系统配置和位逻辑实验二.doc

实验二 PLC的认识、系统配置及位逻辑指令实验一实验目的1. 初步认识西门子S7-300可编程控制器的结构及使用方法；2. 了解和熟悉编程软件的使用方法；3. 学会创建可编程控制器项目的步骤并熟悉项目的结构，进而学会管理项目。4. 熟悉用户程序的编辑、下载及监视方法；5. 掌握与、或、非等位逻辑指令的使用方法。二实验设备1. 安装有可编程控制器的中央主控挂箱；2. 控制对象挂箱及电平转换模块；3. 安装有CP5611通信卡和西门子s7-300可编程控制器编程软件SIMATIC Manager的计算机一台；4. 连接计算机和可编程控制器CPU模块MPI接口的专用编程电缆一根。5. 导线若干。三实验内容 1. 了解中央主控挂箱及PLC的结构中央主控挂箱简介 实验中使用的可编程控制器选用西门子s7-300系列产品，可编程控制器用导轨安装在中央主控挂上，分别选用了PS307 5A电源模块、CPU315-2 DP CPU模块、直流16路数字量输入模块、晶体管式16路数字量输出模块及部分中央主控挂箱还配备了4路模拟量输入2路模拟量输出的模拟量模块。中央主控挂箱左边是PLC的输入插孔，右边是PLC的输出插孔，每个插孔与PLC的输入输出模块的对应关系如下图1.1所示：1234567891011121314151617181920SM321端子1234567891011121314151617181920SM322端子PLC输入插孔PLC输出插孔IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7IN8IN9IN10IN11IN12IN13IN14IN15已接GNDout00ut1out2out3out4out5out6out7out80ut9Out10Out11Out12Out13Out14Out15已接+24V已接+24V已接GND已接GND未接未接未接COM1COM0已接GND已接+24V 图1.1 中央主控挂箱接线插孔与PLC输入输出模块接线端子的对应关系中央主控挂箱的下部由上至下分别为输出LED灯插孔、输出LED灯、拨码开关输出插孔、拨码开关，其中输出LED灯及其插孔电路如下图1.2所示：L1L2L3L4L5L6L7L8L9L10L11L12L13L14L15L165.1K+24V插孔图1.2 输出LED灯及其插孔电路图拨码开关及其输出插孔的电路如下图1.3所示。+24VGND插孔KK1KK2KK3KK4KK5KK6KK7KK8KK9KK10KK11KK12KK13KK14KK15KK161K拨码开关图1.3 拨码开关及其输出插孔电路图2学习西门子S7-300PLC编程软件的使用方法 学习创建一个PLC自动化项目的方法 学习组态硬件的方法系统的硬件组态如下图所示：3. 基本的位逻辑指令的编程实验 标准触点(常开)及输出指令I0.0Q4.0输入信号电平输出信号灯指示高低真值表输入I0.0输出Q4.010 标准触点(常闭)及输出指令I0.0Q4.0输入信号I0.0的电平输出信号灯指示高低真值表输入I0.0输出Q4.010与操作指令 程序段1I0.0Q4.0I0.1输入信号I0.0的电平输入信号I0.1的电平输出信号灯指示低低低高高低高高真值表输入I0.0输出i0.1输出Q4.0 程序段2I0.0Q4.0I0.1输入信号I0.0电平输入信号I0.1电平输出信号灯指示低低低高高低高高真值表输入I0.0输出i0.1输出Q4.0 或操作指令 程序段1I0.0Q4.0I0.1 输入信号I0.0电平输入信号I0.1电平输出信号灯指示低低低高高低高高真值表输入I0.0输出i0.1输出Q4.0 程序段2I0.0Q4.0I0.1 输入信号I0.0电平输入信号I0.1电平输出信号灯指示低低低高高低高高真值表输入I0.0输入I0.1输出Q4.0 自锁电路指令I0.0Q4.0Q4.0I0.1输入信号I0.0和I0.1分别接控制对象挂箱一数字量信号单元的按钮，其中按钮的电路图如下:图1.4：COMS1PO1PO2PO3PO4PO5PO6PO7PO8在该实验中，输入信号I0.0和i0.1分别接按钮的常开点，输出经电平转换后接控制对象一数字量信号单元的LED灯。连接电路和下载程序后，分别按下I0.0和I0.1 对应的按钮，观察并记录输出LED灯的指示情况。 置位、复位指令 上述自锁电路指令中的连接线路不变，输入以下的置位、复位指令，仍然分别按下I0.0和I0.1 对应的按钮，观察并记录输出LED灯的指示情况。I0.0Q4.0SNetwork1I0.1Q4.0RNetwork2 重复为同一输出继电器赋值I0.0Q4.0Q4.0I0.1Network1I0.2Q4.0Network2请大家自己设计连接线路，观察并记录分别按下I0.0、I0.1、I0.2 时输出LED灯的指示情况，并分析其中的原因。四操作注意事项：1. 插拔MMC程序存储卡时要将PLC电源关闭。2. PLC输出信号要经电平转换模块的电平转换之后才可以接LED指示灯。3. 要将PLC中央主控挂箱和控制对象一挂箱的GND端连接起来。4. 电平转换模块的VCC1端要接24V电源插孔。五实验报告：1写出每个实验程序的连接线路。2根据实验操作结果，将每个实验程序的输入输出现象表及表示相应输入输出关系的真值表填写出来。3分析实验中自锁电路指令与置位、复位指令的输入输出关系是否相同。4在重复为同一输出继电器赋值程序中，写出连接线路、输入输出关系及实验产生现象的原因22实验三 计数器的应用实验一实验目的：1. 学习使用编程软件的在线监控功能和仿真调试功能。2. 熟悉计数器的功能和使用方法。3. 初步学习使用计数器设计简单的应用程序。二实验设备：1. 安装有可编程控制器的中央主控挂箱；2. 控制对象挂箱及电平转换模块；3. 安装有CP5611通信卡和西门子s7-300可编程控制器编程软件SIMATIC Manager的计算机一台；4. 连接计算机和可编程控制器CPU模块MPI接口的专用编程电缆一根。5. 导线若干。三实验内容：1. 了解计数器各个端子的功能和数据类型设计一个手动计数的程序，要求如下：手动按动按钮PO1，当按动到第5次时指示灯LED1点亮。按下停止按钮PO2时，指示灯LED1熄灭。2. 简单的计数器程序设计 要求使用编程指令中所提供的计数器，设计电路及程序实现如下功能： 当按下启动按钮PO1后，某一信号灯LED1以亮1秒，灭1秒的周期重复闪烁，信号灯LED1亮5次后，信号灯LED2被自动点亮并保持常亮，当按下停止按钮PO2后，信号灯LED1、LED2均熄灭。要求在调试以上程序时打开监视画面，从电脑屏幕上直接查看程序的运行情况。四操作注意事项：1. 插拔MMC程序存储卡时要将PLC电源关闭。2. PLC输出信号要经电平转换模块的电平转换之后才可以接LED指示灯。3. 要将PLC中央主控挂箱和控制对象一挂箱的GND端连接起来。4. 电平转换模块的VCC1端要接24V电源插孔。5. 仔细观察实验现象，认真记录实验中发现的问题、错误及解决办法。五实验报告：1写出每个实验程序的地址分配，画出外部连接线路图。2写出每个实验的实验程序，写出程序是如何实现其相应功能的。 3. 记录实验现象和实验结果。六预习要求： 自行在课前应用仿真软件来自己设计程序并仿真调试。记录遇到的问题。实验四 跳转分支指令的应用一 实验目的：1. 学习使用编程软件的在线监控功能和仿真调试功能。2. 了解并进而熟悉跳转指令的使用方法及执行跳转指令后对程序执行的影响。3. 学会使用跳转及分支指令设计简单的应用程序。二实验设备：1. 安装有可编程控制器的中央主控挂箱；2. 控制对象挂箱及电平转换模块；3. 安装有CP5611通信卡和西门子s7-300可编程控制器编程软件SIMATIC Manager的计算机一台；4. 连接计算机和可编程控制器CPU模块MPI接口的专用编程电缆一根。5. 导线若干。三实验内容：1. 设计电路及程序要求满足： 开关S2拨至低电平时，将开关S1拨至高电平端时灯LED1亮，将开关S1拨至低电平端时灯LED1熄灭； 开关S2拨至高电平时，无论将开关S1拨至高电平还是低电平，灯LED1均不亮。注：此要求不用跳转指令也能实现。2. 设计电路及程序要求实现： 按下按钮SB1时，灯LED1 点亮，5秒后灯LED1熄灭，同时点亮灯LED2，再过5秒后，LED2熄灭。 任何时刻按下按钮SB2，灯LED1不能自动熄灭，灯LED2也不能自动点亮。 任何时刻按下按钮SB3，灯LED1、LED2均熄灭。3. 设计电路及程序要求实现： 任何时刻按下按钮SB1，灯LED1亮1S、灭200MS后灯LED2亮1S、灭200MS，然后LED3亮1S、灭200MS，接着再返回去LED1再被点亮1S，灭200MS，如此灯LED1、LED2、LED3轮流闪烁，无限循环。 任何时刻按下按钮SB2，则灯LED1、LED2、LED3停止轮流闪烁，并且每个灯的亮灭情况不定。 任何时刻按下按钮SB3，则灯LED1、LED2、LED3均熄灭。要求在调试以上程序时打开监视画面，从电脑屏幕上直接查看程序的运行情况。四操作注意事项：1. 插拔MMC程序存储卡时要将PLC电源关闭。2. PLC输出信号要经电平转换模块的电平转换之后才可以接LED指示灯。3. 要将PLC中央主控挂箱和控制对象一挂箱的GND端连接起来。4. 电平转换模块的VCC1端要接24V电源插孔。5. 仔细观察实验现象，认真记录实验中发现的问题、错误及解决办法。五实验报告：1写出每个实验程序的地址分配，画出外部连接线路图。2写出每个实验的实验程序，写出程序是如何实现其相应功能的。 3. 记录实验现象和实验结果。4. 分析跳转指令对程序执行及对定时器的影响。六预习要求： 自行在课前应用仿真软件来自己设计程序并仿真调试。记录遇到的问题实验五 数据运算与数据处理功能实验一实验目的：1. 学习和掌握数据的数学运算指令、数据的传送、比较、移位、转换处理指令的使用方法。2. 学习使用数据的运算和处理指令来设计简单的应用程序。3. 继续熟悉使用编程软件的在线监控功能和仿真调试功能。二实验设备：1. 安装有可编程控制器的中央主控挂箱；2. 控制对象挂箱及电平转换模块；3. 安装有CP5611通信卡和西门子s7-300可编程控制器编程软件SIMATIC Manager的计算机一台；4. 连接计算机和可编程控制器CPU模块MPI接口的专用编程电缆一根。5. 导线若干。三实验内容：1. 设计程序完成如下要求： 按下按钮SB1时，将整数型数据123输出到QW4，根据QW4每一位所对应的灯的亮灭情况确定每一位输出的数值。 按下按钮SB2时，将整数型数据123转换为BCD码，将对应的BCD码输出到QW4，根据QW4每一位所对应的灯的亮灭情况确定每一位输出的数值。根据以上的观察结果完成如下表格5-1（填写数字量“1”或“0”）表5-1Q4.7Q4.6Q4.5Q4.4Q4.3Q4.2Q4.1Q4.0Q5.7Q5.6Q5.5Q5.4Q5.3Q5.2Q5.1Q5.0按下SB1时按下SB2时2. 已知整数型数据为圆的直径D=123 mm，要求将D转换为实数后计算圆的面积S0，对S0进行如下处理（取3.14159，已知S=11882）： 按下按钮SB1，使S0转换为大于或等于S0的最小双整数S2后，将S2与整数型数据S进行比较；将比较结果用输出指示灯来表示，要求如下： 如果S1大于S，则点亮指示灯LED1； 如果S1大于或等于S，则点亮指示灯LED2； 如果S1小于S，则点亮指示灯LED3； 如果S1小于或等于S，则点亮指示灯LED4； 如果S1等于S，则点亮指示灯LED5； 如果S1不等于S，则点亮指示灯LED6。 按下按钮SB2，所有指示灯均熄灭。要求在调试以上程序时打开监视画面，从电脑屏幕上直接查看程序的运行情况。四操作注意事项：1. 插拔MMC程序存储卡时要将PLC电源关闭。2. PLC输出信号要经电平转换模块的电平转换之后才可以接LED指示灯。3. 要将PLC中央主控挂箱和控制对象一挂箱的GND端连接起来。4. 电平转换模块的VCC1端要接24V电源插孔。5. 仔细观察实验现象，认真记录实验中发现的问题、错误及解决办法。五实验报告：1完成表5-1。2写出每个实验程序的地址分配，画出外部连接线路图。3. 写出每个实验的实验程序，写出程序是如何实现其相应功能的。 4. 记录实验现象和实验结果。六预习要求： 自行在课前应用仿真软件来自己设计程序并仿真调试。记录遇到的问题七选做实验或课外仿真练习实验（此实验内容不要求写实验报告）1. 要求应用循环移位指令设计一个跑马灯的电路及程序。具体要求为： 按下按钮SB1时，灯LED1LED16以每4个灯为一组，每组灯的第一个灯亮200MS后以此200MS为周期依次跳跃点亮第二个灯、第三个灯、第四个灯，并不断地循环跳跃点亮。 按下按钮SB2时，所有灯停止跳跃。2. 已知整数型数据为圆的直径D=123 mm，要求将D转换为实数后计算圆的面积S0，对S0进行如下处理（取3.14159，已知S=11882）： 按下按钮SB1，使S0转换为最接近S0的双整数S1后，将S1与整数型数据S进行比较； 按下按钮SB2，使S0转换为大于或等于S0的最小双整数S2后，将S2与整数型数据S进行比较； 按下按钮SB3，使S0转换为小于或等于S0的最大双整数S3后，将S3与整数型数据S进行比较； 按下按钮SB4，使S0转换为截去S0的小数部分的双整数S4后，将S4与整数数据S 进行比较；将比较结果用输出指示灯来表示，要求如下： 如果S1（或S2或S3或S4）大于S，则点亮指示灯LED1； 如果S1（或S2或S3或S4）大于或等于S，则点亮指示灯LED2； 如果S1（或S2或S3或S4）小于S，则点亮指示灯LED3； 如果S1（或S2或S3或S4）小于或等于S，则点亮指示灯LED4； 如果S1（或S2或S3或S4）等于S，则点亮指示灯LED5； 如果S1（或S2或S3或S4）不等于S，则点亮指示灯LED6。 按下按钮SB5，所有指示灯均熄灭。实验六 三相异步电动机的正反转控制一 实验目的：1. 掌握自锁、互锁等常用电路的连接与编程。2. 掌握三相异步电动机的正反转控制的主电路和控制电路的连接方法。3. 学习编辑符号表和使用符合地址进行编程。4. 掌握控制三相异步电动机正反转的控制程序。5. 继续熟悉使用编程软件的在线监控功能和仿真调试功能。二实验设备：1. 安装有可编程控制器的中央主控挂箱；2. 控制对象一挂箱；3. 继电器挂箱（DSK01A）和继电器控制挂箱（DSK02B）；4. 安装有CP5611通信卡和西门子s7-300可编程控制器编程软件SIMATIC Manager的计算机一台；5. 连接计算机和可编程控制器CPU模块MPI接口的专用编程电缆一根；6. 三相异步电动机一台（型号：YS 5024）；7. 导线若干。三实验原理：对于小型三相异步电动机来说，要实现三相异步电动机的正反转控制，只要把三相线当中的任意两相调换一下位置就可以了。如图6.1所示：假如接触器KM1闭合时电动机正转，则当接触器KM1断开，接触器KM2闭合时，电动机就会反转。四实验内容：1. 按照如下图6.2所示电路图连接线路，连接时一定要仔细，连接错误可能造成三相电路的相间短路而导致熔断器或断路器动作。连接完成后由老师检查无误后再上电操作。FRSB2SB3SB3DC24VPLC输入端子PLC输出端子DC24VKA1KA2(a)此线内部已接此线内部已接此线内部已接KA1AC220VLKM1KM2KA2KM2KM1N图6.2 控制三相异步电动机正反转控制线路接线图2. 在程序中可以使用绝对地址（例如：I0.0）来编程，也可以使用好符号地址（例如：起动按钮）来编程，但是使用符合地址可以使程序更容易阅读和理解。全局符合在符合表中定义，可供程序中的所有块使用。在符号表中定义了符号地址后