可编程序控制器实验.docx

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可编程序控制器实验

实验三基本指令的编程练习

（一）与或非逻辑功能实验

一、实验目的

1、熟悉PLC实验装置及实验箱，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、基本指令编程练习的实验面板图1-1

图1-1基本指令编程练习的控制面板

上图中下面三排接线孔，通过防转叠插锁紧线与PLC的主机相应的输入输出插孔相接。

Ix为输入点，Qx为输出点。

上图中中间两排I0.0～I.1.5为输入按键，模拟开关量的输入。

上一排Q0.0～Q1.1是LED指示灯，接继电器输出用以模拟输出负载的通与断。

三、编制梯形图并写出程序

通过程序判断Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4的输出状态，然后输入程序并运行，加以验证。

四、实验步骤

编写一些基本的指令程序，并进行调试运行。

观察实验结果是否符合程序所表示的逻辑关系。

（应用与、或等基本指令）

通过专用PC/PPI电缆连接计算机与PLC主机。

打开编程软件STEP7，逐条输入程序，检查无误后，将所编程序下载到主机内,并将可编程控制器主机上的STOP/RUN开关拨到RUN位置，运行指示灯点亮，表明程序开始运行，有关的指示灯将显示运行结果。

（二）定时器/计数器功能实验

在基本指令的编程练习实验区完成本实验。

一、实验目的

掌握定时器、计数器的正确编程方法，并学会定时器和计数器扩展方法,用编程软件对可编程控制器的运行进行监控。

二、编制梯形图并写出实验程序

定时器、计数器及其扩展的参考程序

1、定时器的认识实验

定时器的控制逻辑是经过时间继电器的延时动作，然后产生控制作用。

其控制作用同一般延时继电器。

编写定时器指令，通过程序运行观察实验结果。

2．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。

完成定时器扩展程序编写。

3．计数器认识实验

西门子S7-200系列的内部计数器分为加计数器,减计数器和加减计数器三种。

编写计数器程序，并运行程序观察结果。

4、计数器的扩展实验

当一个计数器不能完成要求的计数数目，可以通过扩展完成，与定时器类似。

实验四三相异步电动机的星/三角换接启动控制

一、实验目的

1、掌握电机星/三角换接启动主回路的接线。

2、学会用可编程控制器实现电机星/三角换接降压启动过程的编程方法。

二、实验要求

合上启动按钮后，电机先作星形连接启动，经延时6秒后自动换接到三角形连接运转。

三、三相异步电动机星/三角换接启动控制的实验面板图：

图2-1所示

上图下框中的SS、ST、FR分别接主机的输入点I0.0、I0.1、I0.2；将KM1、KM2、KM3分别接主机的输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2；COM端与主机的1L端相连；本实验区的+24V端与主机的L+端相连。

KM1、KM2、KM3的动作用发光二极管来模拟。

四、编制梯形图并写出程序

五、动作过程分析

启动：

按启动按钮SS，I0.0的动合触点闭合，M10.0线圈得电，M10.0的动合触点闭合，Q0.0线圈得电，即接触器KM1的线圈得电，1秒后Q0.2线圈得电，即接触器KM3的线圈得电，电动机作星形连接启动；同时定时器线圈T37得电，当启动时间累计达6秒时，T37的动断触点断开，Q0.2失电，接触器KM3断电，触头释放，与此同时T37的动合触点闭合，T38得电，经0.5秒后，T38动合触点闭合，Q0.1线圈得电，电动机接成三角形，启动完毕。

定时器T1的作用使KM3断开0.5秒后KM2才得电，避免电源短路。

停车：

按停止按钮ST，I0.1的动断触点断开，M10.0、T37失电；M10.0、T37的动合触点断开，Q0.0、Q0.2失电。

KM1、KM3断电，电动机作自由停车运行。

过载保护：

当电动机过载时，I0.2的动断触点断开，Q0.0、Q0.2失电，电动机也停车。

按一下按钮FR，可模拟过载，观察运行结果

六、实验设备

1、THSMS-A型、THSMS-B型实验装置一台

2、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台

3、PC/PPI编程电缆一根

4、锁紧导线若干

七、预习要求

阅读实验指导书，复习教材中有关的内容。

八、报告要求

整理出运行和监视程序时出现的现象。

实验五十字路口交通灯控制的模拟

一、实验目的

熟练使用各基本指令，根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法，使学生了解用PLC解决一个实际问题的全过程。

二、控制要求

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。

根据实际十字路口交通灯的运行规则，设计交通灯的控制。

各个方向的红、黄、绿灯的两灭时间自行设定。

要符合实际交通灯的运行。

三、十字路口交通灯控制的实验面板图：

图4-1所示

十字路口交通灯控制面板

实验面板图中，下框中的南北红、黄、绿灯R、Y、G，东西红、黄、绿灯R、Y、G，模拟南北向行驶车的灯为乙，模拟东西向行驶车的灯为甲；下框中的SD为启动开关。

上框中的东西南北三组红绿黄三色发光二极管模拟十字路口的交通灯。

四、编制梯形图并写出实验程序，

上述是一个工作过程，然后再周而复始地进行。

五、实验设备

1、THSMS-A型、THSMS-B型实验装置或THSMS-1型、THSMS-2型实验箱一台

2、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台

3、PC/PPI编程电缆一根

4、锁紧导线若干

六、预习要求

阅读实验指导书，复习教材中相关的内容。

七、验报告要求

整理出运行和监视程序时出现的现象。

实验六水塔水位控制的模拟

一、实验目的

用PLC构成水塔水位自动控制系统。

二、实验内容

当水池水位低于水池低水位界（S4为ON表示），阀Y打开进水（Y为ON）定时器开始定时，4秒后，如果S4还不为OFF，那么阀Y指示灯闪烁，表示阀Y没有进水，出现故障，S3为ON后，阀Y关闭（Y为OFF）。

当S4为OFF时，且水塔水位低于水塔低水位界时S2为ON，电机M运转抽水。

当水塔水位高于水塔高水位界时电机M停止。

三、

水塔水位控制的实验面板图：

图5-1水塔水位控制面板

四、编制梯形图并写出实验程序

五、实验设备

1、THSMS-A型、THSMS-B型实验装置或THSMS-1型、THSMS-2型实验箱一台

2、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台

3、PC/PPI编程电缆一根

4、锁紧导线若干

六、预习要求

阅读实验指导书，复习教材中有关的内容。

七、报告要求

整理出运行和监视程序时出现的现象。

实验七液体混合装置控制的模拟

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、液体混合装置控制的模拟实验面板图：

图6-1所示

图6-1液体混合装置控制面板

上图下框中的V1、V2、V3、M分别接主机的输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3；起、停按钮SB1、SB2分别接主机的输入点I0.0、I0.1；液面传感器SL1、SL2、SL3分别接主机的输入点I0.2、I0.3、I0.4。

上图中，液面传感器利用钮子开关来模拟，启动、停止用动合按钮来实现，液体A阀门、液体B阀门、混合液阀门的打开与关闭以及搅动电机的运行与停转用发光二极管的点亮与熄灭来模拟。

三、控制要求

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：

初始状态:

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。

启动操作:

按下启动按钮SB1，装置就开始按下列约定的规律操作：

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:

按下停止按钮SB2后，在当前的混合液操作处理完毕后，才停止操作（停在初始状态上）。

四、编制梯形图并写出程序

五、实验设备

1、THSMS-A型、THSMS-B型实验装置或THSMS-1型、THSMS-2型实验箱一台

2、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台

3、PC/PPI编程电缆一根

4、锁紧导线若干

六、预习要求

阅读实验指导书，复习教材中有关的内容。

七、报告要求

整理出运行和监视程序时出现的现象。

实验八机械手动作的模拟

一、实验目的

用数据移位指令来实现机械手动作的模拟。

二、机械结构和控制要求

图中为一个将工件由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、机械手动作的模拟实验面板图：

图7-1所示

图7-1机械手动作的模拟控制面板

上图下框中的YV1、YV2、YV3、YV4、YV5、HL分别接主机的输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5；SB1、SB2分别接主机的输入点I0.0、I0.5；SQ1、SQ2、SQ3、SQ4分别接主机的输入点I0.1、I0.2、I0.3、I0.4。

上图中的启动、停止用动断按钮来实现，限位开关用钮子开关来模拟，电磁阀和原位指示灯用发光二极管来模拟。

四、编制梯形图并写出实验程序，

参考梯形图如下所示：

五、工作过程分析：

当机械手处于原位时，上升限位开关I0.2、左限位开关I0.04均处于接通（“1”状态），移位寄存器数据输入端接通，使M10.0置“1”，Q0.5线圈接通，原位指示灯亮。

按下启动按钮，I0.0置“1”，产生移位信号，M10.0的“1”态移至M10.1，下降阀输出继电器Q0.0接通，执行下降动作，由于上升限位开关I0.2断开，M10.0置“0”，原位指示灯灭。

当下降到位时，下限位开关I0.1接通，产生移位信号，M10.0的“0”态移位到M10.1，下降阀Q0.0断开，机械手停止下降，M10.1的“1”态移到M10.2，M20.0线圈接通，M20.0动合触点闭合，夹紧电磁阀Q0.1接通，执行夹紧动作，同时启动定时器T37，延时1.7秒。

机械手夹紧工件后，T37动合触点接通，产生移位信号，使M10.3置“1”，“0”态移位至M10.2，上升电磁阀Q0.2接通，I0.1断开，执行上升动作。

由于使用S指令，M20.0线圈具有自保持功能，Q0.1保持接通，机械手继续夹紧工件。

当上升到位时，上限位开关I0.2接通，产生移位信号，“0”态移位至M10.3，Q0.2线圈断开，不再上升，同时移位信号使M10.4置“1”，I0.4断开，右移阀继电器Q0.3接通，执行右移动作。

待移至右限位开关动作位置，I0.3动合触点接通，产生移位信号，使M10.3的“0”态移位到M10.4，Q0.3线圈断开，停止右移，同时M10.4的“1”态已移到M10.5，Q0.0线圈再次接通，执行下降动作。

当下降到使I0.1动合触点接通位置，产生移位信号，“0”态移至M10.5，“1”态移至M10.6，Q0.0线圈断开，停止下降，R指令使M20.0复位，Q0.1线圈断开，机械手松开工件；同时T38启动延时1.5秒，T38动合触点接通，产生移位信号，使M10.6变为“0”态，M10.7为“1”态，Q0.2线圈再度接通，I0.1断开，机械手又上升，行至上限位置，I0.2触点接通，M10.7变为“0”态，M11.0为“1”态，Q0.2开，停止上升，Q0.4线圈接通，I0.3断开，左移。

到达左限位开关位置，I0.4触点接通，M11.0为“0”态，M11.1为1”态，移位寄存器全部复位，Q0.4线圈断开，机械手回到原位，由于I0.2、I0.4均接通，M10.0被置“1”，完成一个工作周期。

再次按下启动按钮，将重复上述动作。

六、实验设备

1、THSMS-A型、THSMS-B型实验装置或THSMS-1型、THSMS-2型实验箱一台

2、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台

3、PC/PPI编程电缆一根

4、锁紧导线若干

七、预习要求

阅读实验指导书，复习教材中有关的内容。

八、报告要求

整理出运行和监视程序时出现的现象。