1

　機電實驗室教學(xué)計劃

　 2 目錄 實驗一 與非邏輯功能實驗 ..................................................................................................... 1 實驗二 定時器/計數(shù)器功能實驗 ........................................................................................... 4 實驗三 置位/復(fù)位及脈沖指令實驗 ....................................................................................... 8 實驗四 移位寄存器實驗 ....................................................................................................... 14 實驗五 數(shù)碼顯示的模擬控制 ............................................................................................... 19 實驗六 裝配流水線的模擬控制 ........................................................................................... 23 實驗七 交通燈的模擬控制 ................................................................................................... 26 實驗八 機械手的模擬控制 ................................................................................................... 29 附錄 ................................................................................................................................................ 31

　機電實驗 1

　1 實驗一 與非邏輯功能實驗 一、實驗?zāi)康?1．熟悉 PLC 實驗裝置。

　2．練習(xí)手持編程器的使用 3．熟悉系統(tǒng)操作。

　4．掌握與、或、非邏輯功能的編程方法。

　二、實驗內(nèi)容 1．熟悉三菱 GX-Developer 編程軟件的使用方法，請詳細閱讀本書附錄的全部內(nèi)容。

　2．編制梯形圖并寫出程序，通過程序判斷 Y1、Y2、Y3、Y4 的輸出狀態(tài)，然后再輸入并運行程序加以驗證。

　三、實驗原理 1．線圈驅(qū)動指令 LD、LDI、OUT LD：取指令。表示一個與輸入母線相連的常開接點指令，即常開接點邏輯運算起始。

　LDI：取反指令。表示一個與輸入母線相連的常閉接點指令，即常閉接點邏輯運算起始。

　OUT：線圈驅(qū)動指令，也叫輸出指令。

　LD、LDI 兩條指令的目標(biāo)元件是 X、Y、M、S、T、C，用于將接點接到母線上。也可以與 ANB 指令、ORB 指令配合使用，在分支起點也可使用。

　OUT 是驅(qū)動線圈的輸出指令，它的目標(biāo)元件是 Y、M、S、T、C。對輸入繼電器 X 不能使用。OUT 指令可以連續(xù)使用多次。

　LD、LDI 是一個程序步指令，這里的一個程序步即是一個字。OUT 是多程序步指令，要視目標(biāo)元件而定。

　OUT 指令的目標(biāo)元件是定時器 T 和計數(shù)器 C 時，必須設(shè)置常數(shù) K。

　2．接點串聯(lián)指令 AND、ANI AND，與指令。用于單個常開接點的串聯(lián)。

　ANI，與非指令。用于單個常閉接點的串聯(lián)。

　AND 與 ANI 都是一個程序步指令，它們串聯(lián)接點的個數(shù)沒有限制，也就是說這兩條指令可以多次重復(fù)使用。

　OUT 指令后，通過接點對其它線圈使用 OUT 指令稱為縱接輸出或連續(xù)輸出，連續(xù)輸出如果順序不錯可以多次重復(fù)。

　 2 3．接點并聯(lián)指令 OR、ORI OR：或指令。用于單個常開接點的并聯(lián)。

　ORI：或非指令。用于單個常閉接點的并聯(lián)。

　OR 與 ORI 指令都是一個程序步指令，它們的目標(biāo)元件是 X、Y、M、S、T、C。這兩條指令都是并聯(lián)一個接點。需要兩個以上接點串聯(lián)連接電路塊的并聯(lián)連接時，要用 ORB 指令。

　四、實驗條件

　1．PC 兼容機一臺

　2．PLC 編程軟件一套 3．PLC 實驗箱一臺 五、實驗步驟 1．基本指令編程練習(xí)的實驗面板圖連線 基本指令編程練習(xí)的實驗面板圖中下面的兩排接線孔，通過防轉(zhuǎn)疊插鎖緊線與 PLC 的主機相應(yīng)的輸入輸出插孔相接。Xi 為輸入點，Yi 為輸出點。圖中中間兩排 SB1~SB9 為輸入按鍵，SA1~SA9 為模擬開關(guān)量的輸入。八路一排 L0~L9 是 LED 指示燈，按繼電器輸出用以模擬輸出負載的通與斷。圖中上方為兩位十進制數(shù)碼計數(shù)器。

　圖 1-1 基本指令編程練習(xí)的實驗面板圖 2．編制梯形圖并寫出程序 通過程序判斷 Y1、Y2、Y3、Y4 的輸出狀態(tài)，然后再輸入并運行程序加以驗證。實驗

　機電實驗 3

　3 參考程序。

　梯形圖參考圖 1 步序 指令 器件號 說明 步序 指令 器件號 說明 0 LD X001 輸入 7 ANI X003

　1 AND X003 輸入 8 OUT Y003 或非門輸出 2 OUT Y001 與門輸出 9 LDI X001

　3 LD X001

　10 ORI X003

　4 OR X003

　11 OUT Y004 與非門輸出 5 OUT Y002 或門輸出 12 END

　程序結(jié)束 6 LDI X001

　3．實驗箱操作 梯形圖中的 X001、X003 分別對應(yīng)控制單元輸入開關(guān) SA1、SA3。

　通過專用電纜手持編程器與 PLC 主機。打開編程器，逐條輸入程序，檢查無誤后，將可編程控制器主機上的 STOP/RUN 按鈕撥到 RUN 位置，運行指示燈點亮，表明程序開始運行，有關(guān)的指示燈將顯示運行結(jié)果。

　撥動輸入開關(guān) SA1、SA3，觀察輸出指示燈 L1、L2、L3、L4 是否符合與、或、非邏輯的正確結(jié)果。

　六、實驗報告

　在實驗報告中，每位同學(xué)都需要對本次實驗進行認真完成，寫出實驗步驟。

　 4 實驗二 定時器/ 計數(shù)器功能實驗 一、實驗?zāi)康?1．掌握定時器指令的使用。

　2．掌握計數(shù)器的使用。

　3．掌握計數(shù)器/定時器內(nèi)部時基脈沖的參數(shù)的餓設(shè)置。

　二、實驗內(nèi)容 1．熟悉三菱 GX-Developer 編程軟件的使用方法，請詳細閱讀本書附錄的全部內(nèi)容。

　2．熟悉時間繼電器典型電路的工作原理，在理論上分析運行結(jié)果，預(yù)先寫出程序的調(diào)試步驟。

　三、實驗原理 1．定時器指令 Fxos 系列 PLC 有定時器 56 個（T0~T55），定時器的時基脈沖為 100ms（0 .1s），每個定時器的定時范圍從 0.1s~3276.7s，定時指令占用步數(shù) 3 步。

　當(dāng) M8028 被驅(qū)動時（即 M8028=1）；定時器 T32~T55（24 點）的時基脈沖為 10ms （0.01s）即 T32~T35 的定時時基脈沖為 0.01s。

　2．計數(shù)器指令 Fxos 系列的 PLC 的一般計數(shù)器個數(shù)為 14 個（C0~C13）。停電鎖存計數(shù)器 2 個（C14、C15），每個計數(shù)器均為 16 位，設(shè)定值得范圍在 K1~K32767 內(nèi)，該指令占步數(shù)為 3 步。

　四、實驗條件

　1．PC 兼容機一臺

　2．PLC 編程軟件一套 3．PLC 實驗箱一臺 五、實驗步驟 1．基本指令編程練習(xí)的實驗面板圖連線 基本指令編程練習(xí)的實驗面板圖中下面的兩排接線孔，通過防轉(zhuǎn)疊插鎖緊線與 PLC 的主機相應(yīng)的輸入輸出插孔相接。Xi 為輸入點，Yi 為輸出點。圖中中間兩排 SB1~SB9 為輸入按鍵，SA1~SA9 為模擬開關(guān)量的輸入。八路一排 L0~L9 是 LED 指示燈，按繼電器輸出用以模擬輸出負載的通與斷。圖中上方為兩位十進制數(shù)碼計數(shù)器。

　機電實驗 5

　5

　圖 1-1 基本指令編程練習(xí)的實驗面板圖 2．定時器指令實驗 根據(jù)程序中的器件好連線，對下面程序進行編程練習(xí)。

　梯形圖：

　 語句表

　步序 指令 器件號 說

　 明 0 LD X000 ①輸入程序 ②檢查程序 ③運行程序 X000 合上，Y0 為 1s 閃 1 次，說明 T1，T0 的定時時基脈沖為 100ms（0.1s）。

　1 ANI T1 2 OUT T0 3

　K10 4 LD T0 5 OUT T1 6

　K10 7 LD T0 8 OUT Y0 9 END

　 3．計數(shù)器指令實驗

　 6 根據(jù)程序中的器件好連線，對下面程序進行編程練習(xí)。

　語句表

　步序 指令 器件號 說明 0 LD X000 X000 為 C0 的復(fù)位信號 1 RST C0 M8012 為 C0 的計數(shù)脈沖輸入 2 LD M8012 M8012 為機器本身帶有的時基脈沖 100ms 3 OUT C0

　4

　K10

　5 LD C0

　6 OUT Y000

　7 END

　對下面程序進行編程練習(xí) 梯形圖

　 語句表

　步序 指令 器件號 步

　 驟 0 LD X001 ①輸入程序并檢查其正確 1 RST C1

　2 LD X000 ②運行該程序 3 OUT C1 X000 合上計十次 4

　K10

　5 LD C1 X001 合上，再把 X000 合上計數(shù)十次 6 OUT Y000 Y0 無輸出 7 END

　 計數(shù)器的工作波形如下圖所示

　機電實驗 7

　7 4．定時器/計數(shù)器綜合實驗 輸入下列程序，觀察并記錄輸出結(jié)果。

　步序 指令 器件號 說

　 明 0 LD X000 X 為啟動信號 1 ANI T1 Y0 為 1s 脈沖發(fā)生器 2 OUT T0 X1 為 Y1 的復(fù)位信號 3

　K10

　4 LD

　T0 步驟：①輸入程序，并檢查之 5 OUT T1

　6

　K10

　7 OUT Y0

　8 LD

　X001 ②運行程序 9 RST C0 X000=ON 時，Y0 每隔 1s 閃爍。

　10 LD

　T0 C0 對 Y0（T0）計數(shù)，當(dāng)計到 10 次 11 OUT C0 C0=1（ON），Y001 有輸出“1” 12

　K10

　13 LD C0 ③X001=ON 時，Y001 為“0”。

　14 OUT Y001

　15 END

　 六、實驗報告

　在實驗報告中，每位同學(xué)都需要對本次實驗進行認真完成，寫出實驗步驟。

　 8 實驗三 置位/ 復(fù)位及脈沖指令實驗 一、實驗?zāi)康?1．熟悉 SET 置位、RST 復(fù)位、PLS 上升沿脈沖、PLF 下降沿脈沖指令的編程和使用。

　2．掌握 PLC 實驗臺輸出負載指示電路的應(yīng)用。

　二、實驗內(nèi)容 1．熟悉三菱 GX-Developer 編程軟件的使用方法，請詳細閱讀本書附錄的全部內(nèi)容。

　2．熟悉三菱 FX2N PLC 的基本位設(shè)備：X、Y、M、T、C。

　3．熟悉置位、復(fù)位及脈沖指令的編程方法。

　三、實驗原理 1．置位與復(fù)位指令 SET、RST SET 為置位指令，使動作保持；RST 為復(fù)位指令，使操作保持復(fù)位。SET 指令的操作目標(biāo)元件為 Y、M、S。RST 指令的操作目標(biāo)元件為 Y、M、S、D、V、Z、T、C。這兩條指令是 1—3 個程序步。用 RST 指令可以對定時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器、變址寄存器的內(nèi)容清零。

　2．脈沖輸出指令 PLS、PLF PLS 指令在輸入信號上升沿產(chǎn)生脈沖輸出，而 PLF 在輸入信號下降沿產(chǎn)生脈沖輸出，這兩條指令都是 2 程序步，它們的目標(biāo)元件是 Y 和 M，但特殊輔助繼電器不能作目標(biāo)元件。使用 PLS 指令，元件 Y、M 僅在驅(qū)動輸入接通后的一個掃描周期內(nèi)動作。而使用 PLF 指令，元件 Y、M 僅在驅(qū)動輸入斷開后的一個掃描周期內(nèi)動作。

　四、實驗條件

　1．PC 兼容機一臺

　2．PLC 編程軟件一套 3．PLC 實驗箱一臺 五、實驗步驟 1．基本指令編程練習(xí)的實驗面板圖連線 基本指令編程練習(xí)的實驗面板圖中下面的兩排接線孔，通過防轉(zhuǎn)疊插鎖緊線與 PLC 的主機相應(yīng)的輸入輸出插孔相接。Xi 為輸入點，Yi 為輸出點。圖中中間兩排 SB1~SB9 為輸入按鍵，SA1~SA9 為模擬開關(guān)量的輸入。八路一排 L0~L9 是 LED 指示燈，按繼電器輸出用以模擬輸出負載的通與斷。圖中上方為兩位十進制數(shù)碼計數(shù)器。

　機電實驗 9

　9

　圖 1-1 基本指令編程練習(xí)的實驗面板圖 2．SET/RST 指令實驗 SET 為置位指令，RST 為復(fù)位指令，占一個程序步。

　SET/RST 指令用于線圈（Y、S、M）的自保持功能，相當(dāng)于一個 R、S 觸發(fā)器，其中 S為置位端，使線圈接通，R 為復(fù)位端，使線圈斷電，指令使用方法及波形如圖 3-1 所示。

　 （a）梯形圖

　步數(shù) 指令 器件號 0 LD X0 1 SET Y0 2 LD X1 3 RST Y0 4 END

�。╞）語句表

　 (c)波形圖 輸入如下程序，觀察結(jié)果是否和輸入輸出波形一致。

　（Ⅰ）X0 一旦接通后，即使它再次為 OFF，Y0 依然被驅(qū)動（Y0 為 ON）

　 10 （Ⅱ）X1 一旦接通后，即使它再次為 OFF，Y0 則將關(guān)斷。

　波形圖：

　 （2）輸入下列程序，X0-X7 輸入按表 3.1 輸入，觀察輸出結(jié)果。

　梯形圖

　 表 3-1 輸

　入 輸

　出 X0 X1 X2 X3 X4 X5 Y0 M0 S0 Y1 Y2 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 由實驗可知：只有當(dāng) X0、X2、X4 均動作后使 Y0、M0、S0 置“1”，輸出 Y1 才能為“1”，復(fù)位信號 X1、X3、X5 任意一個為“1”，則輸出 Y1 為“0”。

　機電實驗 11

　11 若 Y0、M0、S0 有 1 個為“1”，則 Y2 為“1”。

　1、PLS/PLF 脈沖指令。

　2、PLS 為上升沿微分輸出指令。

　3、PLF 為下降沿微分輸出指令。

　這兩條指令僅在輸入信號的上升沿或下降沿時，產(chǎn)生一個掃描周期的脈沖，占 2 個程序步。

　輸入圖 3.2 所示下列程序，觀察輸出結(jié)果是否和波形圖一致。

　（a）梯形圖

�。╞）語句表

　步數(shù) 指令 器件號 0 LD X0 1 PLS M0 2 LD M0 3 SET Y0 4 LD X1 5 PLF M1 6 LD M1 7 RST Y0 8 END

　 （c）波形圖

　圖 3.2

　PLS/PKF 指令的用法 X0、X1 輸入如圖 3.2（c）輸入信號，觀察 Y0 狀態(tài)，若 Y0 接直流電機，則 X0 接通后一個掃描周期，直流電機轉(zhuǎn)動，而電機的停止則在 X1 切斷一個掃描周期后停轉(zhuǎn)，接口電路如下圖 3.3 所示

　 12

　圖 3.3

　直流電機接口電路圖 PLC 實驗臺輸出端 Y0 接直流電機“M”的“+”端，電機的另一端接 24V 的負極“—”端，PLC 的 COM 端接 24V 的正極“+”。

　接線無誤后，重新運行程序，觀察電機的轉(zhuǎn)動情況。

　3、輸入如下程序，觀察運行結(jié)果，畫出輸入/輸出波形。其中 X0、X1……等分別與 PLC實驗臺中模擬開關(guān)信號相接。

　（1）

　步數(shù) 指令 器件號 0 LD X0 1 PLS M0 2 LD X1 3 PLF M1 4 LD M0 5 SET Y0 6 LD M1 7 RST Y0 8 END

　 （2）

　機電實驗 13

　13

　步數(shù) 指令 器件號 0 LD X0 1 ANI T1 2 OUT T0 3

　K10 4 LD T0 5 OUT T1 6

　K20 7 OUT Y0 8 LD T0 9 PLS M0 10 LD M0 11 SET Y1 12 PLF M1 13 LD M1 14 RST Y1 15 END

　六、實驗報告

　在實驗報告中，每位同學(xué)都需要對本次實驗進行認真完成，寫出實驗步驟。

　 14 實驗四 移位寄存器實驗 一、實驗?zāi)康?1．掌握功能指令右移 SFTR（FNC34），左移 SFTL（FNC35）的編程和使用方法。

　2．應(yīng)用移位指令實現(xiàn)某一功能控制。

　二、實驗內(nèi)容 1．熟悉三菱 GX-Developer 編程軟件的使用方法，請詳細閱讀本書附錄的全部內(nèi)容。

　2．熟悉時間繼電器典型電路的工作原理，在理論上分析運行結(jié)果，預(yù)先寫出程序的調(diào)試步驟。

　三、實驗原理 移位寄存器指令是 PLC 可編程控制器的一項很有用的功能，掌握好這條指令的功能，對 PLC 的編程技巧是很有幫助的，F(xiàn)xos 三菱系列 PLC 有使位元件狀態(tài)向左移、向右移的功能，也有使字元件的狀態(tài)向左移或向右移的功能，本實驗中僅進行元件狀態(tài)的左移和右移功能驗證。

　四、實驗條件

　1．PC 兼容機一臺

　2．PLC 編程軟件一套 3．PLC 實驗箱一臺 五、實驗步驟 1．基本指令編程練習(xí)的實驗面板圖連線 基本指令編程練習(xí)的實驗面板圖中下面的兩排接線孔，通過防轉(zhuǎn)疊插鎖緊線與 PLC 的主機相應(yīng)的輸入輸出插孔相接。Xi 為輸入點，Yi 為輸出點。圖中中間兩排 SB1~SB9 為輸入按鍵，SA1~SA9 為模擬開關(guān)量的輸入。八路一排 L0~L9 是 LED 指示燈，按繼電器輸出用以模擬輸出負載的通與斷。圖中上方為兩位十進制數(shù)碼計數(shù)器。

　機電實驗 15

　15

　圖 1-1 基本指令編程練習(xí)的實驗面板圖 2．右移位指令（SFTR）

　右移指令格式如圖 4-1 所示，當(dāng) X10 為第一次合上時，相應(yīng)的 X3、X2、X1 送 M15、M14、M13、M12，且向右移 4 位。

　圖

　4-1 實驗：用右移指令實現(xiàn)下表 4-1 真值表功能。

　脈沖 Y3 Y2 Y1 Y0 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1

　 16 如下梯形圖實現(xiàn)該表功能：

　 步驟：

　（1）輸入程序。

　（2）檢查程序。

�。�3）運行程序 X0 合上，Y13 有脈沖輸出（稱秒脈沖），每隔 1S，Y3 向前移 1 位。

�。�4）將 Y0 改成 Y0、Y1、Y2、Y3、“相與“（如下列梯形圖），則輸出如下表 4-2 所示

　表 4.2

　Y3 Y2 Y1 Y0

　機電實驗 17

　17 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 （5）若將 K4 改 K8，運行上述程序，輸出結(jié)果應(yīng)為 Y7~Y0 循環(huán)移位。

　3．左移位指令（SFTL）

　左移位指令 SFTL（FNC35）格式如圖 6.2 所示。

　圖 4-2 當(dāng) X0 第一次脈沖到來時，M15~M12（4 位）移出，同時整個 16 位寄存器中，每 4 位作為一個單元向前移動一次，X3、X2、X1、X0 送最低四位 M3、M2、M1、M0。

　實驗：用左移位指令實現(xiàn)下圖 4-3 移位積存的要求

　根據(jù)要求梯形圖如下：

　梯形圖

　實驗步驟：

　（a）輸入程序，檢查無誤后，運行程序。

　（b）運行結(jié)果如表 6.3 所示。

　 18 表 6.3

　Y3 Y2 Y1 Y0 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 （c）改移位指令中 K1 為 K2，觀察輸出結(jié)果。

　六、實驗報告

　在實驗報告中，每位同學(xué)都需要對本次實驗進行認真完成，寫出實驗步驟。

　機電實驗 19

　19 實驗五 數(shù)碼顯示的模擬控制 一、實驗?zāi)康?用 PLC 構(gòu)成數(shù)碼顯示控制系統(tǒng) 二、實驗內(nèi)容 控制要求：

　A→B→C→D→E→F→G→H→ABCDEF→BC→ABDEG→ABCDG→BCFG→ACDFG→ABC→ABCDEFG→ABCDFG→A→B→C……一個循環(huán) 三、實驗原理 1．線圈驅(qū)動指令 LD、LDI、OUT LD：取指令。表示一個與輸入母線相連的常開接點指令，即常開接點邏輯運算起始。

　LDI：取反指令。表示一個與輸入母線相連的常閉接點指令，即常閉接點邏輯運算起始。

　OUT：線圈驅(qū)動指令，也叫輸出指令。

　LD、LDI 兩條指令的目標(biāo)元件是 X、Y、M、S、T、C，用于將接點接到母線上。也可以與 ANB 指令、ORB 指令配合使用，在分支起點也可使用。

　OUT 是驅(qū)動線圈的輸出指令，它的目標(biāo)元件是 Y、M、S、T、C。對輸入繼電器 X 不能使用。OUT 指令可以連續(xù)使用多次。

　LD、LDI 是一個程序步指令，這里的一個程序步即是一個字。OUT 是多程序步指令，要視目標(biāo)元件而定。

　OUT 指令的目標(biāo)元件是定時器 T 和計數(shù)器 C 時，必須設(shè)置常數(shù) K。

　2．I/O 分配（連線）

　輸

　入

　 輸

　出

　起動按鈕（SB1）：X0

　A:Y0

　 E:Y4

　停止按鈕（SB2）：X1

　B:Y1

　 F:Y5

　 C:Y2

　G:Y6

　 D:Y3

　H:Y7

　 20

　圖 5-1

　數(shù)碼顯示控制示意圖 四、實驗條件

　1．PC 兼容機一臺

　2．PLC 編程軟件一套 3．PLC 實驗箱一臺 五、實驗步驟 1．輸入數(shù)碼顯示控制梯形圖

　機電實驗 21

　21

　 22

　圖 5-1

　數(shù)碼顯示控制梯形圖 3．觀察現(xiàn)象，記錄結(jié)果

　六、實驗報告

　在實驗報告中，每位同學(xué)都需要對本次實驗進行認真完成，寫出實驗步驟。

　機電實驗 23

　23 實驗六 裝配流水線的模擬控制 一、實驗?zāi)康?用 PLC 構(gòu)成裝配流水線控制系統(tǒng) 二、實驗內(nèi)容 控制要求：

　起動后，再按“移位”后，按以下規(guī)律顯示：D→E→F→G→A→D→E→F→G→B→D→E→F→G→C→D→E→F→G→H→D→E→F→G→A……循環(huán)，D、E、F、G 分別是用來傳送的，A 是操作 1，B 是操作 2，C 是操作 3，H 是倉庫。

　三、實驗原理 1．I/O 分配（連線）

　 輸

　入

　輸

　出

　 起動按鈕（SB1）：X0

　A：Y0

　 E：4

　 復(fù)位按鈕（SB2）：X1

　B：Y1

　 F：5

　 移位按鈕（SB3）：X2

　C：Y2

　 G：6

　 D：Y3

　 H：7 2．按圖所示的梯形圖輸入程序。

　3．調(diào)試并運行程序。

　圖 6-1

　裝配流水線控制示意圖

　四、實驗條件

　1．PC 兼容機一臺

　2．PLC 編程軟件一套 3．PLC 實驗箱一臺

　 24 五、實驗步驟 1．輸入裝配流水線控制梯形圖

　圖 6-2 裝配流水線控制梯形圖

　機電實驗 25

　25

　圖 6-2 （續(xù)）

　3．觀察現(xiàn)象，記錄結(jié)果

　六、實驗報告

　在實驗報告中，每位同學(xué)都需要對本次實驗進行認真完成，寫出實驗步驟。

　 26 實驗七 交通燈的模擬控制 一、實驗?zāi)康?用 PLC 構(gòu)成交通燈控制系統(tǒng) 二、實驗內(nèi)容 控制要求：

　起動，南北紅燈亮并維持 25s。在南北紅燈亮的同時，東西綠燈也亮，1s 后，甲車燈亮，表示甲車可以行走。到 20s 時，東西綠燈閃亮，3s 后熄滅，在東西綠燈熄滅后東西黃燈亮，同時甲車燈滅，表示甲車停止通行。黃燈亮 2s 后滅東西紅燈亮。與此同時，南北紅燈滅，南北綠燈亮。1s 后乙車燈亮，表示乙車可以行走。南北綠燈亮了 25s 后閃亮，3s 后熄滅，同時乙車燈滅，表示乙車停止通行。黃燈亮 2s 后熄滅，南北紅燈亮，東西綠燈亮，循環(huán)。

　三、實驗原理 I/O 分配（連線）

　 輸

　入

　輸

　出 起動按（SB）鈕：X0

　 南北紅燈：Y0

　東西紅燈：Y3 南北黃燈：Y1

　東西黃燈：Y4 南北綠燈：Y2

　東西綠燈：Y5 甲車車燈：Y6

　乙車車燈：Y72．

　圖 7-1

　交通燈控制示意圖

　機電實驗 27

　27

　四、實驗條件

　1．PC 兼容機一臺

　2．PLC 編程軟件一套 3．PLC 實驗箱一臺 五、實驗步驟 1．交通燈控制梯形圖

　 28

　圖 7-2 交通燈控制梯形圖 3．觀察現(xiàn)象，記錄結(jié)果

　六、實驗報告

　在實驗報告中，每位同學(xué)都需要對本次實驗進行認真完成，寫出實驗步驟。

　機電實驗 29

　29 實驗八 機械 手的模擬控制 一、實驗?zāi)康?用 PLC 構(gòu)成機械手控制系 二、實驗內(nèi)容 控制要求：

　按起動后，傳送帶 A 運行直到按一下光電光電開關(guān)才停止，同時機械手下降。下降到位后機械手夾緊物體，2s 后開始上升，而機械手保持夾緊。上升到位左轉(zhuǎn)，左轉(zhuǎn)到位下降，下降到位機械手松開，2s 后機械手上升。上升以位后。傳送帶 B 開始運行，同時機械手右轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)到位，傳送帶 B 停止，此時傳送帶 A 運行直到按一下光電開關(guān)才停止……循環(huán) 三、實驗原理

　輸

　入

　 輸

　出

　起動按鈕 SB1：X0

　 上升 YV1：Y1

　 停止按鈕 SB2：X5

　 下降 YV2：Y2

　 上升限位 SQ1：X1

　 左轉(zhuǎn) YV3：Y3

　 下降限位 SQ2：X2

　 右轉(zhuǎn) YV4：Y4

　 左轉(zhuǎn)限位 SQ3：X3

　 夾緊 YV5：Y5

　 右轉(zhuǎn)限位 SQ4：X4

　 傳送帶 A：Y6

　 光電開關(guān) PS：X6

　 傳送帶 B：Y7

　 圖 8-1 機械手示意圖

　 30 四、實驗條件

　1．PC 兼容機一臺

　2．PLC 編程軟件一套 3．PLC 實驗箱一臺 五、實驗步驟 1．機械手控制梯形圖

　圖 8-2 機械手梯形圖 3．觀察現(xiàn)象，記錄結(jié)果

　六、實驗報告

　在實驗報告中，每位同學(xué)都需要對本次實驗進行認真完成，寫出實驗步驟。

　機電實驗 31

　31 附錄 GX Developer 編程軟件 一、軟件概述 GX Developer 是三菱通用性較強的編程軟件，它能夠完成 Q 系列、QnA 系列、A 系列（包括運動控制 CPU）、FX 系列 PLC 梯形圖、指令表、SFC 等的編輯。該編程軟件能夠?qū)⒕庉嫷某绦蜣D(zhuǎn)換成 GPPQ、GPPA 格式的文檔，當(dāng)選擇 FX 系列時，還能將程序存儲為 FXGP（DOS）、FXGP（WIN）格式的文檔，以實現(xiàn)與 FX-GP/WIN-C 軟件的文件互換。該編程軟件能夠?qū)?Excel、Word 等軟件編輯的說明性文字、數(shù)據(jù)，通過復(fù)制、粘貼等簡單操作導(dǎo)入程序中，使軟件的使用、程序的編輯更加便捷。

　此外，GX Developer 編程軟件還具有以下特點。

　（1）操作簡便 ①標(biāo)號編程。用標(biāo)號編程制作程序的話，就不需要認識軟元件的號碼而能夠根據(jù)標(biāo)示制作成標(biāo)準(zhǔn)程序。用標(biāo)號編程做成的程序能夠依據(jù)匯編從而作為實際的程序來使用。

�、诠δ軌K。功能塊是以提高順序程序的開發(fā)效率為目的而開發(fā)的一種功能。把開發(fā)順序程序時反復(fù)使用的順序程序回路塊零件化，使得順序程序的開發(fā)變得容易，此外，零件化后，能夠防止將其運用到別的順序程序使得順序輸入錯誤。

�、酆�。只要在任意的回路模式上加上名字（宏定義名）登錄（宏登錄）到文檔，然后輸入簡單的命令，就能夠讀出登錄過的回路模式，變更軟元件就能夠靈活利用了。

�。�2）能夠用各種方法和可編程控制器 CPU 連接 ①經(jīng)由串行通信口與可編程控制器 CPU 連接； ②經(jīng)由 USB 接口與可編程控制器 CPU 連接； ③經(jīng)由 MELSEC NET/10（H）與可編程控制器 CPU 連接； ④經(jīng)由 MELSEC NET（II）與可編程控制器 CPU 連接； ⑤經(jīng)由 CC-Link 與可編程控制器 CPU 連接； ⑥經(jīng)由 Ethernet 與可編程控制器 CPU 連接； ⑦經(jīng)由計算機接口與可編程控制器 CPU 連接；

�。�3）豐富的調(diào)試功能 ①由于運用了梯形圖邏輯測試功能，能夠更加簡單的進行調(diào)試作業(yè)。通過該軟件可進行模擬在線調(diào)試，不需要與可編程控制器連接。

�、谠趲椭�菜單中有 CPU 出錯信息、特殊繼電器/特殊寄存器的說明等內(nèi)容，所以對于在線調(diào)試過程中發(fā)生錯誤，或者是程序編輯中想知道特殊繼電器/特殊寄存器的內(nèi)容的情況下，通過幫助菜單可非常簡便的查詢到相關(guān)信息。

�、鄢绦蚓庉嬤^程中發(fā)生錯誤時，軟件會提示錯誤信息或錯誤原因，所以能大幅度縮短程序編輯的時間。

　二、GX Developer 的特點 這里主要就 GX Developer 編程軟件和 FX 專用編程軟件操作使用的不同進行簡單說明。

�。�1）軟件適用范圍不同 FX-GP/WIN-C 編程軟件為 FX 系列可編程控制器的專用編程軟件，而 GX Developer 編

　 32 程軟件適用于 Q 系列、QnA 系列、A 系列（包括運動控制 SCPU）、FX 系列所有類型的可編程控制器。需要注意的是使用 FX-GP/WIN-C 編程軟件編輯的程序是能夠在 GX Developer中運行，但是使用 GX Developer 編程軟件編輯的程序并不一定能在 FX-GP/WIN-C 編程軟件中打開。

�。�2）操作運行不同 ①步進梯形圖命令（STL、RET）的表示方法不同。

�、贕X Developer 編程軟件編輯中新增加了監(jiān)視功能。監(jiān)視功能包括回路監(jiān)視，軟元件同時監(jiān)視，軟元件登錄監(jiān)視機能。

�、跥X Developer 編程軟件編輯中新增加了診斷功能，如可編程控制器 CPU 診斷、網(wǎng)絡(luò)診斷、CC-Link 診斷等。

�、蹻X-GP/WIN-C 編程軟件中沒有 END 命令，程序依然可以正常運行，而 GX Developer在程序中強制插入 END 命令，否則不能運行。

　 三、操作界面 圖 1 所示為 GX Developer 編程軟件的操作界面，該操作界面大致由下拉菜單、工具條、編程區(qū)、工程數(shù)據(jù)列表、狀態(tài)條等部分組成。這里需要特別注意的是在 FX-GP/WIN-C 編程軟件里稱編輯的程序為文件，而在 GX Developer 編程軟件中稱之為工程。

　 與 FX-GP/WIN-C 編程軟件的操作界面相比，該軟件取消了功能圖、功能鍵，并將這兩部分內(nèi)容合并，作為梯形圖標(biāo)記工具條；新增加了工程參數(shù)列表、數(shù)據(jù)切換工具條、注釋工具條等。這樣友好的直觀的操作界面使操作更加簡便。

　圖 1 中引出線所示的名稱、內(nèi)容說明如表 1 所示。

　1234576891011 12圖 1

　GX Develop 編程軟件操作界面圖 表 1 序號 名稱 內(nèi)容 1 下拉菜單 包含工程、編輯、查找/替換、交換、顯示、在線、診斷、工具、窗口、幫助，共 10 個菜單

　機電實驗 33

　33 2 標(biāo)準(zhǔn)工具條 由工程菜單、編輯菜單、查找/替換菜單、在線菜單、工具菜單中常用的功能組成。

　3 數(shù)據(jù)切換工具條 可在程序菜單、參數(shù)、注釋、編程元件內(nèi)存這四個項目中切換 4 梯形圖標(biāo)記工具條 包含梯形圖編輯所需要使用的常開觸點、常閉觸點、應(yīng)用指令等內(nèi)容 5 程序工具條 可進行梯形圖模式，指令表模式的轉(zhuǎn)換；進行讀出模式，寫入模式，監(jiān)視模式，監(jiān)視寫入模式的轉(zhuǎn)換 6 SFC 工具條 可對 SFC 程序進行塊變換、塊信息設(shè)置、排序、塊監(jiān)視操作 7 工程參數(shù)列表 顯示程序、編程元件注釋、參數(shù)、編程元件內(nèi)存等內(nèi)容，可實現(xiàn)這些項目的數(shù)據(jù)的設(shè)定 8 狀態(tài)欄 提示當(dāng)前的操作：顯示 PLC 類型以及當(dāng)前操作狀態(tài)等 9 操作編輯區(qū) 完成程序的編輯、修改、監(jiān)控等的區(qū)域 10 SFC 符號工具條 包含 SFC 程序編輯所需要使用的步、塊啟動步、選擇合并、平行等功能鍵 11 編程元件內(nèi)存工具條 進行編程元件的內(nèi)存的設(shè)置 12 注釋工具條 可進行注釋范圍設(shè)置或?qū)�公�?各程序的注釋進行設(shè)置

　 9.2.2 參數(shù)設(shè)定 1.PLC 參數(shù)設(shè)定 通常選定 PLC 后，在開始程序編輯前都需要根據(jù)所選擇的 PLC 進行必要的參數(shù)設(shè)定，否則會影響程序的正常編輯。PLC 的參數(shù)設(shè)定包含 PLC 名稱設(shè)定、PLC 系統(tǒng)設(shè)定、PLC 文件設(shè)定等 12 項內(nèi)容，不同型號的 PLC 需要設(shè)定的內(nèi)容是有區(qū)別的。

　2.遠程密碼設(shè)定 Q 系列 PLC 能夠進行遠程鏈接，因此，為了防止因非正常的遠程鏈接而造成惡意的程序的破壞、參數(shù)的修改等事故的發(fā)生，Q 系列 PLC 可以設(shè)定密碼，以避免類似事故的發(fā)生。通過左鍵雙擊工程數(shù)據(jù)列表中遠程口令選項（見圖 2），打開遠程口令設(shè)定窗口即可設(shè)定口令以及口令有效的模塊�？诹顬� 4 個字符，有效字符為“A~Z”、“a~z”、“0~9”、“@”、“！”、“#”、“$”、“%”、“&”、“/”、“*”、“，”、“．”、“；”、“〈”、“〉”、“？”、“{”、“}”、“|”、“[”、“]”、“：”、“=”、“””、“-”、“~”。這里需要注意的是，當(dāng)變更連接對象時或變更 PLC 類型時（PLC 系列變更），遠程密碼將失效。

　 34 雙擊此處打開遠程口令設(shè)置窗口圖 2

　遠程密碼設(shè)定窗口

　9.2.3 梯形圖編輯 梯形圖在編輯時的基本操作步驟和操作的含義 FX-GP/WIN-C 編程軟件類似，但在操作界面和軟件的整體功能方面有了很大的提高。在使用 GX Developer 編程軟件進行梯形圖基本功能操作時，可以參考 FX-GP/WIN-C 編程軟件的操作步驟進行編輯。

　1. 梯形圖的創(chuàng)建 功能：該操作主要是執(zhí)行梯形圖的創(chuàng)建和輸入操作，下面就以實例介紹梯形圖創(chuàng)建的方法。

　創(chuàng)建要求：在 GX Developer 中創(chuàng)建如圖 3 所示的梯形圖。

　操作步驟如圖 4 所示：

　以上方法是采用指令表創(chuàng)建梯形圖，除此之外還可以通過工具按鈕創(chuàng)建梯形圖，操作方法參見三菱公司相關(guān)技術(shù)資料。

　2. 規(guī)則線操作 （1）規(guī)則線插入

　功能：該指令用于插入規(guī)則線。

　操作步驟：

�、� 單擊[劃線寫入]或按[F10]，如圖 5 所示。

�、� 將光標(biāo)移至梯形圖中需要插入規(guī)則線的位置。

�、� 按住鼠標(biāo)左鍵并移動到規(guī)則線終止位置。

�。�2）規(guī)則線刪除

　功能；該指令用于刪除規(guī)則線。

　操作步驟：

�、�

　[劃線寫入]或按[F9]，如圖 6 所示。

　機電實驗 35

　35 ② 將光標(biāo)移至梯形圖中需要刪除規(guī)則線的位置。

　③ 按住鼠標(biāo)左鍵并移動到規(guī)則線終止位置。

　圖 5 規(guī)則線插入操作說明

　圖 6

　規(guī)則線刪除操作說明 3.標(biāo)號程序 （1）標(biāo)號編程簡介

　 36 標(biāo)號編程是 GX Developer 編程軟件中新舔的功能。通過標(biāo)號編程用宏制作順控程序能夠?qū)Τ绦驅(qū)嵭袠?biāo)準(zhǔn)化，此外能夠與實際的程序同樣地進行回路制作和監(jiān)視的操作。

　標(biāo)號編程與普通的編程方法相比主要有以下幾個優(yōu)點：

�、� 可根據(jù)機器的構(gòu)成方便地改變其編程元件的配置，從而能夠簡單地被其他程序使用。

�、� 即使不明白機器的構(gòu)成，通過標(biāo)號也能夠編程，當(dāng)決定了機器的構(gòu)成以后，通過合理配置標(biāo)號和實際的編程元件就能夠簡單地生成程序。

�、� 只要指定標(biāo)號分配方法就可以不用在意編程元件/編程元件號碼，只用編譯操作來自動地分配編程元件。

�、� 因為使用標(biāo)號名就能夠?qū)嵭谐绦虻谋O(jiān)控調(diào)試，所以能夠高效率地實行監(jiān)視。

　（2）標(biāo)號程序的編制流程

　標(biāo)號程序的編制只能在 QCPU 或 QnACPU 系列 PLC 中進行，在編制過程中首先需要進行 PLC 類型指定、標(biāo)號程序指定、設(shè)定變量等操作，具體操作步驟可以參見圖 7。

　開始啟動GX Developer軟件選擇[新建工程]在PLC系列中指定“QCPU（Q模式）或是QnACPU”指定PLC類型在程序類型中指定“梯形圖”“標(biāo)號程序”進行自動分配軟元件的設(shè)定任意設(shè)定設(shè)定局部變量 進行全局變量的設(shè)定任意設(shè)定制作標(biāo)號程序編譯標(biāo)號程序?qū)懭隤LC結(jié)束 圖 7 標(biāo)號程序編制流程 9.2.4 查找及注釋 1.查找/替代 與 FX-GP/WIN-C 編程軟件一樣，GX Developer 編程軟件也為用戶提供了查找功能，相比之下后者的使用更加方便。選擇查找功能時可以通過以下兩種方式來實現(xiàn)（見圖 8）：

　① 通過點選查找/替代下拉菜單選擇查找指令； ② 在編輯區(qū)單擊鼠標(biāo)右鍵彈出的快捷工具欄中選擇查找指令。

　機電實驗 37

　37 此外，該軟件還新增了替代功能根據(jù)替代功能，這為程序的編輯、修改提供了極大的便利。因為查找功能與 FX-GP/WIN-C 編程軟件的查找功能基本一致，所以，這里著重介紹一下替換功能的使用。

�。�1）通過菜單選擇查找指令（2）在編輯區(qū)單擊鼠標(biāo)右鍵彈出的快捷工具欄中選擇查找指令圖 8 選擇查找指令的兩種方式

　查找/替換菜單中的替換功能根據(jù)替換對象不同，可為編程元件替換、指令替換、常開常閉觸點互換、字符串替換等。下面介紹常用的幾個替換功能。

�。�1）

　編程元件替換 功能：通過該指令的操作可以用一個或連續(xù)幾個元件把舊元件替換掉，在實際操作過程中，可根據(jù)用戶的需要或操作習(xí)慣對替換點數(shù)、查找方向等進行設(shè)定，方便使用者操作。

　操作步驟：

�、� 選擇查找/替換菜單中編程元件替換功能，并顯示編程元件替換窗口，如圖 9 所示。

�、� 在舊元件一欄中輸入將被替換的元件名。

　③ 在新元件一欄中輸入新的元件名。

�、� 根據(jù)需要可以對查找方向、替換點數(shù)、數(shù)據(jù)類型等進行設(shè)置。

�、� 執(zhí)行替換操作，可完成全部替換、逐個替換、選擇替換。

　說明：

　① 替換點數(shù)。舉例說明：當(dāng)在舊元件一欄中輸入“X002”，在新元件一欄中輸入“M10”且替換點數(shù)設(shè)定”為“3”時，執(zhí)行該操作的結(jié)果是：“X002”替換為“M10”；“X003”替換為“M11”；“X004”替換為“M12”。此外，設(shè)定替換點數(shù)時可選擇輸入的數(shù)據(jù)為10 進制或 16 進制的。

�、� 移動注釋/機器名。在替換過程中可以選擇注釋/機器名不跟隨舊元件移動，而是留在原位成為新元件的注釋/機器名；當(dāng)該選項前打勾時，則說明注釋/機器名將跟隨舊元件移動。

�、� 查找方向。可選擇從起始位置開始查找、從光標(biāo)位置向下查找、在設(shè)定的范圍內(nèi)查找。

　 38

　圖 9 編程元件替換操作 （2）

　指令替換 功能：通過該指令的操作可以將一個新的指令把舊指令替換掉，在實際操作過程中，可根據(jù)用戶的需要或操作習(xí)慣進行替換類型、查找方向的設(shè)定，方便使用者操作。

　操作步驟：

�、� 選擇查找/替換菜單中指令替換功能，并顯示指令替換窗口，如圖 10 所示。

�、� 選擇舊指令的類型（常開、常閉），輸入元件名。

�、� 選擇新指令的類型，輸入元件名。

�、� 根據(jù)需要可以對查找方向、查找范圍進行設(shè)置。

�、� 執(zhí)行替換操作，可完成全部替換、逐個替換、選擇替換。

　（3）

　常開常閉觸點互換 功能：通過該指令的操作可以將一個或連續(xù)若干個編程元件的常開、常閉觸點進行互換，該操作為編程的修改、編程程序通過了極大的方便，避免因遺漏導(dǎo)致個別編程元件未能修改而產(chǎn)生的錯誤。

　操作步驟：

�、� 選擇查找/替換菜單中常開常閉觸點互換功能，并顯示互換窗口，如圖 11 所示。

�、� 輸入元件名。

　③ 根據(jù)需要對查找方向、替換點數(shù)等進行設(shè)置。這里的替換點數(shù)與編程元件替換中的替換點數(shù)的使用和含義是相同。

�、� 執(zhí)行替換操作，可完成全部替換、逐個替換、選擇替換。

　機電實驗 39

　39

　圖 10 指令替換操作說明

　圖 11 常開/常閉觸點互換操作說明

　2.注釋/機器名 在梯形圖中引入注釋/機器名后，使用戶可以更加直觀地了解各編程元件在程序中所起的作用。下面介紹怎樣編輯元件的注釋以及機器名。

　 40 （1）

　注釋/機器名的輸入 操作步驟：

�、� 單擊顯示菜單，選擇工程數(shù)據(jù)列表，并打開工程數(shù)據(jù)列表。也可按“Alt+O ”鍵打開、關(guān)閉工程數(shù)據(jù)列表（見圖 12）。

�、� 在工程數(shù)據(jù)列表中單擊軟件元件注釋選項，顯示 COMMENT（注釋）選項，雙擊該選項。

　③ 顯示注釋編輯畫面。

�、� 在軟元件名一欄中輸入要編輯的元件名，單擊“顯示”鍵，畫面就顯示編輯對象。

　⑤ 在注釋/機器名欄目中輸入欲說明內(nèi)容，既完成注釋/機器名的輸入。

　雙擊此處，顯示注釋/機器名編輯窗口 圖 12

　注釋/機器名輸入操作說明

�。�2）

　注釋/機器名的顯示 用戶定義完軟件注釋和機器名，如果沒有將注釋/機器名顯示功能開啟，軟件是不顯示編輯好的注釋和機器名的，進行下面操作可顯示注釋和機器名。

　操作步驟：

�、� 單擊顯示菜單，選擇注釋顯示（可按 Ctrl+F5）、機器名顯示（可按 Alt+Ctrl+F6）即可顯示編輯好的注釋、機器名（見圖 9-2.13）。

　② 單擊顯示菜單，選擇注釋顯示形式，還可定義顯示注釋、機器名字體的大小。

　9.2.5 在線監(jiān)控與仿真 GX Developer 軟件提供了在線監(jiān)控和仿真的功能。

　1. 在線監(jiān)控 所謂在線監(jiān)控，主要就是通過 GX Developer 軟件對當(dāng)前各個編程元件的運行狀態(tài)和當(dāng)前性質(zhì)進行監(jiān)控，GX Developer 軟件的在線監(jiān)控功能與 FX-GP/WIN-C 編程軟件的功能和操作方式基本相同，但操作界面有所差異，在此不再贅述。

　機電實驗 41

　41

　圖 13 注釋/機器名顯示操作說明 2. 仿真 在 GX Developer 7-C 軟件中增添了 PLC 程序的離線調(diào)試功能，即仿真功能。通過該軟件可以實現(xiàn)在沒有 PLC 的情況下照樣運行 PLC 程序，并實現(xiàn)程序的在線監(jiān)控和時序圖的仿真功能。

　操作步驟：

　① 打開已經(jīng)編寫完成的 PLC 程序。

�、� 選擇工具菜單并單擊“梯形圖邏輯測試起動”鍵，如圖 9-2.14 所示。

�、� 等幾秒后會出現(xiàn)圖 9-2.15 所示畫面，此時 PLC 程序進入運行狀態(tài)，單擊菜單起動中的“繼電器內(nèi)存監(jiān)視”鍵。

�、� 此時，出現(xiàn)圖 9-2.16 所示畫面，單擊時序圖中的“起動”鍵。

　⑤ 等到出現(xiàn)圖 9-2.17 所示畫面時，單擊監(jiān)視菜單中的“開始/停止”鍵或直接[F3]鍵開始時序圖監(jiān)視。

�、� 此時，出現(xiàn)圖 9-2.18 所示的時序圖畫面，編程元件若為黃顏色，則說明該編程元件當(dāng)前狀態(tài)為“I”，此時，可以通過 PLC 程序的起動信號，則可以起動程序。

�、� 圖 9-2.19 所示為程序運行時的狀態(tài)，若要停止運行，只要再次按下監(jiān)視菜單中的“開始/停止”或 F3 即可。

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