PLC應(yīng)用實例與程序解說-實驗

1、plc應(yīng)用實例與程序解說電子工業(yè)出版社策劃編輯：張 榕責(zé)任編輯：張 帆楊公源 張牧主編實驗大綱實驗1:電動機正反轉(zhuǎn)連鎖控制1. 實驗?zāi)康牧私獠⒄莆帐褂冒粹o互鎖、輸出位互鎖和接觸器輔助接點互鎖相結(jié)合的安全控 制編程方法。電器控制電路中的“連鎖”控制是指采用復(fù)合按鈕互鎖與接觸器輔助 接點互鎖相結(jié)合的安全控制方法。所謂復(fù)合按鈕，通常是具有一組常閉接點和一組 常開接點的按鈕，當(dāng)用手指按壓時，常閉接點先斷開而后常開接點閉合。2. 實驗要求1）掌握plc的i/o表和單元設(shè)置方法2）掌握plc設(shè)定方法3）要求編寫使用按鈕互鎖和輸出位互鎖的程序4）要求編寫使川按鈕互鎖和接觸器輔助接點互鎖的程序3. 實驗設(shè)備1

2、）電源單元 pa205r； 2） cpu 單元 cj1m-cpu22； 3 ）直流輸入單元 cj1w-id211 ；4）接點輸出單元 cj1w-0c211； 5）開關(guān)電源 s-150-24, 24vdc, 5.5a； 6） cjx2e 小型接觸器，線圈電壓24vdc； 7） su848-2型直流電動機，24vdc,40w,其它型 號的微型直流電機（24vdc）均可使用；8） ah-164-e型按鈕，3只；9）相關(guān)的元 器件。4. 實驗步驟1 ）完成plc的i/o表和單元設(shè)置2）完 成plc設(shè)定3）編寫使用按鈕互鎖和輸出位互鎖的程序4）編寫使用按鈕互鎖和接觸器輔助接點互鎖的程序提示：采用plc控

3、制吋，正轉(zhuǎn)啟動按鈕與反轉(zhuǎn)啟動按鈕均采用常開按鈕，利用各白的 常閉軟接點進行按鈕互鎖控制。參考梯形圖見使用cx-p編程的實驗1梯形圖。5. 實驗記錄與實驗結(jié)果分析實驗2：兩臺電動機按時間交替控制1. 實驗?zāi)康牧私獠⒄莆諆膳_電動機按時間交替控制的編程方法。掌握使用定時器實現(xiàn)交替 控制的編程方法。掌握使用計數(shù)器和上升沿微分指令設(shè)定交替工作周期數(shù)的編程方 法。2. 實驗要求1 ）掌握plc的i/o表和單元設(shè)置方法2）掌握plc設(shè)定方法3）要求笫一臺電動機運行6秒，停止4秒，第二臺電動機的工作狀態(tài)與第一臺 相反，即交替工作，10秒鐘為一個周期，各自完成6個周期后，兩臺電動機均停止。3. 實驗設(shè)備1）電源

4、單元 pa205r； 2）cpu 單元 cj1m-cpu22； 3）直流輸入單元 cj1 w-id21 1 ,4）接點輸出單元 cj1w-oc211； 5）開關(guān)電源 s-150-24, 24vdc, 5.5a； 6） cjx2-e 小型接觸器，線圈電壓24vdc； 7） su848-2型直流電動機，24vdc,40w, 2臺，其 它型號的微型直流電機（24vdc）均可使用；8） ah-164-e型按鈕，2只，9）相關(guān) 的元器件。4. 實驗步驟1 ）完成plc的i/o表和單元設(shè)置2）完成plc設(shè)定3）編寫使用定時器、計數(shù)器和上升沿微分指令的程序提示：利用兩個定吋器可組成多諧振蕩器，實現(xiàn)交替工作模

5、式。利用計數(shù)器和上升沿 微分指令可設(shè)定交替工作的周期數(shù)。參考梯形圖見使用cx-p編程的實驗2梯形圖。實驗3：三臺電動機順序運行控制1. 實驗?zāi)康牧私獠⒄莆杖_電動機順序運行控制的編程方法。掌握使用定時器實現(xiàn)順序運 行的編程方法。掌握使用輸出位自鎖和接觸器輔助接點自鎖的編程方法。2. 實驗要求1 ）掌握plc的i/o表和單元設(shè)置方法2）掌握plc設(shè)定方法3）要求第一臺電動機啟動運行一段時間后，第二臺電動機自動啟動運行，第二 臺電動機心動運行一段時間后，第三臺電動機自動啟動運行。用一個按鈕同時停ii： 三臺電動機運行。3. 實驗設(shè)備1）電源單元 pa205r； 2）cpu 單元 cj1m-cpu2

6、2； 3）直流輸入單元 cj1 w-id21 1 ,4）接點輸出單元 cj1w-0c211； 5）開關(guān)電源 s-150-24, 24vdc, 5.5a； 6） cjx2-e 小型接觸器，線圈電壓24vdc； 7） su848-2型直流電動機，24vdc,40w, 3臺，其 它型號的微型直流電機（24vdc）均可使用；8） ah-164-e型按鈕，2只；9）相關(guān) 元器件。4. 實驗步驟1 ）完成plc的i/o表和單元設(shè)置2）完成plc設(shè)定3）編寫使用定時器的三臺電動機順序運行程序提示：利用定吋器實現(xiàn)三臺電動機的順序運行。利用定吋器的完成標(biāo)志位及其相應(yīng)輸 出位的自鎖實現(xiàn)設(shè)定時間的順序啟動運行。參考

7、梯形圖見使用cx-p編制的實驗3梯形圖。實驗4：電動機正反轉(zhuǎn)時間控制1. 實驗?zāi)康牧私獠⒄莆针妱訖C止反轉(zhuǎn)時間控制的編稈方法。掌握使用定時器實現(xiàn)正轉(zhuǎn)時間 控制和反轉(zhuǎn)時間控制的編程方法。2. 實驗要求1 ）掌握plc的i/o農(nóng)和單元設(shè)置方法2）掌握plc設(shè)定方法3）要求電動機正轉(zhuǎn)一段時間后口動反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)一段時間后再次口動正轉(zhuǎn)，如此 循環(huán)運行。需要停止時，可按停止按鈕，電動機停止運行。3. 實驗設(shè)備1 ）電源單元 pa205r； 2） cpu 單元 cj im-cpu22； 3 ）直流輸入單元 cj 1 w-id21 1 ,4）接點輸出單元 cj1w-oc211； 5）開關(guān)電源 s-150-24,

8、24vdc, 5.5a； 6） cjx2e 小型接觸器，線圈電壓24vdc； 7） su848-2型直流電動機，24vdc,40w, 1臺；8） ah-i64-e型按鈕，2只；9）相關(guān)元器件。4. 實驗步驟1 ）完成plc的i/o表和單元設(shè)置2）完成plc設(shè)定3）編寫使用定時器的電動機止反轉(zhuǎn)時間控制程序。提示：利用定吋器實現(xiàn)電動機正反轉(zhuǎn)吋間控制。利用定吋器的完成標(biāo)志位及其相應(yīng)輸 出位的自鎖實現(xiàn)設(shè)定時間的止轉(zhuǎn)運行和反轉(zhuǎn)運行。使用按鈕互鎖和輸出位互鎖實現(xiàn) 連鎖控制。參考梯形圖見使川cx-p編制的實驗4梯形圖。實驗5：三相異步電動機y降壓啟動控制1. 實驗?zāi)康牧私馐褂贸Ｒ?guī)電器的三相異步電動機y降壓啟

9、動控制電路，掌握使用plc 的丫一 降壓啟動控制編程方法。掌握使用按鈕互鎖、輸出位互鎖和接觸器輔助接 點互鎖相結(jié)合的安全控制編程方法。2. 實驗要求1）掌握plc的i/o表和單元設(shè)置方法2）掌握plc設(shè)定方法3 ）要求當(dāng)按動啟動按鈕時，首先是y接觸器得電吸合，三相異步電動機定子繞 組接成y型，接著電源接觸器得電吸合，其常開接點閉合實現(xiàn)自鎖，接通電動機電 源，電動機以y型接法降壓啟動，同時，y定時器開始計時，當(dāng)設(shè)定的啟動時間到 時，y接觸器釋放，電源接觸器仍保持接通狀態(tài)。經(jīng)0.5秒的延時，接觸器得電吸 合，電動機定子繞組以接法運行。需要停止時，可按停止按鈕，電動機停止運行。3實驗設(shè)備1）電源單元

10、 pa205r； 2） cpu 單元 cj1m-cpu22； 3 ）直流輸入單元 cj1w-id211 ,4）接點輸出單元 cj1w-oc211； 5）開關(guān)電源 s-150-24, 24vdc, 5.5a； 6） cjx2e 小型接觸器，線圈電壓24vdc, 3只；7） jlo-21-4型三相異步電動機，270w,1臺；8） ah-164-e型按鈕，2只；9）相關(guān)元器件。4. 實驗步驟1 ）完成plc的i/o表和單元設(shè)置2）完成plc設(shè)定3）編寫使用定時器的三相異步電動機y 降壓啟動控制程序。提示:利用定時器實現(xiàn)三相異步電動機y 降壓啟動控制。利用定時器的完成標(biāo)志位 及其相應(yīng)輸出位實現(xiàn)y 切換

11、，注意。定時器的定時時間比y定時器的定時時間 稍長一些，如長0.5秒，即在完成y型接法啟動后再經(jīng)過0.5秒的延吋才以接法運 行，這是為了更加安全，防止y接觸器尚未完全釋放時a接觸器就吸合而造成電源 短路事故。參考梯形圖見使用cx-p編制的實驗5梯形圖。5. 實驗記錄與實驗結(jié)果分析實驗6：電子凸輪控制器1. 實驗?zāi)康牧私饧~合凸輪的功能，即需要檢測某一個軸（通常是主軸）的角位置，并在不 同的角位置發(fā)出on、off信號，以便產(chǎn)生相應(yīng)的動作。過去，這一功能是山機械 凸輪并配以限位開關(guān)來完成的，當(dāng)改變工藝過程時，需要重新制作機械凸輪，十分 不便。使用塊比較指令bcmp（068）就可以方便、快捷地實現(xiàn)這一

12、功能，這就是“電子 凸輪”功能。通過本實驗，可掌握塊比較指令的應(yīng)用方法及角位移傳感器的使用方 法。掌握cpu單元cj1m-cpu22的內(nèi)置高速計數(shù)器功能的應(yīng)川。2. 實驗要求1）掌握plc的i/o表和單元設(shè)置方法2）掌握plc設(shè)定方法3）要求編寫具有4個電子凸輪的控制程序。3. 實驗設(shè)備1）電源單元 pa205r； 2） cpu 單元 cj im-cpu22； 3）直流輸入單元 cj 1 w-id21 1 ,4）接點輸出單元 cj1w-oc211； 5）開關(guān)電源 s-150-24, 24vdc, 5.5a； 6） cjx2e 小型接觸器，線圈電壓24vdc, 3只；7） su848-2型直流電

13、動機，24vdc,40w,1臺；8） ah-164-e型按鈕，1只；9） e6b2-cwz5c型增量式旋轉(zhuǎn)編碼器；10）相關(guān) 元器件。4. 實驗步驟1 ）完成plc的i/o表和單元設(shè)置2）完成plc設(shè)定3）編寫使用塊比較指令的4個電子凸輪控制程序。提75 :根據(jù)工藝要求，每個電子凸輪的on狀態(tài)為2個，off狀態(tài)為2個，即每個電 子凸輪包含4個區(qū)間，每個區(qū)間都由下限數(shù)據(jù)和上限數(shù)據(jù)組成，故每個電子凸輪包含8個數(shù)據(jù)，4個電子凸輪總共有32個數(shù)據(jù)。應(yīng)建立電子凸輪數(shù)據(jù)設(shè)置表，數(shù)據(jù)以 十六進制表示。參考梯形圖見使川cx-p編制的實驗6梯形圖。5.實驗記錄與實驗結(jié)果分析實驗7：自動增益控制1. 實驗?zāi)康牧私?/p>

14、線性控制系統(tǒng)固定增益數(shù)值難于滿足既要響應(yīng)快乂要無超調(diào)振蕩的要求。 采用自動增益控制，系統(tǒng)就能根據(jù)誤差的變化自動改變增益值，利用塊比較指令 bcmp（068）就可以方便地實現(xiàn)自動增益控制，實現(xiàn)既響應(yīng)快又無超調(diào)振蕩的目標(biāo)。2. 實驗要求1 ）掌握plc的i/o農(nóng)和單元設(shè)置方法2）掌握plc設(shè)定方法3）要求編寫具有1 6級增益的控制程序。3實驗設(shè)備1）電源單元 pa205r； 2）cpu 單元 cj1m-cpu22； 3）直流輸入單元 cj1w-id211,4）接點輸出單元cj1 w-0c21 1 : 5）模擬量輸出單元da08v； 6）開關(guān)電源s-i50-24, 24vdc, 5.5a； 7） c

15、jx2-e 小型接觸器，線圈電壓 24vdc, 3 只；8） su848-2 型直 流電動機，24vdc,40w,1臺，配套驅(qū)動器1臺；9） ah-164-e型按鈕，1只；10）e6b2-cwz5c型增量式旋轉(zhuǎn)編碼器；11）相關(guān)元器件。4. 實驗步驟1 ）完成plc的i/o表和單元設(shè)置2）完成plc設(shè)定3）完成da08v的設(shè)定4）完成內(nèi)置高速計數(shù)器的設(shè)定5）編寫使用塊比較指令的16級自動增益控制程序。提示:一條塊比較指令可以設(shè)置16級增益，應(yīng)建立數(shù)據(jù)設(shè)置表，有16個下限數(shù)據(jù)和 16個上限數(shù)據(jù)，共32個數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以十六進制表示。將閉環(huán)控制動態(tài)過程中的誤差劃分為16級，根據(jù)動態(tài)特性確定16級增益，

16、經(jīng) 多次實驗后，確定一組最佳增益數(shù)據(jù)。參考梯形圖見使川cx-p編制的實驗7梯形圖。5實驗記錄與實驗結(jié)果分析實驗8：多電機速比控制1. 實驗?zāi)康脑诩徔棥⒃旒?、塑料薄膜、膠片、橡膠、復(fù)合材料以及金屬帶材或線材的加工 生產(chǎn)設(shè)備中，普遍釆用多電機傳動控制系統(tǒng)。這類傳動系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時側(cè)$于耦合跟 蹤，在動態(tài)過程中則側(cè)重t速比控制。通過本實驗，可了解并掌握多電機速比控制的編程方法和系統(tǒng)調(diào)試方法。掌握 塊比較指令bcmp（068）在實現(xiàn)多電動機速比控制方的應(yīng)用方法。2. 實驗要求1）掌握plc的i/o表和單元設(shè)置方法2）掌握plc設(shè)定方法3）拿握浮點運算指令的使川4）要求編寫具有3臺電機的速比控制程序。3實驗

17、設(shè)備1）電源單元 pa205r； 2）cpu 單元 cj1m-cpu22； 3）直流輸入單元 cj1w-id211,4）接點輸出單元cj1w-0c211； 5）模擬量輸出單元da08v； 6）開關(guān)電源s-150-24, 24vdc, 5.5a； 7） cjx2-e 小型接觸器，線圈電壓 24vdc, 3 只；8） su848-2 型直 流電動機，24vdc,40w, 3臺，配套驅(qū)動器3臺，其它型號的微型直流電動機（24vdc） 及配套驅(qū)動器均口j使用；9） ah-164-e型按鈕，2只；10） e6b2-cwz5c型增量式 旋轉(zhuǎn)編碼器，3只；11 ）相關(guān)元器件。4. 實驗步驟1 ）完成plc的

18、i/o表和單元設(shè)置2）完成plc設(shè)定3）完成da08v的設(shè)定4）完成內(nèi)置高速計數(shù)器的設(shè)定5）編寫三臺電動機的速比控制程序。提示：條塊比較指令可以設(shè)置16級比值系數(shù)，應(yīng)建立數(shù)據(jù)設(shè)置表，有16個下限數(shù) 據(jù)和1 6個上限數(shù)據(jù)，共32個數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以十六進制表示。在三臺電動機中確定第一臺電動機為主令電動機，其它兩臺電動機的速度設(shè)定 值與主令電動機的速度設(shè)定值成比值關(guān)系。將主令電動機的速度設(shè)定值劃分為16 級，根據(jù)動態(tài)特性確定兩組1 6級比值系數(shù)，經(jīng)多次實驗后，確定最佳數(shù)值。參考梯形圖見使川cx-p編制的實驗8梯形圖。5實驗記錄與實驗結(jié)果分析實驗9：線材均勻度在線檢測1. 實驗?zāi)康脑诩徏?、生物線材、化工線

19、材以及金屬線材的加工生產(chǎn)設(shè)備中，普遍存在線材均勻度檢測與控制任務(wù)。描述線材均勻度的指標(biāo)通常有質(zhì)量均勻度和直徑均勻度，直徑均勻度指標(biāo)的計 算公式為：目（丹一可2cvd （%）= '100%（9 -1）x式中，cv/%） 直徑變異系數(shù)，x,. 直徑瞬時值，% 直徑平均值，檢測點 數(shù)（樣木數(shù)）。式（91）是標(biāo)準(zhǔn)差（均方差）與平均值之比的白分值，稱為直徑變異 系數(shù)。通常，n不少于200點。通過本實驗，可了解并掌握線材均勻度在線檢測裝置的編程方法。2. 實驗要求1 ）掌握plc的i/o表和單元設(shè)置方法2）掌握plc設(shè)定方法3）掌握模擬量輸入單元ad081-v1的設(shè)定方法4）掌握浮點運算指令的使用

20、6）要求編寫線材均勻度在線檢測程序。3實驗設(shè)備1）電源單元pa205r； 2）cpu單元cj1m-cpu22； 3）模擬量輸入單元ad081-v1 ；4）開關(guān)電源s-150-24, 24vdc, 5.5a； 5） zx-lt型激光傳感器，zx- lda放大器，或相近的光電式線徑檢測裝置；6）相關(guān)元器件。4.實驗步驟1 ）完成plc的i/o表和單元設(shè)置2）完成plc設(shè)定3）完成ad081v1的設(shè)定4）完成激光傳感器及放大器的設(shè)置5）編寫線材均勻度在線檢測程序。提示：以n取200為例，根據(jù)計算式，需要對200個檢測值進行求和運算，一次除法 運算，得到平均值，進行200次減法運算，200次平方運算，

21、一次求和運算，一次 除法運算，一次開方運算，求得標(biāo)準(zhǔn)差（均方差），一次除法運算和乘法運算，得到 線材直徑變異系數(shù)。參考梯形圖見使用cx-p編制的實驗9梯形圖。5實驗記錄與實驗結(jié)果分析實驗10:線性系統(tǒng)的非線性控制1. 實驗?zāi)康膖解線性控制器固定參數(shù)難于滿足既要響應(yīng)快又要無超調(diào)振蕩的要求。一種有 效的控制方法是采用非線性控制。應(yīng)用算術(shù)處理指令apr（069）,可以用多段折線逼 近非線性曲線，從而實現(xiàn)非線性控制。通過本實驗，可掌握位置跟隨控制系統(tǒng)的程序設(shè)計方法，體現(xiàn)非線性控制的特 點。2. 實驗要求1）掌握plc的i/o表和單元設(shè)置方法2）掌握plc設(shè)定方法3）要求編寫位置跟隨控制程序。3實驗設(shè)備

22、1）電源單元 pa205r； 2）cpu 單元 cj1m-cpu22； 3）直流輸入單元 cj1w-id211,4）接點輸出單元cj 1 w-oc2 1 1 : 5）模擬量輸出單元da08v： 6）開關(guān)電源s-150-24, 24vdc, 5.5a； 7） su848-2型直流電動機，24vdc,4（）w, 2臺，配套驅(qū)動器2臺， 其它型號的微型直流電動機（24vdc）及配套的驅(qū)動器均可使用；8） ah-164-e型 按鈕，1只；9） e6b2-cwz5c型增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，2只；10）相關(guān)元器件。4.實驗步驟1 ）完成plc的i/o表和單元設(shè)置2）完成plc設(shè)定3）完成da08v的設(shè)定4）完

23、成內(nèi)置高速計數(shù)器的設(shè)定5）編寫應(yīng)用算術(shù)處理指令apr（069）的位置跟隨控制程序。提:非線性控制器|+1 12條直線段逼近非線性曲線，控制字從c到c+（2xl2+2）,其數(shù)據(jù)塊是從d100到d126的連續(xù)地址。輸入數(shù)據(jù)源字為d10,輸出結(jié)果字為d12。礙要建立采用非線性控制器的數(shù)據(jù)設(shè)置表。參考梯形圖見使川cx-p編制的實驗10梯形圖。5. 實驗記錄與實驗結(jié)果分析實驗11：非線性系統(tǒng)的非線性控制1. 實驗?zāi)康牧私鈳Р木砝@過程數(shù)學(xué)模型的特點，即卷繞過程是非線性、時變過程。應(yīng)用算 術(shù)處理指令apr（069）,可以用多段折線逼近非線性曲線，產(chǎn)生與卷繞半徑成反比的 控制分量，從而實現(xiàn)非線性補償控制。通過

24、本實驗，可掌握在張力閉環(huán)控制基礎(chǔ)上的卷徑非線性補償控制程序設(shè)計方 法，體現(xiàn)非線性控制的特點。2. 實驗要求1）掌握plc的i/o表和單元設(shè)置方法2）掌握plc設(shè)定方法3 ）要求編寫位置跟隨控制程序。3. 實驗設(shè)備1 ）電源單元 pa205r； 2） cpu 單元 cj im-cpu22； 3 ）直流輸入單元 cj 1 w-id21 1 ,4）接點輸出單元cj1w-oc211； 5）模擬量輸出單元da08v； 6）模擬量輸入單元 ad081-v1； 7）開關(guān)電源 s-150-24, 24vdc, 5.5a； 8） su848-2 型直流電動機， 24vdc,40w,1臺，配套驅(qū)動器1臺，其它型號

25、的微型直流電動機（24vdc）及配套的丞動器均對使用；9） lx-200td型張力傳感器，200n,配套的le-40mta-e張 力變送器（控制器），相近的其它型號的張力傳感器及變送器均可使川；10 ） ah-1 64-e 型按鈕，1只；1 1 ） e6b2-cwz5c型增量式旋轉(zhuǎn)編碼器，1只；12）相關(guān)元器件。4. 實驗步驟1 ）完成plc的i/o表和單元設(shè)置2）完成plc設(shè)定3）完成da08v的設(shè)定4）完成ad081v1的設(shè)定5）完成內(nèi)置高速計數(shù)器的設(shè)定6）完成張力傳感器零點調(diào)整及變送器（控制器）參數(shù)設(shè)置7）編寫應(yīng)用算術(shù)處理指令apr（069）的卷徑補償控制程序。 提示：非線性控制器的有關(guān)表達式為：x =g（）+5xn（11-1）廠2（）+ 5 x n =匚（11-2）丫 =邑（11-3）x式屮，廠2.0卷繞軸空軸半徑，卷繞軸半徑，5帶材厚度，n卷繞層數(shù)， k2-工藝設(shè)置常數(shù)。在本實驗中，卷繞軸的空軸半徑為25mm,卷繞軸的最大半徑 為600mm。非線性控制器的增益山1 3條直線段逼近非線性曲線。需耍建立采用非線性控制器的數(shù)據(jù)設(shè)置表。非線性控制器特性曲線如圖11-1參考梯形圖見使用cx-p編制的實驗1 1梯形圖。圖11- 1 非線性