电气控制与PLC实验指导书.docx
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电气控制与PLC实验指导书
《电气控制与PLC》课程
实验指导书
实验一PLC认知实验
一、实验目的
1.了解PLC软硬件结构及系统组成
2.掌握PLC外围直流控制及负载线路的接法及上位计算机与PLC通信参数的设置
二、实验设备
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
可编程控制器实训装置
THPFSM-1/2
1
2
实训导线
3号
若干
3
PC/PPI通讯电缆
1
西门子
4
计算机
1
自备
三、PLC外形图
四、控制要求
1.认知西门子S7-200系列PLC的硬件结构，详细记录其各硬件部件的结构及作用；
2.打开编程软件，编译基本的与、或、非程序段，并下载至PLC中；
3.能正确完成PLC端子与开关、指示灯接线端子之间的连接操作；
4.拨动K0、K1，指示灯能正确显示；
五、功能指令使用及程序流程图
1.常用位逻辑指令使用
标准触点
常开触点指令（LD、A和O）与常闭触点（LDN、AN、ON）从存储器或过程映像寄存器中得到参考值。
当该位为1时，常开触点闭合；当该位为0时，常闭触点为1；
输出
输出指令（=）将新值写入输出点的过程映像寄存器。
当输出指令执行时，S7-200将输出过程映像寄存器中的位接通或断开。
与逻辑：
如上所示：
I0.0、I0.1状态均为1时，Q0.0有输出；当I0.0、I0.1两者有任何一个状态为0，Q0.0输出立即为0。
或逻辑：
如上所示：
I0.0、I0.1状态有任意一个为1时，Q0.1即有输出；当I0.0、I0.1状态均为0，Q0.1输出为0。
与逻辑：
如上所示：
I0.0、I0.1状态均为0时，Q0.2有输出；当I0.0、I0.1两者有任何一个状态为1，Q0.2输出立即为0。
2.程序流程图
六、端口分配及接线图
1.I/O端口分配功能表
序号
PLC地址（PLC端子）
电气符号
（面板端子）
功能说明
1.
I0.0
K0
常开触点01
2.
I0.1
K1
常开触点02
3.
Q0.0
L0
“与”逻辑输出指示
4.
Q0.1
L1
“或”逻辑输出指示
5.
Q0.2
L2
“非”逻辑输出指示
6.
主机1M、面板V+接电源+24V
电源正端
7.
主机1L、2L、3L、面板COM接电源GND
电源地端
2.控制接线图
七、操作步骤
1.
按下图连接上位计算机与PLC；
2.
按“控制接线图”连接PLC外围电路；打开软件，点击，在弹出的对话框中选择“PC/PPI通信方式”，点击 ，设置PC/PPI属性；
3.
点击，在弹出的对话框中，双击，搜寻PLC，寻找到PLC后，选择该PLC；至此，PLC与上位计算机通信参数设置完成；
4.
编译实训程序，确认无误后，点击，将程序下载至PLC中，下载完毕后，将PLC模式选择开关拨至RUN状态。
5.将K0、K1均拨至OFF状态，观察记录L0指示灯点亮状态；
6.将K0拨至ON状态，将K1拨至OFF状态，观察记录L1指示灯点亮状态；
7.将K0、K1均拨至ON状态，观察记录L2指示灯点亮状态；
八、实验总结
1.详细描述S7-200PLC的硬件结构
2.总结出上位计算机与S7-200PLC通信参数的设置方法
实验二数码显示控制
一、实验目的
1.掌握段码指令的使用及编程方法
2.掌握LED数码显示控制系统的接线、调试、操作方法
二、实验设备
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
可编程控制器实训装置
THPFSM-1/2
1
2
实训导线
3号
若干
3
PC/PPI通讯电缆
1
西门子
4
计算机
1
自备
三、面板图
四、控制要求
1.置位启动开关K1为ON时，LED数码显示管依次循环显示0、1、2、3…9；
2.置位停止开关K1为OFF时，LED数码显示管停止显示，系统停止工作。
五、功能指令使用及程序流程图
1.
段码指令使用
段码指令将IN中指定的字符（字节）转换生成一个点阵并存入OUT指定的变量中；如上所示，当在IN处写入2，则输出端OUT指定的变量QB0中的值为01011011；当在IN处写入5，则输出端OUT指定的变量QB0中的值为01101101；具体如下所示：
输入
输出
输入
输出
输入
输出
输入
输出
0
00111111
4
01100110
8
01111111
C
00111001
1
00000110
5
01101101
9
01100111
D
01011110
2
01011011
6
01111101
A
01110111
E
01111001
3
01001111
7
00000111
B
01111100
F
01110001
2.程序流程图
六、端口分配及接线图
1.I/O端口分配功能表
序号
PLC地址（PLC端子）
电气符号
（面板端子）
功能说明
1.
I0.0
K0
启动
2.
I0.1
K1
停止
3.
Q0.0
A
数码控制端子A
4.
Q0.1
B
数码控制端子B
5.
Q0.2
C
数码控制端子C
6.
Q0.3
D
数码控制端子D
7.
主机输入1M接电源+24V；面板+5V接电源+5V，
电源正端
8.
主机1L、2L、3L、面板COM接电源GND
电源地端
2.控制接线图
七、操作步骤
1.按控制接线图连接控制回路；
2.将编译无误的控制程序下载至PLC中，并将模式选择开关拨至RUN状态；
3.分别拨动启动开关K0，观察并记录LED数码管显示状态；
4.尝试编译新的控制程序，实现不同于示例程序的控制效果。
八、实训总结
1.尝试分析整套系统的工作过程；
2.尝试用其他不同于示例程序所用的指令编译新程序，实现新的控制过程。
实验三四节传送带控制
一、实训目的
1.掌握传送指令的使用及编程
2.掌握四节传送带控制系统的接线、调试、操作
二、实训设备
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
实训装置
THPFSM-1/2
1
2
实训挂箱
A13
1
3
导线
3号
若干
4
通讯编程电缆
PC/PPI
1
西门子
5
实训指导书
THPFSM-1/2
1
6
计算机（带编程软件）
1
自备
三、面板图
四、控制要求
1.总体控制要求：
如面板图所示，系统由传动电机M1、M2、M3、M4，故障设置开关A、B、C、D组成，完成物料的运送、故障停止等功能。
2.闭合“启动”开关，首先启动最末一条传送带（电机M4），每经过1秒延时，依次启动一条传送带（电机M3、M2、M1）。
3.当某条传送带发生故障时，该传送带及其前面的传送带立即停止，而该传送带以后的待运完货物后方可停止。
例如M2存在故障，则M1、M2立即停，经过1秒延时后，M3停，再过1秒，M4停。
4.排出故障，打开“启动”开关，系统重新启动。
5.关闭“启动”开关，先停止最前一条传送带（电机M1），待料运送完毕后再依次停止M2、M3及M4电机。
五、功能指令使用及程序流程图
1.移位寄存器指令使用
字节传送（MOVB）、字传送（MOVW）、双字传送（MOVD）和实数传送指令在不改变原值的情况下将IN中的值传送到OUT。
2.程序流程图
六、端口分配及接线图
1.端口分配及功能表
序号
PLC地址（PLC端子）
电气符号
（面板端子）
功能说明
1
I0.0
SD
启动（SD）
2
I0.1
A
传送带A故障模拟
3
I0.2
B
传送带B故障模拟
4
I0.3
C
传送带C故障模拟
5
I0.4
D
传送带D故障模拟
6
Q0.0
M1
电机M1
7
Q0.1
M2
电机M2
8
Q0.2
M3
电机M3
9
Q0.3
M4
电机M4
10
主机1M、面板V+接电源+24V
电源正端
11
主机1L、2L、3L、面板COM
接电源GND
电源地端
2.PLC外部接线图
七、操作步骤
1.检查实训设备中器材及调试程序。
2.按照I/O端口分配表或接线图完成PLC与实训模块之间的接线，认真检查，确保正确无误。
3.打开示例程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修改，直至无误，用PC/PPI通讯编程电缆连接计算机串口与PLC通讯口，打开PLC主机电源开关，下载程序至PLC中，下载完毕后将PLC的“RUN/STOP”开关拨至“RUN”状态。
4.打开“启动”开关后，系统进入自动运行状态，调试四节传送带控制程序并观察四节传送带的工作状态。
5.将A、B、C、D开关中的任意一个打开，模拟传送带发生故障，观察电动机M1、M2、M3、M4的工作状态。
6.关闭“启动”按钮，系统停止工作
八、实训总结
1.总结移位寄传器指令的使用方法。
2.总结记录PLC与外部设备的接线过程及注意事项。
九、示例程序（参见配套光盘）
实验四多种液体混合装置控制
一、实验目的
1.掌握正/负跳变指令的使用及编程
2.掌握多种液体混合装置控制系统的接线、调试、操作
二、实验设备
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
实训装置
THPFSM-1/2
1
2
实训挂箱
A14
1
3
导线
3号
若干
4
通讯编程电缆
PC/PPI
1
西门子
5
实训指导书
THPFSM-1/2
1
6
计算机（带编程软件）
1
自备
三、面板图
四、控制要求
1.总体控制要求：
如面板图所示，本装置为三种液体混合模拟装置，由液面传感器SL1、SL2、SL3，液体A、B、C阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3、YV4，搅匀电机M，加热器H，温度传感器T组成。
实现三种液体的混合，搅匀，加热等功能。
2.打开“启动”开关，装置投入运行时。
首先液体A、B、C阀门关闭，混合液阀门打开10秒将容器放空后关闭。
然后液体A阀门打开，液体A流入容器。
当液面到达SL3时，SL3接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门。
液面到达SL2时，关闭液体B阀门，打开液体C阀门。
液面到达SL1时，关闭液体C阀门。
3.搅匀电机开始搅匀、加热器开始加热。
当混合液体在6秒内达到设定温度，加热器停止加热，搅匀电机工作6秒后停止搅动；当混合液体加热6秒后还没有达到设定温度，加热器继续加热，当混合液达到设定的温度时，加热器停止加热，搅匀电机停止工作。
4.搅匀结束以后，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。
当液面下降到SL3时，SL3由接通变为断开，再过2秒后，容器放空，混合液阀门关闭，开始下一周期。
5.关闭“启动”开关，在当前的混合液处理完毕后，停止操作。
五、功能指令使用及程序流程图
1.正/负跳变指令使用
正跳变触点指令（EU）检测到每一次正调变（由0到1），让能流接通一个扫描周期。
负跳变触点指令（ED）检测到每一次负调变（由1到0），让能流接通一个扫描周期。
2.程序流程图
六、端口分配及接线图
1.端口分配及功能表
序号
PLC地址（PLC端子）
电气符号
（面板端子）
功能说明
1
I0.0
SD
启动（SD）
2
I0.1
SL1
液位传感器SL1
3
I0.2
SL2
液位传感器SL2
4
I0.3
SL3
液位传感器SL3
5
I0.4
T
温度传感器T
6
Q0.0
YV1
进液阀门A
7
Q0.1
YV2
进液阀门B
8
Q0.2
YV3
进液阀门C
9
Q0.3
YV4
排液阀门
10
Q0.4
YKM
搅拌电机
11
Q0.5
H
加热器
12
主机1M、面板V+接电源+24V
电源正端
13
主机1L、2L、3L、面板COM
接电源GND
电源地端
2.PLC外部接线图
七、操作步骤
1.检查实训设备中器材及调试程序。
2.按照I/O端口分配表或接线图完成PLC与实训模块之间的接线，认真检查，确保正确无误。
3.打开示例程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修改，直至无误，用PC/PPI通讯编程电缆连接计算机串口与PLC通讯口，打开PLC主机电源开关，下载程序至PLC中，下载完毕后将PLC的“RUN/STOP”开关拨至“RUN”状态。
4.打开“启动”开关，SL1、SL2、SL3拨至OFF，观察液体混合阀门YV1、YV2、YV3、YV4的工作状态。
5.等待20S后，观察液体混合阀门YV1、YV2、YV3、YV4的工作状态有何变化，依次将SL1、SL2、SL3液面传感器扳至ON，观察系统各阀门、搅动电机YKM及加热器H的工作状态。
6.将测温传感器的开关打到ON，观察系统各阀门、搅动电机YKM及加热器H的工作状态。
7.关闭“启动”开关，系统停止工作。
八、实训总结
1.总结正/负跳变指令的使用方法。
2.总结记录PLC与外部设备的接线过程及注意事项。
实验五机械手控制
一、实验目的
1.掌握循环右移指令的使用及编程
2.掌握机械手控制系统的接线、调试、操作
二、实验设备
序号
名称
型号与规格
数量
备注
1
实训装置
THPFSM-1/2
1
2
实训挂箱
A17
1
3
导线
3号
若干
4
通讯编程电缆
PC/PPI
1
西门子
5
实训指导书
THPFSM-1/2
1
6
计算机（带编程软件）
1
自备
三、
面板图
四、控制要求
1.总体控制要求：
如面板图所示，工件在A处被机械手抓取并放到B处。
2.机械手回到初始状态，SQ4=SQ2=1，SQ3=SQ1=0，原位指示灯HL点亮，按下“SB1”启动开关，下降指示灯YV1点亮，机械手下降，（SQ2=0）下降到A处后（SQ1=1）夹紧工件，夹紧指示灯YV2点亮。
3.夹紧工件后，机械手上升（SQ1=0），上升指示灯YV3点亮，上升到位后（SQ2=1）,机械手右移（SQ4=0）,右移指示灯YV4点亮。
4.机械手右移到位后（SQ3=1）下降指示灯YV1点亮，机械手下降。
5.机械手下降到位后（SQ1=1）夹紧指示灯YV2熄灭，机械手放松。
6.机械手放松后上升，上升指示灯YV3点亮。
7.机械手上升到位（SQ2=1）后左移，左移指示灯YV5点亮。
8.机械手回到原点后再次运行。
五、功能指令使用及程序流程图
1.程序流程图
六、端口分配及接线图
1.端口分配及功能表
序号
PLC地址（PLC端子）
电气符号
（面板端子）
功能说明
1
I0.0
SB1
启动开关
2
I0.1
SQ1
下限位开关
3
I0.2
SQ2
上限位开关
4
I0.3
SQ3
右限位开关
5
I0.4
SQ4
左限位开关
6
Q0.0
YV1
下降指示灯
7
Q0.1
YV2
夹紧指示灯
8
Q0.2
YV3
上升指示灯
9
Q0.3
YV4
右移指示灯
10
Q0.4
YV5
左移指示灯
11
Q0.5
HL
原位指示灯
12
主机1M、面板V+接电源+24V
电源正端
13
主机1L、2L、3L、面板COM
接电源GND
电源地端
2.PLC外部接线图
七、操作步骤
1.检查实训设备中器材及调试程序。
2.按照I/O端口分配表或接线图完成PLC与实训模块之间的接线，认真检查，确保正确无误。
3.打开示例程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修改，直至无误，用PC/PPI通讯编程电缆连接计算机串口与PLC通讯口，打开PLC主机电源开关，下载程序至PLC中，下载完毕后将PLC的“RUN/STOP”开关拨至“RUN”状态。
4.将左限位开关SQ4、右限位开关SQ3打向左、上限位开关SQ2、下限位开关SQ1打向上，机械手回到初始状态，原位指示灯HL点亮。
5.打上“SB1”启动开关，下降指示灯YV1点亮，模拟机械手下降，上限位开关SQ2打下，下降到A处后次下限位开关SQ1打下，开始夹紧工件，夹紧指示灯YV2点亮。
6.夹紧工件后，机械手上升，上升指示灯YV3点亮，将下限位开关SQ1打上，机械手上升到位后，上限位开关SQ2打上。
7.右移指示灯YV4点亮，机械手开始右移，左限位开关SQ4打向右。
8.机械手右移到位后，右限位开关SQ3打向右，下降指示灯YV1点亮，机械手下降，上限位开关SQ2打下。
9.机械手下降到位后，下限位开关SQ1打下，夹紧指示灯YV2熄灭，机械手放松。
10.机械手放松后上升，上升指示灯YV3点亮，下限位开关SQ1打上，机械手上升到位后，上限位开关SQ2打上。
11.机械手上升到位后左移指示灯YV5点亮，右限位开关SQ3打向左。
12.机械手左移到位后，左限位开关SQ4打向左，机械手完成一个动作周期。
八、实训总结
1.总结移位寄传器指令的使用方法。
2.总结记录PLC与外部设备的接线过程及注意事项。
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