PLC指导书.docx

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PLC指导书

可编程控制器应用

实验指导书

赵黎明

电子信息学院

2010.4

目录

概述........................................................1

实验一水塔水位的模拟控制.................................3

实验二交流电动机正/反转控制..............................8

实验三交流电动机Y/△换接起动控制.........................11

实验四交流电动机能耗制动控制.............................13

实验五直线运动的控制......................................15

实验六喷泉的模拟控制...................................17

实验七交通信号灯的模拟控制..............................21

概述

本实验是为《可编程控制器原理与应用》课程配套设计的。

本实验装置包括可编程控制器（PLC）CPU模块、模拟实验板、电源、计算机。

CPU为西门子的交流供电，DC输入，继电器输出型224XP。

224XP具有14入/10出的开关量输入输出，2入/1出的模拟量输入输出，256个定时器，256个计数器，256个中间存储位；12288/16384字节程序存储区，布尔指令时间0.22uS。

装置上的24V电源不是PLC自带的，而是另外提供的。

系统输入电源：

3相电源380V±5﹪，50HZ

工作环境：

温度0-55℃，相对湿度35-85﹪RH（不结露）。

实验一水塔水位的模拟控制

一、实验目的

1.熟悉实验装置硬件。

2.熟悉STEP7编程环境的操作方法

3.掌握简单逻辑控制方法。

二、实验设备

1西门子224XPCPU模块：

a.2224XP是集成I/O的小型PLC。

除带有数字I/O点之外，还带有2路模拟量输入和1路模拟量输出。

b.本模块上已经把S-200XP的数字量输入端子（在CPU的上边）、数字量输出端子（在CPU的下边）和模拟量的输入、输出端子（在CPU的右边）全部以插孔的形式引到面板上了。

c.本模块的上部安装了1组按钮和1组开关。

d.本模块上还设置了1路24V直流稳压电源。

其位置在最右侧。

该电源的接线端子也以插孔形式给出。

面板情况如下图所示。

2.LED模拟水塔、水池模块：

a.如图所示。

左侧为水塔，右侧为蓄水池。

b.水塔上装有2只检测高低水位的开关；这里用CPU板上的二个按钮SB1和SB2来模拟。

c.水池里也装有2只检测高低水位的开关；这里用CPU板上的二个按钮SB3和SB4来模拟。

d.有2个水泵分别为水塔和水池供水。

这里分别用L1和L2来模拟。

d.本模块的内部电路如下图所示。

三、实验内容

1.用PLC构成模拟水塔水位控制系统。

2.控制要求：

a.水池水位低（以按下SB4模拟），水池需要进水，启动L2泵（以灯L2亮模拟）为水池加水；直到水池水位到高位（以按下SB3模拟），停L2泵（以灯L2灭模拟）。

b.水塔水位低（以按下SB2模拟），水塔需要进水，启动L1泵（以灯L1亮模拟）为水塔上水；直到水塔水位到高位（以按下SB1模拟），停L1泵（以灯L1灭模拟）。

c.过一会可重复上述过程（模拟水塔放水后的情况）。

四、实验方法

1．I/O分配：

输入

SB1（水塔高水位）：

I0.1SB2（水塔低水位）：

I0.2

SB3（水池高水位）：

I0.3SB4（水塔低水位）：

I0.4

输出

L1（水塔上水泵）：

Q0.1L2（水池上水泵）：

Q0.2

2．接线：

3．输入程序：

a.检查编程电缆连接是否正确。

b.启动计算机。

c.启动STEP7编程软件。

建立新文件，输入梯形图。

d.打开CPU模块电源；将RUN/STOP开关拨至STOP位置。

e.下载程序。

4.调试并运行程序：

a.将RUN/STOP开关拨至RUN位置。

程序开始运行。

b.观察程序运行效果，考察其与事先设想是否一致。

c.如不符合设想，修改程序，重新运行。

至满意为止。

5.保存程序，结束运行：

a.将RUN/STOP开关拨至STOP位置。

b.保存文件。

c.退出STEP7环境。

d.用U盘保存实验程序。

五、结束实验：

1.关闭计算机。

2.关闭CPU模块电源。

3.拆除连接线。

4.整理实验台环境。

六、思考题：

1.应该按怎样的先后顺序按动各个按钮？

2.实验过程中人要不断按动各个按钮。

这意味着“人”在扮演什么角色？

你对此有什么想法？

七．实验报告要求：

1.给出接线图。

2.给出完整的实验程序。

3.描述你按动各个按钮的先后顺序。

说明道理。

4.解释程序运行过程。

八．参考梯形图

实验二交流电动机正/反转控制

一、实验目的

1.掌握将继电接触控制电路转换为PLC梯形图的方法。

2.掌握互锁控制的方法。

二、实验内容

1.用PLC构成交流电动机正/反转控制系统。

2.控制要求：

a.按正转启动按钮后电机开始正转。

b.按停止按钮后电机停止。

c.按反转启动按钮后电机开始反转。

三、实验设备

1西门子S-200XPCPU模块

2.三相交流电动机。

3.继电接触控制模块：

a.该模块为实际器件构成。

b.板上还安装了3只接触器，1只时间继电器，1只热继电器，3只指示灯，3个一常开一常闭的按钮。

c.模块上各元件的端子已经以插孔的形式引到面板上了。

需要注意各接触器触点的接线插孔！

下部一红绿黄颜色标示的是主触点；上部以蓝色标示的为辅助触点。

不可用错！

四、实验方法

1．连接主电路接线：

如右图所示。

2．I/O分配：

输入（考虑接线插孔的情况，使用CPU板上部的按钮）

停止按钮SB1：

I0.0

正转起动按钮SB2：

I0.1

反转起动按钮SB3：

I0.2

输出点

正转接触器KM1：

Q0.0

反转接触器KM2：

Q0.1

3．PLC接线：

4．输入程序：

5.调试并运行程序：

a.主电路加电

b.将RUN/STOP开关拨至RUN位置。

程序开始运行。

c.观察程序运行效果，修改程序。

5.保存程序，结束运行：

五、结束实验：

1.关闭主电路电源。

2.关闭CPU模块电源。

3.关闭计算机。

3.拆除连接线。

4.整理实验台环境。

六、思考题：

1.这里使用的停止按钮与继电接触控制电路中的有什么不同？

它在梯形图中又表现为何种形式？

由此你如何理解PLC的输入过程？

2.为什么要保留KM1和KM2的互锁接点？

3.如果电机正在正转时，按反转启动按钮会有什么现象？

应该如何解决？

七．实验报告要求：

1.给出完整的实验程序。

2.给出接线图。

3.解释程序运行过程。

4.回到思考题。

八．参考梯形图

实验三交流电动机Y/△换接起动控制

一、实验目的

1.掌握交流电动机Y/△换接起动的方法。

2.掌握延时控制的方法。

3.掌握PLC中定时器的使用方法。

二、实验内容

1.用PLC构成交流电动机Y/△换接起动控制系统。

2.控制要求：

a.按下启动按钮SB1,电动机先以Y形接线方式启动运行。

b.2s后再切换为△形接线方式起动。

c.按停止按钮SB2后电机停止。

三、实验设备

1西门子S-200XPCPU模块

2.三相交流电动机。

3.继电接触控制模块：

四、实验方法

1．连接主电路接线：

如右图。

2．I/O分配：

输入：

（使用CPU板上部的按钮）

停止按钮SB1：

I0.0

起动按钮SB2：

I0.1

输出：

KM1：

Q0.0

KM2：

Q0.1

KM3：

Q0.2

3．PLC接线：

4．输入程序。

5.调试并运行程序。

6.保存程序，结束运行。

五、思考题：

延时时间是如何确定的？

要改变延时时间应修改哪个参数？

六．实验报告要求：

1.给出完整的实验程序。

2.给出接线图。

3.解释程序运行过程。

七、参考程序

实验四交流电动机无变压器能耗制动控制

一、实验目的

掌握交流电动机无变压器能耗制动的方法。

二、实验内容

1.用PLC构成交流电动机无变压器能耗制动控制系统。

2.控制要求：

a.按下启动按钮SB1,电动机启动起动。

b.按停止按钮SB2后电机以能耗制动方式停止运行。

记录停车时间。

3.断开Q0.1（使KM2不能工作）重复上步中的操作，记录停车时间。

比较二种情况的差别。

三、实验设备

1西门子S-200XPCPU模块

2.三相交流电动机。

3.继电接触控制模块：

四、实验方法

1．连接主电路接线：

如右图。

2．I/O分配：

输入：

（使用CPU板上部的按钮）

停止按钮：

I0.0

起动按钮：

I0.1

输出：

KM1：

Q0.0

KM2：

Q0.1

3．PLC接线：

4．输入程序。

5.调试并运行程序。

制动时间要从较短时间开始试探，最后确定一个较合适的值。

6.保存程序，结束运行。

五、思考题：

1.主电路中的电阻R起什么作用？

2.程序中的定时器定时时间应按什么原则确定？

六．实验报告要求：

1.给出接线图。

2.给出完整的实验程序。

3.解释程序运行过程。

4.回答思考题。

实验五直线运动装置的控制

一、实验目的

掌握往复式直线运动的控制方法。

二、实验设备

1.224XPCPU模块：

2.直线运动装置：

a.该模块为实际的物理装置。

如图所示。

b.其上装有4只检测位置的感应开关，标志块接近时输出低电平。

整个模块的电路以COM端为参考点。

c.其由一只可以正/反转的电机驱动。

F端与COM接通时标志块向左运动；R端与COM接通时标志块向右运动

d.整个模块的接线插孔在下部。

d.本模块的内部电路如下图所示。

三、实验内容

1.用PLC构成往复式直线运动控制系统。

2.控制要求：

a.按下SB1，标志块开始运动。

b.标志块接近最左端感应开关（P1）时自动转向右运动。

c.标志块接近最右端感应开关（P4）时自动转向左运动。

d.按下SB2，标志块停止运动。

四、实验方法

1．I/O分配：

输入

SB1（启动按钮）：

I0.1SB2（停止按钮）：

I0.2

P1（最左端感应开关）：

I0.1P4（最右端感应开关）：

I0.2

输出

F（向左运动）：

Q0.1R（向右运动）：

Q0.2

2．接线：

3．输入程序：

4.调试并运行程序：

5.保存程序，结束运行：

五、思考题：

1.刚开始按动启动按钮时，标志块会向哪个方向运动？

事先是否可以确定？

2.如果要求向右运动时遇到P2停留1S;向左运动时遇到P3停留1S;应该怎样修改程序？

七．实验报告要求：

1.给出接线图。

2.给出完整的实验程序。

3.描述你按动各个按钮的先后顺序。

说明道理。

4.解释程序运行过程。

八．参考梯形图

实验六模拟喷泉的控制

一、实验目的

掌握按时间顺序控制的方法。

二、实验内容

1.用PLC构成模拟喷泉系统，

如右图所示。

2.控制要求：

按启动按钮后开始按如下顺序点亮各发光管。

L1亮0.5秒后灭，接着L2亮0.5秒后灭，接着L3亮0.5秒后灭，接着L4亮0.5秒后灭。

接着L5和L9同时亮0.5秒后灭，接着L6和L10同时亮0.5秒后灭，接着L7和L11同时亮0.5秒后灭，接着L8和L12同时亮0.5秒后灭。

再从L1亮0.5秒后灭开始，如此循环下去。

按停止按钮后各发光管全部熄灭。

三、实验设备

1．西门子S-200XPCPU模块：

2.LED模拟喷泉模块：

a.喷泉是用12只LED模拟的。

只要按特定顺序点亮和熄灭各LED就可以看到类似泉水喷涌的情景。

b.板上还安装了2只启动和停止按钮。

c.本模块上各元件的端子也已经以插孔的形式引到面板上了。

d.本模块的内部电路如下图所示。

四、实验方法

1．I/O分配：

输入

起动按钮（SB1）：

I0.0停止按钮（SB2）：

I0.1

输出

L1：

Q0.0L2：

Q0.1L3：

Q0.2L4：

Q0.3

L5、L9：

Q0.4L6、L10：

Q0.5

L7、L11：

Q0.6L8、L12：

Q0.7

2．接线：

3．输入程序：

4.调试并运行程序：

5.保存程序，结束运行：

五、思考题：

要使各LED点亮的时间变长些应如何修改程序？

六．实验报告要求：

1.给出完整的实验程序。

2.给出接线图。

3.解释程序运行过程。

七．参考梯形图

实验七交通灯的模拟控制

一、实验目的

掌握顺序控制的方法。

二、实验内容（控制要求）

1.按启动按钮后，各灯按如下时序循环亮暗：

三、实验设备

1．西门子S-200XPCPU模块：

2.LED模拟交通灯模块：

a.该模块用12只LED模拟交通信号灯的；用2只LED模拟等待的车辆。

本实验中将只使用分为6组的模拟交通信号灯的12只LED。

b.板上还安装了1只启动按钮。

c.模块上各元件的端子已经以插孔的形式引到面板上了。

d.该模块的电路如图所示。

四、实验方法

1．I/O分配

输入：

起动按钮：

I0.0

输出：

南北红灯：

Q0.0东西红灯：

Q0.3

南北黄灯：

Q0.1东西黄灯：

Q0.4

南北绿灯：

Q0.2东西绿灯：

Q0.5

2．接线：

3．输入程序：

4.调试并运行程序：

5.保存程序，结束运行：

五、思考题：

如果再用二个开关模拟检测到等待放行车辆过多的信号，应如何修改程序，使放行时间根据车辆情况变化？

六．实验报告要求：

1.给出完整的实验程序。

2.给出接线图。

3.解释程序运行过程。

七．参考梯形图