可编程序控制器（PLC）实验指导书F1光电工程学院F2F3PLC测控与传感实验装置F4主画面04/10/200910:24:10CP1H-X40DR-A同步控制器NT5Z模拟量输出3G3MV-40753G3MV-40373G3MV-40223G3MV-4015×97.5kW变频器3.7kW变频器2.2kW变频器1.5kW变频器编写人：刘瑞友田劲东张凤霞深圳大学光电工程学院2009年4月18日
可编程序控制器（PLC）实验指导书 编写人：刘瑞友 田劲东 张凤霞 深圳大学光电工程学院 2009 年 4 月 18 日
深圳大学-欧姆龙传感与控制联合实验室目录前言2实验设备及编程软件介绍，3实验一：PLC和触摸屏的使用610实验二编程软件CX-PROGRAMMER的使用.实验三基本逻辑控制18实验四22定时计数控制.实验五模拟电位器及系统时间的应用实验，2631实验六逻辑控制系统设计综合实验.实验七37数据传送比较及运算类指令编程实验42实验八移位指令编程实验，47实验九跳转与互锁指令编程实验52实验十步进顺序控制编程实验附录：深圳大学-欧姆龙CP1H实验装置I/0地址分配表57参考文献.59http:/opto.szu.edu.cn/szu%5Fomron
深圳大学-欧姆龙传感与控制联合实验室 http://opto.szu.edu.cn/szu%5Fomron 1 目 录 前 言 . 2 实验设备及编程软件介绍. 3 实验一 PLC 和触摸屏的使用 . 6 实验二 编程软件 CX-PROGRAMMER 的使用. 10 实验三 基本逻辑控制. 18 实验四 定时计数控制. 22 实验五 模拟电位器及系统时间的应用实验. 26 实验六 逻辑控制系统设计综合实验. 31 实验七 数据传送比较及运算类指令编程实验. 37 实验八 移位指令编程实验. 42 实验九 跳转与互锁指令编程实验. 47 实验十 步进顺序控制编程实验. 52 附录：深圳大学-欧姆龙 CP1H 实验装置 I/O 地址分配表. 57 参考文献. 59
深圳大学-欧姆龙传感与控制联合实验室前言《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。欧姆龙CP1H型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，为今后从事测控仪器与技术专业和自动控制领域的相关工作打下扎实的基础。CX-One是和欧姆龙CP系列PLC配套的可编程序控制器编程软件包。CX-Programmer是在WINDOWS平台上操作的，用来对PLC进行编程和调试的开发应用软件。CX-Programmer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。同时，为了加强创新意识锻炼，实验内容增加了思考题和预习设计等内容，此外同学们还可以参加开放式实验项目等。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。由于时间仓促，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2009年4月18日2http://opto.szu.edu.cn/szu%5Fomron
深圳大学-欧姆龙传感与控制联合实验室 http://opto.szu.edu.cn/szu%5Fomron 2 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。 欧姆龙 CP1H 型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，为今后从事测控仪器与技术专业和自动控制领域的相关工作打下扎实的基础。 CX-One 是和欧姆龙 CP 系列 PLC 配套的可编程序控制器编程软件包。CX-Programmer 是在 WINDOWS 平台上操作的，用来对 PLC 进行编程和调试的开发应用软件。CX-Programmer 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。同时，为 了加强创新意识锻炼，实验内容增加了思考题和预习设计等内容，此外同学们还可以参加开 放式实验项目等。 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。 由于时间仓促，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 2009 年 4 月 18 日
深圳大学-欧姆龙传感与控制联合实验室实验设备及编程软件介绍一．实验设备配置1 台1.可编程序控制器欧姆龙CP1H-XA40DR-A2.通讯电缆2根规格：USB和RS232-C3．PLC教学实验装置1 台4.1 台计算机配置：586以上、WINXP、ROM-16M1套5.编程软件包CX-One若干6．连接导线二．设备介绍1.PLC主体：欧姆龙CP1H-XA40DR-A该可编程序控制器是小型一体化可编程控制器（PLC）一—SYSMACCP1H，集CS/CJ各种功能为一体，通过内置的多种功能充实、强化了应用能力。CP1H扩展了多种I/功能，CP1H配备了标准USB1.1端口和2个串行通信接口（RS-232C和RS-485）。2.PLC教学实验系统PLC教学实验系统由PLC教学实验装置、计算机两大部分构成。计算机用于编程、提供界面，使编程、调试更加方便。CX-One是针对PLC在内的欧姆龙元器件的连接、设定和编程的FA工具包，CP1H只能通过CX-Programmer进行编程、设定。PLC触摸屏USB接口RS232接口计算机PLC教学实验装置PLC教学实验系统3http:/opto.szu.edu.cn/szu%5Fomron
深圳大学-欧姆龙传感与控制联合实验室 http://opto.szu.edu.cn/szu%5Fomron 3 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 欧姆龙 CP1H-XA40DR-A 1 台 2． 通讯电缆 规格： USB 和 RS232-C 2 根 3． PLC 教学实验装置 1 台 4． 计算机 配置： 586 以上、WINXP、ROM-16M 1 台 5． 编程软件包 CX-One 1 套 6． 连接导线 若干 二．设备介绍 1． PLC 主体：欧姆龙 CP1H-XA40DR-A 该可编程序控制器是小型一体化可编程控制器（PLC）——SYSMAC CP1H，集 CS/CJ 各种 功能为一体，通过内置的多种功能充实、强化了应用能力。CP1H 扩展了多种 I/O 功能，CP1H 配备了标准 USB1.1 端口和 2 个串行通信接口（RS-232C 和 RS-485）。 2． PLC 教学实验系统 PLC 教学实验系统由 PLC 教学实验装置、计算机两大部分构成。 计算机用于编程、提供界面，使编程、调试更加方便。CX-One 是针对 PLC 在内的欧姆 龙元器件的连接、设定和编程的 FA 工具包，CP1H 只能通过 CX-Programmer 进行编程、设定。 PLC 触摸屏 PLC 教学实验装置 计算机 USB 接口 RS232 接口 PLC 教学实验系统
深圳大学-欧姆龙传感与控制联合实验室3.PLC教学实验系统工作流程：分析被控对象修改调试程序编程输入程序模拟仿真调试Y有误否？N连接实验线路下载运行程序观察实验结果整理提交报告4.软件操作CP1H只能通过Cx-Programmer进行编程、设定。参加实验的同学首先应根据实验要求分析控制对象，进行I0地址分配，然后开始上机输入编写梯形图程序，在进行编译调试无误后，开始进行计算机上模拟仿真，确保编写程序能满足实验控制要求。当计算机上编写调试通过之后才能连接硬件并下载到实际的PLC中运行程序，监视观察实验结果。4http://opto.szu.edu.cn/szu%5Fomron
深圳大学-欧姆龙传感与控制联合实验室 http://opto.szu.edu.cn/szu%5Fomron 4 3． PLC 教学实验系统工作流程: 4． 软件操作 CP1H 只能通过 CX-Programmer 进行编程、设定。参加实验的同学首先应根据实验要求 分析控制对象，进行 IO 地址分配，然后开始上机输入编写梯形图程序，在进行编译调试无 误后，开始进行计算机上模拟仿真，确保编写程序能满足实验控制要求。当计算机上编写调 试通过之后才能连接硬件并下载到实际的 PLC 中运行程序，监视观察实验结果。 分析被控对象 编程输入程序 模拟仿真调试 下载运行程序 连接实验线路 观察实验结果 整理提交报告 修改调试程序 有误否？ N Y
深圳大学-欧姆龙传感与控制联合实验室Cx-Programmer软件操作示意图5.设备硬件连接首先关闭教学实验系统电源，使用USB通讯电缆将PLC教学实验装置和计算机进行通讯连接好：使用RS232通讯电缆将CP1H和触摸屏进行通讯连接即可。根据自已编程时分配好的输入输出接线牢固接好之后，打开开关即可进行PLC的实际下载运行程序工作。传动滑块（电机在内部）光纤传感器左限位开关光电开关右限位开关24VDC电源T1输出指示灯ECP1H-XA40DR-A福99999.3G3MV变频器NT5Z触摸屏FR国经可TREAC220V电源输入输入控制按纽总电源开关RS232连接电缆USB连接危缆PLC教学实验装置示意图Fhttp://opto.szu.edu.cn/szu%5Fomron
深圳大学-欧姆龙传感与控制联合实验室 http://opto.szu.edu.cn/szu%5Fomron 5 CX-Programmer 软件操作示意图 5． 设备硬件连接 首先关闭教学实验系统电源，使用 USB 通讯电缆将 PLC 教学实验装置和计算机进行通讯 连接好；使用 RS232 通讯电缆将 CP1H 和触摸屏进行通讯连接即可。根据自己编程时分配好 的输入输出接线牢固接好之后，打开开关即可进行 PLC 的实际下载运行程序工作。 光电开关 光纤传感器 传动滑块（电机在内部） 左限位开关 右限位开关 24V DC 电源 3G3MV 变频器 输出指示灯 NT5Z 触摸屏 AC220V 电源输入 RS232 连接电缆 USB 连接电缆 输入控制按纽 总电源开关 CP1H-XA40DR-A PLC 教学实验装置示意图
深圳大学-欧姆龙传感与控制联合实验室实验一PLC和触摸屏的使用一、实验目的：学习并掌握可编程控制器PLC的硬件结构、工作原理和编程的基本使用方法。认识和了解NT5Z触摸屏的工程实例和现场操作，掌握NT5Z触摸屏的基本编程方法，人机界面画面制作流程，人机界面和PLC通讯参数设定。二、实验内容：认识和了解CP1HPLC的硬件结构、工作原理，初步掌握CP1HPLC的内部资源使用方法。学习NT5Z触摸屏的基本编程方法，人机界面画面制作流程，编写自己的人机界面画面并下载到触摸屏上进行实验。三、实验设备：深圳大学-欧姆龙CP1H实验装置，台式计算机，USB下载线等。四、实验步骤：由实验教师讲解说明PLC的概念以及利用PLC搭建一个完整控制系统的方法：1.2.由实验教师给出一个简单的PLC梯形图实现的例子，并讲解说明它的工作原理；3.由实验教师给出一个简单的人机界面画面实现的例子，并讲解说明触摸屏的基本编程方法：4.由学生自己编写一个自己的人机界面画面，完成实验连线和人机界面与PLC通讯参数设定，并下载到触摸屏上进行实验；5.根据上述实验内容，由学生完成实验报告。五、CP1H实验装置的使用说明：深圳大学-欧姆龙CP1H实验装置是深圳大学与欧姆龙公司联合研制的用于PLC教学实验的模拟控制实验装置。面板石边是NT52的触摸屏，操作者只需要轻触触摸屏面板就能完成内置的演示实验程序，在触摸屏上部设计了不同颜色的指示灯，可以用于模拟输出电路指示信号。面板左下部设计了开关和按钮，可以通过开关按钮来模拟输入控制电路。每个指示灯、按钮和开关上都贴上了相对应的标牌，操作者只需根据触摸屏显示内容和相关的标牌说明了解实验情况。CP1H实验装置还有着一颗强劲的心脏，那就是安装在做面板中央的欧姆龙CP1H型PLC，通6http://opto.szu.edu.cn/szu%5Fomron
深圳大学-欧姆龙传感与控制联合实验室 http://opto.szu.edu.cn/szu%5Fomron 6 实验一 PLC 和触摸屏的使用 一、实验目的： 学习并掌握可编程控制器 PLC 的硬件结构、工作原理和编程的基本使用方法。认识和了 解 NT5Z 触摸屏的工程实例和现场操作，掌握 NT5Z 触摸屏的基本编程方法，人机界面画面制 作流程，人机界面和 PLC 通讯参数设定。 二、实验内容： 认识和了解 CP1H ＰLＣ的硬件结构、工作原理，初步掌握 CP1H ＰLＣ的内部资源使用 方法。学习 NT5Z 触摸屏的基本编程方法，人机界面画面制作流程，编写自己的人机界面画 面并下载到触摸屏上进行实验。 三、实验设备： 深圳大学-欧姆龙 CP1H 实验装置，台式计算机，USB 下载线等。 四、实验步骤： 1. 由实验教师讲解说明 PLC 的概念以及利用 PLC 搭建一个完整控制系统的方法； 2. 由实验教师给出一个简单的 PLC 梯形图实现的例子，并讲解说明它的工作原理； 3. 由实验教师给出一个简单的人机界面画面实现的例子，并讲解说明触摸屏的基本 编程方法； 4. 由学生自己编写一个自己的人机界面画面，完成实验连线和人机界面与 PLC 通讯 参数设定，并下载到触摸屏上进行实验； 5. 根据上述实验内容，由学生完成实验报告。 五、CP1H 实验装置的使用说明： 深圳大学-欧姆龙CP1H实验装置是深圳大学与欧姆龙公司联合研制的用于PLC教学实验 的模拟控制实验装置。 面板右边是 NT5Z 的触摸屏，操作者只需要轻触触摸屏面板就能完成内置的演示实验程 序，在触摸屏上部设计了不同颜色的指示灯，可以用于模拟输出电路指示信号。面板左下部 设计了开关和按钮，可以通过开关按钮来模拟输入控制电路。每个指示灯、按钮和开关上都 贴上了相对应的标牌，操作者只需根据触摸屏显示内容和相关的标牌说明了解实验情况。 CP1H 实验装置还有着一颗强劲的心脏，那就是安装在做面板中央的欧姆龙 CP1H 型 PLC，通
深圳大学-欧姆龙传感与控制联合实验室过对PLC的编程，取代程序控制器，简化了原有的继电器电路。CPIHPLC硬件结构与基本使用方法：1、了解CPIHPLC的系统结构和内部资源；2、创建PLC系统工程；3、文件取名保存工程项目：4、进入CPU模块，选择型号；5、进入编程模块，选择用LAD方式；6、利用系统提示，编写PLC控制电动机的起停、正反转、制动梯形图程序。7、将梯形图程序下载到PLC中执行。观察实验结果。CP1HCPU单元（XA型的示例）CX-ONTRLEDMRX2+全入用级半JE (CJTW-BATOT)@SBMCOOaaassegee百园国面n智U88中场端餐约USB电话同用一换报电价器外的通批造实验）sae一内家族招能入5可一内情妇发糖Otax选件领用情价×2个#出用球子包个+热安[eOHHREORNaO0O0dRS-402A/485MDXR8-CICC编口X1POOR热护OCIrR图1.1CP1HPLC的系统结构图六、参考电路和程序说明：380VUIVWQF5控制电路EN15电启动（主触头）停止TU54V5+WS（线圈）(辅触头）图1.2三相异步电动机的基本启停电路7http:/opto.szu.edu.cn/szu%5Fomron
深圳大学-欧姆龙传感与控制联合实验室 http://opto.szu.edu.cn/szu%5Fomron 7 过对 PLC 的编程，取代程序控制器，简化了原有的继电器电路。 CP1H PLC 硬件结构与基本使用方法： 1、了解 CP1H PLC 的系统结构和内部资源； 2、创建 PLC 系统工程； 3、文件取名保存工程项目； 4、进入 CPU 模块，选择型号； 5、进入编程模块，选择用 LAD 方式； 6、利用系统提示，编写ＰLＣ控制电动机的起停、正反转、制动梯形图程序。 7、将梯形图程序下载到 PLC 中执行。观察实验结果。 图 1.1 CP1H PLC 的系统结构图 六、参考电路和程序说明： 图 1.2 三相异步电动机的基本启停电路
深圳大学-欧姆龙传感与控制联合实验室电路的基本工作原理：首先合上电源开关QF5，再按下“启动”按钮，KM5得电并自锁，主触头闭合，电动机得电运行。按下“停止”按钮，KM5失电，主触头断开，电动机失电停止。#电电2#44##A&电啡品国国烟材国区区印口启动停止自保电池8丰品电机控制＃电机输出指示渝出FHD(001洗克图1.3启动停止PLC控制参考程序图七、触摸屏的使用触摸屏界面由支持软件人机界面编程软件NTZ-Designer（buildl.oOc)进行编译、设计，然后从支持工具下载到触摸屏即可使用。触摸屏与PLC之间通过RS232通信电缆进行连接。由PLC对触摸屏状态控制区和通知区进行读写达到两者之间的信息交互。1.人机界面编程软件NTZ-Designer(build1.00c)使用方法1）打开桌面NTZ-Designer(build1.00c)；2）新建一个工程，给新建画面取名保存；3)进入编程窗口，制作如图所示人机界面；4)编译调试，检查是否有错误；5)离线仿真画面功能；6)将编译好的画面通过连线下载到触摸屏中；7)点击触摸屏上显示的按纽，观察实验结果。http://opto.szu.edu.cn/szu%5Fomron
深圳大学-欧姆龙传感与控制联合实验室 http://opto.szu.edu.cn/szu%5Fomron 8 电路的基本工作原理： 首先合上电源开关 QF5 ，再按下“启动”按钮，KM5 得电并自锁，主触头闭合，电动机 得电运行。按下“停止”按钮，KM5 失电，主触头断开，电动机失电停止。 图 1.3 启动停止 PLC 控制参考程序图 七、触摸屏的使用 触摸屏界面由支持软件人机界面编程软件 NTZ-Designer(build1.00c)进行编译、设计， 然后从支持工具下载到触摸屏即可使用。触摸屏与 PLC 之间通过 RS232 通信电缆进行连接。 由 PLC 对触摸屏状态控制区和通知区进行读写达到两者之间的信息交互。 1. 人机界面编程软件 NTZ-Designer(build1.00c)使用方法 1) 打开桌面 NTZ-Designer(build1.00c)； 2) 新建一个工程，给新建画面取名保存； 3) 进入编程窗口，制作如图所示人机界面； 4) 编译调试，检查是否有错误； 5) 离线仿真画面功能； 6) 将编译好的画面通过连线下载到触摸屏中； 7) 点击触摸屏上显示的按纽，观察实验结果
深圳大学-欧姆龙传感与控制联合实验室WTz-Designer -[1-Screen_1]文件（）编载（）视图）元件（）面面（）工具）选项）窗口）帮助CAC2%助EADCeMAT100%AnV口DELOROZON0.-/np/Xy日C中O村Property口X欧姆龙-深圳大学实验室Semen (Screen_1)变频器正转指示灯Screen_1画面名称画面尾性Detail启动变频器反转(252,252, 252)画面背景色停止画面开启宏变频器停止画面结束宏0画面周期宏0变频器频设定##、#320画面宽度240画面高度MM/DD/YY变频器实际频率12.3图1.4触摸屏人机界面设计图onron HIZ Siulator vi.00. Kernel Ver -R 1.05区F1欧姆龙-深圳大学实验室POWER支频器正转指示灯F21启动交频器反转F3停止变频器停止F4变频器频率设定0.0SYS10/27/2008变频器实际频率0.0OmROn图1.5离线模拟界面图八、实验报告本次实验为学生的第一次PLC实验，要求学生在实验的过程中重点掌握PLC各部分硬件的作用、PLC的接线方法以及初步熟悉CX-P的编程环境本次实验报告的主要内容是：1、目的：本次实验主要达到的要求及目的。2、设备：本次实验的主要设备。3、具体步骤：如何对PLC硬件的认识：如何编写程序、下载程序、调试程序、观察结果、修改程序等。4、程序上机验证：写出运行后的结果，与自己分析的是否相符合，有没有达到控制要求。5、心得体会：本次实验中遇到的问题、解决方法及收获。9http:/opto.szu.edu.cn/szu%5Fomron
深圳大学-欧姆龙传感与控制联合实验室 http://opto.szu.edu.cn/szu%5Fomron 9 图 1.4 触摸屏人机界面设计图 图 1.5 离线模拟界面图 八、实验报告 本次实验为学生的第一次 PLC 实验，要求学生在实验的过程中重点掌握 PLC 各部分硬件 的作用、PLC 的接线方法以及初步熟悉 CX-P 的编程环境。 本次实验报告的主要内容是： 1、目的：本次实验主要达到的要求及目的。 2、设备：本次实验的主要设备。 3、具体步骤：如何对 PLC 硬件的认识；如何编写程序、下载程序、调试程序、观察结果、 修改程序等。 4、程序上机验证：写出运行后的结果，与自己分析的是否相符合，有没有达到控制要求。 5、心得体会：本次实验中遇到的问题、解决方法及收获