S7200试验指导书.docx
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S7200试验指导书
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、0RI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査无误，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：
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。
（2）输入/输出信号定义：
输入：
一楼上开关（非自复式开关）输出：
一走廊灯
一楼下开关（非自复式开关）
（3）参考程序（梯形图），如图:
10」Q0.0
—I/I）
10」
图两地控制PLC程序
（4）程序分析:
由于（2O.O=（/O.Oe/O.l）+（/O.Oe/O.l）,故当和中任和中任一输入点状态变化时，均能影响到输出
0001
10
11
运行结果
点的状态。
（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、走廊中间开关走廊西侧开关均能控制走廊灯的亮灭。
2.汽车转弯灯控制程序（较难题）
（1）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）；当开关扳向右边时，右灯闪亮（亮灭各一秒）；当开关扳向中间时，关左、右灯。
若司机忘了关灯，则过10秒钟自动停止闪亮。
（2）输入/输出信号定义：
蒯八：
ZTKJJ仁口口J
—开关打在左边一开关打在右边
（3）参考程序
彌3ZTAJ
一右灯
图转弯灯控制程序
Network1
T37
T38
IN
TON
+104PT
T37
CO
QO.O
T37
Network5
Network3
10.1
Network4
I0.2
（梯形图）如图，
CO
（4）程序分析：
当（或者）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,根据接通的触点是还是，控制（左灯）或（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，（或）不再闪光。
司机将接通后，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,、会不会同时通电，为什么
2画出、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：
一正转启动按钮输出：
一电动机正转
L\LiL3
KM2
正转
SB1
10.0
Q0.0
反转
L±J"
10.1
KM1
序车
”—
10.2
Q0.1
———
SB3佥
KJM1~~
KM2
过载
10■3
FR刁
AC220V
1I
DC24V
1M
1L
正菇运行
皮转运行
（4）参考程序（梯形图）见图:
止反捋性AT
QO.O
）
Q0.1
）
一电动机反转
—反转启动按钮
—停车按钮
-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（a）o
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，在硬件图上必须有互锁环节,见图（b）o
（b）PLC硬件接线图
图正反转电路PLC电气原理图
（5）程序分析：
在反转输出、停止按钮断开的惜况下，按下正转输入按钮，此时正转输出接通并自锁，电机正转。
反转的情况类似。
该程序可实现电动机的正一停一反控制。
（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
调试运行真实系统
②在将主机、继电器实验挂件、电动机、PC机连接在一起,
（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：
将图的继电器控制系统改为PLC控制系统。
图电动机顺序控制电路
（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：
电动机启动〜电动机启动停车顺序：
电动机停车f电动机停车
1电动机Ml：
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Ml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Ml停止运行，同时KM1自锁解除。
2电动机M2:
启动：
电动机Ml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，其常开触点断开一电动机M2停止运行，同时KM2自锁解除。
3保护环节：
电动机Ml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：
一启动按钮SB2输出：
一电动机运行
—停车按钮SB1一电动机运行
一启动按钮SB4
一停车按钮SB3
一过载保护FR1
—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
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
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XO,Y0变为ON,工件被夹紧，夹紧后压力继电器XI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
大便头
小甘头
幻17
X2[]V1
工件
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）检査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XI打开，注入液体A；到达I时，XI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XI
液体A
液体b
阀X2
•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
阀X3
=Hx]
授拌翠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XI打开，注入液体A；
（2）液位到达I时，XI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）检査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。
送料车
:
}（）
1
1
SQ1—i——j；—
送料按纽停止按钮
向后行驶
向前行驶
卸料处
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。
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）检査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。
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