MPS模块化加工系统实验指导书8实验完整.docx

1、MPS模块化加工系统实验指导书8实验完整工业工程综合实验指导书（MPS系统实验）实验一 基本指令实验 实验目的 1.掌握常用基本指令的使用方法。2.学会用基本逻辑与.或.非等指令实现基本逻辑组合电路的编程。3.熟悉PLC的常用指令.定时器指令.计数器指令及RST.OUT指令的用法。4.初步掌握利用现有指令编写PLC梯形图的方法，并加深理解这些指令的功能。5.熟练使用STEP 7 MicroWIN软件编制.调试.运行PLC程序。二 实验设备1.安装有WINDOWS操作系统的PC机一台（具有STEP 7 MicroWIN V4.0软件）2.PLC（S7-200 CPU224）一台。3.PC与PLC

2、的通信电缆一根。4.按钮开关板（输入）及指示灯板（输出）各一块（可用六站中的任一站取代）三 实验内容SIEMENS S7-200系列可编程序控制器的常用基本指令有10条。本次实验进行常用基本指令LD.LDN.A.AN. NOT.O.ON.ALD.OLD.= 指令的编程操作训练。先简要介绍如下：1.取指令指令符：LD 梯形图符： 数据：接点号。除了数据通道之外，PC的其余继电器号都可以。功能：读入逻辑行（又称为支路）的第一个常开接点。2.取反指令指令符：LDN 梯形图符：数据：同LD指令功能：读入逻辑行的第一个常闭接点。在梯形图中，每一逻辑行必须以接点开始，所以必须使用LD或LDN指令。此外，这

3、条指令还用于电路块中每一支路的开始，或分支点后分支电路的起始，并与其它一此指令配合使用。3.与指令指令符：A 梯形图符： 数据：接点号。功能：逻辑与操作，即串联一个常开接点。4.与非指令指令符：AN 梯形图符： 数据：接点号，同A指令。功能：逻辑与非操作，即串联一个常闭接点。5.或指令指令符：O 梯形图符：数据：接点号，范围同A指令。功能：逻辑或操作，即并联一个常开接点。6.或非指令指令符：ON 梯形图符：数据：接点号，范围同A指令。功能：逻辑或非操作，即并联一个常闭接点。7.非指令指令符：NOT 梯形图符：数据：接点号，范围同A指令。功能：逻辑或非操作，即并联一个常闭接点。8.输出指令指令符

4、：= 梯形图符： 数据：继电器线圈号。功能：将逻辑行的运算结果输出。9.电路块与指令指令符：ALD 梯形图符：无数据：无功能：将两个电路块串联起来。10.电路块或指令指令符：OLD 梯形图符：无数据：无功能：将两个电路块并联起来。说明：LD.A.O：称为常开触点指令；LDN.AN.ON：称为常闭触点指令；当位值为1时，常开触点闭合；当位值为0时，常闭触点闭合。四 实验步骤1.实验前，先用下载电缆将PC机串口与S7-200-CPU224主机的PORT1端口连好，然后对实验单元通电。主机的指示灯亮，表示工作正常，可进入下一步实验。2.进入编译调试环境，用指令符或梯形图输入下列练习程序。3.根据程序

5、，进行相应的连线。4.下载程序并运行，观察运行结果。5.设I1.0为“开始” 按钮，I1.1为“复位”按钮，I1.2为“特殊”按钮，Q1.1为“复位”灯编写一段程序并调试，要求实现以下功能：按下“开始”按钮时，“复位”灯亮；按下“复位”按钮时，“复位”灯闪烁（亮10ms，熄灭10ms）；按下“特殊”按钮时，“复位”灯熄灭。按下“开始”按钮6次，“复位”灯亮；按下“特殊”按钮，相当于按下“开始”按钮2次；按下“复位”按钮，计数清零，“复位”灯熄灭。练习1：Network 1 LD I1.0O Q0.0AN I1.1= Q0.0 练习2：Network 1 LD I1.0A I1.1ON I1.2

6、= Q0.0练习 3：在程序中要将两个程序段（又叫电路块）连接起来时，需要用电路块连接指令。每个电路块都是以LD或LDN指令开始。ALD指令：Network 1 LD I1.0A I1.1LD I1.2AN I1.3OLD= Q0.0 OLD指令：Network 1 LD I1.0A I1.1LDN I1.2AN I1.3OLDLD I1.4AN I1.5OLD= Q0.0实验二 上料检测单元（第一站）实验一 实验目的1.了解掌握PLC控制系统 I/O分配.硬件构成.程序调试等。2.将所学的知识运用于实践中，培养分析问题.解决问题的能力。利用所学的指令完成上料检测单元程序的编制。3.本实验是六

7、单元中的第一站，通过熟悉第一站，就可获得其它各站的相关内容，为整个六站的拼合与调试作准备。二 实验设备1.安装有WINDOWS操作系统的PC机一台（具有STEP 7 MicroWIN V4.0软件）2.PLC（S7-200 CPU224）一台。3.PC与PLC的通信电缆一根。4.上料检测单元（第一站）的设备。三 实验内容1.控制任务 当设备接通电源与气源.PLC运行后，首先执行复位动作，提升气缸驱动的工件平台下降到位。然后进入工作运行模式，料盘旋转输出工件，当检测到工件平台中有工件后，料盘停止旋转，提升气缸动作，将工件平台提升至输出工位，对工件的颜色进行检测并保存下来，如果是白色工件，L1灯亮

8、；如果是黑色工件，L2灯亮。按下“特殊”按钮，表示工件被取走，工件平台下降，料盘继续旋转输出工件，重复以上流程。2.编写程序下面有该单元的手动控制程序框图，按此框图编写PLC程序。3.下载调试将编辑好的程序下载到PLC中运行，调试通过，完成控制任务。电气接口地址： MPS中的每个部件上的输入.输出信号与PLC之间的通讯电路联接是通过I/O接线端口实现的。各接口地址已经固定。各单元中的需要与PLC进行通讯联接的线路（包括各个传感器的线路.各个电磁阀的控制线路及电源线路）都已事先联接到了各自的I/O接线端口上，在与PLC联接时，只需使用一根专用电缆即可实现快速连接。 序号设备符号对应I/O设备名称

9、设备用途信号特征1B1I0.0反射式光电传感器判断有无输入工件信号为1：有输入工件信号为0：无工件2B2I0.1漫射式光电传感器判断工件的颜色信号为1：工件为白色信号为0：工件为黑色31B1I0.2磁感应式接近开关判断工件平台的位置信号为1：工件平台上升到位41B2I0.3磁感应式接近开关判断工件平台的位置信号为1：工件平台下降到位5K1Q0.0继电器控制圆形料盘旋转信号为1：料盘转动6K2Q0.1继电器控制黄色信号灯信号为1：黄色信号灯闪7K3Q0.2继电器控制红色信号灯信号为1：红色信号灯闪81Y1Q0.3电磁阀控制提升气缸的动作信号为1：工件平台上升信号为0：工件平台下降四 实验步骤 l

10、.将PC与PLC按正确方式连接。2.将PLC的工作状态开关放在“PROG”处。3.启动STEP 7 MicroWIN V4.0软件，用鼠标单击工具栏上的“新建”按钮，选择所使用的PLC类型（S7-200 CPU224），再单击“确认”按钮。 4.设计状态功能转移图.梯形图。5.调试运行。五 分析与讨论1.上述程序改用SET.RST指令如何实现？2.上述程序改用移位指令如何实现？3.试根据梯形图写出指令表。实验三 操作手单元（第二站）实验一 实验目的1.了解掌握PLC控制系统 I/O分配.硬件构成.程序调试等。2.将所学的知识运用于实践中，培养分析问题.解决问题的能力。利用所学的指令完成操作手单

11、元程序的编制。3.本实验是六单元中的第二站，通过熟悉第二站，就可获得其它各站的相关内容，为整个六站的拼合与调试作准备。二 实验设备1.安装有WINDOWS操作系统的PC机一台（具有STEP 7 MicroWIN V4.0软件）2.PLC（S7-200 CPU224）一台。3.PC与PLC的通信电缆一根。4.操作手单元（第二站）的设备。三 实验内容1.控制任务 当设备接通电源与气源.PLC运行后，首先执行复位动作，旋转气缸驱动的摆臂左转到最左端，摆臂缩回到位，夹爪打开，提取气缸上升到位。然后进入工作运行模式，按启动按钮，操作手单元先摆臂气缸后提取气缸依次伸出，提取气缸伸出到达下端后夹爪夹取工件，

12、夹紧工件后，再按照先提取气缸后摆臂气缸的顺序依次缩回，然后摆臂气缸摆到右端，等待工件送出信号。再次按下启动钮，工件送出，摆臂气缸.提取气缸依次伸出，然后放下工件，再按照逆过程返回到初始位置。2.编写程序下面有操作手单元的手动控制程序框图，按此框图编写PLC程序。3.下载调试将编辑好的程序下载到PLC中运行，调试通过，完成控制任务。电气接口地址：MPS中的每个部件上的输入.输出信号与PLC之间的通讯电路联接是通过I/O接线端口实现的。各接口地址已经固定。各单元中的需要与PLC进行通讯联接的线路（包括各个传感器的线路.各个电磁阀的控制线路及电源线路）都已事先联接到了各自的I/O接线端口上，在与PL

13、C联接时，只需使用一根专用电缆即可实现快速连接。 序号设备符号对应I/O设备名称设备用途信号特征11B1I0.0电感式传感器判断摆臂的左右位置信号为1：摆臂在最左端21B2I0.1电感式传感器判断摆臂的左右位置信号为1：摆臂在最右端32B1I0.2磁感应式接近开关判断摆臂伸缩情况信号为1：摆臂缩回到位42B2I0.3磁感应式接近开关判断摆臂伸缩情况信号为1：摆臂伸出到位53B1I0.4磁感应式接近开关判断夹爪开闭情况信号为1：夹爪已打开信号为0：夹爪夹紧64B1I0.5磁感应式接近开关判断夹爪上下的位置信号为1： 夹爪上升返回到位74B2I0.6磁感应式接近开关判断夹爪上下的位置信号为1：夹爪

14、下降到位81Y1Q0.0电磁阀控制旋转气缸左右动作信号为1：旋转缸左转91Y2Q0.1电磁阀控制旋转气缸左右动作信号为1：旋转抽右转102Y1Q0.2电磁阀控制摆臂气缸伸缩动作信号为1：摆臂缩回112Y2Q0.3电磁阀控制摆臂气缸伸缩动作信号为1：摆臂伸出123Y1Q0.4电磁阀控制夹爪开闭的动作信号为1：夹爪打开133Y2Q0.5电磁阀控制夹爪开闭的动作信号为1：夹爪闭合144Y1Q0.6电磁阀控制提取缸上下的动作信号为1：夹爪下降信号为0：夹爪上升四 实验步骤 l.将PC与PLC按正确方式连接。2.将PLC的工作状态开关放在“PROG”处。3.启动STEP 7 MicroWIN V4.0软

15、件，用鼠标单击工具栏上的“新建”按钮，选择所使用的PLC类型（S7-200 CPU224），再单击“确认”按钮。 4.设计状态功能转移图.梯形图。5.调试运行。五 分析与讨论1.上述程序改用SET.RST指令如何实现？2.上述程序改用移位指令如何实现？3.试根据梯形图写出指令表。实验四 加工单元（第三站）实验一 实验目的1.了解掌握PLC控制系统 I/O分配.硬件构成.程序调试等。2.将所学的知识运用于实践中，培养分析问题.解决问题的能力。利用所学的指令完成加工站程序的编制。3.本实验是六单元中的第三站，通过熟悉第三站，就可获得其它各站的相关内容，为整个六站的拼合与调试作准备。二 实验设备1.

16、安装有WINDOWS操作系统的PC机一台（具有STEP 7 MicroWIN V4.0软件）2.PLC（S7-200 CPU224）一台。3.PC与PLC的通信电缆一根。4.加工单元（第三站）的设备。三 实验内容1.控制任务 当设备接通电源与气源.PLC运行后，首先执行复位动作，钻孔电机上升缩回到位，检测头缩回到位，夹紧头缩回到位，旋转工作台旋转到位。然后进入工作运行模式，在输入工位上有工件的情况下，当按触启动按钮时，旋转工作台转动，将工件传送到加工工位进行钻孔加工；钻孔加工后，旋转工作台再转动一个工位，将工件送到检测工位进行钻孔质量的检测；最后工件被送到输出工位。输出工位的工件由人工取走。

17、2.编写程序下面有加工单元的手动控制程序框图，按此框图编写PLC程序。3.下载调试将编辑好的程序下载到PLC中运行，调试通过，完成控制任务。电气接口地址 MPS中的每个部件上的输入.输出信号与PLC之间的通讯电路联接是通过I/O接线端口实现的。各接口地址已经固定。各单元中的需要与PLC进行通讯联接的线路（包括各个传感器的线路.各个电磁阀的控制线路及电源线路）都已事先联接到了各自的I/O接线端口上，在与PLC联接时，只需使用一根专用电缆即可实现快速连接。 序号设备符号对应I/O设备名称设备用途信号特征1B1I0.0漫射式光电传感器判断有无输入工件信号为1：有输入工件信号为0：无工件2B2I0.1

18、电感式传感器判断旋转工作台的角度信号为1：转盘旋转到位信号为0：转盘旋转未到位31B1I0.2磁感应式接近开关判断钻孔电机的位置信号为1：钻孔电机上升到位41B2I0.3磁感应式接近开关判断钻孔电机的位置信号为1：钻孔电机下降到位52B1I0.4磁感应式接近开关判断检测头的位置信号为1：检测头缩回到位62B2I0.5磁感应式接近开关判断检测头的位置信号为1：检测头下探到位73B1I0.6磁感应式接近开关判断夹紧缸的前后位置信号为1：夹紧缸返回到位83B2I0.7磁感应式接近开关判断夹紧缸的前后位置信号为1：夹紧缸伸出到位9K1Q0.0继电器控制旋转工作台转动信号为1：旋转工作台转动10K2Q0

19、.1继电器驱动钻孔电机钻孔信号为1：钻孔电机起动111Y1Q0.2电磁阀控制托盘上下的动作信号为1：钻孔电机下降信号为0：钻孔电机上升缩回122Y1Q0.3电磁阀控制检测头的动作信号为1：检测头下探检测信号为0：检测头缩回133Y1Q0.4电磁阀控制推料缸的动作信号为1：夹紧头伸出信号为0：夹紧头返回四 实验步骤 l.将PC与PLC按正确方式连接。2.将PLC的工作状态开关放在“PROG”处。3.启动STEP 7 MicroWIN V4.0软件，用鼠标单击工具栏上的“新建”按钮，选择所使用的PLC类型（S7-200 CPU224），再单击“确认”按钮。 4.设计状态功能转移图.梯形图。5.调试

20、运行。五 分析与讨论1.上述程序改用SET.RST指令如何实现？2.上述程序改用移位指令如何实现？3.试根据梯形图写出指令表。实验五 安装搬运单元（第四站）实验一 实验目的1.了解掌握PLC控制系统 I/O分配.硬件构成.程序调试等。2.将所学的知识运用于实践中，培养分析问题.解决问题的能力。利用所学的指令完成安装站程序的编制。3.本实验是六单元中的第四站，通过熟悉第四站，就可获得其它各站的相关内容，为整个六站的拼合与调试作准备。二 实验设备1.安装有WINDOWS操作系统的PC机一台（具有STEP 7 MicroWIN V4.0软件）2.PLC（S7-200 CPU224）一台。3.PC与P

21、LC的通信电缆一根。4.安装搬运单元（第四站）的设备。三 实验内容1.控制任务 当设备接通电源与气源.PLC运行后，首先执行复位动作，夹爪打开.摆臂上抬到位，两个直线气缸驱动摆臂左转到最左端。进入工作运行模式，按启动按钮，摆臂下降夹取工件，抬起后转安装工位，摆臂下降后释放大工件，然后上抬等待小工件的安装（用计时器模拟安装好的信号），有信号后摆臂再次下降夹取工件，上抬后转输出工位；等待输出信号，按下启动按钮，摆臂下，放开工件，上抬后摆臂转左工位，再次等待下一个工作信号。各工位与两直线气缸的位置/状态表：工位1号直线气缸状态2号直线气缸状态左工位（提取工位）伸出伸出左上工位（安装工位）伸出缩回右上

22、工位（预留使用）缩回伸出右工位（输出工位）缩回缩回2.编写程序下面有操作手单元的手动控制程序框图，按此框图编写PLC程序。3.下载调试将编辑好的程序下载到PLC中运行，调试通过，完成控制任务。电气接口地址 MPS中的每个部件上的输入.输出信号与PLC之间的通讯电路联接是通过I/O接线端口实现的。各接口地址已经固定。各单元中的需要与PLC进行通讯联接的线路（包括各个传感器的线路.各个电磁阀的控制线路及电源线路）都已事先联接到了各自的I/O接线端口上，在与PLC联接时，只需使用一根专用电缆即可实现快速连接。 序号设备符号对应端端口设备名称设备用途信号特征11B1I0.0磁感应式接近开关判断直线气缸

23、的位置信号为1：1号气缸缩回到位21B2I0.1磁感应式接近开关判断直线气缸的位置信号为1：1号气缸伸出到位32B1I0.2磁感应式接近开关判断直线气缸的位置信号为1：2号气缸缩回到位42B2I0.3磁感应式接近开关判断直线气缸的位置信号为1：2号气缸伸出到位53B1I0.4磁感应式接近开关判断夹爪开闭情况信号为1：夹爪已打开信号为0：夹爪夹紧 64B1I0.5磁感应式接近开关判断夹爪上下的位置信号为1：夹爪下降到位74B2I0.6磁感应式接近开关判断夹爪上下的位置信号为1：夹爪上升到位81Y1Q0.0电磁阀控制1号直线气缸动作信号为1：1号气缸伸出91Y2Q0.1电磁阀控制1号直线气缸动作信

24、号为1：1号气缸缩回102Y1Q0.2电磁阀控制2号直线气缸动作信号为1：2号气缸伸出112Y2Q0.3电磁阀控制2号直线气缸动作信号为1：2号气缸缩回123Y1Q0.4电磁阀控制夹爪开闭的动作信号为1：夹爪打开133Y2Q0.5电磁阀控制夹爪开闭的动作信号为1：夹爪闭合144Y1Q0.6电磁阀控制提取缸上下的动作信号为1：夹爪下降信号为0：夹爪上升四 实验步骤 l.将PC与PLC按正确方式连接。2.将PLC的工作状态开关放在“PROG”处。3.启动STEP 7 MicroWIN V4.0软件，用鼠标单击工具栏上的“新建”按钮，选择所使用的PLC类型（S7-200 CPU224），再单击“确认

25、”按钮。 4.设计状态功能转移图.梯形图。5.调试运行。五 分析与讨论1.上述程序改用SET.RST指令如何实现？2.上述程序改用移位指令如何实现？3.试根据梯形图写出指令表。实验六 安装单元（第五站）实验一 实验目的1.了解掌握PLC控制系统 I/O分配.硬件构成.程序调试等。2.将所学的知识运用于实践中，培养分析问题.解决问题的能力。利用所学的指令完成安装搬运站程序的编制。3.本实验是六单元中的第五站，通过熟悉第五站，就可获得其它各站的相关内容，为整个六站的拼合与调试作准备。二 实验设备1.安装有WINDOWS操作系统的PC机一台（具有STEP 7 MicroWIN V4.0软件）2.PL

26、C（S7-200 CPU224）一台。3.PC与PLC的通信电缆一根。4.安装单元（第五站）的设备。三 实验内容1.控制任务 当设备接通电源与气源.PLC运行后，首先执行复位动作，旋转气缸驱动的摆臂左转到最左端，摆臂缩回到位，换向气缸伸出，推料气缸缩回到位。然后进入工作运行模式，按启动按钮，摆臂向外摆出，推料气缸推出小工件，摆臂摆回吸取小工件后，向外摆出，至极限位置后，释放小工件，然后摆臂摆回，同时料仓在换向气缸的驱动下换向，为下次另一种小工件的输出作好准备。每按一次启动按钮就执行一个工作循环，而在每一次工作循环后，料仓都必须交替自动换向。2.编写程序下面有操作手单元的手动控制程序框图，按此框

27、图编写PLC程序。3.下载调试将编辑好的程序下载到PLC中运行，调试通过，完成控制任务。电气接口地址 MPS中的每个部件上的输入.输出信号与PLC之间的通讯电路联接是通过I/O接线端口实现的。各接口地址已经固定。各单元中的需要与PLC进行通讯联接的线路（包括各个传感器的线路.各个电磁阀的控制线路及电源线路）都已事先联接到了各自的I/O接线端口上，在与PLC联接时，只需使用一根专用电缆即可实现快速连接。 序号设备符号对应I/O设备名称设备用途信号特征11B1I0.0磁感应式接近开关判断摆臂的左右位置信号为1：摆臂摆出到位21B2I0.1磁感应式接近开关判断摆臂的左右位置信号为1：摆臂摆回到位32

28、B1I0.2磁感应式接近开关判断料仓位置情况信号为1：当前为白色料仓42B2I0.3磁感应式接近开关判断料仓位置情况信号为1：当前为黑色料仓54B1I0.5磁感应式接近开关判断推料块的位置信号为1：推料缸返回到位64B2I0.6磁感应式接近开关判断推料块的位置信号为1：推料缸推出到位71Y1Q0.0电磁阀控制旋转气缸左右动作信号为1：旋转缸摆回81Y2Q0.1电磁阀控制旋转气缸左右动作信号为1：旋转抽摆出92Y1Q0.2电磁阀控制料仓换位信号为1：调整为黑色料仓102Y2Q0.3电磁阀控制料仓换位信号为1：调整为白色料仓113Y1Q0.4电磁阀控制真空发生器的动作信号为1：真空发生器复位123Y2Q0.5电磁阀控制真空发生器的动作信号为1：真空发生器工作134Y1Q0.6电磁阀控制推料缸的动作信号为1：推料缸推出工件信号为0：推料缸返回四