S7200实验指导书.docx
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S7200实验指导书
可编程控制器
(PLC)
实
验
任
务
书
输变电1505/06班
指导老师:
梁峰
安徽水电学院PLC实验室
2017.04
实验一基本逻辑指令编程实验
一、实验目的:
1.熟悉S7-200PLC的组成,电路接线和开机步骤。
2.熟悉西门子STEP7MicroWIN32编程软件的使用方法。
3.掌握基本逻辑指令LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI的使用方法。
4.掌握定时器、计数器指令的使用方法及定时器、计数器波形的画法和含义。
。
5.掌握置位、复位及脉冲指令的使用方法。
6.学会用基本逻辑指令实现顺控系统的编程。
7.学会PLC程序调试的基本步骤及方法。
二、实验设备:
TKPLC-2实验台:
主机挂件(西门子S7-200PLC)、基本逻辑指令实验挂件、继电器实
验挂件、电动机、PC机、连接导线
三、预习内容:
1.熟悉西门子STEP7MicroWIN32编程软件的使用方法,请自学教材第2章的全部内容。
2.熟悉西门子S7200PLC的基本位设备:
I、Q、M、T、C的编址。
3.熟悉西门子基本逻辑指令与、或、输出、定时器、计数器、置位、复位及脉冲指令的基本格式及使用方法。
4.预习本次实验内容,在理论上分析运行结果,预先写出程序的调试步骤。
四、实验步骤:
1.了解S7-200PLC的组成,熟悉PLC的电源,输入信号端I和公共端1M~4M,输出信号端Q和公共端1L~5L;PLC及PC机的串行通讯口、编程电缆的连接;PLC上扩展单元插口的连接方法;RUN/STOP开关及各类指示灯的作用等。
2.电源电路连接好后经指导教师检查无误,并将RUN/STOP开关置于STOP后,方可接入
220V交流电源。
3.在PC机启动西门子STEP7MicroWIN32编程软件,新建工程,进入编程环境。
4.根据实验内容,在STEP7MicroWIN32编程环境下输入梯形图程序,编译后,下载到PLC中。
5.程序运行调试并修改。
五、实验内容:
(一)必做实验
1.走廊灯两地控制程序
(1)控制要求:
(2)
(3)
走廊灯两地控制:
楼上开关、楼下开关均能控制走廊灯的亮灭。
输入/输出信号定义:
输入:
I0.0—楼上开关(非自复式开关)
I0.1—楼下开关(非自复式开关)
参考程序(梯形图),如图1.1:
输出:
Q0.0—走廊灯
(4)
图1.1两地控制PLC程序
程序分析:
由于Q0.0(I0.0?
I0.1)(I0.0?
I0.1),故当I0.0
I0.1中任I0.0和I0.1中
任一输入点状态变化时,均能影响到输出点Q0.0的状态。
(5)
思考:
①上机运行以上程序,写出运行结果.
②编程实现走廊灯三地控制:
走廊东侧开关、走廊西侧开关均能控制走廊灯的亮灭。
I0.0
I0.1
Q0.0
0
0
走廊中间开关、
0
01
1
0
1
1
运行结果
2.
汽车转弯灯控制程序(较难题)
控制要求:
汽车驾驶台上有一个转换开关。
当开关扳向左边时,左灯闪亮(亮灭各一秒)关扳向右边时,右灯闪亮(亮灭各一秒)关灯,则过10秒钟自动停止闪亮。
(2)输入/输出信号定义:
输入:
I0.0—开关打在中间
I0.1—开关打在左边
I0.2—开关打在右边
(3)参考程序
(1)
;当开
;当开关扳向中间时,关左、右灯。
若司机忘了
输出:
Q0.0—左灯
Q0.1—右灯
(梯形图)如图1.4:
(4)程序分析:
当I0.1(或者I0.2)接通时,T37与T38构成一振荡器,T37的触点波形为一周期为2秒,占空比为50%的方波,根据接通的触点是I0.1还是I0.2,控制Q0.0(左灯)或Q0.1(右灯)闪光。
计数器C0对T38的上升沿进行计数,当计数值为5时(时间为10秒),C0常闭触点断开,Q0.0(或Q0.1)不再闪光。
司机将I0.0接通后,C0被复位,可以进行下一次的计数工作。
(5)思考:
1分析上述程序,Q0.0、Q0.1会不会同时通电,为什么?
2画出Q0.0、Q0.1的波形图。
二)选做实验
1.电动机正、反转控制程序
(1)控制要求:
电动机能正/反转、停车;正/反转可任意切换;有自锁、互锁环节
(2)输入/输出信号定义:
输入:
I0.0
—正转启动按钮
输出:
Q0.0—电动机正转
I0.1
—反转启动按钮
Q0.1
—电动机反转
I0.2
—停车按钮
I0.3
—FR过载保护
(3)PLC电气原理图绘制
①主电路:
从电源到电动机的大电流电路,与继电器电路相同见图1.6(a)。
②控制电路:
PLC到接触器线圈电路,取代继电器电路中的控制电路,在硬件图上
图1.6正反转电路PLC电气原理图
(4)参考程序(梯形图)见图1.7:
图1.7正反转程序
(5)程序分析:
在反转输出Q0.1、停止按钮I0.2断开的情况下,按下正转输入按钮I0.0,此时正转
输出Q0.0接通并自锁,电机正转。
反转的情况类似。
该程序可实现电动机的正-停-反控制。
(6)调试运行:
1在基本逻辑指令实验挂件上模拟调试,验证程序的正确性
2在将主机、继电器实验挂件、电动机、PC机连接在一起,调试运行真实系统
(7)思考:
①上机运行以上程序,写出运行结果
②写出以上程序的逻辑表达式
3说出模拟调试与真实系统调试时的
优缺点。
2.将继电器控制系统改为PLC控制系统。
(1)控制要求:
将图1.8的继电器控制系统改为PLC控制系统。
(2)电路工作原理:
该电路是一个顺序启动,顺序停车的电路。
启动顺序:
电动机M0.1启动→电动机M0.2启动停车顺序:
电动机M0.2停车→电动机M0.1停车
①电动机M1:
启动:
压下启动按钮SB2→接触器KM1线圈通电,其常开触点闭合→电动机M1运行,同时KM1形成自锁,为接触器KM2线圈通电做好准备。
停车:
电动机M2没有启动,压下停止按钮SB1→接触器KM1线圈断电,其常开触点断开→电动机M1停止运行,同时KM1自锁解除。
②电动机M2:
启动:
电动机M1已启动→压下启动按钮SB4→接触器KM2线圈通电,其常开触点闭
合→电动机M2运行,同时KM2形成自锁。
停车:
压下停止按钮SB3→接触器KM2线圈断电,其常开触点断开→电动机M2停止
运行,同时KM2自锁解除。
3保护环节:
电动机M1与M2均设有过载保护FR1、FR2,任意一台电动机过载,两台电动机均停止运行。
主电路上还设有短路保护。
(3)输入/输出信号定义:
输入:
I0.0—
M0.1启动按钮
SB2
输出:
Q0.0—电动机
M0.1运行
I0.1—
M0.1停车按钮
SB1
Q0.1
—电动机
M0.2运行
I0.2—
M0.2启动按钮
SB4
I0.3—
M0.2停车按钮
SB3
I0.4—
M0.1过载保护
FR1
I0.5—
M0.2过载保护
FR2
(4)PLC电气原理图绘制
①主电路:
从电源到电动机的大电流电路,与继电器电路相同见图1.8(a)。
②控制电路:
PLC到中间继电器KA到接触器KM线圈电路,取代继电器电路中的控制电路,自行设计。
(5)参考程序(梯形图):
自行设计。
(6)运行调试:
①不使用PLC,按照图1.6在继电器实验挂件、电动机上接线并运行
②使用PLC,按自行设计的PLC电气原理图在继电器实验挂件、电动机上接线并运行
(7)思考:
比较PLC系统与继电器系统在连线上的复杂性
六、实验报告
本次实验报告的内容主要是:
1.实验目的:
本次实验主要达到的要求及目的。
2.实验设备:
本次实验的主要设备。
3.预习内容:
预习本次实验内容后,写出理论分析程序运行结果及程序调试步骤。
4.实验具体步骤:
如何连接硬件、编写程序、下载程序、调试程序、观察结果、修改程序。
5.实验程序上机验证:
写出运行后得到的结果,并分析与预习中的结果是否相同
6.做思考题并写出程序。
7.心得体会:
本次实验中遇到的问题、解决方法及收获。
实验二设计性实验
第1题
某专用钻床用来加工圆盘状零件上均匀分布的6个孔(见下图)。
1、控制要求:
操作人员放好工件后,按下起动按钮X0,Y0变为ON,工件被夹紧,夹紧
后压力继电器X1为ON,Y1和Y3使两只钻头同时开始工作,钻到由限位开关X2和X4设定的深度时,Y2和Y4使两只钻头同时上行,升到由限位开关X3和X5设定的起始位置时停止上行。
两个都到位后,Y5使工件旋转60°,旋转到位时X6为ON,同时设定值为3的计数器C0的当前值加1,旋转结束后又开始钻第二对孔。
3对孔都钻完后,计数器的当前值等于设定值3,Y6使工件松开,松开到位时,限位开关X7为ON,系统返回初始状态
2、实操任务要求
(1)编制主要设备材料表;
(2)I/O地址分配表;
(3)编制PLC控制梯形图;
(4)控制设备安装接线;
(5)检查后加电试运转与故障排除;
(6)记录总结运行结果,编制操作说明书;
第2题
两种液体混合装置控制系统
要求:
有两种液体A、B需要在容器中混合成液体C待用,初始时容器是空的,所有输出均失效。
按下启动信号,阀门X1打开,注入液体A;到达I时,X1关闭,阀门X2打开,注入液体B;到达H时,X2关闭;开启搅拌器R,搅拌5s钟;打开阀门X3,释放液体C;当最低位液位传感器L=1时,关闭X3进入下一个循环。
按下停止按钮,要求停在初始状态。
阀X1
液体A
液体B
阀X3
搅拌器R
混合装置控制系统PLC控制要求
请用PLC控制两种液体混合的一个自动工作过程,包括以下四个步骤:
(1)手动按下起动按钮(SB1),阀门X1打开,注入液体A;
(2)液位到达I时,X1关闭,阀门X2打开,注入液体B;
(3)液位到达H时,X2关闭,开启搅拌器R,搅拌5s钟;
(4)打开阀门X3,释放液体C,当最低位液位传感器L=1时,关闭X3进入下一个循环。
直到按下停止按钮停止所有工作。
实操任务要求:
(1)编制主要设备材料表;
(2)I/O地址分配表;
(3)编制PLC控制梯形图;
(4)控制设备安装接线;
(5)检查后加电试运转与故障排除;
(6)记录总结运行结果,编制操作说明书;
(7)提交材料清单:
PLC接线图、设备材料表、I/O地址分配表、操作说明书。
第3题
送料小车控制系统的设计
1.送料小车系统说明
送料车示意图如图B.1所示。
该车由电动机拖动,电动机正转,车子前进,电动机反转,车子后退。
控制任务说明如下:
(1)单周期工作
按动送料按钮,预先装满料的车子便自动前进。
到达卸料处,SW2自动停止运行,开始卸
料,经过10s时间后卸料完毕,送料车回到装料处(SW1),装满料等待下一次送料。
(2)自动循环方式工作要求送料车在装料处装料后,当按动送料按钮时,送料车开始送料,到达卸料处停10s进行卸料后,自动返回装料处装料,预设装料时间是20s,送料车在20s后自动到卸料处卸料,然后再返回装料,如此反复,自动运行。
(3)小车可以紧急停止,而且可以手动控制送料车的前进和后退。
2.设计要求根据系统说明要求和目标,理清输入/输出信号的关系和状态,列出I/O分配表,绘制PLC硬件接线图和顺序功能图,设计控制梯形图程序或语句表。
3.设计报告报告内容包括设计思路和方案,器件的选择,I/O地址分配表,功能图,梯形图,程序清单,调试过程和心得。
装料处
手动后退手动前进
图送料小车示意图
第4题水塔水位控制
实操要求:
利用PLC、液位继电器和变频调速器实现水塔水位的多级速度控制。
水箱水位控制要求:
初始状态:
水箱没有水,液位开关S4断开(S4为OFF)。
本装置上电后,按动启动按钮,电动阀Y通电(Y为ON)水箱开始注水,水箱水位达到S4高度后,液位开关S4闭合(S4为ON),水箱水位达到S3高度(水满)时,液位开关S3闭合(S3为ON)→注水电动阀Y断电(Y为OFF),水箱停止注水。
此后,随着水塔水泵抽水过程的进行,水箱液面逐渐降低,液位开关S3(S3=OFF)复位,随着抽水过程的继续进行,水箱液面继续降低,当液面低于开关S4时,液位开关S4复位(S4为OFF)→电动阀Y再次
通电(Y为ON)水箱(自动)注水,水位达到S3时再次停止注水。
如此循环,使水箱水位保持
在S3~S4之间。
水塔水位控制要求:
水塔水位(水深5米),其中最高和最低液位使用液位继电器检测,其它液位用开关替代。
水泵电机要求使用变频调速器控制,水泵电机共设置低速、中速、全速三个抽水速度,水泵电机全速运行时,变频调速器停止工作。
当水箱水位高于S4液位,并且水塔水位(水深5米)低于水塔最低允许液面开关S2时(液位开关S2为OFF)→水泵电动机M开始全速运行,向水塔抽水,水深达到3米时,水
泵电动机M中速运行,水深达到4米时,水泵电动机M低速运行,当液面达到最高液位开关S1时→水塔电机M停止抽水(M为OFF);循环控制使得水塔水位自动保持在S1~S2之间变
化。
任务要求
图1水塔水位模拟图
任务要求
(1)控制工艺设计;
(2)电机控制主回路设计(主回路图);
(3)编制设备材料表
(4)绘制I/O接线图;
(5)编制PLC控制梯形图;
(6)控制设备安装接线;
(7)检查后加电试运转与故障排除;
(8)纪录总结运行结果,编制设计报告与操作说明书。