plc实验指导书.docx
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plc实验指导书
S7-200系列PLC的特点
本装置控制采用德国西门子公司的S7-200系列的PLC，它可以满足多种多样的自动化控制需要，具有紧凑的结构，良好的扩展性，低廉的价格以及强大的指令系统，这使得S7-200可以近乎完美地满足小规模的控制要求。
此外，丰富的CPU类型和电压等级使其在解决用户的工业自动化问题时，具有很强的适应性。
S7-200的编程工具包括了位逻辑、中断、计数器、定时器、复杂数学运算以及与智能模块通讯等内容，从而使它能够监视输入状态，改变输出状态以达到控制目的。
在晶体管输出型的主机中，Q0.0和Q0.1除了有普通开关量输出功能外，还可以作为高速脉冲输出口使用，完成PWM脉宽调制和PTO脉冲串输出的功能。
S7-200系列编程软件的安装
1．软件安装
STEP7-Micro/WIN4编程软件的安装步骤为：
1将装有STEP_7-MicroWIN_V4_SP4的光盘放入光驱。
2单击“Setup”进入安装向导，按照安装向导安装，会出现要求重启电脑的提示，此时选择马上重启。
3单击“STEP_7-MicroWIN_V4_SP4”打开程序。
4点击菜单选项里的Tools选项，选择Options。
5选择左侧General里Language选项中的Chinese。
6点击OK，再打开程序，就完成了版本的汉化。
二、软件功能
STEP7-Micro/WIN4编辑软件的基本功能是在Windows平台编制用户应用程序，它主要完成下列任务。
1在离线（脱机）方式下创建、编辑和修改用户程序。
在离线方式下，计算机不直接与PLC联系，可以实现对程序的编辑、编译、调试和系统组态，由于没有联机，所有的程序和参数都存储在计算机的存储器中。
2在在线（联机）方式下通过联机通信的方式上载和下载用户程序及组态数据，编辑和修改用户程序。
可以直接对PLC做各种操作。
3在编辑程序过程中进行语法检查。
为避免用户在编程过程中出现的一些语法错误和数据类型错误，要进行语法检查。
4提供对用户程序进行文档管理，加密处理等工具功能。
5设置PLC的工作方式和运行参数，进行运行监控和强制操作等。
S7-200系列PLC主界面介绍
PLC主界面分为以下几个部分：
菜单条（含有8个主菜单选项），工具条（快捷按钮），引导条（快捷操作按钮），引导条（快捷操作窗口），输出和用户程序（可同时或分别打开5个用户窗口）。
2．各部分功能
（1）菜单条
在菜单条中有8个主菜单选项。
1文件（File）。
用鼠标单击菜单条中的File选项，可出现一个下拉菜单，可分别选择文件操作如新建、打开、保存文件，上载和下载用户程序，打印预览，页面设置等操作。
2编辑（Edit）。
编辑主菜单选项提供一般Windows平台下的程序编程编辑工具。
用鼠标单击菜单条中的Edit选项，可出现一个下拉菜单，进行各种操作。
3视图（View）。
视图主菜单选项用于设置STEP7-Micro/WIN32的开发环境，打开和关闭其他辅助窗口。
用鼠标单击菜单条中的View选项，用户可根据需要或喜好设置开发环境，执行引导窗口区的选择项，选择编程语言的程序编辑器，设置程序编辑器的风格。
4可编程控制器（PLC）。
PLC选项用于进行与PLC联机时的操作。
可用于选择PLC类型，PLC的工作方式，查看PLC的信息，PLC通信设置，清除用户程序和数据，进行在线编译，程序比较等功能。
5调试（Debug）。
6工具（Tools）。
可以调用复杂指令向导，设置用户界面风格，在选项子菜单中也可以设置程序编辑器的风格。
7窗口（Windows）。
可以打开一个或多个窗口，并进行窗口之间的切换。
8帮助（Help）
利用帮助主菜单，可以非常方便地检索各种相关的帮助信息。
在软件操作过程中，可随时按F1键，显示在线帮助。
（2）工具条
工具条的功能是提供简单的鼠标操作，将最常用的操作以按钮形式安放到工具条。
（3）引导条
其功能是在编程过程中进行编程窗口的快速切换。
1程序块
2符号表
为了增加程序的可读性，在编程时经常用具有实际意义的符号名称替代编程元件的实际地址。
例如，启动按钮为I0.0，如果在符号表中，将I0.0的地址定义为启动，这样在梯形图中，所有用地址I0.0的编程元件，都由“启动”代替。
在符号表中，还可以附加注释，是程序的可读性进一步增强。
3状态图表
状态图表窗口用于连机调试时间是所选择变量的状态及当前值。
只需要在地址栏中写入欲监视的变量地址，在数据格式栏中注明所选择变量的数据类型
4数据块
在数据块窗口中，可以设置和修改变量寄存器（V）中的一个或多个变量值，要注意变量地址，在数据格式（Format）栏中注明所选择变量的数据类型，就可以在运行时监视这些变量的状态及当前值。
5系统块
主要用于系统组态。
6交叉索引
当用户程序编译完成后，交叉索引窗口提供索引信息有：
交叉索引信息、字节使用情况信息和位使用情况信息。
7通信
通信窗口的功能是建立计算机与PLC之间的通信连接济设置通信参数。
三、程序编辑
1．新建程序文件
编写用户程序的第一步是新建一个程序文件，可以使用菜单命令File\New，或者单击工具条中的New按钮，在主窗口将显示新建的程序文件主程序区。
右图所示为一个新建程序文件的系统默认的初始设置程序树。
在新建程序文件时，要根据实际情况修改程序文件的初始设置。
1确定CPU主机型号
菜单命令PLC\类型选择CPU类型为CPU224XP。
2程序更名
如果想更改子程序名或中断服务程序名，用鼠标右击子程序名或中断服务程序名，在弹出的选择按钮中单击“重命名”，键入新的程序名。
3添加子程序
4添加中断服务程序
下图为三种添加子程序和中断程序的方法
a．用菜单命令添加
b．在指令树窗口添加c.在编辑窗口添加
5编辑程序
2．编辑程序文件
（1）输入编程元件操作
分别为下行线，上行线，左行线，右行线，触点，线圈，指令盒。
（2）插入和删除操作
注意：
删除元件后不能出现下图这种情况，程序中出现没有连接到母线的元件或连线，这样会产生错误。
（3）块操作
梯形图不能进行大面积的复制，移动。
只能转化成STL语言，然后操作方法与Word字处理方法类似。
（4）使用和编辑符号表
打开符号表，编写与直接地址对应的符号名称，便以后又软件自动转换名称。
（5）使用局部变量表
将光标移到程序编辑区的上边缘后向下拉，可以修改局部变量表。
在符号栏中写入局部变量名称，在数据类型栏中选择变量类型后，系统自动非培局部变量的存储位置。
（6）添加注释
可以在梯形图中修改每个地级网络的标志。
（7）切换编程语言
可以进行三种编程语言STL、LAD、FBD的相互切换。
（8）程序编译
当程序文件编辑结束后，要进行编译，在输出窗口显示编译结果信息。
四、程序调试及监控
1．选择扫描次数
在联机通信时，选择PLC的工作模式为STOP，使用菜单命令“调试/多次扫描”或“调试/单次扫描”，可选择扫描方式。
通过在有限的扫描次数内对用户程序的监控，可以有效地提高用户程序的调试效率。
2．监控状态图表
在程序运行过程中，也可以使用状态图表来检视用户程序的执行情况，并可以对表中的编程元件进行强制操作。
（1）使用状态图表
在引导窗口单击“状态表”，或使用菜单命令“查看\状态表”，进入状态图表窗口。
（2）强制操作
如果强制一个新值，可在状态图标的新值栏输入新值，然后单击工具条的强制按钮。
如果强制一个已经存在的值，可单击点亮当前值栏中的值，然后单击工具条的强制按钮。
3．在运行模式下编辑程序
可以在运行模式下对用户程序做少量的修改，但在修改后下载到PLC时，会立即影响系统的运行。
4．程序监控
STEP7-Micro/WIN32所提供的三种程序编辑器都可以在程序在线运行时间时监视各个编程元件状态及各个操作数的数值。
单击在工具条中的按钮
，就可以看到程序的运行情况。
实验一三相异步电动机正反转的控制
一、实验目的：
1、熟悉plc的编程方法及原理。
2、熟悉STEP7-Micro/WIN4软件的使用。
3、掌握电动机正反转的控制。
4、熟练输入输出端子的接线方法。
二、实验内容：
1、熟悉继电控制线路并理解继电控制电路与梯形图之间的关系。
2、画出梯形图，写出程序。
3、调试程序。
三、参考电路
四、控制要求
1、按SB2控制电机正转，若想控制电机反转需先按SB1电机停车，然后再按SB3电机才能反向旋转。
停车时按SB1即可。
2、按SB2控制电机正转，若想控制电机反转不需先按SB1使电机停车，直接按SB3电机马上反向旋转。
停车时按SB1即可。
3、自我测试一下，看自己可以画出几种梯形图来实现控制要求1、2。
五、实验报告要求
1、实验前要求写出预习报告。
2、列出输入输出分配表，画出系统接线图。
3、按实验内容要求编写助记符程序。
4、写出程序调试情况。
5、观察并记录实验结果及实验中发现的问题、错误、故障和相应的解决办法。
6、比较PLC控制与机电控制的优缺点。
实验二延时程序设计
一、实验目的：
1、熟悉plc的编程方法及原理。
2、熟悉STEP7-Micro/WIN4软件的使用。
3、掌握常用延时程序的设计方法。
4、进一步掌握时间继电器、计数器的应用
5、熟练输入输出端子的接线方法。
二、实验内容：
1、分别设计延时1分钟、2分钟、3分钟的控制线路。
2、画出梯形图，写出程序。
3、调试程序。
三、实验报告要求
1、实验前要求写出预习报告。
2、列出输入输出分配表，画出系统接线图。
3、按实验内容要求编写助记符程序。
4、写出程序调试情况。
5、观察并记录实验结果及实验中发现的问题、错误、故障和相应的解决办法。
实验三步进电机的正反转控制
一、实验目的：
1、把握编程的灵活性和简洁性，学习PLC控制步进电机的方法。
2、熟悉STEP7-Micro/WIN4软件的使用。
3、掌握步进电机正反转的控制。
4、熟练输入输出端子的接线方法
二、实验内容：
1、设计步进电机正反转控制电路。
2、画出梯形图，写出程序。
3、调试程序。
三、控制要求
步进电机有两相绕组,分别为A相绕组和B相绕组,端子为A、
和B、
每相中间已接±24V直流电源的＋24V端，A、
、B、
接可编程控制器的输出端，按照步进电机的运行规律，由可编程序控制器轮流输出信号控制，工作方式为双四拍。
正反转步序参考下表：
四、实验报告要求；
1、实验前要求写出预习报告。
2、列出输入输出分配表，画出系统接线图。
3、按实验内容要求编写助记符程序。
4、写出程序调试情况。
5、观察并记录实验结果及实验中发现的问题、错误、故障和相应的解决办法。
实验四直线运动控制实验区
一、实验目的：
1、熟悉STEP7-Micro/WIN4软件的使用。
2、掌握步进小车直线运动的控制。
3、熟练输入输出端子的接线方法
二、实验内容：
1、设计步进电机正反转控制电路。
2、画出梯形图，写出程序。
3、调试程序。
三、控制要求
上电后，布料车回到起始位置行程开关SQ1处，按启动按钮后小车由起始位置向上运行到行程开关SQ3处,然后向下回到行程开关SQ2处,然后再向上运行到行程开关SQ4处,再向下运行到行程开关SQ2处,最后向下运行回到起始位置SQ1处，本周期结束，每到一目的地停留1秒以卸料。
然后停留3秒后重复上一周期的运行过程。
在运送途中可随处停车，复位可让布料车回到起始位置。
四、实验报告要求：
1、实验前要求写出预习报告
2、列出I/O分配表，画出系统接线图
3、按实验内容要求编写程序
4、写出程序调试情况
5、观察并记录实验结果及实验中发现的问题、错误、故障和相应的解决办法。
实验五输料线的控制
一、实验目的：
1、掌握编写、控制、调试和运行程序。
2、掌握PLC在控制系统中的应用。
3、熟悉STEP7-Micro/WIN4软件的使用。
4、掌握输料线的控制。
5、熟练输入输出端子的接线方法。
二、实验内容：
1、每次按启动按钮，按皮带1启动，皮带2启动，皮带3启动，卸料阀打开的顺序工作。
每次按停止按钮，按关闭卸料阀，停止皮带3，停止皮带2，停止皮带1的顺序工作。
2、按下启动按钮，皮带1启动，经过5秒皮带2启动，再经过5秒皮带3启动，卸料阀打开，物料流下经各级皮带向后下放传送进入下料仓。
按下停止按钮后，卸料阀关闭，停止卸料，经过5秒后，皮带1、2、3停止。
3、料欠且无故障时，按下启动按钮，皮带3启动，经过5秒皮带2启动，再经过5秒皮带1启动，卸料阀打开，物料流经各级皮带后进入下料仓。
料满或有故障或按下停止按钮后，卸料阀关闭，停止卸料，经过5秒后，皮带1停止，再经过5秒，皮带2停止，再经过5秒，皮带3停止。
三、实验报告要求：
1、实验前要求写出预习报告
2、列出I/O分配表，画出系统接线图
3、按实验内容要求编写程序
4、写出程序调试情况
5、观察并记录实验结果及实验中发现的问题、错误、故障和相应的解决办法。
实验六液体混合装置的控制
一、实验目的：
1、掌握编写控制、调试和运行。
2、掌握PLC在控制系统中的应用。
二、实验要求：
两种液体混合装置，如下图所示：
工艺要求：
1、初始状态：
容器时空的，各个阀门均关闭（X1=X2=X3=OFF）H=Z=L=OFFM=OFF
2、启动操作：
按一下“启动按钮”，装置按下列规律运行
⑴X1=ON，液体A流入容器，当液面达到L，L=ON，使X1=OFF,X2=ON,即关闭X1阀门，打开液体B阀门。
⑵当液面达到H，使X2=OFF,M=ON,即关闭X2阀门，开始搅拌，进行30秒钟后搅匀。
⑶搅匀后，停止搅动（M=OFF）开始放出混合液体（X3=ON）
⑷当液面到达L（L从ON到OFF）再经2秒，容器放空X3=OFF，开始下一周期。
3、停止操作
按下停止按钮，在当前操作处理完后，才停止（停在初始状态上）
注意：
H、I、L为液面传感器，液面淹没时为ON，X1、X2、X3为阀门，M为电机。
三、实验报告要求
1、实验前要求写出预习报告。
2、列出输入输出分配表，画出系统接线图。
3、按实验内容要求编写助记符程序。
4、写出程序调试情况。
5、观察并记录实验结果及实验中发现的问题、错误、故障和相应的解决办法。
实验七霓虹灯的控制
一、实验目的：
1、熟悉plc的编程方法及原理。
2、熟悉STEP7-Micro/WIN4软件的使用。
3、掌握根据控制任务设计控制电路和程序。
4、熟练输入输出端子的接线方法。
二、实验内容：
1、设计一个霓虹灯闪烁控制线路，要求是控制三个霓虹灯，工作过程如下：
1首先HL1亮；
2一秒钟后HL1灭，HL2亮；
3再隔1秒钟，HL2灭，HL3亮；
4再隔1秒钟，HL3灭；
5再隔1秒钟，三个灯全亮；
6再隔1秒钟，三个灯全灭；
7再隔1秒钟，三个灯全亮；
8一秒钟后，三个灯全灭。
然后从①至⑧循环。
要求用一个输入开关控制，当它闭合时霓虹灯工作，断开时霓虹灯停止工作。
2、画出梯形图，写出程序。
3、调试程序。
三、实验报告要求
1、实验前要求写出预习报告。
2、列出输入输出分配表，画出系统接线图。
3、按实验内容要求编写助记符程序。
4、写出程序调试情况。
5、观察并记录实验结果及实验中发现的问题、错误、故障和相应的解决办法。
实验八交通灯的控制
一、实验目的：
1、熟悉plc的编程方法及原理。
2、熟悉STEP7-Micro/WIN4软件的使用。
3、掌握时序控制。
4、熟练输入输出端子的接线方法。
二、实验内容：
1、设计交通灯的时序控制线路。
2、画出梯形图，写出程序。
3、调试程序。
三、交通控制示意图：
西
交通灯控制示意图
四、控制要求
东西红灯
6S
东西绿灯
3S
东西黄灯
1S
南北红灯
1S
南北绿灯
3S
南北黄灯1S
南北红灯
5S
自我测试一下，看自己可以画出几种梯形图来实现该控制要求
五、实验报告要求
1、实验前要求写出预习报告。
2、列出输入输出分配表，画出系统接线图。
3、按实验内容要求编写助记符程序。
4、写出程序调试情况。
5、观察并记录实验结果及实验中发现的问题、错误、故障和相应的解决办法。
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