0A8000实验指导 S7200 V12.docx
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0A8000实验指导S7200V12
HUATEC
A8000PLC实验系统
模拟实验指导书
（A8000-BU-S7200A）
V1.2
北京华晟高科教学仪器有限公司编制
第一部分声明以及有关注意事项
1.本指导书声明
由于A8000的具体型号比较多，模块和对象也非常多。
所以指导书将按照模块化的方式组合。
可能指导书内有些模块的形式，使用稍有区别，模块个数和实验装置不完全符合，敬请原谅。
2.安全注意事项
在安装、操作、维护或检查本系统之前．一定仔细阅读以下安全注意事项。
在熟悉设备的知识、安全信息及全部有关注意事项以后使用。
在本使用说明书中，将安全注意事项等级分为“危险”和“注意”。
要求系统采样三线接地供电。
当通电或正在运行时，请不要进行拆卸、维修实验装置，不要打开盖子，否则会发生触电的危险。
即使电源处于断开时，除维护、维修外，请不要接触任何具有超过安全电压的裸露端子，否则接触各种充电回路可能造成触电事故。
请不要用湿手操作和设定各种旋钮及按键，以防触电。
对于电缆，请不要损伤它，不要对它加过重的应力，使它承载重物或对它钳压。
否则可能会导致触电。
3.防止损坏或烫伤
！
注意
系统应远离可燃物体。
系统发生故障时，请断开电源。
否则系统可能因电流过大导致火灾。
各个端子上加的电压只能是使用手册上所规定的电压，以防止爆裂、损坏等。
加热模块或单元时，请不要触摸，避免烫伤。
第二部分实验装置部分
1.系列产品概述
PLC（ProgrammableLogicController）可编程控制器是以微机为基础发展起来的新型工业控制装置。
它以体积小、功能强、可靠性高以及应用安装方便的特点，很快在我国的工业控制中占据了主导地位，并且不断向前发展。
根据这一发展形势，国内各大中专院枝、各类职业技术学校都将PLC教学纳入教学任务，作为电子、气以及工业自动化类专业的一门必修课。
A8000PLC模拟实验装置是在国内外同类实验装置的基础上推出的一个系列化的自动化专业实验设备。
全套装置设计合理、功能强大、操作简单方便，对学生理解和掌握可编程控制器的控制原理和操作方法，加快学习PLC的编程方法，具有极大的帮助，是PLC教学的理想工具。
本设备采用西门子S7-200、S7-300、S7-400，以及三菱PLC、欧姆龙PLC、研华ADAM8000等PLC为核心（可根据用户要求另行选择），集可编程逻辑控制器、编程软件、工控组态软件、模拟控制实验板、微处理器仿真对象、真实工业对象等于一体。
在本装置上，可直观地进行PLC的基本指令练习、多个PLC实际应用的模拟实验及实物实验。
整个系统结构紧凑、功能多样、使用方便，既能进行验证性、设计性实验，又能提供综合性实验，可满足本科、大专及中专等不同层次的教学实验要求，还可为研究开发提供实验平台。
提供各种形式的硬件装置系统，包括墙面形式、台架形式、桌面形式、斜台箱式与普通铝合金箱式等多种形式。
产品的模块是独立的，可以任意选择安装到小型台架或大型台架的模块类型。
甚至可以安装其他控制系统，以便进行PLC与其他设备的协同处理或联网运行。
2.A8000-BU实验系统
A8000-BU型箱式PLC实验装置由实验箱、PLC、软件、实验选件、配件等部分组成。
2.1实验箱
实验箱体为喷塑箱，坚固美观。
内部有两个电路板，一个CPU。
2.2PLC
主机PLC可选择的配置比较多，包括西门子LOGO、S7-200、S7-300，研华ADAM-8000，三菱FX1S、FX2N，欧姆龙CPM1A、CPM2A、CJ1M和CS1等。
系统一般提供不少于14DI/10DO的数字量。
如果选择的模块包括模拟量，则一般提供不少于2AI/1AO的模拟量。
本设备使用西门子S7-200CPU224。
2.3软件
（1）编程软件
采样针对各个PLC的编程软件，包括STEP7、CX-Programmer、FX-WIN和WINPLC等。
（2）实验软件
提供所有实验的参考例程，并加以详细注解，是教师教学以及学生学习的有力帮手和实验平台。
（3）上位监控开发软件
采用组态软件，提供一个学习和开发的平台，让学生接触到工业现场成熟应用的控制软件。
（4）上位监控实验软件
提供一些上位监控实验的例程，提供工业化典型范例。
对于网络化的PLC系统，提供统一的设备监控软件。
具有有关软件，请参考软件使用说明书。
2.4功能选件
除了在箱子或台面上提供的选件之外，还包括一些对象，可供选用：
远程变频调速控制系统
小型电梯
机械手
传送带
转台
等等。
第三部分PLC部分S7-200
1.PLC概述
可编程程序控制器（ProgrammableController）通常也称为可编程控制器。
它是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术而发展起来的一种通用的工业自动控制装置；具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等优点，本系统采用在工业领域有着广泛应用的西门子S7200系列PLC作为主控制器，完成一套过程控制实验系统，涵盖了《可编程控制器》、《信号和信息处理》、《传感技术》、《工程检测》、《模式识别》、《控制理论》、《自动化技术》、《智能控制》、《过程控制》、《自动化仪表》、《计算机应用和控制》、《计算机控制系统》等课程的教学实验与研究。
S7-200系列小型PLC可以应用于各种自动化系统。
系统组成如下图：
1-1、S7200-PLC系统组成
如图1-1所示,S7200PLC由主机、输入/输出接口、电源、模块扩展接口和外部设备接口、计算机编程软件等几个主要部分组成。
2.PLC的工作原理
PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。
即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。
然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。
在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。
PLC的扫描一个周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。
PLC在输入采样阶段：
首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。
随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。
PLC在程序执行阶段：
按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。
输出刷新阶段：
当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。
3.PLCS7-200
S7-200系列是一种可编程序逻辑控制器。
它能够控制各种设备以满足自动化控制需求。
S7-200的用户程序中包括了位逻辑，计数器，定时器，复杂数学运算以及与其他智能模块通讯等指令内容，从而使它能够监视输入状态，改变输出状态以达到控制目的。
紧凑的结构、灵活的配置和强大的指令集使S7-200成为各种控制应用的理想解决方案。
S7-200CPU将一个微处理器、一个集成电源和数字量I/O点集成在一个紧凑的封装中，从而形成了一个功能强大的微型PLC，如图所示。
当你下载程序之后，S7-200就可以按照逻辑关系监控I/O设备从而实现你的应用要求。
CPU224外形尺寸120.5X80X62，程序存储区4096字，数据区2560字，掉电保存时间190小时，本机I/O：
14DI/10DO，最大扩展7个模块，单相6路30KHz高速计数器，双相4路20KHz高速计数器，对于DC的脉冲输出2路20KHz，模拟电位器2路。
实时时钟内置，通讯口1个RS485，有浮点数运算，IO映像区256个，布尔指令执行速度0.37us/指令。
注意，S7-200有直流供电和交流供电两种CPU。
如果是交流的，则DO为继电器输出，否则就是DC输出。
连接PC/PPI电缆
将PC/PPI电缆连接RS-232（PC）的一端连接到计算机上。
将PC/PPI电缆另外一端连接到PLC的编程口上。
4.Microwin4.0软件操作步骤：
打开STEP7-V4.0
通信设置步骤和软件使用简介
1．
2．
3．
4．
5．
6．
7．在设置好通信后，以下1-6步骤为软件操作基本流程。
注意：
如在实验箱上盖模块进行实验，请将模块的右下侧的24V与下盖的24V相连接，上盖的COM与下盖的GND相连接。
否则上盖实验无法进行。
第四部分实验部分
实验一基本指令的编程练习
在基本指令的编程练习实验区完成本实验。
一、实验目的
熟悉PLC实验装置。
熟悉编程软件操作。
掌握与、或、非逻辑功能和计时计数器的编程方法。
二、实验步骤
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。
（I0.0-1.5为PLC输入点，Q0.0-1.1为PLC输出点。
钮子开关S0-S7和按动按钮P0-P7是输入设备，模拟开关量的输入；LED指示灯Q0-Q7、R0-R7是输出负载，用以模拟输出负载的通与断。
）
基本指令的编程练习时，模块的点数较多，在练习时用到几个点就接几个点，没用到时可以不接，如与、或、非逻辑指令练习时用到8个输入，4个输出，此时接12个点。
在编程软件中编写基本指令练习程序，并下载程序到PLC
在PLC中运行程序，动作相应的输入设备，观察输出指示灯是否符合程序逻辑。
三、参考程序
与、或、非逻辑
步序
指令
操作数
说明
步序
指令
器件号
说明
0
LD
I0.0
输入
7
AN
I0.5
输入
1
A
I0.1
输入
8
=
Q0.2
或非门输出
2
=
Q0.0
与门输出
9
LDN
I0.6
输入
3
LD
I0.2
输入
10
ORI
I0.7
输入
4
O
I0.3
输入
11
=
Q0.3
与非门输出
5
=
Q0.1
或门输出
12
END
程序结束
6
LDN
I0.4
输入
定时器
步序
指令
操作数
说明
0
LD
I0.0
有输入，开始计时
1
TON
T37，50
2
LD
T37
延时5秒输出
3
=
Q0.0
4
LD
I0.1
有输入，计时器动作
5
TOF
T38,50
6
LD
T38
延时5秒断开输出
7
=
Q0.1
8
LD
I0.2
有输入，开始计时
9
TONR
T5，50
10
LD
T5
延时5秒输出并保持
11
=
Q0.2
12
LD
I0.3
有输入，复位T5
13
R
T5
12
END
程序结束
定时器号和分辨率
定时器类型
分辨率
最大定时时间
定时器号
功能
首次扫描
使能接通
到达设定值
使能断开
TONR
1ms
32.767S
T0，T64
定时器位
OFF
当前值
1
开始计时
定时器位
ON
当前值
继续计时直到32767
定时器位和当前值保持最后状态
10ms
327.67S
T1-T4
T65-T68
100ms
3276.7S
T5-T31
T69-T95
TON
1ms
32.767S
T32，T96
定时器位
OFF
当前值
0
开始计时
定时器位
ON
当前值
继续计时直到32767
定时器位
OFF
当前值
0
10ms
327.67S
T33-T36
T97-T100
100ms
3276.7S
T37-T63
T101-T255
TOF
1ms
32.767S
T32，T96
定时器位
OFF
当前值
0
定时器位
ON
当前值
0
定时器位
OFF
当前值
=预设值，停止计时
使能输入从ON到OFF跳变开始计时
10ms
327.67S
T33-T36
T97-T100
100ms
3276.7S
T37-T63
T101-T255
计数器
步序
指令
操作数
说明
0
LD
I0.0
计数输入
1
LD
I0.1
复位数入
2
CTU
C0,10
增计数10次
3
LD
C0
计数到，输出
4
=
Q0.0
5
LD
I0.2
计数输入
6
LD
I0.3
使能输入
7
CTD
C1，10
减计数10次
8
LD
C1
计数值为0时输出
9
=
Q0.1
计数器类型
计数器类型
功能描述
计数器号
增计数器
CTU
每一个CU输入的上升沿，从当前计数值递增计数，到达预设值时计数器位置位，复位输入或执行复位指令，计数器复位。
C0-C255
减计数器
CTD
使能输入置位时，装入预设值，每一个CD输入的上升沿，从当前计数值递减计数，递减到0时计数器位置位，复位输入或执行复位指令，计数器复位。
增减计数器
CTUD
每一个CU输入的上升沿，从当前计数值递增计数，每一个CD输入的上升沿，从当前计数值递减计数，大于等于预设值时计数器位置位，复位输入或执行复位指令，计数器复位。
四、思考题
编写程序，将0-9的计数值在数码管上显示。
用计时指令编写程序，产生一个0.5秒的矩形脉冲，并用计数器记录10秒钟内的脉冲数。
实验二十字路口交通灯控制
在十字路口交通灯控制实验区完成本实验。
一、实验目的
通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法。
进一步熟悉PLC的I/O连接。
熟悉计时和比较指令的应用。
二、控制要求
信号灯受一个起动开关控制，当起动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。
当起动开关断开时，所有信号灯都熄灭。
南北红灯亮维持30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，东西绿灯闪烁，闪烁5秒后熄灭。
在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持5秒。
到5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20秒，然后闪亮5秒后熄灭。
同时南北黄灯亮，维持5秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。
周而复始。
三、输入/输出分配
（一）输入：
序号
名称
面板符号
程序符号
输入点
0
启动开关
SD
I0.0
I0.0
（二）输出：
序号
名称
面板符号
程序符号
输出点
0
南北向绿灯
南北灯
红
S_NRed
Q0.0
1
南北向黄灯
黄
S_NYellow
Q0.1
2
南北向红灯
绿
S_NGreen
Q0.2
3
南北向汽车甲
乙
S_NCar
Q0.3
4
东西向绿灯
东西灯
甲
E_WCar
Q0.4
5
东西向黄灯
绿
E_WGreen
Q0.5
6
东西向红灯
黄
E_WYellow
Q0.6
7
东西向汽车乙
红
E_WRed
Q0.7
四、实验步骤
按照输入和输出两个配置表，将PLC的输入输出与相应面板符号的插孔用连接线连好；
按照输入输出配置，参照参考程序，编写实验程序；
下载编写程序到PLC，运行程序；
模拟动作实验板上的按钮和开关，验证所编程序的逻辑。
五、实验思考
参考程序用计时和比较指令来完成控制，熟悉计时和比较指令并说明它们的特点。
分析绿灯闪烁程序，自己编写一个两个灯交错闪烁的程序。
实验三LED数码显示
在LED数码显示实验区完成本实验。
一、实验目的
通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法。
进一步熟悉PLC的I/O连接。
熟悉数码显示指令的应用。
二、控制要求
按启动按钮后，由八组LED发光二极管模拟的八段数码管开始显示：
随后显示数字及字符，显示次序是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9再返回初始显示，并循环不止。
如果按下保持按钮，当前显示的状态将会保持。
按开始键从保持状态开始显示。
如果按下停止按钮，将会停止显示并清除显示内容，再按开始键将从每一段开始显示。
三、输入/输出分配
（一）输入：
序号
名称
面板符号
程序符号
输入点
0
启动按钮
START
I0.0
I0.0
1
保持按钮
KEEP
I0.2
I0.2
2
停止按钮
STOP
I0.1
I0.1
（二）输出：
序号
名称
面板符号
程序符号
输出点
0
A
A
QB0
Q0.0
1
B
B
Q0.1
2
C
C
Q0.2
3
D
D
Q0.3
4
E
E
Q0.4
5
F
F
Q0.5
6
G
G
Q0.6
7
H
H
Q0.7
四、实验步骤
按照输入和输出两个配置表，将PLC的输入输出与相应面板符号的插孔用连接线连好；
按照输入输出配置，参照参考程序，编写实验程序；
下载编写程序到PLC，运行程序；
模拟动作实验板上的按钮和开关，验证所编程序的逻辑。
五．实验思考
分析参考程序的程序结构，画出流程图并说明它的特点。
实验四生产流水线模拟系统
在生产流水线的模拟控制实验区完成本实验。
一、实验目的
通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法。
进一步熟悉PLC的I/O连接。
熟悉移位指令的应用。
二、控制要求
传送带共有3个工位，工件从1号位装入，分别在A（操作1）、B（操作2）、C（操作3）三个工位完成三种装配操作，经最后一个工位后送入仓库；其它工位均用于传送工件。
实验有ST/SD开始/停止输入开关、MOVE移位输入按钮；OP1、OP2、OP3分别模拟操作1、操作2、操作3；S1、S2、S3、S4用来模拟传送带；S5为仓库指示灯。
三、输入/输出分配
（一）输入：
序号
名称
面板符号
程序符号
输入点
0
启动/停止开关
ST/SD
I0.0
I0.0
1
移位按钮
移位
I0.1
I0.1
（二）输出：
序号
名称
面板符号
程序符号
输出点
0
操作1
OP1
QB0
Q0.0
1
操作2
OP2
Q0.1
2
操作3
OP3
Q0.2
3
传送A
A
Q0.3
4
传送B
B
Q0.4
传送C
C
Q0.5
传送D
D
Q0.6
7
仓库
E
Q0.7
四、实验步骤
按照输入和输出两个配置表，将PLC的输入输出与相应面板符号的插孔用连接线连好；
按照输入输出配置，参照参考程序，编写实验程序；
下载编写程序到PLC，运行程序；
模拟动作实验板上的按钮和开关，验证所编程序的逻辑。
五、实验思考
试用多种指令编写控制程序。
实验五五相步进电机的模拟控制
在五相步进电机的模拟控制实验区完成本实验。
一、实验目的
通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法。
进一步熟悉PLC的I/O连接。
熟悉步进电机工作方式及其模拟控制编程方法。
二、控制要求
要求对五相步进电动机完成五相十拍的模拟控制，所需步进次数可在C2计数器PV处更改，如需步进10次则将C2计数器PV改为10再下载程序，各相按以下方式通电：
A~AB~B~BC~C~CD~D~DE~E~EA
三、输入/输出分配
（二）输出：
序号
名称
面板符号
程序符号
输出点
0
A相
A
Q0.0
Q0.0
1
B相
B
Q0.1
Q0.1
2
C相
C
Q0.2
Q0.2
3
D相
D
Q0.3
Q0.3
4
E相
E
Q0.4
Q0.4
四、实验步骤
按照输入和输出两个配置表，将PLC的输入输出与相应面板符号的插孔用连接线连好；
按照输入输出配置，参照参考程序，编写实验程序；
下载编写程序到PLC，运行程序；
模拟动作实验板上的按钮和开关，验证所编程序的逻辑。
五、实验思考
参考程序用计数器和比较指令来完成控制，试用其他指令编写控制程序。
参考程序完成五相十拍步进电机控制，试完成五相五拍、五相十五拍步进电机的控制。
实验六液体混合装置控制的模拟
在液体混合装置控制的模拟实验区完成本实验。
一、实验目的
通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法。
进一步熟悉PLC的I/O连接。
熟悉液体混合装置的控制方式及其编程方法。
二、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为搅匀电机，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5秒将容器放空后关闭。
起动操作:
按下起动按钮SB1，装置就开始按下面规律操作：
液体A阀门打开，液体A流入容器。
当液面到达SL2时，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，搅匀电机开始搅匀。
搅匀电机工作5秒钟后停止搅动，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5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，停在初始状态，当有下一启动输入时，又开始工作。
三、输入/输出分配
（一）输入：
序号
名称
面板符号
程序符号
输入点
0
启动开关
ST/SD
Star
I0.0
1
液位传感器1
SL1
SL1
I0.2
2
液位传感器2
SL2
SL2
I0.3
3
液位传感器3
SL3
SL3
I0.4
（二）输出：
序号
名称
面板符号
程序符号
输出点
0
液体A电磁阀
YV1
YV1
Q0.0
1
液体B电磁阀
YV2
YV2
Q0.1
2
排液电磁阀
YV3
YV3
Q0.2
3
搅拌电机
YKM
M
Q0.3
四、实验步骤
按照输入和输出两个配置表，将PLC的输入输出与相应面板符号的插孔用连接线连好；
按照输入输出配置，参照参考程序，编写实验程序；
下载编写程序到PLC，运行程序；
模拟动作实验板上的按钮和开关，验证所编程序的逻辑。
五、实验思考
画出参考程序流程图。
试用其他方法或指令来完成控制。
实验七机械手动作的模拟
在机械手动作的模拟实验区完成本实验。
一、实验目的
通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法。
进一步熟悉PLC的I/O连接。
熟悉机械手的动作方式及其编程方法。
二、控制要求
实验模拟一个将工件由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
升级会员 