作，当且仅当接通24个输入端的其中之一时，输出端接通后的指示灯全亮，表示每个输入和输出端都能正常工作，以完成验机工作。

三、参考程序：见光盘

实验二基本指令的编程练习

一、实验目的：

1、熟悉PLC实验装置。

2、掌握PLC的基本编程方法。

3、熟悉系统操作。

4、掌握与，或，非逻辑以及定时器功能的编程方法。

二、基本指令简介

三、I./O分配：

四、参考程序见光盘实验三电镀实验

实验目的：

1、了解电镀行车的控制过程。

2、学会用基本指令与应用指令的编程方法。

二、控制要求:

先按E键（X0）一下后启动，再按A键（X1）后电镀开始动作向右运行的指示灯F(Y3)开始亮，按下D键(X4)后，电镀材料进入1＃池开始脱脂清洗，5秒后结束，按C键(X3)后，电镀材料进入2＃池开始除锈去杂质，同时左移指示灯G(Y4)和2#池（Y1）指示灯亮，3秒后结束2＃池的工作，按下B键（X2）后，电镀材料进入3＃池（Y2），同时左移指示灯G(Y4)和3＃池（Y2）指示灯亮，3秒后H(Y5)亮重新循环电镀过程。

三、I/O分配：

四、参考程序：见光盘

实验四LED 数码显示控制实验

一、实验目的：

了解并掌握移位和复位指令在控制中的应用及编程方法。

二、控制要求：

按下启动按钮后,八段数码管LED开始显示:

先是显示数字，次序是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9；然后显示LED的八段，一段一段的显示,显示次序是A、B、C、D、E、F、G段，并循环不止。按停止键，LED的H点亮，若再按启动，又从头开始，依次循环。

三、I/O分配：

四、参考程序：见光盘

实验五交通灯实验

一、实验目的：

熟练掌握并使用各基本指令，掌握用PLC解决一个实际问题的方法及编程、调试方法。

二、控制要求：

按下启动按钮，信号灯系统开始循环工作，且南北红灯亮、东西绿灯亮。

东西绿灯亮维持20秒，然后开始闪，闪3秒后东西黄灯亮，并维持2秒，然后东西红灯亮。

东西绿灯亮同时，南北红灯亮并维持25秒，过后也即东西红灯亮时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮，闪3秒后南北黄灯亮，并维持2秒，再后南北红灯亮。南北绿灯亮时，东西红灯亮，并维持25秒，25秒后也即南北红灯亮时，东西绿灯亮。一个循环结束，然后周而复始，按停止键可结束。

三、I/O分配表如下：

四、参考程序：见光盘。

实验六电机正反转实验

实验目的;

学会用PLC实现电动机正反转安全换接的编程方法。

二、实验要求:

按下启动按键后，系统启动，按下正转按键，断开反转电源输入，2秒后，正转电源接入。按下反转按键，断开正转电源，2秒后，反转电源接入，实现安全换接。

三、I/O分配表如下：

四、参考程序：见光盘。

实验七水塔自动供水实验

一、实验目的:

1、了解水塔供水的过程

2、掌握用PLC控制的编程方法。

二、控制要求：

按下启动按纽后，续水管先向水槽中灌水，然后水泵开始抽水。水塔和水槽中均设有上限位和下限位，上限位作为续水或抽水的停止，下限位作为续水或抽水的启动。按下停止按纽后，一切停止工作。

三、I/O分配表如下：

四、参考程序见光盘。

实验八邮件分拣实验

一、实验目的:

1、掌握用PLC控制的编程方法。

2、分析指令的控制过程。

二、控制要求：

按下启动按键G（X0）后邮件箱开始向下送邮件，指示灯F（Y5）灯亮，传送带开始运行同时有指示灯E（Y4）亮；按下I（X2）键后，国内邮件某城市1中邮件拾到并投入邮件箱B（Y1）中同时指示灯亮；按下J（X3）键后，国内某城市2中邮件拾到并投入箱中，C（Y2）指示灯亮，按下K(X4)键后，国内某城市3中邮件拣到并投入箱中D(Y3)指示灯亮，三个城市分别拣到邮件过3秒后，本系统默认为有拣到国外邮件并投入箱中A(Y6)指示灯亮，在以上所有过程中，如果邮件分拣出错（M灯亮）时候按下停止H（X1）键后，邮件分拣自动停止。

三、I/O分配表如下：

四、参考程序见光盘

实验九自动洗衣机控制实验

一、实验目的：

1、了解自动洗衣机的控制过程。

2、学会用应用指令的编程方法。

二、控制要求：

PLC上电，系统进入初始状态，准备好启动，启动时开始进水。水平到高水位时，停止进水，并开始洗涤正转15S,暂停3S，洗涤反转15S后，暂停3S为一个小循环。若小循环达3次，则开始排水，水位下降到低水位时开始脱水并继续排水，脱水10S既完成一次大循环，当完成3次大循环，则进行洗完报警，报警后10S结束全过程，自动停机返回。

三、I/O接口分配表如下：

四、参考程序：见光盘。

实验十自动送料装车系统

一、实验目的：

1、了解并掌握顺序控制在送料过程的应用与编程方法。

二、控制要求：

当按下启动按钮G（X0）后，电机E（Y3），送料口A（Y0），下料口C打开C（Y1）同时运行；电机D（Y2）两秒后运行，指示灯A、C、D、E（YO、Y1、Y2、Y3）亮，当按下按钮B（X2）后，送料口A（Y0）闭合停止送料A灯灭，松开B （X2）后A（Y0）灯亮继续送料。当小车装满后按下F（X3）后，C（Y1）灯灭停止下料。按下H（X1）后，全部停止运行，等待下次重新启动，如此循环下去。

三、I/O分配表如下：

四、参考程序：见光盘。

实验十一机械手工作过程实验

一、实验目的：

掌握用PLC的指令来完成机械手动作的模拟。

二、控制要求

系统启动后，机械手完成将工件从A处传送到B处的全部动作，其左移/右移和上升/下降动作的执行用双线圈双位电磁阀推动气缸来完成。例如，当下降电磁阀通电时，机械手下降；下降电磁阀断电时，机械手停止下降；只有当上升电磁阀通电时，机械手才上升。另外，机械手的夹紧和放松用一个单线圈双位电磁阀来控制，线圈通电时执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。整个工作过程有八个动作，即为：

原位、下降、夹紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移

三、Ｉ／Ｏ分配表如下：

四、参考程序:见光盘。

注：除了上面介绍的机械手自动控制外，还可以通过手动了解限位开关的作用。同学们可以根据自己的理解自行分配I/O表，自己编程。下面介绍一种：按下启动按钮后，原点指示灯亮。然后压住左限位和上限位，机械手下降，碰到下限位，机械手夹紧，然后上升，碰到上限位，机械手右移，碰到右限位，机械手