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3.1设备介绍2
3.1.1西门子SIMATICS7-200PLC硬件系统2
3.1.2西门子SIMATICS7-200PLC编程软件STEP7-Micro/WIN4.03
3.1.3其他3
3.2实验设备连线方法3
3.2.1.彩灯实验3
3.2.2.步进电机实验4
4.实验原理4
4.1PLC控制系统I/O分配表4
4.2所用功能模块分析5
4.3程序代码(梯形图)7
4.3.1彩灯的PLC控制(方法一)7
4.3.2彩灯的PLC控制(方法二)8
4.3.3彩灯的PLC控制(方法三)9
4.3.4PLC控制步进电机10
5.实验效果分析11
5.1彩灯的PLC控制(方法一)11
5.2彩灯的PLC控制(方法二)11
5.3彩灯的PLC控制(方法三)11
5.4PLC控制步进电机11
6.实验报告分工11
7.实验总结11
1.实验名称
1.1彩灯的PLC控制
1.2PLC控制步进电机
2.实验目的
2.1彩灯的PLC控制
熟练运用梯形图语言进行编程,掌握用PLC控制系统控制彩灯显示。
2.2PLC控制步进电机
了解步进电机运转的基本原理和步进电机控制系统的基本组成,熟练运用梯形图语言进行编程,掌握用PLC控制系统控制步进电机正反转的方法,并在此基础上练习使用行程开关、继电器来自动控制步进电机的正反转以及调速等功能。
3.实验要求
2.1彩灯的plc控制
以实验室西门子SIMATICS7-200为硬件设备,认识掌握用PLC控制系统控制彩灯以不同方式点亮的方法。
学习STEP7-Micro/WIN4.0软件,运用梯形图语言进行编程。
通过查找相关资料,了解步进电机运转的基本原理和步进电机控制系统的基本组成、了解行程开关和继电器的工作原理。
以实验室西门子SIMATICS7-200为硬件设备,认识掌握用PLC控制系统控制步进电机正反转以及调速的方法;
3.实验设备
3.1设备介绍
3.1.1西门子SIMATICS7-200PLC硬件系统
1)组成
基本构成单元
S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用.
扩展单元
S7-200系列PLC主要有6种扩展单元,它本身没有CPU,只能与基本单元相连接使用,用于扩展I/O点数.
编程器
PLC在正式运行时,不需要编程器。
编程器主要用来进行用户程序的编制、存储和管理等,并将用户程序送入PLC中,在调试过程中,进行监控和故障检测。
S7-200系列PLC可采用多种编程器,一般可分为简易型和智能型。
简易型编程器是袖珍型的,简单实用,价格低廉,是一种很好的现场编程及监测工具,但显示功能较差,只能用指令表方式输入,使用不够方便。
智能型编程器采用计算机进行编程操作,将专用的编程软件装入计算机内,可直接采用梯形图语言编程,实现在线监测,非常直观,且功能强大,S7-200系列PLC的专用编程软件为STEP7-Micro/WIN。
程序存储卡
为了保证程序及重要参数的安全,一般小型PLC设有外接EEPROM卡盒接口,通过该接口可以将卡盒的内容写入PLC,也可将PLC内的程序及重要参数传到外接EEPROM卡盒内作为备份。
程序存储卡EEPROM有6ES7291-8GC00-0XA0和6ES7291-8GD00-0XA0两种,程序容量分别为8K和16K程序步。
写入器
写入器的功能是实现PLC和EPROM之间的程序传送,是将PLC中RAM区的程序通过写入器固化到程序存储卡中,或将PLC中程序存储卡中的程序通过写入器传送到RAM区。
文本显示器
文本显示器TD200不仅是一个用于显示系统信息的显示设备,还可以作为控制单元对某个量的数值进行修改,或直接设置输入/输出量。
文本信息的显示用选择/确认的方法,最多可显示80条信息,每条信息最多4个变量的状态。
过程参数可在显示器上显示,并可以随时修改。
TD200面板上的8个可编程序的功能键,每个都分配了一个存储器位,这些功能键在启动和测试系统时,可以进行参数设置和诊断。
2)优点
性能强大,最优模块化和开放式通讯。
结构紧凑小巧,在所有CPU型号中的基本和高级功能,大容量程序和数据存储器,杰出的实时响应—在任何时候均可对整个过程进行完全控制,从而提高了质量、效率和安全性。
易于使用STEP7-Micro/WIN工程软件,集成的R-S485接口或者作为系统总线使用,极其快速和精确的操作顺序和过程控制,通过时间中断完整控制对时间要求严格的流程。
3.1.2西门子SIMATICS7-200PLC编程软件STEP7-Micro/WIN4.0
3.1.3其他
PPI编程电缆
导线若干
工具箱以及其他实验组件
3.2实验设备连线方法
3.2.1.彩灯实验
3.2.2.步进电机实验
4.实验原理
4.1PLC控制系统I/O分配表
4.1.1、彩灯PLC控制系统I/O分配表
1
Q0.0
彩灯1
2
Q0.1
彩灯2
3
Q0.2
彩灯3
4
Q0.3
彩灯4
5
Q0.4
彩灯5
6
Q0.5
彩灯6
7
Q0.6
彩灯7
8
I0.1
启动
9
I0.0
停止
4.1.2、步进电机PLC控制系统I/O分配表
正转
I0.2
反转
高速脉冲输出
4.2所用功能模块分析
字节传输指令,进行数据传输,在EN有效的时候,将IN端口的数据传送到OUT所指示的储存单元。
字传输指令,进行数据传输,在EN有效的时候,将IN端口的数据传送到OUT所指示的储存单元。
接通延时定时器指令,上图定时器100ms后自动定时器位为ON
整数加法指令,将IN1的数据和IN2的数据加起来作和,把运算的结果赋给OUT
字节循环左移指令,移位数据储存单元的移出端与另一端相连,同时与SM1.1(溢出)相连。
移位寄存器指令:
DATA为数据输入,将该位的值移入移位寄存器,布尔类型。
S_BIT为移位寄存器的最低位端。
布尔类型
N指定以为寄存器的长度和方向。
使能输入有效时,每个扫描周期,整个移位寄存器移动1位。
N大于0,正向移位;
N小于0,反向移位。
高速脉冲输出指令
高速脉冲输出PT0和宽度可调脉冲输出PWM都由PLS指令激活输出。
置位操作指令:
条件满足状态变成1
复位操作指令:
条件满足状态变成0
4.3程序代码(梯形图)
4.3.1彩灯的PLC控制(方法一)
解析:
Network1:
PLC在第一次扫描时SM0.1触电接通第一个扫描周期,MOV_B指令首先执行,实现给QB0幅值为1,点亮灯Q0.0。
同时定义变量VW0初始值为5.
Network2:
计时器以变量VW0为时间间隔开始计时,每当到达预设值时,计时器位置为1
Network3:
到计时器位置为1,实现变量VW0加5的加法运算。
以此实现加速循环移位。
Network4:
通过循环移位指令ROL_B实现以字节为单位的向左循环移位。
4.3.2彩灯的PLC控制(方法二)
PLC在第一次扫描时SM0.1触电接通第一个扫描周期,将Q1.1置为1,同时M0.0置为1.这时保证小灯从第10位开始亮起。
(除了Q0外,Q1也可以进入。
)
计时器以变量1s为时间间隔开始计时,每当到达预设值时,计时器位置为1
到计时器位置为1,上升沿微分指令检测到一个上升沿则移位触发移位寄存器指令。
从Q0.0开始依次移出,并将M0.0的1值移入到移位寄存器,并将1值依次补到空位。
实现10各小灯依次从右往左依次点亮。
当小灯点亮到Q0.0时,Q0.0置为1,此时M0.0复位变为0.于是Network3里面的移位寄存器里面的值变为0,所以从Q1.1开始由0补空位,实现小灯从右向左一次灭掉。
Network5:
当QW0代表字形,控制Q0和Q1同时都为0时,M0.0再置为1.重新开始重复上述步骤。
4.3.3彩灯的PLC控制(方法三)
PLC在按下I0.2启动开关后,在第一次扫描时SM0.1触电接通第一个扫描周期,启用S0.0段顺序控制程序。
顺序控制程序开始指令
子程序实现小灯从左向右依次每个0.1秒点亮一次。
如此循环10秒。
当计时器38到达预设值10秒时,启用S0.1段控制程序。
顺序控制结束指令。
Network6:
S0.1段程序控制开始指令
Network7:
子程序:
实现Q1的小灯每隔1秒从左向右一次点亮,如此循环5秒
Network8:
5秒后启动s0.0段顺序控制程序段
Network9:
S0.1段顺序控制结束指令。
4.3.4PLC控制步进电机
PLC在按下I0.2启动开关后,在第一次扫描时SM0.1触电接通第一个扫描周期,将控制字节的设置值传递SMB77存储器,进行高速脉冲输出指令的初始化。
8位控制字节为11100111。
代表为PWM模式、多段管线、异步更新、微秒单位时基、允许更新脉冲数、允许更新脉冲宽度、允许更新脉冲周期值的高速脉冲输出指令。
出发开关I0.2后,微分指令检测到上升沿时设置周期值为2000,脉宽值为1000,执行PWM脉冲输出端子为Q0.1。
并将Q0.0置位为1,表示可以通过方向Q0.0连接驱动器DIR方向电平,控制电动机转动方向。
当I0.5触发时(即行走块即将碰撞到左侧磁性检测传感器时),微分指令检测到上升沿,电动机正转行进。
当I0.4触发时(即行走块即将碰撞到右侧磁性检测传感器时),微分指令检测到上升沿,Q0.0复位,电动机反转行进。
I0.0触发时(停止按钮),将高速脉冲输出控制器的周期值和脉宽设为0,此时电动机停止转动。
5.实验效果分析
5.1彩灯的PLC控制(方法一)
实现小灯从左到右一次减速点亮。
5.2彩灯的PLC控制(方法二)
小灯从右向左依次点亮,从右向左依次灭掉,以此循环。
5.3彩灯的PLC控制(方法三)
实现小灯从左向右依次每个0.1秒点亮左侧8盏灯的循环,10秒后在Q1处的三盏灯实现从右向左每隔1秒点亮一盏的循环,如此循环5秒后,开始最初的循环。
5.4PLC控制步进电机
启动I0.1启动按钮后,滑块在电动机的转动带动下向左行走,走到触发左侧磁性传感器后,电动机反向,滑块反向向右行进。
以此往复。
I0.0为停止按钮。
6.实验报告分工
梯形图绘制及解析
:
实验设备说明、线路连接方法、实验现象阐释
实验目的、实验需求、实验原理部分内容、实验总结
7.实验总结
通过PLC控制彩灯的实验,我们深入理解了寄存器,延时定时器,循环移位控制器的使用方法,掌握了一些基本的PLC软件的编程思想。
通过PLC控制步进电机的实验,我们进一步体会了高速脉冲输出的含义,尝试使用了移位寄存器指令,以及更加深刻的理解了PLC编程思想。
在实验的过程中,我们将自己在书本上学到的理论知识进行了运用,在实际尝试中将自己所学融会贯通,学到的PLC的知识不再是空中楼阁,之前能理解的误区也得到了纠正,受益颇多。