PLC实验及S7300课后题.docx

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PLC实验及S7300课后题

实验一交通信号灯控制的编程实验

1.实验目的：

进一步熟悉可编程序控制器的指令系统，熟悉时序控制程序的设计和调试方法。

2．实验装置：

S7-300可编程序控制器，开关量输入电路板。

3．实验内容：

十字路口交通灯控制实验

（1）控制开关

信号灯受一个启动开关控制，当开关接通时，信号灯系统开始工作；当开关断开时，所有信号灯都熄灭。

（2）控制要求

南北红灯亮维持40s，同时东西绿灯也亮，维持50s。

东西绿灯熄灭的同时东西红灯亮，南北绿灯亮，且东西红灯维持40s，南北绿灯维持50s。

依次循环。

（3）根据控制要求，画出交通灯的状态图，设计出红、绿灯的梯形图，将程序写入可编程序控制器，检查无误后运行程序。

（4）用PLCSIM模拟运行该程序，点击I1.0使其为1状态。

Q1.0代表南北绿灯，

Q1.2代表南北红灯，Q1.4代表东西绿灯，Q1.6代表东西红灯。

南北红灯维持40s，

同时东西绿灯亮，维持50s。

东西绿灯灭的同时东西红灯亮，南北绿灯亮。

4．实验过程：

Q1.0

Q1.2

Q1.4

Q1.6

南北绿灯

南北红灯

东西绿灯

东西红灯

0：

表示对应的灯灭；1：

表示对应的灯亮

交通灯的状态图如下：

（0110）

（0010）

（1001）

（1000）

时序图如下：

实验程序：

I1.0作为启动标志。

T0作为南北红灯的定时器（40s）

T3作为东西红灯的定时器（40s）

T1作为东西绿灯的定时器（50s）

T2作为南北绿灯的定时器（50s）

Q1.2代表南北红灯

Q1.6代表东西红灯

Q1.4代表东西绿灯

Q1.0代表南北绿灯

程序分析：

首先当当启动标志I1.0接通电源以后，因为I1.0是一个常开开关，故接通后I1.0闭合，以此同时：

network1：

T2为常闭开关，所以定时器T0开始计时；

network3：

T2为常闭开关，所以定时器T1开始计时；

network5：

由于T0定时未到，故常闭开关T0闭合，Q1.2接通电源，即南北红灯亮；

network7：

由于T1定时未到，故常闭开关T1闭合，再加上常开开关Q1.2因接通电源而闭合，Q1.4接通，即东西绿灯亮；

接着经过40s，T0定时已到，T0被接通电源，于此同时：

network5：

常闭开关T0断开，Q1.2未接通电源，即南北红灯灭；

再过10s，T1定时已到，T1被接通电源，于此同时：

network2：

常开开关T1被闭合，定时器T3启动；

network4：

常开开关T1被闭合，定时器T2启动；

network7：

常闭开关T1被打开，Q1.4未接通电源，即东西绿灯灭；

network6：

常开开关T1被闭合，常闭开关T3处于闭合状态，Q1.6接通电源，即东西红灯亮；

network8：

常闭开关T2处于闭合状态，常开开关Q1.6因接通电源而闭合，Q1.0接通电源，即南北绿灯亮；

再经过40s，定时器T3定时已到，T3被接通电源，于此同时：

network6：

常闭开关T3断开，Q1.6未接通电源，即东西红灯灭；

再经过10s，定时器T2定时已到，T2被接通电源，于此同时：

network8：

常闭开关T2断开，Q1.0未接通电源，即南北绿灯灭；

network1：

常闭开关T2断开，T0未接通电源；

network3：

常闭开关T2断开，T1未接通电源；

network2：

T1因未接通电源故常开开关T1断开，T3未接通电源；

network4：

T1因未接通电源故常开开关T1断开，T2未接通电源；

network1：

T2因未接通电源常闭开关T2闭合，T0被接通，T0定时器开始计时；

network3：

T2因未接通电源常闭开关T2闭合，所以定时器T1开始计时；

接下来的分析与前面的分析一样，一直如此的循环下去。

实验仿真：

点击

按钮，开启仿真环境，并调出如下画面：

之后点击

下装按钮进行下装；

接着开始进行交通灯的仿真：

选择RUN，并将I1.0打钩，开始程序。

首先：

Q1.2和Q1.4亮，即南北红灯和东西绿灯亮；

当定时器T0从400ms减为0ms时，南北红灯灭，东西绿灯继续亮10s；

当定时器T1从500ms减为0ms时，东西绿灯灭，同时南北绿灯和东西红灯亮，并且于此同时启动了定时器T2与T3；

当定时器T3从400ms减为0ms时，东西红灯灭，南北绿灯继续亮10s；

当定时器T2从500ms减为0ms时，南北绿灯灭。

T2计时已到，使得T0与T1与电源断开；T1与电源断开导致了T3与T2与电源断开；反过来，T2与电源的断开，有使得定时器T0与T1与电源接通，启动了定时器T0与T1，紧接着南北红灯和东西绿灯亮；

如此一直循环下去，实现了交通灯的循环工作：

——》

——》

——》

——》

………………

至此实验完毕。

5．实验小结：

通过本次实验，我熟悉了时序控制程序的设计，以及初步了解了利用LAD来进行编程的方法；同时对于电源、常开常闭开关有了一定的认识，以及学会了如何利用常开常闭开关，以及电源的通断，来实现特定状态间的循环转换过程；还了解了接通延时定时器的用法。

实验二PID控制实验

1.实验目的：

进一步熟悉可编程序控制器的指令系统，熟悉利用PLC来进行PID控制的方法，学会PID参数的整定。

2．实验装置：

S7-300可编程序控制器，开关量输入电路板，MPCE装置。

3．实验内容：

1．连线和组态

通过以太网连接PLC和PC机。

PG/PC接口是PG/PC和PLC之间进行通讯

的接口，要实现PG/PC和PLC设备之间的通讯连接，必须正确的设置该接口。

在控制面板中打开“SetPG/PCInterface”，选中“S7OnLine（STEP7）”，再选择

网卡类型。

然后进入STEP7的硬件组态HWConfig中设置通讯模块的MAC地

址，地址为CP343-1标签上给出的物理地址，其格式是一个12位的16进制数

（如:

08-00-06-00-44-AE）。

另外还需给PLC分配唯一的IP地址（如:

192.168.0.130）

及子网掩码（如:

255.255.255.0）。

将S7300的输入输出数据端口分别同MPCE的输出输入端口相连接。

将

计算机中程序通过以太网下载到PLC中后，通过PLC控制MPCE装置。

2．程序

FB41称为连续控制的PID用于控制连续变化的模拟量，与FB42的差别在

于后者是离散型的，用于控制开关量，其他二者的使用方法和许多参数都相同或

相似。

PID的初始化可以通过在OB100中调用一次，将参数COM-RST置位，当

然也可在别的地方初始化它，关键的是要控制COM-RST；

PID的调用可以在OB35中完成，一般设置时间为200MS。

在ob35里面插入FB41，方框顶上会有红字，输入一个类似“DB120”的过程变量可以在外围设备（I/O）或者浮点数值格式输入。

“CRP_IN”功能可以将“PV_PER”外围设备数值转换为一个浮点格式的数值，在–100和+100%之间，转换

公式如下：

CPR_IN的输出=PV_PERx100/27648

“PV_NORM”功能可以根据下述规则标准化“CRP_IN”的输出：

输出PV_NORM=（CPR_IN的输出）xPV_FAC+PV_OFF

“PV_FAC”的缺省值为“1”，“PV_OFF”的缺省值为“0”。

变量“PV_FAC”和“PV_OFF”为下述公式转化的结果：

PV_OFF=（PV_NORM的输出）-（CPR_IN的输出）xPV_FAC

PV_FAC=（PV_NORM的输出）-PV_OFF）/（CPR_IN的输出）

不必转换为百分比数值。

如果设定点为物理确定，实际数值还可以转换为该物理数值。

变量：

COM_RST:

BOOL:

重新启动PID：

当该位TURE时：

PID执行重启动功能，复位PID内部参数到默认值；通常在系统重启动时执行一个扫描周期，或在PID进入饱和状态需要退出时用这个位；

MAN_ON：

BOOL：

手动值ON；当该位为TURE时，PID功能块直接将MAN的值输出到LMN，这可以在PID框图中看到；也就是说，这个位是PID的手动/自动切换位；

PEPER_ON：

BOOL：

过程变量外围值ON：

过程变量即反馈量，此PID可直接使用过程变量PIW（不推荐），也可使用PIW规格化后的值（常用），因此，这个位为FALSE；

P_SEL：

BOOL：

比例选择位：

该位ON时，选择P（比例）控制有效；一般选择有效；

I_SEL：

BOOL：

积分选择位；该位ON时，选择I（积分）控制有效；一般选择有效；

INT_HOLDBOOL：

积分保持，不去设置它；

I_ITL_ONBOOL：

积分初值有效，I-ITLVAL（积分初值）变量和这个位对应，当此位ON时，则使用I-ITLVAL变量积分初值。

一般当发现PID功能的积分值增长比较慢或系统反应不够时可以考虑使用积分初值；

D_SEL：

BOOL：

微分选择位，该位ON时，选择D（微分）控制有效；一般的控制系统不用；

CYCLE：

TIME：

PID采样周期，一般设为200MS；

SP_INT：

REAL：

PID的给定值；

PV_IN：

REAL：

PID的反馈值（也称过程变量）；

PV_PER：

WORD：

未经规格化的反馈值，由PEPER-ON选择有效；（不推荐）

MAN：

REAL：

手动值，由MAN-ON选择有效；

GAIN：

REAL：

比例增益；

TI：

TIME：

积分时间；

TD：

TIME：

微分时间；

TM_LAG：

TIME：

我也不知道，没用过它，和微分有关；

DEADB_W：

REAL：

死区宽度；如果输出在平衡点附近微小幅度振荡，可以考虑用死区来降低灵敏度；

LMN_HLM：

REAL：

PID上极限，一般是100%；

LMN_LLM：

REAL：

PID下极限；一般为0%，如果需要双极性调节，则需设置为-100%；（正负10V输出就是典型的双极性输出，此时需要设置-100%）；

PV_FAC：

REAL：

过程变量比例因子

PV_OFF：

REAL：

过程变量偏置值（OFFSET）

LMN_FAC：

REAL：

PID输出值比例因子；

LMN_OFF：

REAL：

PID输出值偏置值（OFFSET）；

I_ITLVAL：

REAL：

PID的积分初值；有I-ITL-ON选择有效；

DISV：

REAL：

允许的扰动量，前馈控制加入，一般不设置；

PID参数中重要的几个变量，给定值，反馈值和输出值都是用0.0~1.0之间的实数表示，

而这几个变量在实际中都是来自与模拟输入，或者输出控制模拟量的．因此，需要将模拟输出转换为0.0~1.0的数据，或将0.0~1.0的数据转换为模拟输出，这个过程称为规格化．规格化的方法：

（即变量相对所占整个值域范围内的百分比对应与27648数字量范围内的量）

对于输入和反馈，执行：

变量*100/27648，然后将结果传送到PV-IN和SP-INT；

对于输出变量，执行：

LMN*27648/100，然后将结果取整传送给PQW即可；

将程序下载到ＰＬＣ中．在ＭＰＣＥ中选择一个回路，连线运转设备。

在DB120中选择Monitor,可以监测当前各个参数数值。

4．实验过程：

编写符号表：

编辑功能块F41

IN：

OU