西门子PLC教程PLC综合实验练习三.docx

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西门子PLC教程PLC综合实验练习三

PLC综合实验练习三

实验一四层电梯的模拟控制

一、实验目的

用PLC构成四层电梯控制系统

二、实验内容

1.控制要求

把可编程控制器拨向RUN后，按其他按钮都无效，只有按SQ1，才有效E1亮，表示电梯原始层在一层。

电梯停留在一层：

1.按SB6或SB7（SB2）或SB6、SB7（SB2），电梯上升，按SQ2、E1灭，E2亮，上升停止。

2.按SB8或SB9（SB3）或SB8、SB9（SB3），电梯上升，按SQ3无反应，应先按SQ2、E1灭，E2亮，电梯仍上升，再按SQ3、E2灭，E3亮，电梯停止。

3.按SB10（SB4），电梯上升，按SQ4无反应，应先按SQ2、E1灭E2亮，电梯仍上升，再按SQ3、E2灭，E3亮，电梯仍上升，再按SQ4、E3灭，E4亮，电梯停止。

4.按SB6、SB8或SB6、SB8、SB3或SB6、SB3，电梯上升，按SQ2、E1灭，E2亮，电梯仍上升，按SQ3、E2灭，E3亮，电梯停止2秒后下降，再按SQ2、E3灭，E2亮，电梯停止。

5.按SB6、SB8、SB2或SB6、SB8、SB2、SB3或SB6、SB2、SB3，电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停止2秒后上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止2秒后下降，再按SQ2，E3灭，E2亮，电梯停止。

6.按SB6、SB9或SB6、SB9、SB3电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯仍上升，按SQ2，E2灭，E3亮，电梯停止2秒后上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2秒后下降。

按SQ3，E4灭，E3亮，电梯仍下降，按SQ2，E3灭，E2亮，电梯停止。

7.按SB6、SB9、SB2或SB6、SB9、SB2、SB3，电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停止2秒后上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止2秒后上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2秒后下降。

按SQ3，E4灭，E3亮，电梯仍下降，按SQ2，E3灭，E2亮，电梯停止。

8.按SB7（SB2）、SB8或SB7（SB2）、SB8、SB9（SB3）或SB7（SB2）、SB9（SB3），电梯上升啊，按SQ2，E1灭，E3亮，电梯停止2秒后上升，按SQ3，E2灭，E3亮电梯停止。

9.按SB6、SB7（SB2）、SB8，或SB6、SB7（SB2）、SB8、SB3电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停止2秒后下降，按SQ2，E3灭，E2亮。

10.按SB6、SB7（SB2）、SB8、SB9或SB6、SB7（SB2）、SB8、SB9、SB3电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停止2秒后上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止秒后上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2秒后下降。

按SQ3，E4灭，E3亮，电梯停止2秒后下降，按SQ2，E3灭，E2亮，电梯停止。

11.按SB6、SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯仍上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯仍上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2秒后下降。

按SQ3，E4灭，E3亮，电梯仍下降，按SQ2，E3灭，E2亮，电梯停止。

12.按SB7（SB2）、SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停止2秒后上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯仍上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止。

13.按SB6、SB7（SB2）、SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停止2秒后上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯仍上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2秒后下降，按SQ3，E4灭，E3亮，电梯仍下降，按SQ2，E3灭，E2亮，电梯停止。

14.按SB6、SB8、SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯仍上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯仍上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2秒后下降，按SQ3，E4灭，E3亮，电梯停止2秒后下降，按SQ2，E3灭，E4亮，电梯停止2秒后下降，按SQ2，E3灭，E2亮，电梯停止。

15.按SB7（SB2），SB8、SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停止2秒后上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯仍上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2秒后下降，按SQ3，E4灭，E3亮，电梯停止。

16.按SB6、SB9（SB3）、SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯仍上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止2秒后上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2秒后下降，再按SQ3，E4，灭，E3亮，电梯仍下降，再按SQ2，E3灭，E2亮，电梯停止。

17.按SB7（SB2）、SB9（SB3）、SB8、SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停止2秒后上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止2秒后上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止。

18.按SB6、SB7（SB2）、SB8、SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停止2秒后上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯仍上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2秒后下降，再按SQ3，E4灭，E3亮，电梯停止2秒后下降，再按SQ2，E3灭，E2亮，电梯停止。

19.按SB6、SB7（SB2）、SB9（SB3）、SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停止2秒后上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止2秒后上升再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2秒后下降，再按SQ3，E4灭，E3亮，电梯停止2秒后上升再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2秒后下降，再按SQ3，E4灭，E3亮电梯仍下降，再按SQ2，E3灭，E2亮，电梯停止。

20.按SB6、SB7（SB2）、SB8、SB9（SB3）、SB10（SB4），电梯仍上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停止2秒后上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止2秒后上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2秒后下降，再按SQ3，E4灭，E3亮，电梯停止2秒后下降满载按SQ2，E3灭，E2亮，电梯停止。

21.按SB8、SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭E2亮，电梯仍上升，按SQ3，E2灭E3亮，电梯仍上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2秒后下降，再按SQ3，E4灭，E3亮，电梯停止。

22.按SB8、SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯仍上升，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止2秒后上升，按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止。

23.按SB8、SB9（SB3）、SB10（SB4），电梯上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯仍上升，按SQ3，E2灭。

E3亮，电梯停止2秒后上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2秒后下降，再按SQ3，E4灭，E3亮，电梯停止。

电梯停留在二层：

1.按SB8或SB9（SB3），电梯上升，反方向呼叫无效，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止。

2.按SB10（SB4），电梯上升，反方向呼叫无效，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯仍上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止。

3.按SB5（SB1），电梯下降，反方向呼叫无效，按SQ1，E2灭，E1亮，电梯停止。

4.按SB8、SB10（SB4），电梯上升，反方向呼叫无效，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯仍上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2秒后下降，按SQ3，E4灭，E3亮，电梯停止。

5.按SB9（SB3）、SB10（SB4），电梯上升，反方向呼叫无效，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止2秒后上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止。

6.按SB8、SB9（SB3）、SB10（SB4），电梯上升，反方向呼叫无效，按SQ3，E2灭，E3亮，电梯停止2秒后上升，再按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止2秒后下降，按SQ3，E4灭，E3亮，电梯停止。

电梯停留在三层：

1.按SB10（SB4），电梯上升，反方向呼叫无效,按SQ4，E3灭，E4亮，电梯停止。

2.按SB6或SB7（SB2）电梯下降，反方向呼叫无效，按SQ2，E3灭，E2亮，电梯停止。

3.按SB5（SB1），电梯下降，反方向呼叫无效，按SB2，E3灭，E2亮，电梯仍下降，按SQ1，E2灭，E1亮，电梯停止。

4.按SB7，SB5（SB1），电梯下降，按SQ2，E3灭，E2亮。

电梯仍下降，再按SQ1，E2灭，E1亮，电梯停止2秒后上升，按SQ2，E1灭，E2亮电梯停止。

5.按SB6（SB2），SB5（SB1），电梯下降，反方向呼叫无效，按SQ2，E3灭，E2亮，电梯停止2秒后上下降，再按SQ1，E2灭，E1亮，电梯停止。

6.按SB7，SB6（SB2），SB5（SB1），电梯下降，反方向呼叫无效，按SQ2，E3灭，E2亮，电梯停止2秒后上下降，再按SQ1，E2灭，E1亮，电梯停止2秒后上升，按SQ2，E1灭，E2亮，电梯停止。

电梯停留在四层的情况跟停留在一层的情况类似。

2.I/O分配

输入输出

内呼一层SB1：

I0.1一层指示灯E1：

Q0.1

内呼二层SB2；I0.2二层指示灯E2：

Q0.2

内呼三层SB3：

I0.3三层指示灯E3：

Q0.3

内呼四层SB4：

I0.4四层指示灯E4：

Q0.4

一层上呼SB5：

I0.5一层呼叫灯E5：

Q0.5

二层下呼SB6：

I0.6二层下灯E6：

Q0.6

二层上呼SB7：

I0.7二层上灯E7：

Q0.7

三层下呼SB8：

I1.0三层下呼灯E8：

Q1.0

三层上呼SB9：

I1.1三层上呼灯E9：

Q1.1

四层下呼SB10：

I1.2四层呼叫灯E10：

Q1.2

一层到位开关SQ1：

I1.3轿厢下降：

KM1：

Q1.3

二层到位开关SQ2：

I1.4轿厢上升：

KM2：

Q1.4

三层到位开关SQ3：

I1.5

四层到位开关SQ4：

I1.6

3.按图所示的梯形图输入程序。

4.调试并运行程序。

图14-1四层电梯控制示意图

实验二交流电机Y/△形起动的控制

一、实验目的

1.掌握电机的常规控制电路设计。

2.了解电机电路的实际接线。

二、实验内容及步骤

1.设计要求

电机启动可以正转启动和反转启动。

而且正、反转可以切换，即在正转时可直接按下反转启动按钮，电机即可开始反转，同时切断正转电路，反之亦可。

启动时，要求电机先为“Y”形连接，过一段时间再变成“△”连接运行。

另外，还要有停止按钮。

2.I/O分配（连线）

输入输出

停止SB3：

I0.0正转继电器KM1：

Q0.0

正转启动SB1：

I0.1反转继电器KM2：

Q0.1

反转启动SB2：

I0.2Y形连接继电器KM3：

Q0.2

△形连接继电器KM4：

Q0.3

3.按图所示梯形图输入程序。

4.调试并运行程序。

图16-1交流电机Y/△形起动控制示意图

实验三驱动步进电动机的控制

一、实验目的

1.掌握PLC功能指令的用法。

2.掌握用PLC控制步进电机的方法。

二、实验内容与步骤

1、步进电机的工作原理

步进电机也称为脉动电机，它可以直接接收来自计算机的数字脉冲，使电机旋转过相应的角度。

步进电机在要求快速启停，精确定位的场合做为执行部件，得到了广泛采用。

四相步进电机的工作方式：

*单相四拍工作方式，其电机控制绕组A、B、C、D相的正转通电顺序为：

A→B→C→D→A；反转通电顺序为：

A→D→C→B→A。

*四相八拍工作方式，正转的绕组通电顺序为：

A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A；反向的通电顺序为：

A→AD→D→DC→C→CB→B→BA→A。

*双四拍工作方式，正转的绕组通电顺序为AB→BC→CD→DA→AB；反向的通电顺序为：

AD→DC→CB→BA→AD。

步进电机有如下特点：

给步进脉冲电机就转，不给步进脉冲电机就不转；步进脉冲的频率越高，步进电机转的越快；改变各相的通电方式，可以改变电机的运行方式；改变通电顺序，可以控制电机的正、反转。

2、设计要求

（1）控制模块中的步进电机工作方式为四相八拍，电机的四相线圈分别用A、B、C、D表示，公共端已接地。

当电机正转时，其工作方式如下：

A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A。

当电机反转时，其工作方式如下：

A→AD→D→DC→C→CB→B→BA→A。

设计程序，要求能控制步进电机反转，并能控制它的转速。

（2）设置以下控制按钮：

启动、停止按钮；正、反转控制按钮；快速、慢速控制按钮。

步进电机的脉冲可用逐位移位指令循环来实现，其脉冲频率可通过控制逐位移位指令的移位脉冲来调节，而移位脉冲可用两个定时器组合来完成，要改变脉冲频率，只要改变定时器设定值即可。

（3）程序运行后，首先选择正、反转按钮，然后选择快、慢速按钮，最后按下“启动”按钮，电机便会按照按钮的选择控制来工作。

步进电机在工作过程中可实时改变电机的转速、正反转，也可按下停止按钮结束电机的工作。

3、程序修改和讨论

（1）修改程序，改变步进电机的工作方式，上机调试通过；讨论步进电机的几种工作方式有何区别？

（2）通过修改程序，改变步进电机工作的脉冲频率，即改变步进电机的转速，并观察步进电机的工作情况？

（3）仔细阅读源程序，掌握如何控制步进电机的正反转，即改变各相的通电顺序，在程序中如何实现？

2.I/O分配（连线）

输入输出

启动：

SB1：

I0.0A相：

Q0.1

停止：

SB2：

I0.1B相：

Q0.2

慢速：

SA1：

I0.2C相：

Q0.3

快速：

SA2；I0.3D相：

Q0.4

连续：

SA3：

I0.4

单拍：

SA4：

I0.5

正转：

SA5：

I1.1

反转：

SA6：

I1.2

单相四拍：

SA7：

I1.0

四相八拍：

SA8：

I0.7

双四拍：

SA9：

I0.6

3、确定输入、输出端口、并编写程序

4、编译程序，无误后下载至PLC主机的存储器中，并运行程序。

5、调试程序，直至符合设计要求。

6、参考程序及接线表

实验四液压成型的模拟控制

一、实验目的

用PLC构成液压成型控制系统。

二、实验内容

1.控制要求

启动后，液压装置BZ亮，a、b、c、d、e、f灯亮。

当按下启动按钮后，L4→L3→L2→L1逐渐变亮，当L2灯亮时，c、d灯灭，b′、e′灯亮，接着L1灯亮时，b、e灯灭，c′、d′灯亮。

液压成形完成。

停止时，L1→L2→L3→L4逐渐灯灭。

b¹、c¹、d¹、e¹保持灯亮。

2.2.I/O分配（连线）

输入输出

启动：

SB1：

I0.0a：

Q0.0f：

Q0.5

停止：

SB2：

I0.1b：

Q0.1b¹：

Q0.6

c：

Q0.2c¹：

Q0.7

d：

Q0.3d¹：

Q1.0

e：

Q0.4e¹：

Q1.1

L1：

Q1.2L2：

Q1.3

L3：

Q1.4L4：

Q1.5

BZ：

Q1.6

3.按图所示输入程序。

4.运行并调试程序。

图17-1液压成型示意图

实验五温度的检测与控制

一、实验目的

用PLC构成温度的检测与控制系统

二、实验内容

1、控制要求

温度控制原理：

通过电压加热电阻产生温度，温度在通过温度变速器变为电信号。

加热时根据加热时间的长短可产生步一样的热能，这就需要用到脉冲。

输入电压不同就能产生不一样的脉宽，输入电压越大，脉宽越宽，通电时间越长，热能越大，温度越高，输出电压越高。

PID闭环控制：

通过PLC+A/D+D/A实现PID闭环控制，接线图及原理图如图19.1，19.3所示，比例，积分，微分系数取得合适系统就容易稳定，这些都可以通过PLC软件编程来实验。

下面的梯形图模拟量模块以EM235或EM231+EM232为例。

36个字节回路表

偏移量地址

域

格式

类型

描述

0

过程变量（PVN）

双字-实数

输入

过程变量，必须0.0～1.0之间

4

设定值（SPn）

双字-实数

输入/输出

给定值，必须0.0～1.0之间

8

输出值（Mn）

双字-实数

输入

输出值，必须0.0～1.0之间

12

增益（Kc）

双字-实数

输入

增益是比例常数，可正可负

16

采样时间（Ts）

双字-实数

输入

单位为秒，必须是正数

20

积分时间（TI）

双字-实数

输入

单位为分钟，必须是正数

24

微分时间（TD）

双字-实数

输入

单位为分钟，必须是正数

28

积分项前项（MX）

双字-实数

输入/输出

积分项前项，必须在0.0～1.0之间

32

过程变量前值

（PVn-1）

双字-实数

输入/输出

最后一次PID运算的过程变量值

图19-1PID控制梯形图

图19-1（续）

图18-2温度检测与控制示意图

图18-3PID控制

图18-3PID控制示意图

图19-4模拟量模块的接线图

注：

模拟量模块详细规范，可见配套光盘中，S7-200系统手册（400页-410页）