S7300实验指导书0624.docx

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S7300实验指导书0624

实验一　　基本逻辑指令编程实验

一、实验目的：

1.熟悉S7-300　PLC的组成，电路接线和开机步骤。

2.熟悉西门子STEP7编程软件的使用方法。

3.掌握基本逻辑指令的使用方法。

4.学会用基本逻辑指令实现顺控系统的编程。

5.学会PLC程序调试的基本步骤及方法。

6.学会用PLC改造继电器典型电路的方法。

二、实验设备：

PLC实验台：

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STEP7编程软件的使用方法，请详细阅读本书附录的全部内容。

2.熟悉西门子S7300PLC的基本位设备：

I、Q、M。

3.熟悉西门子基本逻辑指令与、或、输出等的使用方法。

4.熟悉典型继电器电路的工作原理。

5.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S7－300PLC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查无误，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STEP7编程软件，新建工程，进入编程环境。

4.根据实验内容，在STEP7编程环境下输入梯形图程序，转换后，下载到PLC中。

5.程序运行调试并修改。

6.写实验报告。

五、实验内容：

1.走廊灯两地控制程序（基础题）

（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：

I0.0—楼上开关（非自复式开关）　　　　　输出：

Q0.0—走廊灯

I0.1—楼下开关（非自复式开关）

（3）参考程序（梯形图），如图1.1：

图1.1两地控制PLC程序

（4）程序分析：

由于

，故当I0.0和I0.1中任I0.0和I0.1中任一输入点状态变化时，均能影响到输出点Q0.0的状态。

（5）思考：

上机运行以上程序，写出运行结果.

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.电动机的点动＋连动程序（基础题）

（1）系统控制要求：

电动机的点动控制：

按下点动启动按钮，电动机启动运行；松开点动启动按钮，电动机停止运行。

电动机的连动控制：

按下连动启动按钮，电动机启动运行；松开连动启动按钮，电动机仍然继续运行；只有当按下停止按钮时，电动机才停止运行。

保护：

系统中，过载保护。

PLC的带载能力有限，不可以直接驱动电动机，而是通过中间继电器KA控制接触器线圈再控制电动机，要求绘制PLC的电气原理图。

（2）输入/输出信号定义：

输入：

I0.0—点动控制按钮输出：

Q4.0—电动机运行

I0.1—连动控制按钮

I0.2—停车按钮

I0.3—FR过载保护

（3）PLC电气原理图绘制：

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1.2（a）。

控制电路：

PLC到中间继电器KA到接触器线圈电路，取代继电器电路中的控制电路，见图1.2（b）。

（4）参考程序（梯形图）如图1.3所示：

（5）程序分析：

本例主要说明了PLC中辅助继电器M的用途，因为PLC的工作原理与继电器控制系统的工作原理不一样，它没有继电器控制系统中的先断后合的概念，故点动控制与连动控制状态必

须分别用M0.0、M0.1保存，M0.0、M0.1均能分别影响到输出点Q0.0的状态。

（6）调试运行：

在基本逻辑指令实验挂件上模拟调试，验证程序的正确性

在将主机、继电器实验挂件、电动机、PC机连接在一起，调试运行真实系统

（7）思考：

上机运行以上程序，写出运行结果

3.电动机正、反转控制程序（基础题）

（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：

I0.0—正转启动按钮输出：

Q0.0—电动机正转

　　　I0.1—反转启动按钮Q0.1—电动机反转

I0.2—停车按钮

I0.3—FR过载保护

（3）PLC电气原理图绘制

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1.4（a）。

控制电路：

PLC到中间继电器KA到接触器线圈电路，取代继电器电路中的控制电路，在硬件图上有互锁环节，见图1.4（b）。

（5）程序分析：

在反转输出Q0.1、停止按钮I0.2断开的情况下，按下正转输入按钮I0.0，此时正转输出Q0.0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－停－反控制。

（6）调试运行：

在基本逻辑指令实验挂件上模拟调试，验证程序的正确性

在将主机、继电器实验挂件、电动机、PC机连接在一起，调试运行真实系统

（7）思考：

上机运行以上程序，写出运行结果

六、实验报告

本次实验为学生第一次实验，实验类型主要为验证型实验，要求学生在实验过程中重点是熟悉编程环境、如何进行PLC外围接线、编写程序、下载程序、调试程序、观察结果、修改程序。

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，做思考题。

6.心得体会：

本次实验中遇到的问题、解决方法及收获。

实验二　　定时器、计数器指令编程实验

一、实验目的：

1.熟悉西门子STEP7编程软件的使用方法。

2.掌握定时器、计数器指令的使用方法。

3.学会用定时器、计数器指令实现顺控系统的编程。

4.掌握定时器、计数器波形的画法和含义。

5.学会用PLC改造典型继电器电路的方法。

二、实验设备：

PLC实验台：

主机挂件（西门子S7－300PLC）、基本逻辑指令实验挂件、PC机、连接导线

三、预习内容：

1.熟悉西门子STEP7编程软件的使用方法。

2.熟悉西门子S7－300PLC的基本位设备：

I、Q、M、T、C。

3.熟悉时间继电器典型电路的工作原理。

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.电路连接好后经指导教师检查无误，并将RUN/STOP开关置于STOP后，方可接入220V交流电源.

2.在PC机启动西门子STEP7编程软件，新建工程，进入编程环境。

3.根据实验内容，在STEP7编程环境下输入梯形图程序，转换后，下载到PLC中。

4.程序运行调试并修改。

5.写实验报告。

五、实验内容：

1.断电延时脉冲控制程序（基础题）

（1）控制要求：

编制输入/输出信号波形图如下的程序。

输入I0.0：

输出Q4.0：

S

要求用通电延时型定时器实现。

（2）参考程序（梯形图）如图2.1：

（3）程序分析：

当I0.0接通，M0.0线圈接通并自锁，同时T1线圈断电；当I0.0断开，则T1线圈通电，T1开始延时，同时Q4.0线圈通电；延时时间到后，T1常闭触点断开使得M0.0、Q4.0断开。

2.方波（2S）发生器控制程序（较难题）

（1）控制要求：

编制输入/输出信号波形图如下的程序。

输入I0.0：

输出Q4.0：

（2）参考程序（梯形图）如下：

（3）程序分析：

当I0.0接通，Q4.0接通、T1线圈通电开始延时，延时时间到后，T1常闭触点断开使得Q4.0断开；T1常开触点接通，使得T2线圈通电开始延时，延时时间到后，T2常闭触点使得T1线圈断电，T2线圈断开；Q4.0接通、T1线圈通电开始延时，……，产生方波，直到I0.0断开，所有输出断开。

3.按钮计数控制程序（较难题）

（1）控制要求：

按钮I0.0按下3次，信号灯Q4.0亮；再按下3次，信号灯灭。

（2）参考程序（梯形图）如图2.3：

（3）程序分析：

I0.1接通一次，加载C0和C1的初始值，I0.0每接通一次，C0计数值减1；当C0计数值为0时，Q4.0接通，并且此后C1开始对I0.0的上升沿进行减计数；当C1计数值为0时，C0、C1被复位,Q4.0断开。

（4）思考：

上机运行程序，分析运行结果，根据输入信号的波形画出输出信号的波形图。

输入I0.0

输出Q4.0：

实验三　置位、复位及脉冲指令编程实验

一、实验目的：

1.进一步熟悉西门子STEP7编程软件的使用方法。

2.掌握置位、复位及脉冲指令的使用方法。

3.学会用置位、复位及脉冲指令实现顺控系统的编程。

4.掌握置位、复位及脉冲指令波形的画法和含义。

二、实验设备：

PLC实验台：

主机挂件（西门子S7－300PLC）、基本逻辑指令实验挂件、PC机、连接导线

三、预习内容：

1.熟悉西门子STEP7编程软件的使用方法。

2.熟悉西门子S7－300PLC的基本位设备：

I、Q、M、T、C。

3.熟悉置位、复位及脉冲指令的编程方法。

四、实验步骤：

1.电路连接好后经指导教师检查无误，并将RUN/STOP开关置于STOP后，接入220V交流电源.

2.在PC机启动西门子STEP7编程软件，新建工程，进入编程环境。

3.根据实验内容，在STEP7编程环境下输入梯形图程序，转换后，下载到PLC中。

4.程序运行调试并修改。

5.写实验报告。

五、实验内容：

1.“与”、“或”控制逻辑（基础题）

（1）控制要求：

I0.0、I0.1为输入点，Q4.0～Q4.2为输出点，分别用S、R指令实现“与”、“或”、“异或”控制逻辑，分别控制3个执行机构（PLC的3个输出）

（2）参考程序

（梯形图）如图3.1：

（3）程序分析:

当I0.0和I0.1同时接通时，Q4.0被置位；如果I0.0、I0.1中任意一个断开，则Q4.0被复位；

当I0.0和I0.1中任意一个接通时，Q4.1被置位；如果I0.0、I0.1同时断开，则Q4.1被复位；

当I0.0和I0.1中任意一个接通时，另一个断开，Q4.2被置位；如果I0.0、I0.1

同时接通或同时断开，则Q4.2被复位；

2.单按钮单路启/停（跟斗开关）输出控制程序

（1）控制要求：

用一只按钮控制一盏灯，第一次按下时灯亮，第二次按下时灯灭，……，奇数次灯亮，偶数次灯灭。

（2）输入/输出信号定义：

输入：

I0.0—按钮输出：

Q4.0—灯

（3）参考程序（梯形图）如图3.2：

图3.2跟斗开关控制程序

（4）程序分析:

a图程序：

I0.0上升沿来到时，M0.0产生一个宽度为一个时钟周期的脉冲；如果此时Q4.0断开，则Q4.0被接通；如果此时Q4.0接通，则Q4.0被复位，实现程序的要求。

b图程序：

当I0.0上升沿来到时，M0.0产生一个宽度为一个时钟周期的脉冲；如果此时Q4.0断开，则M0.1被置位；如果此时Q4.0断开，则M0.1被复位（即将Q4.0的状态取反之后存放在M0.1中），然后再将M0.1状态通过Q4.0输出，实现程序的要求。

（5）思考：

上机运行以上程序，分析运行结果，根据输入信号的波形画出输出信号的波形图。

输入I0.0：

输出M0.0：

输出M0.1：

输出Q4.0：

实验四　移位、比较指令编程实验

一、实验目的：

1.掌握功能指令的编程方法。

2.掌握传送、比较、移位指令的编程方法。

3.通过程序的调试，进一步牢固掌握常用功能指令的特点。

4.学会常用功能指令编程的方法。

二、实验设备：

TKPLC-2实验台：

主机挂件（西门子S7－300PLC）、基本逻辑指令实验挂件、PC机、天塔之光实验挂件、LED数码显示实验挂件、直线运动实物、继电器实验挂件PC机、连接导线

三、预习内容：

1.熟悉S7-300PLC功能指令的执行方式，操作数的种类。

2.熟悉西门子S7-300PLC的传送、比较、移位指令的格式。

3.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.电路连接好后经指导教师检查无误，并将RUN/STOP开关置于STOP后，方可接入220V交流电源.

2.在PC机启动西门子STEP7编程软件，新建工程，进入编程环境。

3.根据实验内容，在STEP7编程环境下输入梯形图程序，转换后，下载到PLC中。

4.程序运行调试并修改。

5.写实验报告。

五、实验内容：

1.按钮计数控制程序

（1）控制要求：

用1个计数器实现：

按钮I0.0按下3次，信号灯Q0.0亮；再按下3次，信号灯灭，再按下3次，信号灯Q0.0亮；反复进行；按钮I0.1按下，信号灯Q0.0灭。

（2）参考程序（梯形图）如图2.1：

（3）程序分析：

I0.0每接通一次，C0计数值增加1；当C0计数值为3时，用触点比较指令及置位指令使Q0.0接通，C0继续对I0.0的上升沿进行计数，当C0计数值为6时，.Q0.0、C0被复位，，开始下一次的计数。

（4）思考：

上机运行程序，分析运行结果，根据输入信号的波形画出输出信号的波形图。

输入I0.0

输出Q0.0：

2.循环移位指令编程：

（1）控制要求：

应用循环左移指令（RLR）

编写5灯循环点亮程序。

Q0.0～Q0.4分别控制5盏灯，

按启动按钮I0.0后，Q0.0亮

1S→Q0.0灭、Q0.1亮1S→Q0.1

灭、Q0.2亮1S→……→Q0.4灭、

Q0.0亮周而复始运行，按停止按

钮I0.1后，灯全灭。

编写并运行

程序，写出运行结果。

（2）参考程序（梯形图）如图2.2：

六、实验报告

本次实验为验证性实验，要求学生在实验前加强预习，实验过程中重点是运行、调试及修改自己设计的程序。

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。

实验五　算术运算、数据处理指令编程实验

一、实验目的：

1.掌握功能指令的编程方法。

2.掌握算术运算、数据处理指令的编程方法。

3.通过程序的调试，进一步牢固掌握常用功能指令的特点。

4..学会用常用功能指令编程的方法。

二、实验设备：

PLC实验台：

主机挂件（西门子S7－300PLC）、基本逻辑指令实验挂件、PC机、连接导线

三、预习内容：

1.熟悉S7-300PLC功能指令的执行方式，操作数的种类。

2.熟悉西门子S7-300PLC算术运算、数据处理指令的格式。

3.本次实验为验证+设计性实验，要求学生在实验前根据具体内容完成以下任务：

（1）确定输入/输出信号

（2）分析控制要求，画PLC电气原理图（按实验内容要求）

（3）编写PLC（梯形图）程序

（4）写出程序调试步骤

四、实验步骤：

1.电路连接好后经指导教师检查无误，并将RUN/STOP开关置于STOP后，方可接入220V交流电源.

2.在PC机启动西门子STEP7编程软件，新建工程，进入编程环境。

3.根据实验内容，在STEP7编程环境下输入梯形图程序，转换后，下载到PLC中。

4.程序运行调试并修改。

5.写实验报告。

五、实验内容：

1.数据转换编程（验证型）

（1）控制要求：

按钮I2.0压3次，从IB1处任意输入一个小于99的正数，分别以二进制、BCD、实数的形式在MW0、MW2、MW4处显示出来。

（2）参考程序（梯形图）如图3.1：

（3）程序分析：

学生自行分析

（4）思考:

运行程序,写出你输入的数为?

MW0、MW2、MW4中的数为多少？

2.算数运算指令编程：

（1）自行编程分别计算＋32767＋1＝？

、－32768－1＝？

控制要求：

分别用16位整数的加、减指令，32位整数的加、减指令及自增1、自减1指令编程，要求运行后观察标志位的状态，并分析原因。

（2）自行编程计算3000×20＝？

15/4＝？

控制要求：

分别用16位整数的乘、除指令编写并运行程序，观察运行结果，指出乘积、商及余数所存在的单元及内容。

注：

以上两个题目可以分别编程，也可以合在一起编程。

3.数据处理指令编程：

（1）自行编程分别计算：

20与11=?

、20或11=?

、20异或11=？

控制要求：

编写并运行程序，写出运行结果。

六、实验报告

本次实验为设计类实验，要求学生在实验前加强预习，实验过程中重点是运行、调试及修改自己设计的程序。

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，按实验内容编写PLC梯形图程序以及程序调试步骤。

4.实验具体步骤：

重点写程序的运行、调试、修改的过程。

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.心得体会：

本次实验中遇到的问题、解决方法及收获。

注：

本次实验为设计型实验，要求学生的实验报告中必须写出最终的梯形图程序。

实验六　基本逻辑指令综合设计实验

一、实验目的：

1.在掌握逻辑指令的基本应用基础上，通过综合设计实验的训练，达到提高综合分析问题、解决问题能力的目的。

2.通过程序的调试，进一步掌握PLC的编程技巧和编程调试方法。

3.以工程应用为出发点，强化学生的工程意识。

二、实验设备：

PLC实验台：

主机挂件（西门子S7－300PLC）、基本逻辑指令实验挂件、继电器挂件、直线运动模块、PC机、连接导线

三、预习内容：

1.熟悉西门子STEP7编程软件的使用方法。

2.熟悉西门子S7-300PLC的基本位设备：

I、Q、M、T、C。

3.熟悉基本逻辑指令的编程方法。

4.熟悉典型继电器控制电路。

5.了解PLC设计控制系统的基本方法和步骤。

6.本次实验为一般设计类实验，要求学生在实验前根据具体内容完成以下任务：

（1）确定输入/输出信号

（2）分析控制要求，简单画出PLC电气原理图（按实验内容要求）

（3）编写PLC（梯形图）程序

（4）写出程序调试步骤

（5）写出程序运行结果

四、实验步骤：

1.电路连接好后经指导教师检查无误，并将RUN/STOP开关置于STOP后，接入220V交流电源.

2.在PC机启动西门子STEP7编程软件，新建工程，进入编程环境。

3.根据实验内容，在STEP7编程环境下输入梯形图程序，转换后，下载到PLC中。

4.程序运行调试并修改。

5.写实验报告。

五、实验内容：

1.小车往复运动控制程序

本程序是以检测为原则，实现PLC顺控

系统设计。

（1）控制要求：

小车在初始状态时停在中间，限位开关

I0.0=ON；按下启动按钮I0.3，小车按图所示

顺序往复运动，按下停止按钮I0.4，小车停在初始位置（中间）

（2）.设计指导：

该程序为电动机正、反转控制的具体工程应用，学生可参考本书实验一中的相关内容。

该程序的关键问题：

按下停止按钮时，小车并不是立即停止，而是要回到原位（中间位置）才停，所以要对停止信号加自锁保持，小车回到原位后再清除停止信号。

六、实验报告

本次实验为综合设计型实验，要求学生在实验前加强预习，实验过程中重点是运行、调试及修改自己设计的程序。

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，按实验内容画出PLC电气原理图、PLC梯形图程序以及程序调试步骤。

4.实验具体步骤：

重点写程序的运行、调试、修改的过程。

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.心得体会：

本次实验中遇到的问题、解决方法及收获。

注：

本次实验为综合设计型实验，要求学生的实验报告中必须画出PLC电气原理图、以及写出最终的梯形图程序。