THPFB型实训指导书(S7300)

1、目 录第一章 可编程控制器简介2一、概述2二、plc的结构与工作原理4三、plc的工作原理5四、plc的程序编制5五、plc的应用及展望6第二章 实训项目8第一节 可编程控制器对象控制技术8实训一 基本指令编程练习8实训二 led数码管显示控制13实训三 运料小车运行控制模拟15实训四 装配流水线控制17实训五 十字路口交通灯控制19实训六 直流电机控制21实训七 温度pid控制23第二节 变频调速及应用控制技术25实训八 变频器功能参数设置与操作实训25实训九 变频器无级调速30实训十 变频器外部端子点动控制实训32实训十一 变频器报警与保护功能操作34实训十二 变频器功能参数设置多段速选择

2、变频器调速36实训十三 外部模拟量（电压/电流）方式的变频调速控制38实训十四 基于plc通信方式的多段速选择变频器调速40实训十五 基于plc通信方式的变频器开环调速43第三节 人机界面45实训十六 触摸屏组态的基本指令编程练习45实训十七 触摸屏组态控制三相异步电机启停47实训十八 触摸屏组态控制三相异步电机正反转49第四节 网络控制技术52实训十九 s7-300和s7-200 profibus dp通信52实训二十 s7-300和s7-200 mpi通信56附录一 thpf-b型 网络型可编程控制器综合实训装置 使用说明书62附录二 step 7 编程软件使用说明65附录三 vincc

3、flexible触摸屏组态软件使用说明74第一章 可编程控制器简介一、概述可编程控制器简称plc（programmable logic controller），在1987年国际电工委员会（international electrical committee）颁布的plc标准草案中对plc做了如下定义：plc是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。plc及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，

4、易于扩展其功能的原则而设计。(一) plc的分类按产地分，可分为日系、欧美、韩台、大陆等。其中日系具有代表性的为三菱、欧姆龙、松下、光洋等；欧美系列具有代表性的为西门子、a-b、通用电气、德州仪表等；韩台系列具有代表性的为lg、台达等；大陆系列具有代表性的为和利时等。按点数分，可分为大型机、中型机及小型机等。大型机一般i/o点数>2048点；具有多cpu，16位/32位处理器，用户存储器容量816k，具有代表性的为西门子s7-400系列、通用公司的ge-系列等；中型机一般i/o点数为2562048点；单/双cpu，用户存储器容量28k，具有代表性的为西门子s7-300系列、三菱q系列等；

5、小型机一般i/o点数<256点，单cpu，8位或16位处理器，用户存储器容量4k字以下，具有代表性的为西门子s7-200系列、三菱fx系列等；按结构分，可分为整体式和模块式。整体式plc是将电源、cpu、i/o接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低的特点；小型plc一般采用这种整体式结构。模块式plc由不同i/o点数的基本单元（又称主机）和扩展单元组成。基本单元内有cpu、i/o接口、与i/o扩展单元相连的扩展口，以及与编程器或eprom写入器相连的接口等；扩展单元内只有i/o和电源等，没有cpu；基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接；整体式plc一般还可配备特

6、殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。这种模块式plc的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型plc一般采用模块式结构。还有一些plc将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式plc。按功能分，可分为低档、中档、高档三类。低档plc 具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能；还可有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能；主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。中档plc除具有低档plc的功能外，还具有较强的模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程i/o

7、、子程序、通信联网等功能；有些还可增设中断控制、pid控制等功能，适用于复杂控制系统。高档plc除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等；高档plc机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。(二) plc的特点1. 可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。plc由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。一些使用冗余cpu的plc的平均无故障工作时间则更长。从plc的机外电路来说，使用pl

8、c构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，plc带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除plc以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。2. 配套齐全，功能完善，适用性强plc发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代plc大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来plc的功能单元大量涌现，使plc渗透到了位置控制

9、、温度控制、cnc等各种工业控制中。加上plc通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用plc组成各种控制系统变得非常容易。3. 易学易用，深受工程技术人员欢迎plc作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用plc的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。4. 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造plc用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期

10、大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。5. 体积小，重量轻，能耗低以超小型plc为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。(三) plc的应用领域目前，plc在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。1. 开关量的逻辑控制这是plc最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控

11、制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。2. 模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（analog）和数字量（digital）之间的a/d转换及d/a转换。plc厂家都生产配套的a/d和d/a转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。3. 运动控制plc可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量i/o模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置

12、控制模块。世界上各主要plc厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。4. 过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，plc能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。pid调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型plc都有pid模块，目前许多小型plc也具有此功能模块。pid处理一般是运行专用的pid子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。5. 数据处理现代plc具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处

13、理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。6. 通信及联网plc通信含plc间的通信及plc与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各plc厂商都十分重视plc的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的plc都具有通信接口，通信非常方便。二、plc的结构与工作原理plc的结构plc的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同，但结构与工作原理则大同小异，通常由主机、输

14、入/输出接口、电源、编程器扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。1. 主机主机部分包括中央处理器（cpu）、系统程序存储器和用户程序及数据存储器。cpu是plc的核心，它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理，即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作，将结果送到输出端，并响应外部设备（如编程器、电脑、打印机等）的请求以及进行各种内部判断等。plc的内部存储器有两类，一类是系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序，系统程序已由厂家固定，用户不能更改；另一类是用户程序及数据存储器，主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果

15、。2. 输入/输出（i/o）接口i/o接口是plc与输入/输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备（如按钮、传感器、触点、行程开关等）的控制信号。输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备（如接触器、电磁阀、指示灯等）。i/o接口一般采用光电耦合电路，以减少电磁干扰，从而提高了可靠性。i/o点数即输入/输出端子数是plc的一项主要技术指标，通常小型机有几十个点，中型机有几百个点，大型机将超过千点。3. 电源图中电源是指为cpu、存储器、i/o接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳压电源，通常也为输入设备提供直流电源。4. 编程器编程器是plc的一种主要的外部设备，用于手持编程，

16、用户可用以输入、检查、修改、调试程序或监示plc的工作情况。除手持编程器外，还可通过适配器和专用电缆线将plc与电脑联接，并利用专用的工具软件进行电脑编程和监控。5. 输入/输出扩展单元i/o扩展接口用于连接扩充外部输入/输出端子数的扩展单元与基本单元（即主机）。6. 外部设备接口此接口可将编程器、打印机、条码扫描仪等外部设备与主机相联，以完成相应的操作。三、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，

17、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。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，执行的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

18、输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。四、plc的程序编制1. 分析被控对象plc是采用软件编制程序来实现控制要求的。编程时要使用到各种编程元件，它们可提供无数个动合和动断触点。编程元件是指输入映像寄存器、输出映像寄存器、位存储器、定时器、计数器、通用寄存器、数据寄存器及特殊功能存储器等。plc内部这些存储器的作用和继电接触控制系统中使用的继电器十分相似，也有“线圈”与“触点”，但它们不是“硬”继电器，而是plc存储器的存储单元。当写入该单元的逻辑状态为“1”时，则表示相应继电器线圈得电，其动合触点闭合，动断触点断开。所以，内部的这些继电器称之为“

19、软”继电器。分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电之间的配合，确定被控对象对plc控制系统的控制要求。根据生产的工艺过程分析控制要求。如需要完成的动作(动作顺序、动作条件、必须的保护和连锁等)、操作方式(手动、自动、连续、单周期、单步等)2. 确定输入/输出设备根据系统的控制要求，确定系统所需的输入设备（如：按钮、位置开关等）和输出设备（如：接触器、信号指示灯等）。据此确定plc的i/o点数。3. 选择plc包括plc的机型、容量、i/o模块、电源的选择。4. 分配i/o点分配plc的i/o点，画出plc的i/o端子与输入/输出设备的连接图或对应表。（可结合第2步进行）。5. 设

20、计软件及硬件进行plc程序设计，进行控制柜（台）等硬件及现场施工。由于程序与硬件设计可同时进行，因此plc控制系统的设计周期可大大缩短，而对于继电器系统必须先设计出全部的电气控制电路后才能进行施工设计。其中plc程序设计的一般步骤在上一课题中已进行介绍。其中硬件设计及现场施工的步骤如下：1) 设计控制柜及操作面板电器布置图及安装接线图。2) 设计控制系统各部分的电气互连图。3) 根据图纸进行现场接线，并检查。 6. 联机调试联机调试是指将模拟调试通过的程序进行在线统调。7. 整理技术文件包括设计说明书、电气安装图、电气元件明细表及使用说明书等。五、plc的应用及展望1. plc的国内外状况世界

21、上公认的第一台plc是1969年美国数字设备公司（dec）研制的。限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的plc主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使plc增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的plc为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用

22、化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、pid功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温

23、度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了plc的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的cf系列、杭州机床电器厂生产的dkk及d系列、大连组合机床研究所生产的s系列、苏州电子计算机厂生产的yz系列等多种产品已具备了一定的

24、规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的plc生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，plc在我国将有更广阔的应用天地。2. plc未来展望21世纪，plc会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少

25、数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统dcs（distributed control system）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。第二章 实训项目第一节 可编程控制器对象控制技术实训一 基本指令编程练习（一）与或非逻辑功能实验一、 实训目的1. 了解plc软硬件结构及系统组成2. 掌握plc外围直流控制及负载线路的接法

26、及上位计算机与plc通信参数的设置二、 实训设备序号名 称型号与规格数量备注1.网络型型可编程控制器综合实训装置thpf-b12. 基本指令练习a2413.导线23芯（红/绿/黄/黑）各1卷4.实训导线3号若干5.pc/mpi电缆1西门子6.计算机1用户配三、 控制要求1. 认知西门子s7-300系列plc的硬件结构，详细记录其各硬件部件的结构及作用；2. 打开编程软件，编译基本的与、或、非程序段，并下载至plc中；3. 能正确完成plc端子与开关、指示灯接线端子之间的连接操作； 4. 拨动k0、k1，指示灯能正确显示；四、 功能指令使用及程序流程图本实验为利用plc实现简单的“与”、“或”、

27、“非”逻辑功能的基本指令练习实验。首先应认真分析理解参考梯形图，判断q0.0、q0.1、q0.2的输出状态，再拨动输入开关i0.0、i0.1，观察输出指示灯q0.0、q0.1、q0.2是否符合“与”、“或”、“非”逻辑的正确结果。参考程序梯形图及语句表如下：五、 端口分配及接线图1. i/o端口分配功能表(信号转接板)序号plc地址（plc端子）电气符号（面板端子）功能说明1.i0.0k0常开触点012.i0.1k1常开触点023.q0.0l0“与”逻辑输出指示4.q0.1l1“或”逻辑输出指示5.q0.2l2“非”逻辑输出指示6.s7-300模块接线端子24v处、面板v+接电源+24v电源正

28、端7.s7-300模块接线端子0v处、面板com接电源ov电源地端六、 操作步骤1. 按下图连接上位计算机与plc；按“控制接线图”连接plc外围电路；打开软件，点击“选项设置pg/pc接口”，选择pc adapter（mpi），具体如下： 2. 编译实训程序，确认无误后，点击 ，将程序下载至plc中，下载完毕后，将plc模式选择开关拨至run状态。3. 将k0、k1均拨至off状态，观察记录l0指示灯点亮状态；4. 将k0拨至on状态，将k1拨至off状态，观察记录l1指示灯点亮状态；5. 将k0、k1均拨至on状态，观察记录l2指示灯点亮状态；七、 实训总结1. 详细描述s7-300plc

29、的硬件结构；2. 总结出上位计算机与s7-300plc通信参数的设置方法。八、 示例程序（见光盘“program”目录下的“1.基本指令练习”程序）（二）定时器/计数器功能实验一、实验目的掌握定时器、计数器的正确编程方法，并学会定时器和计数器扩展方法,用编程软件对可编程控制器的运行进行监控。二、实验仪器序号名 称型号与规格数量备注1.网络型型可编程控制器综合实训装置thpf-b12. 基本指令练习a2413.导线23芯（红/绿/黄/黑）各1卷4.实训导线3号若干5.pc/mpi电缆1西门子6.计算机1用户配三、实验说明1.定时器(1)定时器的控制逻辑是经过时间继电器的延时动作，然后产生控制作用

30、。其控制作用同一般时间继电器。它可分为：脉冲定时器（sp）、扩展脉冲定时器（se）、接通延时定时器（sd）、保持型接通延时定时器（ss）和断开延时定时器（sf）。(2) 实现一个定时时间为5s的实验,当i0.2、i0.3输入点分别有信号输入时,经过5s后,所控制的对应输出点q0.0、q0.1有信号变化,参考程序梯形图及语句表如下：2计数器(1)西门子s7-300系列的内部计数器分为加计数器,减计数器和加减计数器三种。(2)实现一个计数次数为5次实验, 每当i0.4输入点有一次信号输入时,计数器计数增加1，当计数器计数达到5次时，所控制的对应输出点.q0.5有信号输出,参考程序梯形图及语句表如下

31、：五、实验步骤1.同上一个实验，断开实验控制屏的电源，按照下表进行输入输出接线，并仔细检查连线是否正确。序号plc地址（plc端子）电气符号（面板端子）功能说明1.i0.2k02.i0.3k13.i0.4k24.q0.3l35.q0.4l46.q0.5l57.s7-300模块接线端子24v处、面板v+接电源+24v电源正端8.s7-300模块接线端子0v处、面板com接电源ov电源地端2.在保证各项连线正确无误的情况下，打开实验控制屏的主电源和plc电源，将plc的运行开关扳至stop状态，将程序下载到plc中，目录名为“001基本指令编程练习”。3.认真阅读理解配套光盘提供的参考程序，分析程

32、序所包含的逻辑关系。4.将plc的运行开关扳至run状态，将i0.2拨至on，观察l3指示灯点亮状态。5.将i0.3拨至on，观察l4指示灯点亮状态。6.将i0.4拨至on，再断开，重复5次，观察l5指示灯点亮状态。7.点击“监视”按钮 ，进入程序监视状态，在定时器时间设定处更改时间设置，观察更改前后q0.3、q0.4点亮时间有何不同。六、实验报告编辑新程序，实现更为复杂的时间控制，上机运行并调试程序。七、参考程序（见光盘“program”目录下的“1.基本指令练习”程序）实训二 led数码管显示控制一、 实训目的1. 了解和认识现代直线运动控制系统的组成。2. 掌握可编程控制器在实际小车运动

33、运行控制系统中的应用。二、 实训设备序号名 称型号与规格数量备注7.网络型型可编程控制器综合实训装置thpf-b18. led数码管显示控制a2519.导线23芯（红/绿/黄/黑）各1卷10.实训导线3号若干11.pc/mpi电缆1西门子12.计算机1用户配三、 实验内容说明按下启动按钮后，由八组led发光二极管模拟的八段数码管开始显示：先是一段段显示，显示次序是a、b、c、d、e、f、g、h。随后显示数字及字符，显示次序是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、a、b、c、d、e、f，再返回初始显示，并循环不止。四、实验面板图： 面板中的a、b、c、d、e、f、g、h用发光二极管模拟输出。

34、五、实验步骤1.按照下表连接实验线路，并仔细检查连线是否正确序号plc地址（plc端子）电气符号（面板端子）功能说明1.i0.0sd启动2.q0.0a3.q0.1b4.q0.2c5.q0.3d6.q0.4e7.q0.5f8.q0.6g9.q0.7h10.s7-300模块接线端子24v处、面板v+接电源+24v电源正端11.s7-300模块接线端子0v处、面板com接电源ov电源地端2. 启动计算机，打开软件，将程序下载到plc中。3. 认真阅读理解配套光盘提供的参考程序，分析掌握程序所包含的逻辑关系。4将plc运行模式开关拨至on，使程序处于运行的状态；闭合“启动”开关，观察数码显示状态并详细

35、记录。5断开“sd”开关，系统停止工作。6. 实验结束后整理实验现场，完成实验报告。六、实验报告1.改进实验参考程序或根据自己的理解重画梯形图，使程序更为简练、易懂。2.根据上述实验现象，参考实验程序，结合实际，编写不同控制要求的实验程序，上机运行并调试程序。七、参考程序（见光盘“program”目录下的“2. led数码显示控制”程序）实训三 运料小车运行控制模拟一、 实训目的1. 了解和认识现代直线运动控制系统的组成。2. 掌握可编程控制器在实际小车运动运行控制系统中的应用。二、 实训设备序号名 称型号与规格数量备注1.网络型型可编程控制器综合实训装置thpf-b12. 运料小车控制模拟a

36、2513.导线23芯（红/绿/黄/黑）各1卷4.实训导线3号若干5.pc/mpi电缆1西门子6.计算机1用户配三、 控制要求系统启动后，选择手动方式（按下微动按钮a4），通过zl、xl、rx、lx四个开关的状态决定小车的运行方式。装料开关zl为on，系统进入装料状态，灯s1亮，zl为off，右行开关rx为on，灯r1、r2、r3依次点亮，模拟小车右行，卸料开关xl为on，小车进入卸料，xl为off，左行开关lx为on，灯l1、l2、l3依次点亮，模拟小车左行。拨动停止按钮后，再触动微动按钮a3，系统进入自动模式，即“装料->右行->卸料->装料->左行->卸料-&

37、gt;装料”循环。再次拨动停止按钮后，选择单周期方式（按下微动按钮a2），小车运行来回一次。同理，拨动停止按钮后，选择单步方式（选择a1按钮），每按动一次a1，小车运行一步。四、 实验步骤1.按照下表连接实验线路，并仔细检查连线是否正确输入接线 sd st zl xl rx lx a1 a2 a3 a4 i0.0 i0.1 i0.2 i0.3 i0.4 i0.5 i0.6 i0.7 i1.0 i1.1输出接线 s1 s2r1 r2 r3 l1 l2l3 q0.0 q0.1 q0.2 q0.3 q0.4 q0.5 q0.6 q0.7公共端接线s7-300模块接线端子24v处、面板v+接电源+24

38、vs7-300模块接线端子0v处、面板com接电源ov2. 启动计算机，打开软件，将程序下载到plc中。3. 认真阅读理解配套光盘提供的参考程序，分析掌握程序所包含的逻辑关系。4将plc运行模式开关拨至on，使程序处于运行的状态；闭合“启动”开关，按控制要求进行操作，观察运行状态并详细记录。5断开“sd”开关，系统停止工作。6. 实验结束后整理实验现场，完成实验报告。五、 实验报告1.改进实验参考程序或根据自己的理解重画梯形图，使程序更为简练、易懂。2.根据上述实验现象，参考实验程序，结合实际，编写不同控制要求的实验程序，上机运行并调试程序。六、 参考程序（见光盘“program”目录下的“3

39、. 运料小车模拟”程序）实训四 装配流水线控制一、 实训目的1. 掌握移位寄存器指令的使用及编程2. 掌握装配流水线控制系统的接线、调试、操作二、 实训设备序号名 称型号与规格数量备注1.网络型型可编程控制器综合实训装置thpf-b12. 装配流水线a1113.导线23芯（红/绿/黄/黑）各1卷4.实训导线3号若干5.pc/mpi电缆1西门子6.计算机1用户配三、 面板图四、 控制要求在本实验中，装配流水线共有十六个传送工位和三个装配工位。工件从1号传送工位装入，依次经过2、316号传送工位。在这个过程中，工件分别在a（操作工位1）、b（操作工位2）、c （操作工位3）三个操作工位完成三种装配

40、操作，经最后一个传送工位送入仓库。工件流程顺序：工件从传送带1号传送工位装入，依次经过2、3、4号位之后，到a工位进行装配；装配完之后，工件继续从传送带5号传送工位装入，经过6、7、8号位之后，到b工位进行装配；装配完之后，工件继续从传送带9号传送工位装入，经过10、11、12号工位之后，到c工位进行装配；装配完之后，工件继续从传送带13号传送工位装入，依次经过14、15、16号工位之后，工件被送入仓库。启动开关“启动”闭合，实验按照上述工件流程顺序自动运行；按下复位按钮“复位”，实验停止运行。重复点击移位按钮“移位”，实验按照上述工件流程顺序一步一步运行；按下复位按钮“复位”实验停止运行。五

41、、 端口分配及接线图序号plc地址（plc端子）电气符号（面板端子）功能说明1.i0.0sd启动（sd）2.i0.1rs复位（rs）3.i0.2me移位（me）4.q0.0a工位a动作5.q0.1b工位b动作6.q0.2c工位c动作7.q0.3d运料工位d动作8.q0.4e运料工位e动作9.q0.5f运料工位f动作10.q0.6g运料工位g动作11.q0.7h仓库操作工位h动作12.s7-300模块接线端子24v处、面板v+接电源+24v电源正端13.s7-300模块接线端子0v处、面板com接电源ov电源地端六、 操作步骤1. 检查实训设备中器材及调试程序。2. 按照i/o端口分配表或接线图

42、完成plc与实训模块之间的接线，认真检查，确保正确无误。3. 打开示例程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修改，直至无误，用pc/mpi通讯编程电缆连接计算机串口与plc通讯口，打开plc主机电源开关，下载程序至plc中，下载完毕后将plc的“run/stop”开关拨至“run”状态。4. 打开“启动”按钮后，系统进入自动运行状态，调试装配流水线控制程序并观察自动运行模式下的工作状态。5. 按“复位”键，观察系统响应情况。6. 按“移位”键，系统进入单步运行状态，连续按“移位”键，调试装配流水线控制程序并观察单步移位模式下的工作状态。七、 实训总结1. 总结移位寄存器指

43、令的使用方法。2. 总结记录plc与外部设备的接线过程及注意事项。八、 示例程序（见光盘“program”目录下的“4. 装配流水线”程序）实训五 十字路口交通灯控制一、 实训目的1. 掌握置位字左移指令的使用及编程方法2. 掌握十字路口交通灯控制系统的接线、调试、操作方法二、 实训设备序号名 称型号与规格数量备注1.网络型型可编程控制器综合实训装置thpf-b12. 十字路口交通灯a1113.导线23芯（红/绿/黄/黑）各1卷4.实训导线3号若干5.pc/mpi电缆1西门子6.计算机1用户配三、 面板图四、 控制要求五、 程序流程图六、 端口分配及接线图序号plc地址（plc端子）电气符号（

44、面板端子）功能说明1i0.0sd启动2q0.0东西灯g3q0.1东西灯y4q0.2东西灯r5q0.3南北灯g6q0.4南北灯y7q0.5南北灯r8s7-300模块接线端子24v处、面板v+接电源+24v电源正端9s7-300模块接线端子0v处、面板com接电源ov电源地端七、 操作步骤1. 按控制接线图连接控制回路；2. 将编译无误的控制程序下载至plc中，并将模式选择开关拨至run状态；3. 拨动启动开关sd为on状态，观察并记录东西、南北方向主指示灯及各方向人行道指示灯点亮状态；4. 尝试编译新的控制程序，实现不同于示例程序的控制效果。八、 实训总结1. 尝试分析整套系统的工作过程；2.

45、尝试用其他不同于示例程序所用的指令编译新程序，实现新的控制过程。九、 示例程序（见光盘“program”目录下的“5. 十字路口交通灯控制”程序）实训六 直流电机控制一、 实训目的1.掌握指令的使用及编程2.掌握直流电机控制系统的接线、调试、操作二、 实训设备序号名 称型号与规格数量备注1.网络型型可编程控制器综合实训装置thpf-b12. 直流电机控制b1113.导线23芯（红/绿/黄/黑）各1卷4.实训导线3号、3-2号若干5.pc/mpi电缆1西门子6.计算机1用户配三、 面板图四、 控制要求转速控制目标值设约为2000转/分，系统启动后电机运行，plc的高速计数器采集直流调速模块脉冲输

46、出端（pulse）的脉冲信号，在程序中进行pid运算，通过模拟量输出端输出电压信号，送到直流调速模块的电机调速信号输入端控制电机转速，使电机的转速稳定在设定值。当采集的脉冲信号值大于设定值时，输出电压开始降低，从而控制电机减速。当采集的脉冲信号值小于设定值时，输出电压开始升高，从而控制电机加速。五、 程序流程图六、 端口分配及接线图1.端口分配及功能表序号plc地址（plc端子）电气符号（面板端子）功能说明1i0.5sd启动开关2i0.0pulse脉冲反馈信号3x11-16(ao0(v)u模拟量控制信号4s7-300模块接线端子24v处、面板v+接电源+24v电源正端5s7-300模块接线端子

47、0v处、mana端子、面板com接电源ov电源地端七、 操作步骤1. 检查实训设备中器材及调试程序。 2. 按照i/o端口分配表或接线图完成plc与实训模块之间的接线，认真检查，确保正确无误。3. 启动计算机，打开step7 v5.3应用软件，将程序下载到plc中。4. 认真阅读理解配套光盘提供的参考程序，分析掌握程序所包含的各功能指令。5. 启动并运行程序观察实验现象。记录电机速度变化曲线。6. 修改p、i、d参数，观察速度曲线有何变化，并记录电机速度稳定所花时间。7. 找出pid控制方式的特性，并记录之。八、 实训总结1.总结高速计数器指令的使用方法。2.总结记录plc与外部设备的接线过程

48、及注意事项。九、 示例程序（见光盘“program”目录下的“6. 直流电机控制”程序）实训七 温度pid控制一、 实训目的1.掌握pid指令的使用及编程2.掌握温度pid控制系统的接线、调试、操作二、 实训设备序号名 称型号与规格数量备注1.网络型型可编程控制器综合实训装置thpf-b12. 直流电机控制b1113.导线23芯（红/绿/黄/黑）各1卷4.实训导线3号、3-2号若干5.pc/mpi电缆1西门子+-+6.计算机1用户配三、 面板图四、 控制要求1. 总体控制要求：如面板图所示，模拟量模块输入端从温度变送端采集物体温度信号，经过程序运算后由模拟量输出端输出控制信号至驱动端控制加热器

49、。2. 打开启动开关，模拟量输出端输出加热信号。jku3. 模拟量模块输入端将温度变送端采集的物体温度信号作为过程变量，经程序pid运算，由模拟量输出端输出控制信号至驱动端控制加热器。4. 初始状态，在室温时模拟量模块输出一个电压值(<5v),加热块开始对物体加热，随着温度上升，pt100反馈给plc一个正比例电压信号，模拟量模块输出电压逐渐减小，当电压减到0v时则停止对物体的加热。5. 不要把参数目标值设置过高，以免损坏实训装置。一般设置为高于室温1020即可。6. 由于季节或气温的影响，如果在不同的时间和环境内使用同一种参数做此实训，则可能造成控制效果的优劣差异。为了弥补这方面的差异

50、，也为了达到更好的控制目的，请在不同的时间和环境下设置更佳的p、i、d参数。五、 端口分配及接线图序号plc地址（模拟量端子）电气符号（面板端子）功能说明1x11-2(ai0v（2）)温度变送变送器输出正信号2x11-4(aio（4）)温度变送-变送器输出负信号3x11-16(ao0v（16）)驱动信号驱动正信号4mana驱动信号-驱动负信号5s7-300模块接线端子24v处、面板v+接电源+24v电源正端6s7-300模块接线端子0v处、面板com接电源ov电源负端六、 操作步骤1. 检查实训设备中器材及调试程序。 2. 按照i/o端口分配表或接线图完成plc与实训模块之间的接线，认真检查，

51、确保正确无误。3. 打开示例程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修改，直至无误，用pc/mpi通讯编程电缆连接计算机串口与plc通讯口，打开plc主机电源开关，下载程序至plc中，下载完毕后将plc的“run/stop”开关拨至“run”状态。4. 打开启动开关，模拟量输出端输出加热信号，将out端连接到测温输入端进行温度监视。5. 模拟量模块输入端将温度变送端采集的物体温度信号作为过程变量，经程序pid运算，由模拟量输出端输出控制信号至驱动端控制加热器。6. 在实训的过程中，由于硬件及其他原因，系统温度与系统输出电压之间可能存在一定的误差，因此，为了更好的控制系统温度，目标值的设定应遵循以下步骤：7. 先把中断程序中的目标值md104设定为较大的数值，启动系统加热，进入监控模式。当系统温度上升到预期所要达到的温度值时，读取子程序中网络1中的md100中的数值，此数值即为预期目标值，