PLC实验.docx
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PLC实验
实验一与或非功能的实验
在基本指令的编程练习单元完成本实验。
一、实验目的
1、熟悉PLC实验装置，S7-200系列编程控制器的外部接线方法
2、了解编程软件STEP7的编程环境，软件的使用方法。
3、掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。
二、实验说明
首先应根据参考程序，判断Q0.0、Q0.1、Q0.2的输出状态，在拨动输入开关I0.1、I0.2、I0.3，观察输出指示灯Q0.1、Q0.2、Q0.3是否符合与、或、非逻辑的正确结果。
在本装置中输入公共端要求接主机模块电源的“L+”，此时输入端是低电平有效；输出公共端要求接主机模块电源的“M”，此时输出端输出的是低电平。
三、实验面板图
图中的接线孔通过防转座插锁紧线与PLC的主机相输入输出插孔相接。
I为输入点，Q为输出点。
上图中下面两排I0.0～I1.5为输入按键和开关，模拟开关量的输入。
上边一排Q0.0～Q1.1是LED指示灯，接PLC主机输出端，用以模拟输出负载的通与断。
四、梯形图参考程序
实验二定时器功能实验
一、实验目的
掌握定时器的正确编程方法，并将定时器应用到实际电路中,用编程软件对可编程控制器的运行进行监控。
二、实验说明
SIMATIC定时器可分为接通延时定时器（TON），有记忆的接通延时定时器（TONR）和断开延时定时器（TOF）。
在运行程序之前，首先应该根据要求分析各个定时器的动作状态。
三、设计梯形图
1、定时器实验
（1）接通延时定时器
I0.0接通，100ms定时器T37在1s后到时；I0.0断开，T37复位
（2）有记忆的接通延时定时器
I0.0接通，10ms定时器T1在1s后到时；I0.1接通T1复位
（3）断开延时定时器
I0.0断开，10ms定时器T33在1s后到时；I0.0接通，T33复位。
2．定时器应用实验
设计一闪烁电路：
I0.0接通时，Q0.0断开2s,接通3s,循环实现闪烁。
四、预习要求
阅读实验指导书，复习教材中有关的内容，根据要求设计出梯形图。
五、实验报告要求
整理出运行调试后的各个程序的梯形图程序。
实验三计数器功能实验
一、实验目的
掌握计数器的正确编程方法，并学会定时器和计数器的扩展方法,用编程软件对可编程控制器的运行进行监控。
二、实验说明
SIMATIC计数器可分为递增计数器（CTU），递减计数器（CTD）和递增/递减计数器（CTUD）。
在运行程序之前，首先应该根据要求分析各个计数器的动作状态。
三、设计梯形图
1、计数器实验
（1）加计数器
加计数器C1当前值从0计数到3，其中I0.0闭合，I0.0由闭合到断开C1递增计数。
（2）减计数器
减计数器C2当前值从3计数到0，其中I0.0闭合，I0.0由闭合到断开递减C2当前值。
（3）加减计数器
I0.0接通，I0.1和I0.2断开时计数器从0到3计数；
I0.1接通，I0.0和I0.2断开时计数器从3计数到0；
I0.2接通时，计数器复位。
2．计数器、定时器扩展实验
由于PLC的定时器和计数器都有一定的定时范围和计数范围。
如果需要的设定值超过机器范围，我们可以通过几个定时器和计数器的串联组合来扩充设定值的范围。
（1）计数器扩展实验
计数范围0~10：
两个计数器扩展来完成。
（2）定时器扩展实验
用T32定时器，完成60s的定时。
四、预习要求
阅读实验指导书，复习教材中有关的内容，根据要求设计出梯形图。
五、实验报告要求
整理出运行调试后的各个程序的梯形图程序。
实验四三相鼠笼式异步电动机点动控制和自锁控制
主要教学内容：
三相鼠笼式异步电动机的点动控制和自锁控制
重难点：
本实验的重点是理解自锁控制和点动控制的含义，根据要求完成实际的安装接线。
难点在于梯形图的设计，完成预定要求的鼠笼式异步电动机的点动控制和自锁控制。
在电机控制单元完成本实验
一、实验目的
1、通过对三相鼠笼式异步电动机点动控制和自锁控制线路的实际安装接线，掌握有电气原理图变换成安装接线图的知识。
2、通过实验进一步加深理解点动控制与自锁控制的特点。
二、实验仪器设备
1、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台
2、PC/PPI编程电缆一根
3、S7-200PLC一台,锁紧导线若干
三、实验说明
1、点动控制
启动：
按启动按钮SB1,I0.0的动合触点闭合，Q0.3线圈得电，即使接触器KM4的线圈得电1S后Q0.0线圈得电，即接触器KM1的线圈得电，电动机做星形连接启动。
每按动SB1一次。
电机运转一次。
2、自锁控制
启动：
按启动按钮SB2,I0.1的动合触点闭合，Q0.3线圈得电，即使接触器KM4的线圈得电，1S后Q0.0线圈得电，即接触器KM1的线圈得电，电动机做星形连接启动。
只有按下停止按钮SB3时电机才停止运转。
四、实验面板图
五、实验步骤
1、输入输出接线
输入
SB1
SB2
SB3
I0.0
I0.1
I0.2
输出
KM1
KM4
Q0.0
Q0.3
注：
PLC主机公共端接线方法见实验一。
2、打开主机电源将程序下载到主机中
3、启动并运行程序观察实验现象
六、预习要求
阅读实验指导书，复习教材中有关的内容，根据要求编辑程序的梯形图程序。
七、实验报告要求
整理出运行调试后的电机控制显示的梯形图程序，写出该程序的调试步骤和每一步操作观察到的现象。
实验五三相鼠笼式异步电动机联锁正反转控制
在电机控制单元完成本实验
一、实验目的
1.通过对三相鼠笼式异步电动机连锁正反转控制线路的安装接线，掌握由电气原理图接成实际操作电路的方法。
2.加深对电气控制系统各种保护、自锁、互锁等环节的理解。
3.学会分析、排除继电--接触控制线路故障的方法。
二、实验仪器设备
1、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台
2、PC/PPI编程电缆一根
3、S7-200PLC一台,锁紧导线若干
三、实验说明
启动：
按启动按钮SB1，I0.0的动合触点闭合，M20.0线圈得电，M20.0的动合触点闭合，Q0.0线圈得电，即接触器KM1的线圈得电，0.5S后Q0.3线圈得电，即接触器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，I0.2的动合触点闭合，M20.1线圈得电，M20.1的动合触点闭合，Q0.1线圈得电，即接触器KM2的线圈得电，0.5S后Q0.3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，只有当按下停止按钮SB3时电机才停止工作；在电机反转时正转按钮SB1是不起作用的，只有当按下停止按钮SB3时电机才停止工作。
四、实验面板图
五、实验步骤
1、输入输出接线
输入
SB1
SB2
SB3
I0.0
I0.1
I0.2
输出
KM1
KM2
KM4
Q0.0
Q0.1
Q0.3
注：
PLC主机公共端接线方法见实验一。
2、打开主机电源将程序下载到主机中
3、启动并运行程序观察实验现象
六、预习要求
阅读实验指导书，复习教材中有关的内容，根据要求编辑程序的梯形图程序。
七、实验报告要求
整理出运行调试后的电机控制显示的梯形图程序，写出该程序的调试步骤和每一步操作观察到的现象。
实验六三相鼠笼式异步电动机带延时正反转控制（实物）
在电机控制单元完成本实验
一、实验目的
1.通过对三相鼠笼式异步电动机延时正反转控制线路的安装接线，掌握由电气原理图接成实际操作电路的方法。
2.加深对电气控制系统各种保护、自锁、互锁等环节的理解。
3.学会分析、排除继电--接触控制线路故障的方法。
二、实验说明
启动：
按启动按钮SB1，I0.0的动合触点闭合，Q0.3的线圈得电，Q0.0的线圈也同时得电，此时电机正转，延时3S后，Q0.0的线圈失电，Q0.1的线圈得电，此时电机反转；按启动按钮SB2，I0.1的动合触点闭合，Q0.3的线圈得电，Q0.1的线圈也同时得电，此时电机反转，延时4S，Q0.1的线圈失电，Q0.0的线圈得电，此时电机正转；按停止按钮SB3电机停止运转。
四、实验步骤
1、输入输出接线
输入
SB1
SB2
SB3
I0.0
I0.1
I0.2
输出
KM1
KM2
KM4
Q0.0
Q0.1
Q0.3
2、打开主机电源开关将程序下载到主机中。
3、启动并运行程序观察实验现象。
五、预习要求
阅读实验指导书，复习教材中有关的内容，根据要求编辑程序的梯形图程序。
六、实验报告要求
整理出运行调试后的电机控制显示的梯形图程序，写出该程序的调试步骤和每一步操作观察到的现象。
实验七三相鼠笼式异步电动机星/三角换接启动控制
在电机控制单元完成本实验
一、实验目的
1.了解时间继电器的使用方法及在控制系统中的应用。
2.熟悉异步电动机Y－△降压起动控制的运行情况和操作方法。
二、实验说明
启动：
按启动按钮SB1，I0.0的动合触点闭合，M20.0线圈得电，M20.0的动合触点闭合，同时Q0.0线圈得电，即接触器KM1的线圈得电，1S后Q0.3线圈得电，即接触器KM3的线圈得电，电动机作星形连接启动；6S后Q0.3的线圈失电，同时Q0.2线圈得电，电动机转为三角形运行方式，按下停止按钮SB3电机停止运行。
三、实验面板图：
四、实验步骤
1、输入输出接线
输入
SB1
SB3
I0.0
I0.2
输出
KM1
KM3
KM4
Q0.0
Q0.2
Q0.3
2、打开主机电源开关将程序下载到主机中。
3、启动并运行程序观察实验现象。
五、预习要求
阅读实验指导书，复习教材中有关的内容，根据要求编辑程序的梯形图程序。
六、实验报告要求
整理出运行调试后的电机控制显示的梯形图程序，写出该程序的调试步骤和每一步操作观察到的现象。
实验八抢答器程序的设计与分析实验
在十字路口交通灯控制单元完成本实验
一、实验目的
1、进一步熟悉S7-200PLC的逻辑指令；
2、编制简单的PLC应用项目程序；
3、进一步掌握编程软件的使用方法和调试程序的方法。
二、实验仪器设备
1、安装有STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台
2、PC/PPI编程电缆一根
3、S7-200PLC一台,锁紧导线若干
4、十字路口交通灯模块
三、实验说明
说明：
本实验是简单的抢答器的程序设计，借助十字路口交通灯交通灯的模块进行模拟演示。
参加智力竞赛的A、B、C三人其桌面各有一个抢答器按钮，分别为SB1、SB2和SB3，用3盏灯PG1、PG2和PG3显示他们的抢答信号。
当主持人接通抢答允许开关SB0后抢答开始，最先按下按钮的抢答者对应的灯亮；与此同时，应禁止另外两个抢答者的灯亮，指示灯在主持人断开开关SB0后熄灭。
与各外部输入、输出元件对应的PLC输入、输出端子号如下表所示。
输入装置
端子号
输出装置
对应的指示灯
端子号
开关SB0
I0.4
—
—
按钮SB1
I0.5
PG1
南北向绿灯（G）
Q0.1
按钮SB2
I0.6
PG2
南北向黄灯（Y）
Q0.2
按钮SB3
I0.7
PG3
南北向红灯（R）
Q0.3
四、实验步骤
将程序写入PLC，检查无误后运行该程序。
调试程序时应该逐项检查以下要求是否满足：
1、SB0没有接通时，各按钮是否能使对应的灯亮；
2、SB0接通时，按某一个按钮是否能使对应的灯亮；
3、某一盏灯亮后，另外两个抢答者的灯是否还能被点亮；
4、断开开关SB0，是否能使已亮的灯熄灭；
5、如果某一项要求没有达到，应检查和修改程序，直到完全满足要求为止。
五、预习要求
阅读实验指导书，复习教材中有关的内容，根据要求设计出抢答程序的梯形图程序，并写出调试步骤。
六、实验报告要求
整理出运行调试后的抢答显示的梯形图程序，写出该实验的调试步骤和观察结果。
实验九LED数码显示控制
在LED数码显示控制单元完成本实验
一、实验目的
熟练掌握移位寄存器位SHRB，能够灵活的运用。
二、实验说明
1）、SHRB指令简介
移位寄存器位（SHRB）指令将DATA数值移入移位寄存器。
S_BIT指定移位寄存器的最低位。
N指定移位寄存器的长度和移位方向（移位加=N，移位减=-N）。
SHRB指令移出的每个位被放置在溢出内存位（SM1.1）中。
该指令由最低位（S_BIT）和由长度（N）指定的位数定义。
2）、参考程序描述
按下启动按钮后，由八组LED发光二极管模拟的八段数码管开始显示：
先是一段段显示，显示次序是A、B、C、D、E、F、G、H,随后显示数字及字符，显示次序是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、b、C、d、E、F，断开启动按钮程序停止运行。
三、实验面板图：
四、实验步骤
1、输入输出接线
输入
SD
I0.0
输出
A
B
C
D
E
F
G
H
Q0.0
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Q0.4
Q0.5
Q0.6
Q0.7
2、打开主机电源将程序下载到主机中。
3、启动并运行程序观察实验现象。
五、预习要求
阅读实验指导书，复习教材中有关的内容，根据要求编辑程序的梯形图程序。
六、实验报告要求
整理出运行调试后的LED数码显示控制的梯形图程序，写出该程序的调试步骤和每一步操作观察到的现象。
实验十天塔之光模拟控制
在天塔之光单元完成本实验
一、实验目的
了解并掌握移位寄存器位SHRB基本应用及编程方法。
二、实验说明
合上启动开关后，按以下规律显示：
L1→L1、L2→L1、L3→L1、L4→L1、L2→L1、L2、L3、L4→L1、L8→L1、L7→L1、L6→L1、L5→L1、L8→L1、L5、L6、L7、L8→L1→L1、L2、L3、L4→L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8→L1----循环执行，断开启动开关程序停止运行。
三、实验面板图：
四、实验步骤
1、输入输出接线
输入
SD
输出
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
L8
I0.0
Q0.0
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Q0.4
Q0.5
Q0.6
Q0.7
2、打开主机电源将程序下载到主机中。
3、启动并运行程序观察实验现象。
五、预习要求
阅读实验指导书，复习教材中有关的内容，根据要求编辑程序的梯形图程序。
六、实验报告要求
整理出运行调试后的天塔之光模拟控制的梯形图程序，写出该程序的调试步骤和每一步操作观察到的现象。
实验十一机械手动作的模拟
在机械手单元完成本实验
一、实验目的
用数据移位指令来实现机械手动作的模拟
二、实验说明
下图为一个将工件由A处传送到B处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。
当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止。
另外，夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。
设备装有上、下限位开关和左、右限位开关，它的工作过程如图所示，有八个动作，即为：
原位下降夹紧上升右移
左移上升放松下降
三、实验面板图：
四、实验步骤
1、输入输出连线
输入
SB1
SB2
SQ1
SQ2
SQ3
SQ4
I0.0
I0.5
I0.1
I0.2
I0.3
I0.4
输出
YV1
YV2
YV3
YV4
YV5
HL
Q0.0
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Q0.4
Q0.5
2、打开主机电源将程序下载到主机中。
3、启动并运行程序观察实验现象。
实验十二液体混合装置控制的模拟
主要教学内容：
利用理论课第5章的知识将设计好的顺序功能图改为梯形图，熟练掌握置位和复位指令。
重难点：
本实验的重点在于练习顺序功能图改为梯形图的方法。
难点在于利用哪种方法将顺序功能图改为梯形图。
在液体混合装置单元完成本实验
一、实验目的
熟练使用置位和复位等各条基本指令，通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试。
二、实验说明
由实验面板图可知：
本装置为两种液体混合装置，SL1、SL2、SL3为液面传感器，液体A、B阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3控制，M为搅动电机，控制要求如下：
按下启动按钮SB1，装置投入运行时，液体A、B阀门关闭，混合液阀门打开20秒将容器放空后关闭：
液体A阀门打开，液体A流入容器。
当液面到达SL2时，SL2接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门。
液面到达SL1时，关闭液体B阀门，搅动电机开始搅动。
搅动电机工作6秒后停止搅动，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。
停止操作:
在当前的混合液操作处理完毕后.按下停止按钮SB1，停止操作。
三、实验面板图：
四、实验步骤
1、输入输出接线
输入
SB1
SL1
SL2
SL3
I0.0
I0.1
I0.2
I0.3
输出
YV1
YV2
YV3
YKM
Q0.0
Q0.1
Q0.2
Q0.3
2、打开主机电源开关将程序下载到主机中。
3、启动并运行程序观察实验现象。
五、预习要求
阅读实验指导书，复习教材中有关的内容，根据要求编辑程序的梯形图程序。
六、实验报告要求
整理出运行调试后的液体混合装置控制显示的梯形图程序，写出该程序的调试步骤和每一步操作观察到的现象。
实验十三十字路口交通灯控制
主要教学内容：
根据控制要求，利用基本指令完成十字路口交通灯控制，主要是需要完成顺序功能图。
重难点：
重点在于定时器和基本指令的应用。
难点在于对于顺序功能图的利用。
在十字路口交通灯单元完成本实验
一、实验目的
熟练使用基本指令，根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法，了解使用PLC解决一个实际问题。
二、实验说明
信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。
当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭；南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒；到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。
在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。
到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮,东西红灯亮维持30秒。
南北绿灯亮维持25秒，然后闪亮3秒后熄灭。
同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。
周而复始
三、实验面板图：
四、实验步骤
1、输入输出接线。
输入
SD
输出
R
Y
G
输出
R
Y
G
I0.0
南北
Q0.2
Q0.1
Q0.0
东西
Q0.5
Q0.4
Q0.3
2、打开主机电源将程序下载到主机中。
3、启动并运行程序观察实验现象。
五、预习要求
阅读实验指导书，复习教材中有关的内容，根据要求编辑程序的梯形图程序。
六、实验报告要求
整理出运行调试后的十字交通路口显示的梯形图程序，写出该程序的调试步骤和每一步操作观察到的现象。
实验十四四节传送带的模拟
在四节传送带单元完成本实验
一、实验目的
通过使用各基本指令，进一步熟练掌握PLC的编程和程序调试。
二、实验说明
有一个用四条皮带运输机的传送系统，分别用四台电动机带动，控制要求如下：
启动时先起动最末一条皮带机，经过1秒延时，再依次起动其它皮带机。
停止时应先停止最前一条皮带机，待料运送完毕后再依次停止其它皮带机。
当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。
例如M2故障，M1、M2立即停，经过1秒延时后，M3停，再过1秒，M4停。
当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面的皮带机停止，该皮带机运行1秒后停，而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。
例如，M3上有重物，M1、M2立即停，再过1秒，M4停。
三、实验面板图：
四、实验步骤
1、输入输出连线
输入
SB1
SB2
A
B
C
D
I0.0
I0.5
I0.1
I0.2
I0.3
I0.4
输出
M1
M2
M3
M4
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Q0.4
2、打开主机电源开关将程序下载到主机中。
3、启动并运行程序观察实验现象。
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