PLC实验设备实验指导书修改.docx

1、PLC实验设备实验指导书修改PLC实验设备实验指导书目录第一章 系统简介一、实验设备构成二、系统面板介绍第二章 PLC控制实验实验一 认识实验实验二 舞台灯的PLC控制实验三 LED数码管显示控制实验四 交通信号灯的自动控制实验五 驱动步进电机的PLC控制实验六 电机的星/三角启动控制实验七 机械手的PLC自动控制实验八 四层电梯的PLC控制实验九 刀库捷径方向选择控制实验十 物料混合控制实验十一 水塔水位控制实验十二 邮件分拣控制实验十三 四级传送带的控制第一章 系统简介SIMITIC S7 300系列可编程控制器是德国西门子公司推出的中小型PLC。采用了模块化无排风扇结构，且易于用户掌握，

2、广泛应用于自动化领域。本设备采用的为CPU313C-2DP ，主机采用24V直流电源供电，提供16个输入点和16个输出点，且有PROFIBUS-DP主从接口，可组成PROFIBUS网络。提供了丰富的指令，可实现复杂的应用。一、西门子PLC实验设备构成西门子PLC实验设备由以下部分组成：1 32台西门子S7-300 PROFIBUS 总线型PLC2 32个显示屏及操作板，显示屏上配备13种实验线路板3 32台个人计算机和CP5611 通讯卡4 PROFIBUS现场总线网络5 SIEMENS STEP 7 V6.0编程软件包如下图所示，32台西门子S7-300 型PLC及32台个人计算机分成4组，

3、每8台西门子S7-300 型PLC及8台个人计算机通过西门子PROFIBUS DP总线连接在一起，形成4个独立的多主PLC局域网络。每个独立的PLC局域网络上的个人计算机都配备了SIEMENS STEP 7编程软件包，既可以完成对本PLC的编程和状态监视，也可以对本局域网络上的任何PLC进行编程状态监视。注意 ：1每个PLC站地址都贴在了PLC 主机上。每次上传和下传程序时，BUS地址千万不要写错，否则将要传到别的设备上，影响他人工作。 2不要随意更改PLC DP插头上的“ON”，“OFF”开关，否则会造成网络不通。 3 每组网络的最后一台电脑主机，工作时不要关闭，否则影响他人工作。二、S30

4、0 PLC系统面板介绍 本实验演示屏选用的PLC主机是西门子S7-300系列的CPU313C-2DP。主机采用24V直流电源供电，提供16个输入点和16个输出点。输入接口（IN）的编号为DI+0.0DI+0.7及DI+1.0DI+1.7。输出接口（OUT）的编号为DO+0.0DO+0.7及DO+1.0DO+1.7。：根据组态设置，输入输出接口与内部控制单元的对应关系为：输入通道0输入通道1输出通道0输出通道1DI+0.0I124.0DI+1.0I125.0DO+0.0Q124.0DO+1.0Q125.0DI+0.1I124.1DI+1.1I125.1DO+0.1Q124.1DO+1.1Q125

5、.1DI+0.2I124.2DI+1.2I125.2DO+0.2Q124.2DO+1.2Q125.2DI+0.3I124.3DI+1.3I125.3DO+0.3Q124.3DO+1.3Q125.3DI+0.4I124.4DI+1.4I125.4DO+0.4Q124.4DO+1.4Q125.4DI+0.5I124.5DI+1.5I125.5DO+0.5Q124.5DO+1.5Q125.5DI+0.6I124.6DI+1.6I125.6DO+0.6Q124.6DO+1.6Q125.6DI+0.7I124.7DI+1.7I125.7DO+0.7Q124.7DO+1.7Q125.7，可采用助记符和梯形

6、图两种编程方式。PLC主机面板图如图1-1所示 图1-1在图1-1中：输入接线端子和输出接线端子 ，DI+0和DO+0 ，1L+ ,1M ,2L+，2M，3L+,3M与CPU上相应端子一一对应。1L+ ，1M对应输入端DI+0电源，2L+ ，2M对应DI+1 电源，3L+ ，3M 对应DO+1和DO+0 。其中L+ 对应电源正极，M 对应电源负极。CPU313C-2DP 本机带有MMC 64K存储卡，开机时，千万不要插拔此卡，否则会造成损坏。反向器单元。由于CPU313C-2DP主机的输入输出信号都以高电平为有效电平。而在实验中我们需要用到低电平有效的信号，所以我们增加了8个输入反相器及4个输

7、出反相器（原理图见下图）。以便在实验时实现相应的控制。对于输出反相器：当输入端（IN）为高时，输出端切不可直接接24V电源，会损坏场效应管的。下面对有关实验中反相器的使用，说明如下：1、 在电梯控制的实验中的楼层的行程开关信号和刀库控制实验中的刀的位置信号都是通过霍尔开关来实现的，而霍尔开关的有效输出为低电平，无效时为高电平。因此需将这些信号反相，即通过输入反相器接入主机的输入端。具体接法请参见相关实验中的接线图。2、 在四级传送带实验中指示灯的点亮需要使Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5为高电平，而Y10、Y11、Y12、Y13为低电平。故主机输出到Y10、Y11、Y12、Y13的信号需接输

8、出反相器。具体接法请参见相关实验中的接线图。3、 电机正反转的控制，需要一正一负的控制信号。在电梯控制、刀库控制、以及液体混合控制的实验中需对电机进行正反转控制。具体接法请参见相关实验中的接线图。！注意：输入反相器及输出反相器都是专用的，请严格按照接线图接线，否则有损坏的可能。最好在接好线后仔细核对。24V电源输出端 。+24V为电源正端，0V为电源负端。电源开关。接通和关闭24V电源。二、编程装置 通常采用微型计算机作为编程装置。安装SIMATIC公司的S7 STEP 7 5.2 ，通过PROFIBUS组成多主系统。通过CP5611卡将电脑和PLC连接进行通讯，即可将PLC程序的编码表下载至

9、PC的存储器中，运行程序，即可进行控制实验。三、实验介绍 。实验屏共有12个模块，可完成12个综合实验。1、 舞台灯控制2、 数码管显示3、 交通灯实验4、 电机星/三角启动5、 机械手控制6、 步进电机控制7、 电梯控制8、 刀库控制9、 物料混合控制10、 水塔水位控制11、 邮件分拣控制12、 四级传送带控制第二章 PLC控制实验实验一 认识实验一、实验目的1、 熟悉S7 STEP7 5.2 使用方法。能建立工程，进行组态，下传程序2、 熟悉试验设备，了解实验设备性能。熟悉编译调试软件的使用。二、实验器材1、 PC机一台2、 PLC实验箱一台 包括电机星三角电路板和舞台灯试验板各一块。3

10、、 导线若干三、实验内容及步骤1 建立新工程组态并下传程序首先打开SETP7软件，在桌面上点击图标（如下图）1， 新建一个工程（图1）点击新建按钮图12， 给工程命名（图2）命名完后点击ok.图2点击ok后的画面（图3）。图33,插入s300 (图4)图4插入后的图片（图5）图54，双击Hardware进行组态（图6）。图65,从SIMATIC 300中点击RACK-300后双击RAIL后如图7图76，选2槽后添加CPU3-00当前具体型号选为6es7 313-6ce01-0ab0,双击后如图（8）图87，点击“NEW”后点击“OK” （如图9）图9选相应的地址后点“OK” （如图10）图10

11、8，点击编译按钮进行编译。如图（11）图119，对硬件组态下载（如图12）点击“OK”图12点击“OK”开始下载。（如图3）硬件组态结束。图1310 ，关闭硬件组态 ，进入下图选择STL 指令 在OB1 内输入如下语句 AN T 1 L S5T#250MS SE T 1 NOT BEC L MB 100 INC 1 T MB 100 A M 100.1 = Q 125.0 A M 100.2 = Q 125.1 A M 100.3 = Q 125.2 A M 100.4 = Q 125.3 A M 100.5 = Q 125.4 A M 100.6 = Q 125.5 A M 100.7 =

12、Q 125.6 A M 100.0 = Q 125.7，点击 SAVE 按钮，点击下载按钮下载程序（如图14）。完毕后，PLC可运行下载程序了。图14二、 实验连线按照下表接线输入输出主机实验屏注释主机实验屏注释Q125.0Y0灯A区Q125.1Y1灯B区Q125.2Y2灯C区Q125.3Y3灯D区Q125.4Y4灯E区Q125.5Y5灯F区Q125.6Y6灯G区Q125.7Y7灯H区1L+24V3L+24V1M0V3M0VCOM24V注意事项1 下载程序地址根据每台设备PLC上的BUS地址输入，千万不要随意输入。2 所有的线接好 ，等指导老师检查后再打开电源思考题：1 此程序运行结果是什么？

13、2 总结系统组态，下传程序和程序进行监控的方法实验二 舞台灯的PLC控制一、实验目的1 掌握移位寄存器指令的应用2 掌握PLC与外围电路的接口连线二、实验器材1 PC机一台2 PLC舞台灯的PLC控制电路板一块3 导线若干三、实验内容及步骤1、 设计要求舞台灯光控制可以采用PLC来控制，如灯光的闪耀、移位及各种时序的变化。舞台灯控制模块共有8道灯，上方五道灯呈拱形，下方三道呈梯形，舞台灯控制示意图现要求07号灯闪亮的时序如下： （1）7号灯一亮一灭交替闪亮。（2）6、5、4、3号4道灯由内到外依次点亮，再全亮，然后再重复上述过程，循环往复。（3）2、1、0号阶梯由上至下，依次点亮，再全亮。然后

14、重复上述过程，循环往复。2、确定需要输入输出地址、并编写程序输入输出主机实验屏注释主机实验屏注释I124.0X0启动Q125.0Y0灯3区Q125.1Y1灯4区Q125.2Y2灯5区Q125.3Y3灯6区Q125.4Y4灯7区Q125.5Y5灯2区Q125.6Y6灯1区Q125.7Y7灯0区1L+3L+1M3MCOM3、根据所给控制要求和I/O分配表 ,绘出实验用I/O接线图,写出梯形图及注释说明4编译程序，无误后下载至PLC主机的存储器中，并运行程序。5调试程序，直至符合设计要求。6、程序修改和讨论修改程序中移位寄存器移位脉冲的频率，提高频率，使艺术灯达到一种更加炫目的效果？用自己的设想，增

15、加程序中的时序，加入更多的变化组合，并上机调试通过。讨论一下，如果时序超过去时16个，移位寄存器该如何处理？四、实验总结 通过本次实验使我们进一步掌握了移位寄存器的使用，并对一个完整的程序编写和一个小型系统的控制有了一个深刻的了解，为我们以后的实验和学习打下一个很好的基础。根据老师要求认真完成实验报告。实验三 LED数码管显示控制一、实验目的1、掌握移位寄存器指令的应用2、掌握用PLC控制数码管显示二、实验器材1、PC机一台2、PLC实验LED数码管显示控制电路板一块3、导线若干三、实验内容及步骤1、设计要求该实验主要控制两个八段发光LED数码管来实现00-FF之间的循环显示。LED数码控制区

16、图如图6.1所示：数码管为共阴极型。A、B、C、D、E、F、G、Dp为数码管段码，COM为数码管公共湍（位码），当段码输入高电平，位码输入低电平时，相应的段点亮。 图6.1 LED数码管控制2、程序设计提示 （1）由两个定时器组合使用产生一个1S的脉冲，做为逐位移位指令的移位脉冲（低位数字的移位脉冲），即每秒钟两位数字跳变，跳变一次加1，实现0099之间的循环显示。 （2）两个LED数码管（dp不用）共有14个段，一个段由一个主机输出端子来控制，在某一时刻要显示特定数字，只要在此时刻点亮相应的段。即实现了相应数字的显示。（注意确定LED数码管是共阴，还是共阳，相应的公共端接线也不同。） （3）

17、高位数字只有在低位数字跳变到F后才跳变1次，因此高位数字逐位移位指令的脉冲为16S变化一次。3、程序输入/输出地址分配如下: 输入输出主机实验屏注释主机实验屏注释Q125.01A、2A、3A、4A段码AQ125.11B、2B、3B、4B段码BQ125.21C、2C、3C、4C段码CQ125.31D、2D、3D、4D段码DQ125.41E、2E、3E、4E段码EQ125.51F、2F、3F、4F段码FQ125.61G、2G、3G、4G段码G1L+COM10V位码11MCOM20V位码2COM30V位码3COM40V位码44、根据所给控制要求和I/O分配表 ,绘出实验用I/O接线图,写出梯形图及注

18、释说明5 编译程序，无误后下载至PLC主机的存储器中，并运行程序。6调试程序，直至符合设计要求。7 程序的修改和讨论1 修改程序，加快数字跳变的速度。2 修改程序，使程序实现0099之间的循环显示。四、实验总结通过本次实验使我们对LED数码管控制系统的控制有了一个更详细的了解，并通过实验和程序的编写与修改，加强了我们程序的设计和编写能力，相信每位同学通过自己认真的学习和实验，都会有不少的收获，以会为我们以后设计更加复杂的系统打下很好的基础。根据老师要求认真完成实验报告实验四 交通信号灯的自动控制一、实验目的1、 掌握PLC功能指令的用法2、掌握用PLC控制交通灯的方法二、实验器材1、PC机一台

19、2、PLC交通信号灯的自动控制电路板一块3、导线若干三、实验内容及步骤1、设计要求设计一个十字路口交通信号灯的控制程序。要求为：南北向红灯亮10秒，东西向绿灯亮4秒闪3秒，东西向黄灯亮3秒，然后东西向红灯亮10秒，南北向绿灯亮4秒闪3秒，南北向黄灯亮3秒，并不断循环反复。2、 程序输入/输出地址分配如下: 输入输出主机实验屏注释主机实验屏注释I125.0X0启动Q125.0Y0、Y10南北绿灯I125.1X1停止Q125.1Y1南北黄灯Q125.2Y2、Y11南北红灯Q125.3Y3、Y6东西绿灯Q125.4Y4东西黄灯Q125.5Y5、Y7东西红灯1L+3L+1M3MX端COM3、根据所给控

20、制要求和I/O分配表 ,绘出实验用I/O接线图,写出梯形图及注释说明4 编译程序，无误后下载至PLC主机的存储器中，并运行程序。5 调试程序，直至符合设计要求。6 程序修改和讨论 1 如果加入夜间黄灯闪烁,程序应怎样编写? 2 如果加入人行道红绿灯,程序应怎样编写? 3 除了使用定时器指令外,如果再使用计数器指令程序怎样编写?四、实验总结 通过本次实验使我们对交通灯控制系统的控制有了一个更详细的了解，并通过实验和程序的编写与修改，加强了我们程序的设计和编写能力，相信每位同学通过认真的学习和实验，都会有不少的收获。根据老师要求认真完成实验报告。实验五 驱动步进电机的PLC控制一、实验目的1、掌握

21、PLC功能指令的用法2、掌握用PLC控制步进电机的方法二、实验器材1、PC机一台2、PLC驱动步进电机的PLC控制电路板一块3、导线若干三、实验内容及步骤1、步进电机的工作原理步进电也称为脉冲电机，它可以直接接收来自计算机的数字脉冲，使电机旋转过相应的角度。步进电机在要求快速启停，精确定位的场合做为执行部件，得到了广泛采用。四相步进电机的工作方式：*单相四拍工作方式，其电机控制绕组A、B、C、D相的正转通电顺序为：ABCDA；反转通电顺序为：ADCBA。*四相八拍工作方式，正转的绕组通电顺序为：AABBBCCCDDDAA；反向的通电顺序为：AADDDCCCBBBAA。*双四拍工作方式，正转的绕

22、组通电顺序为：ABBCCDDAAB；反向的通电顺序为：ABADDCCBBA。步进电机有如下特点：给步进脉冲电机就转，不给步进脉冲电机就不转；步进脉冲的频率越高，步进电机转得越快；改变各相的通电方式，可以改变电机的运行方式；改变通电顺序，可以控制电机的正、反转。2、设计要求 （1）要求步进电机工作处于单相四拍工作方式，即电机控制绕组A、B、C、D相的正转通电顺序为：ABCDA；反转通电顺序为：ADCBA。（2）设置以下控制按钮：启动、停止按钮；正、反转控制按钮；快速、慢速控制按钮。（3）程序运行后，首先按下启动按钮、然后选择正、反转按钮，最后选择快、慢速按钮，电机便会按照按钮的选择控制来工作。步

23、进电机在工作过程中可实时改变电机的转速、正反转，也可按下停止按钮结束电机的工作。3 程序设计提示:步进电机的脉冲可用逐位移位指令SHL-W循环移位来实现，其脉冲频率可通过控制逐位移位指令的移位脉冲来调节，而移位脉冲可用两个定时器组合来完成，要改变脉冲频率，只要改变定时器设定值即可。4 输入/输出地址分配如下:输入输出主机实验屏注释主机实验屏注释I125.0X0正转开关Q125.0Y0A相I125.1X1反转开关Q125.1Y1B相I125.2X2停止开关Q125.2Y2C相I125.3X3快慢开关Q125.3Y3D相Q125.4Y10正转指示灯Q125.5Y11反转指示灯1L+24V3L+24

24、V1M0V3M0VCOM24V5、根据输入输出地址和程序设计要求,编写程序6、编译程序，无误后下载至PLC主机的存储器中，并运行程序。7、调试程序，直至符合设计要求8, 程序修改和讨论 （1）修改程序，改变步进电机的工作方式，上机调试通过；讨论步进电机的几种工作方式有何区别？（2）通过修改程序，改变步进电机工作的脉冲频率，即改变步进电机的转速，并观察步进电机的工作情况？（3）仔细阅读源程序，掌握如何控制步进电机的正反转，即改变各相的通电顺序，在程序中如何实现？四、实验总结通过本次实验使我们对步进电机控制系统的控制有了一个更详细的了解，并通过实验和程序的编写与修改，加强了我们程序的设计和编写能力

25、，相信每位同学通过自己认真的学习和实验，都会有不少的收获，以会为我们以后设计更加复杂的系统打下很好的基础。根据老师要求认真完成实验报告。实验六 电机的星/三角启动控制一、实验目的1、掌握PLC功能指令的用法2、掌握用PLC控制交流电机的可逆起动控制电路及星/三角起动的电路二、实验器材1、PC机一台2、PLC电机的星/三角启动控制电路板一块3、导线若干三、实验内容及步骤1、设计要求设计通过PLC控制电机的Y/起动电路的程序。电机Y/起动控制示意图如图12-1所示：图12-1 电机Y/起动控制示意图1、程序设计要求如图12-1所示，J1和J2继电器分别控制电机的正/反转，J3和J4继电器分别控制电

26、机的Y/型的接法。由于空间、供电等一些原因实验中交流电机用直流电机来代替，但这并不影响PC可编程控制器的编程控制。（1）按下“正转”按钮后，电机先在Y型下低速正转运行，2S钟后，电机运行在型接法，运转正常，起动过程结束，按下“停止”按钮后电机停转。（2）按下“反转”按钮后，电机先在Y型下低速反转运行，2S钟后，电机运行在型接法，运转正常，起动过程结束，按下“停止”按钮后电机停转。2、程序输入输出地址分配如下、输入输出主机实验屏注释主机实验屏注释I125.0X0正转Q125.0Y0电机正转I125.1X1反转Q125.1Y1电机反转I125.2X2停止Q125.2Y2星形接法Q125.3Y3三角形接法3、根据输入输出地址和程序设计要求,编写程序4、编译程序，无误后下载至PLC主机的存储器中，并运行程序。5、调试程序，直至符合设计要求6、程序修改和讨论 （1）程序退出运行状态，修改延时常数为5S，再运行程序，观察电机的运行情况？ （2）讨论若交流电动机的功率很大，能否用上述实验电路来启动电机？四、实验总结通过本次实验使我们对电机Y/起动控制系统的控制有了一个更详细的了解，并通过实验和程序的编写与修改，加强了我们程序的设计和编写能力，相信每位同学通过自己认真的学习和实验，都会有不少的收获，以会为我们以后设计更加复杂的系统打下很好的基础。根