PLC实验及S7300课后题.docx

1、PLC实验及S7300课后题实验一 交通信号灯控制的编程实验1.实验目的：进一步熟悉可编程序控制器的指令系统，熟悉时序控制程序的设计和调试方法。2实验装置：S7-300可编程序控制器，开关量输入电路板。3实验内容：十字路口交通灯控制实验（1）控制开关信号灯受一个启动开关控制，当开关接通时，信号灯系统开始工作；当开关断开时，所有信号灯都熄灭。（2）控制要求南北红灯亮维持40s，同时东西绿灯也亮，维持50s。东西绿灯熄灭的同时东西红灯亮，南北绿灯亮，且东西红灯维持40s，南北绿灯维持50s。依次循环。（3）根据控制要求，画出交通灯的状态图，设计出红、绿灯的梯形图，将程序写入可编程序控制器，检查无误

2、后运行程序。（4）用PLCSIM模拟运行该程序，点击I1.0使其为1状态。Q1.0代表南北绿灯，Q1.2代表南北红灯，Q1.4代表东西绿灯，Q1.6代表东西红灯。南北红灯维持40s，同时东西绿灯亮，维持50s。东西绿灯灭的同时东西红灯亮，南北绿灯亮。4实验过程：Q1.0Q1.2Q1.4Q1.6南北绿灯南北红灯东西绿灯东西红灯0：表示对应的灯灭；1：表示对应的灯亮交通灯的状态图如下：（0110）（0010）（1001）（1000）时序图如下：实验程序：I1.0作为启动标志。T0作为南北红灯的定时器（40s）T3作为东西红灯的定时器(40s)T1作为东西绿灯的定时器（50s）T2作为南北绿灯的定时

3、器（50s）Q1.2代表南北红灯Q1.6代表东西红灯Q1.4代表东西绿灯Q1.0代表南北绿灯程序分析：首先当当启动标志I1.0接通电源以后，因为I1.0是一个常开开关，故接通后I1.0闭合，以此同时：network1：T2为常闭开关，所以定时器T0开始计时；network3：T2为常闭开关，所以定时器T1开始计时；network5：由于T0定时未到，故常闭开关T0闭合，Q1.2接通电源，即南北红灯亮；network7：由于T1定时未到，故常闭开关T1闭合，再加上常开开关Q1.2因接通电源而闭合，Q1.4接通，即东西绿灯亮；接着经过40s，T0定时已到，T0被接通电源，于此同时：network5

4、：常闭开关T0断开，Q1.2未接通电源，即南北红灯灭；再过10s，T1定时已到，T1被接通电源，于此同时：network2：常开开关T1被闭合，定时器T3启动；network4：常开开关T1被闭合，定时器T2启动；network7：常闭开关T1被打开，Q1.4未接通电源，即东西绿灯灭；network6：常开开关T1被闭合，常闭开关T3处于闭合状态，Q1.6接通电源，即东西红灯亮；network8：常闭开关T2处于闭合状态，常开开关Q1.6因接通电源而闭合，Q1.0接通电源，即南北绿灯亮；再经过40s，定时器T3定时已到，T3被接通电源，于此同时：network6：常闭开关T3断开，Q1.6未接

5、通电源，即东西红灯灭；再经过10s，定时器T2定时已到，T2被接通电源，于此同时：network8：常闭开关T2断开，Q1.0未接通电源，即南北绿灯灭；network1：常闭开关T2断开，T0未接通电源；network3：常闭开关T2断开，T1未接通电源；network2：T1因未接通电源故常开开关T1断开，T3未接通电源；network4：T1因未接通电源故常开开关T1断开，T2未接通电源；network1：T2因未接通电源常闭开关T2闭合，T0被接通，T0定时器开始计时；network3：T2因未接通电源常闭开关T2闭合，所以定时器T1开始计时；接下来的分析与前面的分析一样，一直如此的循环

6、下去。实验仿真：点击按钮，开启仿真环境，并调出如下画面：之后点击下装按钮进行下装；接着开始进行交通灯的仿真：选择RUN，并将I1.0打钩，开始程序。首先：Q1.2和Q1.4亮，即南北红灯和东西绿灯亮；当定时器T0从400ms减为0ms时，南北红灯灭，东西绿灯继续亮10s； 当定时器T1从500ms减为0ms时，东西绿灯灭，同时南北绿灯和东西红灯亮，并且于此同时启动了定时器T2与T3；当定时器T3从400ms减为0ms时，东西红灯灭，南北绿灯继续亮10s；当定时器T2从500ms减为0ms时，南北绿灯灭。T2计时已到，使得T0与T1与电源断开；T1与电源断开导致了T3与T2与电源断开；反过来，T

7、2与电源的断开，有使得定时器T0与T1与电源接通，启动了定时器T0与T1，紧接着南北红灯和东西绿灯亮；如此一直循环下去，实现了交通灯的循环工作：至此实验完毕。5实验小结： 通过本次实验，我熟悉了时序控制程序的设计，以及初步了解了利用LAD来进行编程的方法；同时对于电源、常开常闭开关有了一定的认识，以及学会了如何利用常开常闭开关，以及电源的通断，来实现特定状态间的循环转换过程；还了解了接通延时定时器的用法。实验二PID控制实验1.实验目的：进一步熟悉可编程序控制器的指令系统，熟悉利用PLC来进行PID控制的方法，学会PID参数的整定。2实验装置：S7-300可编程序控制器，开关量输入电路板，MP

8、CE装置。3实验内容：1连线和组态通过以太网连接PLC和PC机。PG/PC接口是PG/PC和PLC之间进行通讯的接口，要实现PG/PC和PLC设备之间的通讯连接，必须正确的设置该接口。在控制面板中打开“ Set PG/PC Interface”，选中“S7 OnLine( STEP7)”，再选择网卡类型。然后进入STEP 7的硬件组态HWConfig中设置通讯模块的MAC地址，地址为CP343-1 标签上给出的物理地址，其格式是一个12 位的16 进制数(如:08-00-06-00-44-AE)。另外还需给PLC分配唯一的IP地址(如:192.168.0. 130 )及子网掩码(如:255.2

9、55.255.0 ) 。 将 S7 300 的输入输出数据端口分别同MPCE的输出输入端口相连接。将计算机中程序通过以太网下载到PLC中后，通过PLC控制MPCE装置。2程序FB41称为连续控制的PID用于控制连续变化的模拟量，与FB42的差别在于后者是离散型的，用于控制开关量，其他二者的使用方法和许多参数都相同或相似。PID的初始化可以通过在OB100中调用一次，将参数COM-RST置位，当然也可在别的地方初始化它，关键的是要控制COM-RST；PID的调用可以在OB35中完成，一般设置时间为200MS。在ob35里面插入FB41，方框顶上会有红字，输入一个类似“DB120”的过程变量可以在

10、外围设备（I/O）或者浮点数值格式输入。“CRP_IN”功能可以将“PV_PER”外围设备数值转换为一个浮点格式的数值，在100 和+100% 之间，转换公式如下：CPR_IN 的输出=PV_PER x100 /27648“PV_NORM”功能可以根据下述规则标准化“CRP_IN”的输出：输出 PV_NORM = （CPR_IN 的输出）x PV_FAC + PV_OFF“PV_FAC”的缺省值为“1”，“PV_OFF”的缺省值为“0”。变量“PV_FAC”和“PV_OFF”为下述公式转化的结果：PV_OFF =（PV_NORM的输出） - （CPR_IN 的输出）x PV_FACPV_FAC

11、 =（PV_NORM的输出） - PV_OFF）/（CPR_IN 的输出）不必转换为百分比数值。如果设定点为物理确定，实际数值还可以转换为该物理数值。变量：COM_RST: BOOL: 重新启动PID：当该位TURE 时：PID 执行重启动功能，复位PID内部参数到默认值；通常在系统重启动时执行一个扫描周期，或在PID 进入饱和状态需要退出时用这个位；MAN_ON： BOOL：手动值ON；当该位为TURE 时，PID 功能块直接将MAN 的值输出到LMN，这可以在PID 框图中看到；也就是说，这个位是PID 的手动/自动切换位；PEPER_ON： BOOL：过程变量外围值ON：过程变量即反馈量

12、，此PID 可直接使用过程变量PIW（不推荐），也可使用PIW 规格化后的值（常用），因此，这个位为FALSE；P_SEL： BOOL：比例选择位：该位ON时，选择P（比例）控制有效；一般选择有效；I_SEL： BOOL：积分选择位；该位ON 时，选择I（积分）控制有效；一般选择有效；INT_HOLD BOOL：积分保持，不去设置它；I_ITL_ON BOOL：积分初值有效，I-ITLVAL（积分初值）变量和这个位对应，当此位ON 时，则使用I-ITLVAL 变量积分初值。一般当发现PID 功能的积分值增长比较慢或系统反应不够时可以考虑使用积分初值；D_SEL ： BOOL：微分选择位，该位O

13、N 时，选择D（微分）控制有效；一般的控制系统不用；CYCLE ： TIME：PID 采样周期，一般设为200MS；SP_INT： REAL：PID 的给定值；PV_IN ： REAL：PID 的反馈值（也称过程变量）；PV_PER： WORD：未经规格化的反馈值，由PEPER-ON选择有效；（不推荐）MAN ： REAL：手动值，由MAN-ON 选择有效；GAIN ： REAL：比例增益；TI ： TIME：积分时间；TD ： TIME：微分时间；TM_LAG： TIME：我也不知道，没用过它，和微分有关；DEADB_W： REAL：死区宽度；如果输出在平衡点附近微小幅度振荡，可以考虑用死区

14、来降低灵敏度；LMN_HLM： REAL：PID 上极限，一般是100%；LMN_LLM：REAL：PID 下极限；一般为0%，如果需要双极性调节，则需设置为-100%；（正负10V输出就是典型的双极性输出，此时需要设置-100%）；PV_FAC： REAL：过程变量比例因子PV_OFF： REAL：过程变量偏置值（OFFSET）LMN_FAC： REAL：PID 输出值比例因子；LMN_OFF： REAL：PID 输出值偏置值（OFFSET）；I_ITLVAL：REAL：PID 的积分初值；有I-ITL-ON 选择有效；DISV ：REAL：允许的扰动量，前馈控制加入，一般不设置；PID 参

15、数中重要的几个变量，给定值，反馈值和输出值都是用0.01.0 之间的实数表示，而这几个变量在实际中都是来自与模拟输入，或者输出控制模拟量的因此，需要将模拟输出转换为0.01.0 的数据，或将0.01.0 的数据转换为模拟输出，这个过程称为规格化规格化的方法：（即变量相对所占整个值域范围内的百分比对应与27648 数字量范围内的量）对于输入和反馈，执行：变量*100/27648，然后将结果传送到PV-IN 和SP-INT；对于输出变量，执行：LMN*27648/100，然后将结果取整传送给PQW即可；将程序下载到中在中选择一个回路，连线运转设备。在 DB120 中选择Monitor,可以监测当前各个参数数值。4实验过程：编写符号表：编辑功能块F41IN：OU