0A8000实验指导 S7200 V12.docx

1、0A8000实验指导 S7200 V12HUATECA8000 PLC实验系统模拟实验指导书（A8000-BU-S7200A）V1.2北京华晟高科教学仪器有限公司编制第一部分 声明以及有关注意事项1. 本指导书声明由于A8000的具体型号比较多，模块和对象也非常多。所以指导书将按照模块化的方式组合。可能指导书内有些模块的形式，使用稍有区别，模块个数和实验装置不完全符合，敬请原谅。2. 安全注意事项在安装、操作、维护或检查本系统之前一定仔细阅读以下安全注意事项。在熟悉设备的知识、安全信息及全部有关注意事项以后使用。在本使用说明书中，将安全注意事项等级分为“危险”和“注意”。要求系统采样三线接地供

2、电。当通电或正在运行时，请不要进行拆卸、维修实验装置，不要打开盖子，否则会发生触电的危险。即使电源处于断开时，除维护、维修外，请不要接触任何具有超过安全电压的裸露端子，否则接触各种充电回路可能造成触电事故。请不要用湿手操作和设定各种旋钮及按键，以防触电。对于电缆，请不要损伤它，不要对它加过重的应力，使它承载重物或对它钳压。 否则可能会导致触电。3. 防止损坏或烫伤！注意系统应远离可燃物体。系统发生故障时，请断开电源。否则系统可能因电流过大导致火灾。各个端子上加的电压只能是使用手册上所规定的电压，以防止爆裂、损坏等。加热模块或单元时，请不要触摸，避免烫伤。第二部分 实验装置部分1. 系列产品概述

3、PLC（Programmable Logic Controller）可编程控制器是以微机为基础发展起来的新型工业控制装置。它以体积小、功能强、可靠性高以及应用安装方便的特点，很快在我国的工业控制中占据了主导地位，并且不断向前发展。根据这一发展形势，国内各大中专院枝、各类职业技术学校都将PLC教学纳入教学任务，作为电子、气以及工业自动化类专业的一门必修课。A8000 PLC模拟实验装置是在国内外同类实验装置的基础上推出的一个系列化的自动化专业实验设备。全套装置设计合理、功能强大、操作简单方便，对学生理解和掌握可编程控制器的控制原理和操作方法，加快学习PLC的编程方法，具有极大的帮助，是PLC教学

4、的理想工具。本设备采用西门子S7-200、S7-300、S7-400，以及三菱PLC、欧姆龙PLC、研华ADAM8000等PLC为核心(可根据用户要求另行选择)，集可编程逻辑控制器、编程软件、工控组态软件、模拟控制实验板、微处理器仿真对象、真实工业对象等于一体。在本装置上，可直观地进行PLC的基本指令练习、多个PLC实际应用的模拟实验及实物实验。整个系统结构紧凑、功能多样、使用方便，既能进行验证性、设计性实验，又能提供综合性实验，可满足本科、大专及中专等不同层次的教学实验要求，还可为研究开发提供实验平台。提供各种形式的硬件装置系统，包括墙面形式、台架形式、桌面形式、斜台箱式与普通铝合金箱式等多

5、种形式。产品的模块是独立的，可以任意选择安装到小型台架或大型台架的模块类型。甚至可以安装其他控制系统，以便进行PLC与其他设备的协同处理或联网运行。2. A8000-BU实验系统A8000-BU型箱式PLC实验装置由实验箱、PLC、软件、实验选件、配件等部分组成。2.1实验箱实验箱体为喷塑箱，坚固美观。内部有两个电路板，一个CPU。2.2 PLC主机PLC可选择的配置比较多，包括西门子LOGO、S7-200、S7-300，研华ADAM-8000，三菱 FX1S、FX2N ，欧姆龙CPM1A、CPM2A、CJ1M和CS1等。系统一般提供不少于14DI/10DO的数字量。如果选择的模块包括模拟量，

6、则一般提供不少于2AI/1AO的模拟量。本设备使用西门子S7-200 CPU224。2.3 软件（1） 编程软件采样针对各个PLC的编程软件，包括STEP 7、CX-Programmer、FX-WIN和WIN PLC等。（2） 实验软件提供所有实验的参考例程，并加以详细注解，是教师教学以及学生学习的有力帮手和实验平台。（3） 上位监控开发软件采用组态软件，提供一个学习和开发的平台，让学生接触到工业现场成熟应用的控制软件。（4） 上位监控实验软件提供一些上位监控实验的例程，提供工业化典型范例。对于网络化的PLC系统，提供统一的设备监控软件。具有有关软件，请参考软件使用说明书。2.4 功能选件除了

7、在箱子或台面上提供的选件之外，还包括一些对象，可供选用：远程变频调速控制系统小型电梯机械手传送带转台等等。第三部分 PLC部分 S7-2001. PLC概述可编程程序控制器（Programmable Controller）通常也称为可编程控制器。它是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术而发展起来的一种通用的工业自动控制装置；具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等优点，本系统采用在工业领域有着广泛应用的西门子S7200系列PLC作为主控制器，完成一套过程控制实验系统，涵盖了可编程控制器、信号和信息处理、传感技术、工程检测、模式识别、控制理论、自动化技术、智能控制、过程

8、控制、自动化仪表、计算机应用和控制、计算机控制系统等课程的教学实验与研究。S7-200系列小型PLC可以应用于各种自动化系统。系统组成如下图：1-1、S7200-PLC系统组成如图1-1所示,S7200PLC由主机、输入/输出接口、电源、模块扩展接口和外部设备接口、计算机编程软件等几个主要部分组成。2. PLC的工作原理PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描

9、。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。PLC的扫描一个周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。PLC在输入采样阶段：首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。PLC在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器

10、、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。3. PLC S7-200S7-200系列是一种可编程序逻辑控制器。它能够控制各种设备以满足自动化控制需求。S7-200的用户程序中包括了位逻辑，计数器，定时器，复杂数学运算以及与其他智能模块通讯等指令内容，从而使它能够监视输入状态，改变输出状态以达到控制目的。紧凑的结构、灵活的配置和强大的指令集使S7-200成为各种控制应用的理想解决方案。S7-200 CPU将一个微处理器、一个集成电源和数字量I/O点集成在一个紧凑的封装中，从而形成了一个功能强大的微型PLC，如图所示。当你下载程序之后，S7-200就可以按照逻辑关系监控I/O设备从而实现你的应

11、用要求。CPU224外形尺寸120.5X80X62，程序存储区4096字，数据区2560字，掉电保存时间190小时，本机I/O：14DI/10DO，最大扩展7个模块，单相6路30KHz高速计数器，双相4路20KHz高速计数器，对于DC的脉冲输出2路20KHz，模拟电位器2路。实时时钟内置，通讯口1个RS485，有浮点数运算，IO映像区 256个，布尔指令执行速度0.37us/指令。注意，S7-200有直流供电和交流供电两种CPU。如果是交流的，则DO为继电器输出，否则就是DC输出。连接PC/PPI电缆将PC/PPI电缆连接RS-232（PC）的一端连接到计算机上。将PC/PPI电缆另外一端连接

12、到PLC的编程口上。4. Micro win 4.0软件操作步骤：打开STEP7-V4.0通信设置步骤和软件使用简介1234567在设置好通信后，以下1-6步骤为软件操作基本流程。注意：如在实验箱上盖模块进行实验，请将模块的右下侧的24V与下盖的24V相连接，上盖的COM与下盖的GND相连接。否则上盖实验无法进行。第四部分 实验部分实验一 基本指令的编程练习在基本指令的编程练习实验区完成本实验。一、实验目的熟悉PLC实验装置。熟悉编程软件操作。掌握与、或、非逻辑功能和计时计数器的编程方法。二、实验步骤通过防转叠插锁紧线与PLC的主机相应的输入输出插孔相接。（I0.0-1.5为PLC输入点，Q0

13、.0-1.1为PLC输出点。钮子开关S0-S7和按动按钮P0-P7是输入设备，模拟开关量的输入；LED指示灯Q0-Q7、R0-R7是输出负载，用以模拟输出负载的通与断。）基本指令的编程练习时，模块的点数较多，在练习时用到几个点就接几个点，没用到时可以不接，如与、或、非逻辑指令练习时用到8个输入，4个输出，此时接12个点。在编程软件中编写基本指令练习程序，并下载程序到PLC在PLC中运行程序，动作相应的输入设备，观察输出指示灯是否符合程序逻辑。三、参考程序与、或、非逻辑步序指令操作数说明步序指令器件号说明0LDI0.0输入7ANI0.5输入1AI0.1输入8=Q0.2或非门输出2=Q0.0与门输

14、出9LDNI0.6输入3LDI0.2输入10ORII0.7输入4OI0.3输入11=Q0.3与非门输出5=Q0.1或门输出12END程序结束6LDNI0.4输入定时器 步序指令操作数说明0LDI0.0有输入，开始计时1TONT37，502LDT37延时5秒输出3=Q0.04LDI0.1有输入，计时器动作5TOFT38,506LDT38延时5秒断开输出7=Q0.18LDI0.2有输入，开始计时9TONRT5，5010LDT5延时5秒输出并保持11=Q0.212LDI0.3有输入，复位T513RT512END程序结束定时器号和分辨率定时器类型分辨率最大定时时间定时器号功能首次扫描使能接通到达设定值

15、使能断开TONR1ms32.767ST0，T64定时器位OFF当前值1开始计时定时器位ON当前值继续计时直到32767定时器位和当前值保持最后状态10ms327.67ST1-T4T65-T68100ms3276.7ST5-T31T69-T95TON1ms32.767ST32，T96定时器位OFF当前值0开始计时定时器位ON当前值继续计时直到32767定时器位OFF当前值010ms327.67ST33-T36T97-T100100ms3276.7ST37-T63T101-T255TOF1ms32.767ST32，T96定时器位OFF当前值0定时器位ON当前值0定时器位OFF当前值=预设值，停止计

16、时使能输入从ON到OFF跳变开始计时10ms327.67ST33-T36T97-T100100ms3276.7ST37-T63T101-T255计数器步序指令操作数说明0LDI0.0计数输入1LDI0.1复位数入2CTUC0,10增计数10次3LDC0计数到，输出4=Q0.05LDI0.2计数输入6LDI0.3使能输入7CTDC1，10减计数10次8LDC1计数值为0时输出9=Q0.1计数器类型计数器类型功能描述计数器号增计数器CTU每一个CU输入的上升沿，从当前计数值递增计数，到达预设值时计数器位置位，复位输入或执行复位指令，计数器复位。C0-C255减计数器CTD使能输入置位时，装入预设值

17、，每一个CD输入的上升沿，从当前计数值递减计数，递减到0时计数器位置位，复位输入或执行复位指令，计数器复位。增减计数器CTUD每一个CU输入的上升沿，从当前计数值递增计数，每一个CD输入的上升沿，从当前计数值递减计数，大于等于预设值时计数器位置位，复位输入或执行复位指令，计数器复位。四、思考题编写程序，将0-9的计数值在数码管上显示。用计时指令编写程序，产生一个0.5秒的矩形脉冲，并用计数器记录10秒钟内的脉冲数。实验二 十字路口交通灯控制在十字路口交通灯控制实验区完成本实验。一、实验目的通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法。进一步熟悉PLC的I/O连接。熟悉计时和比较指

18、令的应用。二、控制要求信号灯受一个起动开关控制，当起动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当起动开关断开时，所有信号灯都熄灭。南北红灯亮维持30秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒。到20秒时，东西绿灯闪烁，闪烁5秒后熄灭。在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持5秒。到5秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。东西红灯亮维持30秒。南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮5秒后熄灭。同时南北黄灯亮，维持5秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。周而复始。三、输入/输出分配（一）输入：序号名称面板符号程序符号输入点0启动开关SDI0.0I0.0（二）输出

19、：序号名 称面板符号程序符号输出点0南北向绿灯南北灯红S_NRedQ0.01南北向黄灯黄S_NYellowQ0.12南北向红灯绿S_NGreenQ0.23南北向汽车甲乙S_NCarQ0.34东西向绿灯东西灯甲E_WCarQ0.45东西向黄灯绿E_WGreenQ0.56东西向红灯黄E_WYellowQ0.67东西向汽车乙红E_WRedQ0.7四、实验步骤按照输入和输出两个配置表，将PLC的输入输出与相应面板符号的插孔用连接线连好；按照输入输出配置，参照参考程序，编写实验程序；下载编写程序到PLC，运行程序；模拟动作实验板上的按钮和开关，验证所编程序的逻辑。五、实验思考参考程序用计时和比较指令来完

20、成控制，熟悉计时和比较指令并说明它们的特点。分析绿灯闪烁程序，自己编写一个两个灯交错闪烁的程序。实验三 LED数码显示在LED数码显示实验区完成本实验。一、实验目的通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法。进一步熟悉PLC的I/O连接。熟悉数码显示指令的应用。二、控制要求按启动按钮后，由八组LED发光二极管模拟的八段数码管开始显示：随后显示数字及字符，显示次序是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9再返回初始显示，并循环不止。如果按下保持按钮，当前显示的状态将会保持。按开始键从保持状态开始显示。如果按下停止按钮，将会停止显示并清除显示内容，再按开始键将从每一段开始显示。三、输

21、入/输出分配（一）输入：序号名称面板符号程序符号输入点0启动按钮STARTI0.0I0.01保持按钮KEEPI0.2I0.22停止按钮STOPI0.1I0.1（二）输出：序号名 称面板符号程序符号输出点0AAQB0Q0.01BBQ0.12CCQ0.23DDQ0.34EEQ0.45FFQ0.56GGQ0.67HHQ0.7四、实验步骤按照输入和输出两个配置表，将PLC的输入输出与相应面板符号的插孔用连接线连好；按照输入输出配置，参照参考程序，编写实验程序；下载编写程序到PLC，运行程序；模拟动作实验板上的按钮和开关，验证所编程序的逻辑。五实验思考分析参考程序的程序结构，画出流程图并说明它的特点。实

22、验四 生产流水线模拟系统在生产流水线的模拟控制实验区完成本实验。一、实验目的通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法。进一步熟悉PLC的I/O连接。熟悉移位指令的应用。二、控制要求传送带共有3个工位，工件从1号位装入，分别在A（操作1）、B（操作2）、C（操作3）三个工位完成三种装配操作，经最后一个工位后送入仓库；其它工位均用于传送工件。实验有ST/SD开始/停止输入开关、MOVE移位输入按钮；OP1、OP2、OP3分别模拟操作1、操作2、操作3；S1、S2、S3、S4用来模拟传送带；S5为仓库指示灯。三、输入/输出分配（一）输入：序号名称面板符号程序符号输入点0启动/停止开

23、关ST/SDI0.0I0.01移位按钮移位I0.1I0.1（二）输出：序号名 称面板符号程序符号输出点0操作1OP1QB0Q0.01操作2OP2Q0.12操作3OP3Q0.23传送AAQ0.34传送BBQ0.4传送CCQ0.5传送DDQ0.67仓库EQ0.7四、实验步骤按照输入和输出两个配置表，将PLC的输入输出与相应面板符号的插孔用连接线连好；按照输入输出配置，参照参考程序，编写实验程序；下载编写程序到PLC，运行程序；模拟动作实验板上的按钮和开关，验证所编程序的逻辑。五、实验思考试用多种指令编写控制程序。实验五 五相步进电机的模拟控制在五相步进电机的模拟控制实验区完成本实验。一、实验目的通

24、过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法。进一步熟悉PLC的I/O连接。熟悉步进电机工作方式及其模拟控制编程方法。二、控制要求要求对五相步进电动机完成五相十拍的模拟控制，所需步进次数可在C2计数器PV处更改，如需步进10次则将C2计数器PV改为10再下载程序，各相按以下方式通电：AABBBCCCDDDEEEA三、输入/输出分配（二）输出：序号名 称面板符号程序符号输出点0A相AQ0.0Q0.01B相BQ0.1Q0.12C相CQ0.2Q0.23D相DQ0.3Q0.34E相EQ0.4Q0.4四、实验步骤按照输入和输出两个配置表，将PLC的输入输出与相应面板符号的插孔用连接线连好；按

25、照输入输出配置，参照参考程序，编写实验程序；下载编写程序到PLC，运行程序；模拟动作实验板上的按钮和开关，验证所编程序的逻辑。五、实验思考参考程序用计数器和比较指令来完成控制，试用其他指令编写控制程序。参考程序完成五相十拍步进电机控制，试完成五相五拍、五相十五拍步进电机的控制。实验六 液体混合装置控制的模拟在液体混合装置控制的模拟实验区完成本实验。一、实验目的通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法。进一步熟悉PLC的I/O连接。熟悉液体混合装置的控制方式及其编程方法。二、控制要求本装置为两种液体混合装置，SL1、SL2、SL3为液面传感器，液体A、B阀门与混合液阀门由电磁阀

26、YV1、YV2、YV3控制，M为搅匀电机，控制要求如下：初始状态:装置投入运行时，液体A、B阀门关闭，混合液阀门打开5秒将容器放空后关闭。起动操作:按下起动按钮SB1，装置就开始按下面规律操作：液体A阀门打开，液体A流入容器。当液面到达SL2时，关闭液体A阀门，打开液体B阀门。液面到达SL1时，关闭液体B阀门，搅匀电机开始搅匀。搅匀电机工作5秒钟后停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。当液面下降到SL3时，SL3由接通变为断开，再过5秒后，容器放空，混合液阀门关闭，开始下一周期。停止操作:按下停止按钮SB2后，在当前的混合液操作处理完毕后，停在初始状态，当有下一启动输入时，又开始工作。

27、三、输入/输出分配（一）输入：序号名称面板符号程序符号输入点0启动开关ST/SDStarI0.01液位传感器1SL1SL1I0.22液位传感器2SL2SL2I0.33液位传感器3SL3SL3I0.4（二）输出：序号名 称面板符号程序符号输出点0液体A电磁阀YV1YV1Q0.01液体B电磁阀YV2YV2Q0.12排液电磁阀YV3YV3Q0.23搅拌电机YKMMQ0.3四、实验步骤按照输入和输出两个配置表，将PLC的输入输出与相应面板符号的插孔用连接线连好；按照输入输出配置，参照参考程序，编写实验程序；下载编写程序到PLC，运行程序；模拟动作实验板上的按钮和开关，验证所编程序的逻辑。五、实验思考画出参考程序流程图。试用其他方法或指令来完成控制。实验七 机械手动作的模拟在机械手动作的模拟实验区完成本实验。一、实验目的通过对工程实例的模拟，熟练地掌握PLC的编程和程序调试方法。进一步熟悉PLC的I/O连接。熟悉机械手的动作方式及其编程方法。二、控制要求实验模拟一个将工件由A处传送到B处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。当某个