08级实验指导书1.doc

实验一 PLC实验台及编程器操作一：实验目的熟悉西门子S7300型可编程控制试验台的结构及使用方法熟悉西门子S7300型可编程控制器程序指令学会PLC的简单控制二：实验器材西门子S7300型可编程控制器试验台 一台SETP7编程软件 通信电缆 一根连接导线 若干三：实验内容及步骤（一）：PLC的结构及各部分的作用 1：中央处理器单元（CPU） CPU作为整个PLC的核心，起着总指挥的作用，CPU一般由控制电路、运算器和寄存器组成。 2：存储器（ROM、RAM）存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。 3：输入输出单元（I/O单元） I/O单元实际上是PLC与控制对象间传递输入输出信号的接口部件。I/O单元有良好的电隔离和滤波作用。接到PLC输入接口的输入器件是各种开关、按钮、传感器等。PLC的输出控制器往往是电磁阀、接触器、继电器。 4：电源PLC电源单元包括系统的电源和备用电池，电源单元的作用是把外部电源换成内部的工作电压。5编程器编程器是PLC最重要的外围设备，个人计算机添加适当的硬件接口和软件包后就可以用STEP7对PLC进行编程。（二）：PLC的工作原理 PLC采用循环扫描的工作方式，在PLC中用户程序按先后顺序存放，CPU从第一条指令开始执行程序，直到遇到结束语句后又返回到第一条，如此周而复始不断循环。（三）：PLC编程语言梯形图编程语言梯形图沿袭了继电器控制电路的形式，它是在电气控制系统中常用的继电器接触器逻辑控制的基础上简化看符号演变来的，形象直观实用。注意事项：1：梯形图按从左到右，从上到下的顺序排列。每一逻辑行起始于左母线，然后是接触点的串并联，最后是线圈与右母线相连。2：梯形图中的每个梯级流过不是物理电流，而是“概念电流”从左流向右，其两端没有电源。3：输入继电器用于接收外部输入信号，而不能又PLC内部其它继电器的触点来驱动。输出继电器输出程序执行结果给外部输出的设备，但一般不直接驱动输出设备，而是通过输出接口的继电器、晶体管、晶闸管来控制。下面以喷泉的模拟控制为例，来看看怎么用STEP7编写程序，然后下载到CPU中，进行模拟控制。1：控制要求：灯光闪烁。利用喷泉模块上的灯，L1、L2、L3、L4。灯L1亮0.5秒后灭，接着L2亮0.5秒后灭，接着L3亮0.5一秒后，接着L4亮0.5秒后灭，接着L1灯亮0.5秒后灭。2：I/O地址分配输入：启动按钮：I0.0 停止按钮：I0.1输出：L1：Q0.0 L5、L9：Q0.4L2：Q0.1 L6、L10：Q0.5L3：Q0.2 L7、L11：Q0.6L4：Q0.3 L8、L12：Q0.73：按照控制要求进行梯形图编程对于初学者，建议使用【方法一】 新建项目向导建立工程。等我们熟练后我们可以直接建立项目，然后进行硬件组态，以后介绍。而利用新建项目向导新建工程具体步骤如下：（1） 双击桌面上的SIMATIC Manager图标，则会启动SETP 7管理器及SETP 7的新建项目创建向导如图所示。 按照向导界面提示，点击下一个,便会出现如下图界面：选着CPU型号，本例选择CPU型号为CPU314-2DP。设置CPU的MPI地址为2，点击下一个，就进入下一个窗口。用户可以选择需要生成的逻辑块（在逻辑块中编写软件程序），用户程序必须选择OB1，它负责组织S7程序中的其他块。并选择编程语言LAD单选按钮。继续下一步。输入项目名称，单击完成，结束向导。生成的新项目如下图所示：双击OB1进入程序输入界面。可以利用菜单选项，文件打开D盘S7300喷泉，就可以参考示例程序。4 ：下载（1） 在SIMATIC管理器窗口中，首先选择视图中要下载的对象，包括项目、PLC站、程序块等，然后单击下载工具按钮即可，这种下载方式可以将硬件和软件一起下载。（2） 在硬件组态窗口中，用户组态好硬件后。单击编译并保存当前的硬件组态，然后单击按钮下载即可，这种下载是硬件下载。（3） 在LAD编程窗口中，单击按钮保存程序，之后单击按钮进行下载。这种下载是软件程序下载。以上是下载方式的简介，我们就选择软件下载即可。在下载之前先将CPU的开关拨到STOP状态，在编程窗口，将程序下载到指定的CPU中。最后把CPU的开关拨到RUN的位置，按下启动按钮I0.0，观察给指示灯的变化情况。5 ：观察实验结果6 ：实验总结与思考 1：在本实验的基础上，如果下一步要L1、L2灯亮，然后再L3、L4亮，最后4盏灯全亮应如何设计。 2：PLC外部输入、程序、输出是怎么样的对应关系？实验二 交通信号灯自动控制系统一：实验目的 利用PLC模拟交通灯的控制理解，PLC中的定时器工作原理二：实验器材西门子S7300型可编程控制器试验台 一台SETP7编程软件 通信电缆 一根连接导线 若干三：实验内容及步骤 1：控制要求 启动后，南北红灯亮并维持25S。在南北红灯亮的同时，东西绿灯也亮，1S后，东西车灯即甲亮。到20S时，东西绿灯闪亮，3S后熄灭，在东西绿灯熄灭后，东西黄灯亮，同时甲灭。黄灯亮2S后东西红灯亮，与此同时南北红灯灭，南北绿灯亮。1S后，南北车灯即乙亮。南北绿灯亮完25S后闪亮，3S后熄灭，同时乙灭，黄灯亮2S后熄灭，南北红灯亮，东西绿灯亮，循环。 2：I/O地址分配名称输入地址名称输出地址名称输出地址启动按钮I0.0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Q0.5南北车灯Q0.6东西车灯Q0.73：普通的硬件组态 用户在SIMATIC管理器中，利用菜单“文件/新建”建立新项目具体步骤如下：（1） 执行菜单命令“文件/新建”，在打开的对话框单击浏览按钮选择项目的存在位置，建立一个新项目名为“交通信号灯自动控制系统”。如下图所示： （2） 单击确定按钮后，在SIMATIC管理器中，显示出一个新建立的项目名称“交通信号灯自动控制系统”。在新项目名上按鼠标右键选择“插入新对象”，可以看到这里供用户插入多种资源。这里选择插入一个“SIMATIC 300 站点”。（3） 选择插入的300站，双击右侧窗口中包含的硬件图标，打开“硬件组态”窗口。这时，窗口中午任何内容，需要逐一添加。（4） 首先在右侧的硬件目录“SIMATIC 300/RACK-300”中双击Rail(机架)，一个模拟的机架框就出现在左侧的窗口中。在这个机架上，用户可以配置具体的模块。首先在左侧视图中单击模块将要存放的位置，然后在右侧视图中双击选择的模块，或将选择的模块拖入存放的位置即可。注：机架中的第一行放置电源模块。第二行放置CPU模块，若CPU模块集成了其他功能，则会在机架中多占用一定空间。第三行放置接口模块，如果没有接口模块，则第3行就空着。用于扩展更多的机架，以适应更加复杂的实际应用。第四行之后放置其他模块，比如信号模块、通信模块等。4：控制程序的输入 主控制回路上一个启动开关，分析好控制的时序，南北的红灯和东西的绿灯是同步的，闪亮电路的编写。 时序图5:下载调试运行程序将CPU的开关拨到STOP状态，在编程窗口，将程序下载到指定的CPU中。最后把CPU的开关拨到RUN的位置，按下启动按钮I0.0，观察给指示灯的变化情况。6:观察实验结果四：实验总结与思考 1：编程时时序图的重要性 2：如果加上数值显示，程序又该怎样编写实验三 机械手动作控制实验一：实验目的 利用PLC机械手的控制，理解步进控制。二：实验器材西门子S7300型可编程控制器试验台 一台SETP7编程软件 通信电缆 一根连接导线 若干三：实验内容 1：控制要求 按启动按钮后，传送带A运行直到按一下光电开光才停止，同时机械手下降。下降到位后机械手夹紧物体，2S后开始上升，而机械手保持夹紧。上升到位后左转，下降到位机械手松开，放下物体，2S后机械手上升。上升到位后，传送带B开始运行，同时机械手右转，右转到位，传送带B停止，此时传送带A运行直到按一下光电开关才停止循环2：I/O地址分配名称输入地址名称输入地址名称输出地址名称输出地址启动按钮I0.0左转限位SQ3I0.3上升YV1Q0.1夹紧YV5Q0.5停止按钮I0.5右转限位SQ4I0.4下降YV2Q0.2传送带AQ0.6上升限位SQ1I0.1光电开关PSI0.6左转YV3Q0.3传送带BQ0.7下降限位SQ2I0.2右转YV4Q0.43：硬件组态同实验二4：控制程序的输入 分析好控制过程，每步之间的控制关系，按顺序执行的思路编程。5:下载调试运行程序将CPU的开关拨到STOP状态，在编程窗口，将程序下载到指定的CPU中。最后把CPU的开关拨到RUN的位置，按下启动按钮I0.0，观察给指示灯的变化情况。6:观察实验结果四：实验总结与思考 1：对步进顺序控制的理解 2：如果机械手所取的物体大小形状有几种不同的规格，编程时要注意哪些问题 实验四 舞台灯光的模拟控制一：实验目的 利用PLC模拟舞台灯光的控制二：实验器材西门子S7300型可编程控制器试验台 一台SETP7编程软件 通信电缆 一根连接导线 若干三：实验内容 1：控制要求L1、L2、L9 L1、L5、L8 L1、L4、L7 L1、L3、L6L1、L2、L3、L4、L5 L6、L7、L8、L9 L1、L2、L6L1、L3、L7 L1、L4、L8 L1、L5、L9 L1、L2、L3、L4、L5L6、L7、L8、L9 L1、L2、L9 L1、L5、L8循环下去 2：I/O地址分配名称输入地址名称输出地址名称输出地址启动按钮I0.0L1Q0.0L6Q0.5停止按钮I0.1L2Q0.1L7Q0.6L3Q0.2L8Q0.7L4Q0.3L9Q1.0L5Q0.43：硬件组态如实验二4：控制程序的输入5:下载调试运行程序将CPU的开关拨到STOP状态，在编程窗口，将程序下载到指定的CPU中。最后把CPU的开关拨到RUN的位置，按下启动按钮I0.0，观察给指示灯的变化情况。6:观察实验结果四：实验总结与思考 1：移位寄存器的运用于单片机中移位寄存器的异同实验五 液体混合的模拟控制一：实验目的 用PLC构成液体混合控制系统二：实验器材西门子S7300型可编程控制器试验台 一台SETP7编程软件 通信电缆 一根连接导线 若干三：试验内容 1：控制要求按下启动按钮，电池阀Y1闭合，开始注入液体A，按L2表示液体到了L2的高度，停止注入液体A。同时电池阀Y2闭合，输入液体B，按L1表示液体到达了L1的高度，停止注入液体B，开启搅拌机M，搅拌4S,停止搅拌。同时Y3为ON，开始放出液体至液体高度为L3，在经过2S停止放出液体。同时液体A注入。开始循环，按停止按钮，所有操作都停止，须重新启动。 2：I/O地址分配名称输入地址名称输出地址启动按钮I0.0Y1Q0.1停止按钮I0.4Y2Q0.2L1按钮I0.1Y3Q0.3L2按钮I0.2MQ0.4L3按钮I0.3 3：硬件组态4：控制程序的输入5:下载调试运行程序将CPU的开关拨到STOP状态，在编程窗口，将程序下载到指定的CPU中。最后把CPU的开关拨到RUN的位置，按下启动按钮I0.0，观察给指示灯的变化情况。6:观察实验结果四：实验总结与思考 1：如果不是两种液体，而是四种液体的控制，控制程序如何编写？ 2：如果是具体的一个控制项目，我们还要掌握哪些知识才能做出实际的产品。实验六五相步进电机的模拟实验一：实验目的用PLC构成五相步进电机控制系统二：实验器材西门子S7300型可编程控制器试验台 一台SETP7编程软件 通信电缆 一根连接导线 若干三：试验内容 1控制要求按下启动按钮SB1,A相通电（A亮）B相通电（B亮）C相通电（C亮）D