S7200实验指导书.docx

1、S7200实验指导书可编程控制器（P L C）实验任务书输变电 1505/06 班指导老师：梁 峰安徽水电学院 PLC实验室201704实验一 基本逻辑指令编程实验一、实验目的：1.熟悉 S7-200 PLC的组成，电路接线和开机步骤。2.熟悉西门子 STEP7 MicroWIN32 编程软件的使用方法。3.掌握基本逻辑指令 LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI的使用方法。4.掌握定时器、计数器指令的使用方法及定时器、计数器波形的画法和含义。 。5.掌握置位、复位及脉冲指令的使用方法。6.学会用基本逻辑指令实现顺控系统的编程。7.学会 PLC程序调试的基本步骤及方法。二、实验设备：TKP

2、LC-2 实验台：主机挂件（西门子 S7200 PLC）、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 MicroWIN32 编程软件的使用方法，请自学教材第 2章的全部内容。2.熟悉西门子 S7 200 PLC 的基本位设备： I 、Q、M、T、C的编址。3.熟悉西门子基本逻辑指令与、或、输出、定时器、计数器、置位、复位及脉冲指令的 基本格式及使用方法。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.了解 S7200 PLC 的组成，熟悉 PLC的电源，输入信号端 I 和公共端 1M 4M，输出

3、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 MicroWIN32 编程软件，新建工程，进入编程环境。4.根据实验内容， 在STEP7M icroWIN32 编程环境下输入梯形图程序， 编译后，下载到 PLC 中。5.程序运行调试并修改。五、实验内容：（一）必做实验1.走廊灯两地控制程序（1） 控制要求：(2)(3)走廊灯两地控制：楼上

4、开关、楼下开关均能控制走廊灯的亮灭。输入 /输出信号定义：输入： I0.0 楼上开关（非自复式开关）I0.1 楼下开关（非自复式开关）参考程序（梯形图） ，如图 1.1：输出： Q0.0 走廊灯(4)图 1.1 两地控制 PLC 程序程序分析：由于 Q0.0 (I0.0?I0.1) (I0.0?I 0.1) ，故当 I0.0I0.1 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、 走廊西侧开关均能控制走廊灯的亮灭。I0.0I0.1Q0.000走廊中间开关、0011

5、011运行结果2.汽车转弯灯控制程序（较难题）控制要求： 汽车驾驶台上有一个转换开关。当开关扳向左边时，左灯闪亮（亮灭各一秒） 关扳向右边时，右灯闪亮（亮灭各一秒） 关灯，则过 10 秒钟自动停止闪亮。（2） 输入 /输出信号定义：输入： I0.0 开关打在中间I0.1 开关打在左边I0.2 开关打在右边（3） 参考程序(1)；当开；当开关扳向中间时，关左、右灯。若司机忘了输出： Q0.0 左灯Q0.1 右灯（梯形图） 如图 1.4：（4） 程序分析：当 I0.1 （或者 I0.2 ）接通时， T37 与 T38 构成一振荡器， T37 的触点波形为一周期 为 2 秒，占空比为 50的方波，根

6、据接通的触点是 I0.1 还是 I0.2 ，控制 Q0.0 （左灯） 或 Q0.1 （右灯）闪光。计数器 C0对 T38的上升沿进行计数，当计数值为 5 时（时间为 10秒），C0常闭触点 断开， Q0.0（或 Q0.1）不再闪光。司机将 I0.0 接通后， C0 被复位，可以进行下一次的 计数工作。（5） 思考：1分析上述程序， Q0.0、 Q0.1 会不会同时通电，为什么？2画出 Q0.0、 Q0.1 的波形图。二）选做实验1.电动机正、反转控制程序(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

7、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I0.3FR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 1.6 ( a)。 控制电路： PLC 到接触器线圈电路，取代继电器电路中的控制电路，在硬件图上图 1.6 正反转电路 PLC 电气原理图(4)参考程序(梯形图)见图 1.7：图 1.7 正反转程序(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

8、：1在基本逻辑指令实验挂件上模拟调试，验证程序的正确性2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 写出以上程序的逻辑表达式3说出模拟调试与真实系统调试时的优缺点。2.将继电器控制系统改为 PLC控制系统。(1)控制要求： 将图 1.8 的继电器控制 系统改为 PLC控制系统。(2)电路工作原理：该电路是一个顺序启动， 顺序停车的电路。 启动顺序： 电动机 M0.1 启动电动机 M0.2 启动停车顺序：电动机 M0.2 停车电动机 M0.1 停车 电动机 M1:启动： 压下启动按钮 SB2接触器 KM1线圈通电， 其常开触

9、点闭合电动机 M1运行， 同时 KM1形成自锁，为接触器 KM2线圈通电做好准备。停车：电动机 M2没有启动，压下停止按钮 SB1接触器 KM1线圈断电，其常开触点 断开电动机 M1 停止运行，同时 KM1自锁解除。 电动机 M2:启动：电动机 M1已启动压下启动按钮 SB4接触器 KM2线圈通电，其常开触点闭合电动机 M2运行，同时 KM2形成自锁。停车：压下停止按钮 SB3接触器 KM2线圈断电，其常开触点断开电动机 M2 停止运行，同时 KM2自锁解除。3保护环节：电动机 M1 与 M2 均设有过载保护 FR1、FR2，任意一台电动机过载，两台电动机均停 止运行。主电路上还设有短路保护。

10、(3)输入 /输出信号定义：输入： I0.0 M0.1 启动按钮SB2输出：Q0.0电动机M0.1 运行I0.1 M0.1 停车按钮SB1Q0.1电动机M0.2 运行I0.2 M0.2 启动按钮SB4I0.3 M0.2 停车按钮SB3I0.4 M0.1 过载保护FR1I0.5 M0.2 过载保护FR2(4)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 1.8 ( a)。 控制电路： PLC到中间继电器 KA 到接触器 KM线圈电路，取代继电器电路中的控 制电路，自行设计。(5)参考程序(梯形图) ：自行设计。(6)运行调试： 不使用 PLC ，按照图 1.6

11、 在继电器实验挂件、电动机上接线并运行 使用 PLC ，按自行设计的 PLC电气原理图在继电器实验挂件、电动机上接线并运 行(7)思考：比较 PLC 系统与继电器系统在连线上的复杂性六、实验报告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

12、收获。实验二 设计性实验第1题某专用钻床用来加工圆盘状零件上均匀分布的 6个孔（见下图 ）。1、控制要求：操作人员放好工件后，按下起动按钮 X0 ，Y0 变为 ON ，工件被夹紧，夹紧后压力继电器 X1 为 ON ，Y1 和 Y3 使两只钻头同时开始工作，钻到由限位开关 X2 和 X4 设 定的深度时， Y2 和 Y4 使两只钻头同时上行，升到由限位开关 X3 和 X5 设定的起始位置时停 止上行。两个都到位后 , Y5 使工件旋转 60，旋转到位时 X6 为 ON ，同时设定值为 3 的计数 器 C0 的当前值加 1 ，旋转结束后又开始钻第二对孔。 3 对孔都钻完后，计数器的当前值等于 设定

13、值 3， Y6 使工件松开，松开到位时，限位开关 X7 为 ON，系统返回初始状态2、实操任务要求（1）编制主要设备材料表；（2） I/O 地址分配表；（3）编制 PLC 控制梯形图；（4）控制设备安装接线；（5）检查后加电试运转与故障排除；（6）记录总结运行结果，编制操作说明书；第2题两种液体混合装置控制系统要求：有两种液体 A、B 需要在容器中混合成液体 C待用，初始时容器是空的，所有输出 均失效。按下启动信号，阀门 X1 打开，注入液体 A；到达 I 时， X1关闭，阀门 X2 打开，注 入液体 B；到达 H 时， X2关闭；开启搅拌器 R，搅拌 5s 钟；打开阀门 X3，释放液体 C；

14、当最 低位液位传感器 L=1时，关闭 X3进入下一个循环。按下停止按钮 , 要求停在初始状态。阀 X1液体 A液体 B阀 X3搅拌器 R混合装置控制系统 PLC控制要求请用 PLC控制两种液体混合的一个自动工作过程，包括以下四个步骤：（1）手动按下起动按钮（ SB1），阀门 X1 打开，注入液体 A；（2）液位到达 I 时， X1 关闭，阀门 X2打开，注入液体 B；（3）液位到达 H时， X2 关闭，开启搅拌器 R，搅拌 5s 钟；（4）打开阀门 X3，释放液体 C，当最低位液位传感器 L=1时，关闭 X3 进入下一个循环。 直到按下停止按钮停止所有工作。实操任务要求：（1）编制主要设备材料

15、表；（2） I/O 地址分配表；（3）编制 PLC控制梯形图；（4）控制设备安装接线；（5）检查后加电试运转与故障排除；（6）记录总结运行结果，编制操作说明书；（7）提交材料清单： PLC 接线图、设备材料表、 I/O 地址分配表、操作说明书。第3题送料小车控制系统的设计1送料小车系统说明送料车示意图如图 B.1 所示。该车由电动机拖动，电动机正转，车子前进，电动机反转， 车子后退。控制任务说明如下：（1） 单周期工作按动送料按钮，预先装满料的车子便自动前进。到达卸料处， SW2自动停止运行，开始卸料，经过 10s 时间后卸料完毕，送料车回到装料处（ SW1），装满料等待下一次送料。（2） 自

16、动循环方式工作 要求送料车在装料处装料后，当按动送料按钮时，送料车开始送料，到达卸料处停 10s 进行卸料后， 自动返回装料处装料， 预设装料时间是 20s，送料车在 20s 后自动到卸料处卸料， 然后再返回装料，如此反复，自动运行。（3） 小车可以紧急停止，而且可以手动控制送料车的前进和后退。2设计要求 根据系统说明要求和目标，理清输入 / 输出信号的关系和状态，列出 I/O 分配表，绘制 PLC硬 件接线图和顺序功能图，设计控制梯形图程序或语句表。3.设计报告 报告内容包括设计思路和方案，器件的选择， I/O 地址分配表，功能图，梯形图，程序清单， 调试过程和心得。装料处手动后退 手动前进

17、图 送料小车示意图第 4 题 水塔水位控制实操要求：利用 PLC、液位继电器和变频调速器实现水塔水位的多级速度控制。 水箱水位控制要求：初始状态：水箱没有水，液位开关 S4 断开（ S4 为 OFF）。 本装置上电后，按动启动按钮，电动阀 Y 通电（ Y 为 ON）水箱开始注水，水箱水位达 到 S4 高度后，液位开关 S4 闭合（ S4 为 ON），水箱水位达到 S3 高度 （ 水满 ） 时，液位开关 S3 闭合（ S3为ON） 注水电动阀 Y断电（Y为 OFF），水箱停止注水。此后，随着水塔水泵抽 水过程的进行， 水箱液面逐渐降低， 液位开关 S3（S3OFF）复位， 随着抽水过程的继续进行

18、， 水箱液面继续降低，当液面低于开关 S4 时，液位开关 S4复位（ S4为 OFF） 电动阀 Y 再次通电（ Y为 ON）水箱 （自动）注水，水位达到 S3时再次停止注水。如此循环，使水箱水位保持在 S3 S4 之间。水塔水位控制要求： 水塔水位 （水深 5 米），其中最高和最低液位使用液位继电器检测， 其它液位用开关替代。水泵电机要求使用变频调速器控制，水泵电机共设置低速、中速、全 速三个抽水速度，水泵电机全速运行时，变频调速器停止工作。当水箱水位高于 S4 液位，并且水塔水位（水深 5 米）低于水塔最低允许液面开关 S2 时（液位开关 S2为 OFF） 水泵电动机 M开始全速运行，向水塔抽水，水深达到 3 米时，水泵电动机 M中速运行，水深达到 4 米时，水泵电动机 M 低速运行，当液面达到最高液位开关 S1时 水塔电机 M停止抽水 （M为 OFF）；循环控制使得水塔水位自动保持在 S1S2 之间变化。任务要求图1 水塔水位模拟图任务要求（1）控制工艺设计；（ 2）电机控制主回路设计（主回路图） ；（ 3 ）编制设备材料表（ 4）绘制 I/O 接线图；（ 5）编制 PLC控制梯形图；（ 6 ）控制设备安装接线；（ 7）检查后加电试运转与故障排除；（8）纪录总结运行结果，编制设计报告与操作说明书。