S7200 Smart PLC 实验指导书.docx
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S7200SmartPLC实验指导书
目 录
实验目的
掌握西门子S7-200SmartPLC原理。
掌握西门子人机界面产品使用方法
实验设备
序号
设备名称
说明
数量
1
S7-200SMART
PLC
1
2
SMARTLINE700IE
7寸触摸屏
1
3
手操盒
实验控制设备
1
实验注意事项
认真阅读实验指导书，依据实验指导书的内容，明确实验任务。
实验的质量很大程度上取决于每个学生的实验态度，工作中要积极主动，服从实验指导老师的工作安排，对重大问题应事先向实验指导老师反映，共同协商解决，学生不得擅自处理。
实验是理论联系实际的重要环节，要虚心向指导老师和其它同学学习。
要参加具体工作以培养实际动手能力。
遵守纪律，不得无故缺勤、迟到早退，实验期间一般不准事假，特殊情况要取得实验指导老师和学校的同意，病假要有医院医生证明。
要爱护仪器设备，不得随意破坏。
按照规定时间提交实验报告。
相关基础知识
1.可编程控制器介绍
2.西门子S7-200SMARTPLC介绍
手操盒介绍
1
2
3
4
5
1.手操盒的外观图
图1手操盒外观图
2.手操盒的硬件组成
图2手操盒结构图
1
2
3
4
5
5.1
5.2
3.手操盒的37芯接口单元
由手操盒直接输出两根37芯电缆，电缆的另一端制作了37芯D型插头，用于联接PLCdemo架上的37芯端子插座，如下图所示：
●手操盒输出电缆A
手操盒输出电缆A主要用于将手操盒的16个开关和16个LED指示灯将与S7-200SMARTPLC的16路开关量输入和16位开关量输出相连，针脚的定义如下：
37芯插头A
37芯地址
针脚定义
37芯地址
针脚定义
1
20
DQ0
16路开关量输出
2
DI0
16路开关量输入
21
DQ1
3
DI1
22
DQ2
4
DI2
23
DQ3
5
DI3
24
DQ4
6
DI4
25
DQ5
7
DI5
26
DQ6
8
DI6
27
DQ7
9
DI7
28
DQ8
10
DI8
29
DQ9
11
DI9
30
DQ10
12
DI10
31
DQ11
13
DI11
32
DQ12
14
DI12
33
DQ13
15
DI13
34
DQ14
16
DI14
35
DQ15
17
DI15
36
18
M
37
备用
19
L+
机壳
接地
●手操盒输出电缆B
手操盒输出电缆B主要用于将四位8421码的输入和四位LED七段码与PLC的16位数字量输入和16位数字量输出连接，针脚的定义如下：
37芯插头B
37芯地址
针脚定义
37芯地址
针脚定义
1
20
DQ0
七段码
个位
显示
1
2
DI0
8421码
个位
输入
1
21
DQ1
2
3
DI1
2
22
DQ2
3
4
DI2
4
23
DQ3
4
5
DI3
8
24
DQ4
七段码
十位
显示
1
6
DI4
8421码
十位
输入
1
25
DQ5
2
7
DI5
2
26
DQ6
3
8
DI6
4
27
DQ7
4
9
DI7
8
28
DQ8
七段码
百位
显示
1
10
DI8
8421码
百位
输入
1
29
DQ9
2
11
DI9
2
30
DQ10
3
12
DI10
4
31
DQ11
4
13
DI11
8
32
DQ12
七段码
千位
显示
1
14
DI12
8421码
千位
输入
1
33
DQ13
2
15
DI13
2
34
DQ14
3
16
DI14
4
35
DQ15
4
17
DI15
8
36
18
M
37
接地
19
L+
机壳
备用
●模拟量输出接口
模拟量输出接口位于图中h区，设置了八个实验电缆插口可以传输二路模拟量输入信号和二路模拟量输出信号。
模拟量接口
接点
导线颜色
模拟量地址
AI1（+）
红
AIW0
AI1（-）
黄
AI2（+）
褐
AIW2
AI2（-）
绿
AQ1（+）
灰
AQW0
AQ1（-）
蓝
AQ2（+）
黑
AQW2
AQ2（-）
白
实验任务介绍
（一）基本逻辑指令-托盘工作系统
✧实验目的：
●掌握与或非逻辑指令的使用
●掌握创建S7-200SMART控制程序的步骤
✧托盘工作系统控制要求描述：
●S1是主控开关，S1的关闭会停止托盘工作系统的运行。
●S2、S3是两个启动按钮，任意一个被按下都会启动托盘运行。
●S4是常闭开关，作用是限位，防止货物滑落。
✧I/O对应表：
功能
信号类型
手操盒地址
S7-200SMART地址
主控开关S1
输入
I0
I0.0
启动按钮S2
输入
I1
I0.1
启动按钮S3
输入
I2
I0.2
限位开关S4
输入
I3
I0.3
运行指示灯L1
输出
Q0
Q0.0
✧操作步骤：
●建立STEP7MicroWinSmart软件和S7-200SMARTPLC的以太网通讯
●配置CPU和扩展模块
●在符号表中为变量命名
●编写控制程序
●下载项目并测试功能
（二）定时器和计数器功能–跑马灯
✧实验目的：
●掌握定时器的使用
●掌握创建S7-200SMART控制程序的步骤
✧跑马灯系统控制要求描述：
跑马灯又叫走马灯，串马灯，是彩灯控制中一种典型的显示模式，其显示效果是输出等由头到位一次点亮，并无限循环。
该控制具体的控制要求如下：
●按动启动按钮S1后A等点亮
●延迟2秒后，B灯点亮，A灯熄灭
●延迟2秒后，C灯点亮，B灯熄灭
●延迟2秒后，D灯点亮，C灯熄灭
●延迟2秒后，E灯点亮，D灯熄灭
●延迟2秒后，F灯点亮，E灯熄灭
●延迟2秒后，G灯点亮，F灯熄灭
●G灯以2Hz的频率闪烁5次后，熄灭，同时A灯点亮，开始下一个循环
✧I/O对应表：
功能
信号类型
手操盒地址
S7-200SMART地址
启动开关S1
输入
I0
I0.0
停止开关S2
输入
I1
I0.1
显示灯A
输出
Q0
Q0.0
显示灯B
输出
Q1
Q0.1
显示灯C
输出
Q2
Q0.2
显示灯D
输出
Q3
Q0.3
显示灯E
输出
Q4
Q0.4
显示灯F
输出
Q5
Q0.5
显示灯G
输出
Q6
Q0.6
显示灯H
输出
Q7
Q0.7
✧操作步骤：
●建立STEP7MicroWinSmart软件和S7-200SMARTPLC的以太网通讯
●配置CPU和扩展模块
●在符号表中为变量命名
●编写控制程序
●下载项目并测试功能
（三）基于PLC的装配流水线控制
✧实验目的：
●掌握移位寄存器指令的使用及编程
●掌握装配流水线控制系统的接线、调试、操作
●熟悉基于PLC的电气控制系统的安装与调试方法
✧装配流水线系统控制要求描述：
●总体控制要求：
如面板图所示，系统中的操作工位A、B、C，运料工位D、E、F、G及仓库操作工位H能对工件进行循环处理；
●闭合“启动”开关，工件经过传送工位D送至操作工位A，在此工位完成加工后,通过操作工位A按钮确认，工件由传送工位E送至操作工位B……，依次传送及加工，直至工件被送至仓库操作工位H，由该工位完成对工件的入库操作，通过仓库操作工位H按钮确认，然后新的循环从D位开始…
●断开“启动”开关，系统加工完最后一个工件入库后，自动停止工作；
●按“复位”键，无论此时工件位于任何工位，系统均能复位至起始状态，即工件又重新开始从传送工位D处开始运送并加工；
●按“移位”键，无论此时工件位于任何工位，系统均能进入单步移位状态，即每按一次“移位”键，工件前进一个工位。
✧I/O对应表：
功能
信号类型
手操盒地址
S7-200SMART地址
启动开关S1
输入
I0
I0.0
复位开关S2
输入
I1
I0.1
移位按钮S3
输入
I2
I0.2
操作工位A按钮
输入
I3
I0.3
操作工位B按钮
输入
I4
I0.4
操作工位C按钮
输入
I5
I0.5
仓库操作工位H按钮
输入
I6
I0.6
操作工位A指示灯
输出
Q1
Q0.0
操作工位B指示灯
输出
Q2
Q0.1
操作工位C指示灯
输出
Q3
Q0.2
运料工位D指示灯
输出
Q4
Q0.3
运料工位E指示灯
输出
Q5
Q0.4
运料工位F指示灯
输出
Q6
Q0.5
运料工位G指示灯
输出
Q7
Q0.6
仓库操作工位H指示灯
输出
Q8
Q0.7
✧操作步骤：
●建立STEP7MicroWinSmart软件和S7-200SMARTPLC的以太网通讯
●配置CPU和扩展模块
●在符号表中为变量命名
●编写控制程序
●下载项目并测试功能
●打开“启动”按钮后，系统进入自动运行状态，调试装配流水线控制程序并观察自动运行模式下的工作状态。
●按“复位”键，观察系统响应情况。
●按“移位”键，系统进入单步运行状态，连续按“移位”键，调试装配流水线控制程序并观察单步移位模式下的工作状态
（四）LED数码管显示和8421码控制
✧实验目的：
●掌握7段数码管的显示原理
●掌握8421码的控制原理
✧控制要求
将8421输入盘的数值分为数值1和数值2，将两个数值的乘机结果显示在7段LED数码管中。
✧7段LED数码管：
四位16进制LED七段码显示器
每位显示内容
第四位
第三位
第二位
第一位
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
2
0
0
1
0
3
0
0
1
1
4
0
1
0
0
5
0
1
0
1
6
0
1
1
0
7
0
1
1
1
8
1
0
0
0
9
1
0
0
1
A
1
0
1
0
B
1
0
1
1
C
1
1
0
0
D
1
1
0
1
E
1
1
1
0
F
1
1
1
1
✧8421码输入板
拨盘码值
第四位
第三位
第二位
第一位
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
2
0
0
1
0
3
0
0
1
1
4
0
1
0
0
5
0
1
0
1
6
0
1
1
0
7
0
1
1
1
8
1
0
0
0
9
1
0
0
1
✧
I/O分配表
功能
信号类型
手操盒地址
S7-200SMART地址
8421码
数值1的个位
输入
输入
DI0
I0.0
输入
DI1
I0.1
输入
DI2
I0.2
输入
DI3
I0.3
8421码
数值1的十位
输入
输入
DI4
I0.4
输入
DI5
I0.5
输入
DI6
I0.6
输入
DI7
I0.7
8421码
数值2的个位
输入
输入
DI8
I1.0
输入
DI9
I1.1
输入
DI10
I1.2
输入
DI11
I1.3
8421码
数值2的十位
输入
输入
DI12
I1.4
输入
DI13
I1.5
输入
DI14
I1.6
输入
DI15
I1.7
七段码
个位
显示
DQ0
Q0.0
DQ1
Q0.1
DQ2
Q0.2
DQ3
Q0.3
七段码
十位
显示
DQ4
Q0.4
DQ5
Q0.5
DQ6
Q0.6
DQ7
Q0.7
七段码
百位
显示
DQ8
Q1.0
DQ9
Q1.1
DQ10
Q1.2
DQ11
Q1.3
七段码
千位
显示
DQ12
Q1.4
DQ13
Q1.5
DQ14
Q1.6
DQ15
Q1.7
✧操作步骤：
●建立STEP7MicroWinSmart软件和S7-200SMARTPLC的以太网通讯
●配置CPU和扩展模块
●在符号表中为变量命名
●编写控制程序
●下载项目并测试功能
●尝试5组数字组合，查看8421输入板的两个数值乘机结果与数码管显示是否一致。
（五）基于PLC的音乐喷泉控制
✧实验目的：
●掌握右移指令的使用及编程方法
✧音乐喷泉控制要求：
●启动开关SD为ON时，LED指示灯依次循环显示1→2→3…→8→1、2→3、4→5、6→7、8→1、2、3→4、5、6→7、8→1、2、3、4→5、6、7、8→1、2、3、4、5、6、7、8→1→2…，模拟当前喷泉“水流”状态。
●置位启动开关SD为OFF时，LED指示灯停止显示，系统停止工作。
✧I/O对应表：
功能
信号类型
手操盒地址
S7-200SMART地址
启动
输入
I0
I0.0
喷泉1模拟指示灯
输出
Q0
Q0.0
喷泉2模拟指示灯
输出
Q1
Q0.1
喷泉3模拟指示灯
输出
Q2
Q0.2
喷泉4模拟指示灯
输出
Q3
Q0.3
喷泉5模拟指示灯
输出
Q4
Q0.4
喷泉6模拟指示灯
输出
Q5
Q0.5
喷泉7模拟指示灯
输出
Q6
Q0.6
喷泉8模拟指示灯
输出
Q7
Q0.7
✧操作步骤：
●建立STEP7MicroWinSmart软件和S7-200SMARTPLC的以太网通讯
●配置CPU和扩展模块
●在符号表中为变量命名
●编写控制程序
●下载项目并测试功能
（六）三相异步电机的正反转和星/三角启动控制
✧实验目的：
●掌握
✧三相异步电机控制要求描述：
●电机的正反转控制：
✓按启动按钮SB1接触器KM1的线圈得电，0.5S后接触器KM4的线圈得电，电动机作星形连接启动，此时电机正转
✓按启动按钮SB2，接触器KM2的线圈得电，0.5S后接触器KM4的线圈得电，电动机作星形连接启动，此时电机反转
✓在电机正转时反转按钮SB2是不起做用的，在电机反转时正转按钮SB1是不起作用的
✓当按下停止按钮SB3时电机正反转运行停止工作。
●电机星/三角启动：
✓启动：
按启动按钮SB1接触器KM1的线圈得电；1S后接触器KM3的线圈得电，电动机作星形连接启动；6S后KM3的线圈失电；0.5S后KM2线圈得电，电动机转为三角形运行方式
✓停车:
按下停止按钮SB3，KM1，KM2，KM3线圈断电，电机停止运行。
✧I/O对应表：
功能
信号类型
手操盒地址
S7-200SMART地址
正转启动按钮SB1
输入
I0
I0.0
反转启动按钮SB2
输入
I1
I0.1
停止按钮SB3
输入
I2
I0.2
接触器KM1线圈
输出
Q0
Q0.0
接触器KM2线圈
输出
Q1
Q0.1
接触器KM3线圈
输出
Q2
Q0.2
接触器KM4线圈
输出
Q3
Q0.3
✧操作步骤：
●建立STEP7MicroWinSmart软件和S7-200SMARTPLC的以太网通讯
●配置CPU和扩展模块
●在符号表中为变量命名
●编写控制程序
●下载项目并测试功能
（七）基于PLC的抢答器控制
✧实验目的：
●掌握置位复位指令的使用及编程方法
●掌握抢答器控制系统的接线、调试、操作方法
✧抢答器控制要求描述：
●系统初始上电后，主控人员在总控制台上点击“开始”按键后，允许各队人员开始抢答，即各队抢答按键有效；
●2、抢答过程中，1～4队中的任何一队抢先按下各自的抢答按键（S1、S2、S3、S4）后，该队指示灯（L1、L2、L3、L4）点亮，LED数码显示系统显示当前的队号，并且其他队的人员继续抢答无效；
●3、主控人员对抢答状态确认后，点击“复位”按键，系统又继续允许各队人员开始抢答；直至又有一队抢先按下各自的抢答按键；
✧I/O对应表：
功能
信号类型
手操盒地址
S7-200SMART地址
启动
输入
I0
I0.0
复位
输入
I1
I0.1
1队抢答
输入
I2
I0.2
2队抢答
输入
I3
I0.3
3队抢答
输入
I4
I0.4
4队抢答
输入
I5
I0.5
1队抢答显示
输出
Q0
Q0.0
2队抢答显示
输出
Q1
Q0.1
3队抢答显示
输出
Q2
Q0.2
4队抢答显示
输出
Q3
Q0.3
数码控制端子A
输出
Q4
Q0.4
数码控制端子B
输出
Q5
Q0.5
数码控制端子C
输出
Q6
Q0.6
数码控制端子D
输出
Q7
Q0.7
✧操作步骤：
●建立STEP7MicroWinSmart软件和S7-200SMARTPLC的以太网通讯
●配置CPU和扩展模块
●在符号表中为变量命名
●编写控制程序
●下载项目并测试功能
●分别点动“开始”开关，允许1～4队抢答。
分别点动S1～S4按钮，模拟四个队进行抢答，观察并记录系统响应情况；
●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）交通灯系统
✧实验目的：
●熟悉定时器的使用
●掌握时间变量与数字变量之间的转化
●学习编写循环程序
✧交通灯控制要求：
●红绿灯的手动控制
a）
只有在开启钥匙开关，并将手动/自动切换开关置1时才能通过手动开关控制路口红绿灯。
b）手动依次拨动开关控制路口红绿灯的切换，当手动设置出现错误时，比如南北方向和东西方向同时打开绿灯，此时可能造成路口的混乱，所有手动程序需要考虑必要的互锁条件，实现有条件的手动操作、
●红绿灯自动运行
c）通常我们看到的路口红绿灯都是按照设定好的延时参数进行红绿灯的自动切换。
d）如果我们有32个输出点，我们可以通过右侧的LED显示器显示倒计时。
●人行横道红绿灯控制
e）通常情况下人行横道的汽车方向是绿灯，行人方向是红灯。
只有当有人需要通过人行横道时，才按下人行横道按钮，汽车方向变成红灯，行人方向变成绿灯。
f）注意为了保证汽车的通过能力，所有必须对行人方向的绿灯时间进行设定，同时控制行人绿灯出现的频率。
●红绿灯设置示教
g）示教编程是一种十分有意义的开放的编程方法，它现场操作简单容易，使用者可以有很容易地进行编辑和改进。
h）当钥匙开关打开，并打开示教开关，然后进行手动红绿灯控制，操作完整的一个循环周期，然后关闭示教开关。
系统自动记录示教过程，然后按照示教过程自动运行。
✧I/O分配说明
功能
信号类型
手操盒地址
S7-200SMART地址
钥匙开关
输入
I0
I0.0
自动/手动切换
输入
I1
I0.1
南北向直行
输入
I2
I0.2
南北向左转
输入
I3
I0.3
东西向直行
输入
I4
I0.4
东西向左转
输入
I5
I0.5
示教开关
输入
I6
I0.6
人行道按钮
输入
I7
I0.7
南北向直行红灯
输出
Q0
Q0.0
南北向直行黄灯
输出
Q1
Q0.1
南北向直行绿灯
输出
Q2
Q0.2
南北向左转红灯
输出
Q3
Q0.3
南北向左转黄灯
输出
Q4
Q0.4
南北向左转绿灯
输出
Q5
Q0.5
东西向直行红灯
输出
Q6
Q0.6
东西向直行黄灯
输出
Q7
Q0.7
东西向直行绿灯
输出
Q8
Q2.0
东西向左转红灯
输出
Q9
Q1.1
东西向左转黄灯
输出
Q10
Q1.2
东西向左转绿灯
输出
Q11
Q1.3
人行横道汽车红灯
输出
Q12
Q1.4
人行横道汽车绿灯
输出
Q13
Q1.5
人行横道行人红灯
输出
Q14
Q1.6
人行横道行人绿灯
输出
Q16
Q1.7
✧操作步骤：
●建立STEP7MicroWinSmart软件和S7-200SMARTPLC的以太网通讯
●配置CPU和扩展模块
●在符号表中为变量命名
●编写控制程序
●下载项目并测试功能
（九）智能家居控制系统
✧实验目的：
●掌握与或非逻辑指令的使用
●掌握创建S7-200SMART控制程序的步骤
✧控制要求：
✧I/O分配说明
功能
信号类型
手操盒地址
S7-200SMART地址
✧操作步骤：
●建立STEP7MicroWinSmart软件和S7-200SMARTPLC的以太网通讯
●配置CPU和扩展模块
●在符号表中为变量命名
●编写控制程序
●下载项目并测试功能
（十）安全门系统
✧实验目的：
●掌握与或非逻辑指令的使用
●掌握创建S7-200SMART控制程序的步骤
✧控制要求：
●
手动开关门方式：
✓操作盘切换到手动状态（DI1.1＝1）终止当前的运行自动运行动作。
点动打开开门开关（DI1.2），门打开方向（DQ0.1＝1）点动，当打开门开关保持30秒后，门持续打开运行，直到卷帘门开门限位（DI0.4）＝1，开门输出关闭（DQ0.1=0）。
✓点动打开关门开关（DI1.3＝1），门关闭（DQ0.2＝1）点动，当关门信号保持30秒后，门持续向下关闭（DQ0.2），直到卷帘门关门限位信号（DI0.3）＝1，停止门关闭。
✓如果在开门过程中，瞬时打开关门信号，终止开门运行然后转入关门运行。
反之亦然。
●上班时间大门自动开关（DI1.1＝0）
✓自动打开和关闭
✓快速安全地打开和关闭
✓如果闸门被行人和叉式起重车阻碍，门不会关闭
✓在正常工作时间之外锁门
✓在工作时间内不会锁门并且允许规定人员解锁
✓允许手
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