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1、PLC指导书可编程控制器应用实验指导书赵黎明电子信息学院2010.4目 录概述. . 1实验一 水塔水位的模拟控制 . 3实验二 交流电动机正/反转控制 . 8实验三 交流电动机Y/换接起动控制 . 11实验四 交流电动机能耗制动控制 . 13实验五 直线运动的控制 . 15实验六 喷泉的模拟控制 . 17实验七 交通信号灯的模拟控制 . 21概 述本实验是为可编程控制器原理与应用课程配套设计的。本实验装置包括可编程控制器（PLC）CPU模块、模拟实验板、电源、计算机。CPU为西门子的交流供电，DC输入，继电器输出型224XP。224XP具有14入/10出的开关量输入输出，2入/1出的模拟量输

2、入输出，256个定时器，256个计数器，256个中间存储位；12288/16384字节程序存储区，布尔指令时间0.22uS。装置上的24V电源不是PLC自带的，而是另外提供的。系统输入电源：3相电源380V5，50HZ工作环境：温度0 - 55，相对湿度35 - 85RH（不结露）。实验一 水塔水位的模拟控制一、实验目的1.熟悉实验装置硬件。2.熟悉STEP7编程环境的操作方法3.掌握简单逻辑控制方法。二、实验设备1西门子224XP CPU模块：a. 2224XP是集成I/O的小型PLC。除带有数字I/O点之外，还带有2路模拟量输入和1路模拟量输出。b.本模块上已经把S-200XP的数字量输入

3、端子（在CPU的上边）、数字量输出端子（在CPU的下边）和模拟量的输入、输出端子（在CPU的右边）全部以插孔的形式引到面板上了。c.本模块的上部安装了1组按钮和1组开关。d.本模块上还设置了1路24V直流稳压电源。其位置在最右侧。该电源的接线端子也以插孔形式给出。面板情况如下图所示。2.LED模拟水塔、水池模块：a.如图所示。左侧为水塔，右侧为蓄水池。b.水塔上装有2只检测高低水位的开关；这里用CPU板上的二个按钮SB1和SB2来模拟。c.水池里也装有2只检测高低水位的开关；这里用CPU板上的二个按钮SB3和SB4来模拟。d.有2个水泵分别为水塔和水池供水。这里分别用L1和L2来模拟。d.本模

4、块的内部电路如下图所示。三、实验内容1.用PLC构成模拟水塔水位控制系统。2.控制要求：a.水池水位低（以按下SB4模拟），水池需要进水，启动L2泵（以灯L2亮模拟）为水池加水；直到水池水位到高位（以按下SB3模拟），停L2泵（以灯L2灭模拟）。b. 水塔水位低（以按下SB2模拟），水塔需要进水，启动L1泵（以灯L1亮模拟）为水塔上水；直到水塔水位到高位（以按下SB1模拟），停L1泵（以灯L1灭模拟）。c.过一会可重复上述过程（模拟水塔放水后的情况）。四、实验方法1I/O分配：输入 SB1（水塔高水位）：I0.1 SB2（水塔低水位）：I0.2 SB3（水池高水位）：I0.3 SB4（水塔低水

5、位）：I0.4输出L1（水塔上水泵）：Q0.1 L2（水池上水泵）：Q0.22接线：3输入程序：a.检查编程电缆连接是否正确。b.启动计算机。c.启动STEP7编程软件。建立新文件，输入梯形图。d.打开CPU模块电源；将RUN/STOP开关拨至STOP位置。e.下载程序。4.调试并运行程序：a.将RUN/STOP开关拨至RUN位置。程序开始运行。b.观察程序运行效果，考察其与事先设想是否一致。c.如不符合设想，修改程序，重新运行。至满意为止。5.保存程序，结束运行：a.将RUN/STOP开关拨至STOP位置。b.保存文件。c.退出STEP7环境。d.用U盘保存实验程序。五、结束实验：1.关闭计

6、算机。2.关闭CPU模块电源。3.拆除连接线。4.整理实验台环境。六、思考题：1.应该按怎样的先后顺序按动各个按钮？2.实验过程中人要不断按动各个按钮。这意味着“人”在扮演什么角色？你对此有什么想法？七实验报告要求：1. 给出接线图。2. 给出完整的实验程序。3. 描述你按动各个按钮的先后顺序。说明道理。4. 解释程序运行过程。八参考梯形图实验二 交流电动机正/反转控制一、实验目的1.掌握将继电接触控制电路转换为PLC梯形图的方法。2.掌握互锁控制的方法。二、实验内容1.用PLC构成交流电动机正/反转控制系统。2.控制要求：a.按正转启动按钮后电机开始正转。b.按停止按钮后电机停止。c.按反转

7、启动按钮后电机开始反转。三、实验设备1西门子S-200XP CPU模块2.三相交流电动机。3.继电接触控制模块：a.该模块为实际器件构成。b.板上还安装了3只接触器，1只时间继电器，1只热继电器，3只指示灯，3个一常开一常闭的按钮。c.模块上各元件的端子已经以插孔的形式引到面板上了。需要注意各接触器触点的接线插孔！下部一红绿黄颜色标示的是主触点；上部以蓝色标示的为辅助触点。不可用错！四、实验方法1连接主电路接线：如右图所示。2I/O分配：输入（考虑接线插孔的情况，使用CPU板上部的按钮）停止按钮SB1： I0.0正转起动按钮SB2： I0.1反转起动按钮SB3： I0.2输出点正转接触器KM1

8、： Q0.0 反转接触器KM2： Q0.1 3PLC接线：4输入程序：5.调试并运行程序：a.主电路加电b.将RUN/STOP开关拨至RUN位置。程序开始运行。c.观察程序运行效果，修改程序。5.保存程序，结束运行：五、结束实验：1.关闭主电路电源。2.关闭CPU模块电源。3.关闭计算机。3.拆除连接线。4.整理实验台环境。六、思考题：1.这里使用的停止按钮与继电接触控制电路中的有什么不同？它在梯形图中又表现为何种形式？由此你如何理解PLC的输入过程？2.为什么要保留KM1和KM2的互锁接点？3.如果电机正在正转时，按反转启动按钮会有什么现象？应该如何解决？七实验报告要求：1.给出完整的实验程

9、序。2.给出接线图。3.解释程序运行过程。4.回到思考题。八参考梯形图实验三 交流电动机Y/换接起动控制一、实验目的1.掌握交流电动机Y/换接起动的方法。2.掌握延时控制的方法。3.掌握PLC中定时器的使用方法。二、实验内容1.用PLC构成交流电动机Y/换接起动控制系统。2.控制要求：a.按下启动按钮SB1,电动机先以Y形接线方式启动运行。b.2s后再切换为形接线方式起动。c.按停止按钮SB2后电机停止。三、实验设备1西门子S-200XP CPU模块2.三相交流电动机。3.继电接触控制模块：四、实验方法1连接主电路接线：如右图。2I/O分配：输入：（使用CPU板上部的按钮） 停止按钮SB1：I

10、0.0起动按钮SB2：I0.1输出：KM1：Q0.0KM2：Q0.1KM3：Q0.23PLC接线：4输入程序。5.调试并运行程序。6.保存程序，结束运行。五、思考题：延时时间是如何确定的？要改变延时时间应修改哪个参数？六实验报告要求：1.给出完整的实验程序。2.给出接线图。3.解释程序运行过程。七、参考程序实验四 交流电动机无变压器能耗制动控制一、实验目的掌握交流电动机无变压器能耗制动的方法。二、实验内容1.用PLC构成交流电动机无变压器能耗制动控制系统。2.控制要求：a.按下启动按钮SB1,电动机启动起动。b.按停止按钮SB2后电机以能耗制动方式停止运行。记录停车时间。3.断开Q0.1(使K

11、M2不能工作)重复上步中的操作，记录停车时间。比较二种情况的差别。三、实验设备1西门子S-200XP CPU模块2.三相交流电动机。3.继电接触控制模块：四、实验方法1连接主电路接线：如右图。2I/O分配：输入：（使用CPU板上部的按钮） 停止按钮：I0.0起动按钮：I0.1输出：KM1：Q0.0KM2：Q0.13PLC接线：4输入程序。5.调试并运行程序。制动时间要从较短时间开始试探，最后确定一个较合适的值。6.保存程序，结束运行。五、思考题：1.主电路中的电阻R起什么作用？2.程序中的定时器定时时间应按什么原则确定？六实验报告要求：1. 给出接线图。2. 给出完整的实验程序。3. 解释程序

12、运行过程。4. 回答思考题。实验五 直线运动装置的控制一、实验目的掌握往复式直线运动的控制方法。二、实验设备1.224XP CPU模块：2.直线运动装置：a.该模块为实际的物理装置。如图所示。b.其上装有4只检测位置的感应开关，标志块接近时输出低电平。整个模块的电路以COM端为参考点。c.其由一只可以正/反转的电机驱动。F端与COM接通时标志块向左运动；R端与COM接通时标志块向右运动d.整个模块的接线插孔在下部。d.本模块的内部电路如下图所示。三、实验内容1.用PLC构成往复式直线运动控制系统。2.控制要求：a.按下SB1，标志块开始运动。b.标志块接近最左端感应开关（P1）时自动转向右运动

13、。c.标志块接近最右端感应开关（P4）时自动转向左运动。d.按下SB2，标志块停止运动。四、实验方法1I/O分配：输入 SB1（启动按钮）：I0.1 SB2（停止按钮）：I0.2P1（最左端感应开关）：I0.1 P4（最右端感应开关）：I0.2输出F（向左运动）：Q0.1 R（向右运动）：Q0.22接线：3输入程序：4.调试并运行程序：5.保存程序，结束运行：五、思考题：1. 刚开始按动启动按钮时，标志块会向哪个方向运动？事先是否可以确定？2. 如果要求向右运动时遇到P2停留1S; 向左运动时遇到P3停留1S;应该怎样修改程序？七实验报告要求：1. 给出接线图。2. 给出完整的实验程序。3.

14、描述你按动各个按钮的先后顺序。说明道理。4. 解释程序运行过程。八参考梯形图实验六 模拟喷泉的控制一、实验目的掌握按时间顺序控制的方法。 二、实验内容1.用PLC构成模拟喷泉系统，如右图所示。2.控制要求：按启动按钮后开始按如下顺序点亮各发光管。L1亮0.5秒后灭，接着L2亮0.5秒后灭，接着L3亮0.5秒后灭，接着L4亮0.5秒后灭。接着L5和L9同时亮0.5秒后灭，接着L6和L10同时亮0.5秒后灭，接着L7和L11同时亮0.5秒后灭，接着L8和L12同时亮0.5秒后灭。再从L1亮0.5秒后灭开始，如此循环下去。按停止按钮后各发光管全部熄灭。三、实验设备1西门子S-200XP CPU模块：

15、2. LED模拟喷泉模块：a.喷泉是用12只LED模拟的。只要按特定顺序点亮和熄灭各LED就可以看到类似泉水喷涌的情景。b.板上还安装了2只启动和停止按钮。c.本模块上各元件的端子也已经以插孔的形式引到面板上了。d.本模块的内部电路如下图所示。四、实验方法1I/O分配：输入起动按钮（SB1）：I0.0 停止按钮（SB2）：I0.1输出L1：Q0.0 L2：Q0.1 L3：Q0.2 L4：Q0.3 L5、L9： Q0.4 L6、L10：Q0.5L7、L11：Q0.6 L8、L12：Q0.72接线：3输入程序：4.调试并运行程序：5.保存程序，结束运行：五、思考题：要使各LED点亮的时间变长些应如

16、何修改程序？六实验报告要求：1.给出完整的实验程序。2.给出接线图。3.解释程序运行过程。七参考梯形图实验七 交通灯的模拟控制一、实验目的掌握顺序控制的方法。二、实验内容（控制要求）1.按启动按钮后，各灯按如下时序循环亮暗：三、实验设备1西门子S-200XP CPU模块：2. LED模拟交通灯模块：a.该模块用12只LED模拟交通信号灯的；用2只LED模拟等待的车辆。本实验中将只使用分为6组的模拟交通信号灯的12只LED。b.板上还安装了1只启动按钮。c.模块上各元件的端子已经以插孔的形式引到面板上了。d.该模块的电路如图所示。四、实验方法1I/O分配输入： 起动按钮：I0.0 输出： 南北红灯：Q0.0 东西红灯：Q0.3南北黄灯：Q0.1 东西黄灯：Q0.4南北绿灯：Q0.2 东西绿灯：Q0.52接线：3输入程序：4.调试并运行程序：5.保存程序，结束运行：五、思考题：如果再用二个开关模拟检测到等待放行车辆过多的信号，应如何修改程序，使放行时间根据车辆情况变化？六实验报告要求：1.给出完整的实验程序。2.给出接线图。3.解释程序运行过程。七参考梯形图