三菱PLC自動化控制實驗操作手冊前言可編程邏輯控制器（PLC）作為現(xiàn)代工業(yè)自動化的核心控制設(shè)備，其應用已遍及機械制造、冶金、化工、電力、交通運輸?shù)雀鱾€領(lǐng)域。掌握PLC的基本原理與編程應用技能，是從事工業(yè)自動化相關(guān)工作的必備能力。本實驗操作手冊旨在通過一系列由淺入深的實踐項目，幫助學習者熟悉三菱FX系列PLC的硬件結(jié)構(gòu)、編程軟件的使用、基本指令與典型控制邏輯的實現(xiàn)，從而培養(yǎng)分析問題和解決實際工程問題的能力。本手冊內(nèi)容編排注重理論與實踐相結(jié)合，強調(diào)動手能力的培養(yǎng)。實驗項目選取工業(yè)控制中常見的典型案例，從基礎(chǔ)的電動機控制到較復雜的時序邏輯與過程控制，逐步提升學習者的應用水平。手冊力求語言嚴謹、步驟清晰、圖文（注：實際手冊中應配相應圖示）并茂，希望能為PLC技術(shù)的學習與實踐提供有益的指導。---第一章實驗安全與注意事項1.1實驗室安全總則1.人身安全至上：實驗過程中，務必遵守電氣安全操作規(guī)程，防止觸電事故。嚴禁濕手操作電氣設(shè)備，嚴禁在設(shè)備運行時觸摸帶電部分或旋轉(zhuǎn)部件。2.設(shè)備安全：愛護實驗設(shè)備，規(guī)范操作。接線、拆線必須在斷電狀態(tài)下進行。嚴禁超負荷運行設(shè)備。3.工具使用：正確使用電工工具，特別是螺絲刀、剝線鉗等，防止工具損壞或造成人身傷害。4.應急處理：熟悉實驗室總電源開關(guān)位置，遇緊急情況立即切斷總電源，并及時報告指導教師。1.2PLC實驗系統(tǒng)操作規(guī)范1.開機順序：先檢查各模塊連接是否牢固，然后合上實驗臺總電源，再打開PLC主機電源，最后啟動編程軟件。2.關(guān)機順序：先關(guān)閉編程軟件，再關(guān)閉PLC主機電源，最后斷開實驗臺總電源。4.接線規(guī)范：嚴格按照I/O地址分配表進行接線，接線應牢固、無松動，避免短路、斷路。5.文明實驗：保持實驗臺面整潔，實驗結(jié)束后整理好器材和工具。---第二章實驗預備知識2.1三菱FX系列PLC基本構(gòu)成與工作原理三菱FX系列PLC是小型可編程控制器的代表，其基本構(gòu)成包括中央處理單元（CPU）、電源模塊、輸入/輸出（I/O）模塊、編程接口等。其工作原理基于“循環(huán)掃描”機制，即不斷地依次執(zhí)行輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段，實現(xiàn)對外部設(shè)備的實時控制。2.2GXWorks2/GXDeveloper編程軟件簡介2.3常用低壓電器元件認知實驗中常用的低壓電器元件包括：三相異步電動機、空氣斷路器、交流接觸器、熱繼電器、按鈕、指示燈、熔斷器、中間繼電器等。學習者需了解其基本結(jié)構(gòu)、工作原理、圖形符號及在控制電路中的作用。---第三章基礎(chǔ)實驗項目實驗一：三相異步電動機的點動與連續(xù)運行控制一、實驗目的1.掌握PLC控制電動機基本電路的接線方法。2.理解并熟練運用PLC的基本邏輯指令（如LD,LDI,OUT,ANI,OR,SET,RST等）。3.掌握“啟保?！笨刂齐娐返奶菪螆D設(shè)計方法。4.學會PLC程序的輸入、調(diào)試與運行監(jiān)控。二、實驗器材1.三菱FX系列PLC主機（如FX3U/FX2N等）2.三相異步電動機（小型，帶減速器更佳）3.交流接觸器（2-3個）4.熱繼電器5.按鈕（2-3個：點動按鈕、啟動按鈕、停止按鈕）6.指示燈（若干）7.空氣斷路器、熔斷器8.實驗連接線若干9.計算機（安裝有GXWorks2/GXDeveloper軟件）及編程電纜三、控制要求1.點動控制：按下點動按鈕，電動機運轉(zhuǎn)；松開按鈕，電動機停止。2.連續(xù)運行控制：按下啟動按鈕，電動機連續(xù)運轉(zhuǎn)；按下停止按鈕，電動機停止。3.具備必要的過載保護和短路保護。四、I/O地址分配*輸入信號：*點動按鈕SB1：X0*啟動按鈕SB2：X1*停止按鈕SB3：X2*熱繼電器常閉觸點FR：X3*輸出信號：*接觸器線圈KM1（主接觸器）：Y0*運行指示燈HL1：Y1五、控制梯形圖設(shè)計（簡述思路）1.點動控制：利用點動按鈕SB1的常開觸點（X0）直接驅(qū)動KM1線圈（Y0）。2.連續(xù)運行控制：采用“啟保?！彪娐?。啟動按鈕SB2（X1）的常開觸點與KM1的輔助常開觸點（Y0）并聯(lián)實現(xiàn)自鎖，停止按鈕SB3（X2）的常閉觸點和熱繼電器FR（X3）的常閉觸點串聯(lián)在控制回路中。3.運行指示燈HL1（Y1）與KM1線圈（Y0）并聯(lián)，實現(xiàn)電動機運行狀態(tài)指示。六、實驗步驟與調(diào)試1.安全檢查：確保實驗臺總電源處于斷開狀態(tài)，檢查各元器件是否完好。*在GXWorks2/GXDeveloper中新建項目，選擇正確的PLC型號。*根據(jù)控制要求設(shè)計梯形圖程序并輸入。4.程序調(diào)試與運行：*將PLC置于“RUN”模式。*測試點動功能：按下SB1，觀察電動機是否運轉(zhuǎn)，松開是否停止。*測試連續(xù)運行功能：按下SB2，觀察電動機是否連續(xù)運轉(zhuǎn)；按下SB3，觀察電動機是否停止。*觀察指示燈狀態(tài)是否與電動機運行狀態(tài)一致。*模擬過載：手動觸發(fā)熱繼電器（或斷開FR觸點），觀察電動機是否停止。*若出現(xiàn)異常，應立即切斷電源，檢查梯形圖程序或接線是否有誤，排除故障后重新測試。七、實驗思考與討論1.比較PLC控制與傳統(tǒng)繼電器控制在實現(xiàn)“啟保停”功能上的異同點。2.若要增加一個“點動優(yōu)先”功能（即點動時連續(xù)運行無效），梯形圖應如何修改？實驗二：電動機正反轉(zhuǎn)控制（實驗目的、器材、控制要求、I/O分配、梯形圖設(shè)計、步驟調(diào)試等結(jié)構(gòu)同上，重點在于互鎖環(huán)節(jié)的設(shè)計，包括電氣互鎖和程序互鎖，以及可能的雙重互鎖?？刂埔鬄椋喊聪抡D(zhuǎn)啟動按鈕，電機正轉(zhuǎn)；按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕，電機反轉(zhuǎn)；按下停止按鈕，電機停止。正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)之間應有必要的電氣和程序互鎖保護，防止電源短路。）實驗三：電動機星三角降壓啟動控制（重點在于時間繼電器指令（如TON）的應用，以及星形啟動與三角形運行切換的邏輯控制。）---第四章綜合應用實驗項目實驗四：交通信號燈模擬控制一、實驗目的1.掌握基于PLC的時序邏輯控制程序的設(shè)計方法。2.熟練運用定時器指令（TON,TOF,TONR）進行時間控制。3.理解復雜邏輯關(guān)系的梯形圖表達方式。二、控制要求（以十字路口為例）1.東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮，維持一段時間（如若干秒）。2.南北方向綠燈閃爍若干次后，南北方向黃燈亮，維持一段時間。3.南北方向黃燈滅，南北方向紅燈亮，東西方向綠燈亮，維持一段時間。4.東西方向綠燈閃爍若干次后，東西方向黃燈亮，維持一段時間。5.東西方向黃燈滅，回到初始狀態(tài)，如此循環(huán)。6.可設(shè)置一個啟動/停止按鈕。三、I/O地址分配與梯形圖設(shè)計要點*輸入：啟動/停止按鈕X0。*輸出：東西紅Y0，東西黃Y1，東西綠Y2，南北紅Y3，南北黃Y4，南北綠Y5。*設(shè)計要點：采用多個定時器按一定順序觸發(fā)，控制各燈的亮滅時間及閃爍效果?？刹捎靡莆患拇嫫骰虮容^指令簡化程序。（后續(xù)實驗項目如“物料傳送與分揀模擬控制”等，結(jié)構(gòu)類似，此處從略）---第五章實驗故障分析與排除在PLC實驗過程中，遇到故障是常見現(xiàn)象。學習者應培養(yǎng)分析和排除故障的能力。常見故障類型及排查思路：1.電源故障：檢查各設(shè)備電源是否正常接入，電壓是否符合要求。2.接線故障：*短路：可能導致熔斷器熔斷或空氣開關(guān)跳閘。需仔細檢查線路，特別是輸出回路。*斷路：輸入信號無法送入PLC，或PLC輸出信號無法驅(qū)動負載?？捎萌f用表逐點測量通斷。*錯接：I/O地址與實際接線不符。需重新核對I/O分配表與接線圖。3.程序故障：*邏輯錯誤：梯形圖設(shè)計不符合控制要求。需仔細檢查程序，利用編程軟件的監(jiān)控功能，在線觀察各觸點、線圈的狀態(tài)變化，逐步定位錯誤邏輯。*指令使用不當：指令格式錯誤、操作數(shù)超出范圍等。注意軟件編譯時的錯誤提示。4.設(shè)備故障：PLC模塊、接觸器、按鈕、電機等元件本身損壞?？赏ㄟ^替換法或儀表檢測法判斷。排查故障時，應遵循“先外后內(nèi)，先簡后繁，先靜態(tài)后動態(tài)”的原則。---第六章實驗報告要求為鞏固實驗效果，培養(yǎng)科學實驗素養(yǎng)，每次實驗后需按要求撰寫實驗報告。報告應包含以下主要內(nèi)容：1.實驗名稱、實驗日期、班級、學號、姓名、同組人員（若有）。2.實驗目的與要求。3.實驗所用主要儀器設(shè)備型號規(guī)格。4.實驗原理：簡述控制過程、畫出電氣控制原理圖（主電路、PLC外部I/O接線圖）、I/O地址分配表。5.實驗內(nèi)容與步驟：簡要描述實驗操作過程。6.梯形圖程序：附上最終調(diào)試通過的梯形圖。7.實驗現(xiàn)象與數(shù)據(jù)記錄：記錄關(guān)鍵的實驗現(xiàn)象、測試數(shù)據(jù)或波形圖（若有）。8.實驗分析與討論：對實驗結(jié)果進行分析，回答思考題，總結(jié)實驗中遇到的問題及解決方法，提出實驗改進建議等。9.實驗總結(jié)與體會。---附錄：常用編程指令簡表（示例）指令助記符指令名稱功能簡述:---------:---------------:-----------------------------------------LD取指令常開觸點邏輯運算開始LDI取反指令常閉觸點邏輯運算開始OUT輸出指令驅(qū)動線圈輸出AND與指令串聯(lián)一個常開觸點ANI與非指令串聯(lián)一個常閉觸點OR或指令并聯(lián)一個常開觸點ORI或非指令并聯(lián)一個常閉觸點SET置位指令使線圈接通并保持RST復位指令使線圈斷開并保持TON通電延時定時器當輸入條件為ON時，延時一定時間后觸點動作.........---結(jié)語本手冊旨在為三菱PLC自動化控制實驗提供系統(tǒng)性的指導。PLC技術(shù)實踐性強，學習者應勤于動