HGPLC-11实验指导书

1、 - 1 -HGPLC-11HGPLC-11可编程逻辑控制器实验箱可编程逻辑控制器实验箱实实实实验验验验指指指指导导导导书书书书重庆理念教学仪器仪表有限公司 - 2 -目目 录录前前 言言.3 3第一章第一章 可编程控制器实验台简介可编程控制器实验台简介.4 4第一节 可编程控制器的基础知识.4第二节 STEP7-MICRO/WIN 编程软件使用说明.7第二章第二章 基本指令编程练习基本指令编程练习.1313实验一 位逻辑指令.13实验二 置位、复位及脉冲输出指令实验.15实验三 定时器与计数器指令.17第三章第三章 演示实验演示实验.1919实验一 LED 数码显示控制.19实验二 天塔之光

2、控制.21实验三 三相异步电动机的星/三角换接起动控制 .23实验四 三相电动机正反转控制.25实验五 五相步进电动机控制的模拟.27实验六 十字路口交通灯控制的模拟.29实验七 水塔水位控制.31实验八 机械手控制.33实验九 四级传送带模拟.36实验十 邮件分拣系统.38实验十一 装配流水线.40实验十二 自动配料系统.42实验十三 自动配料系统.44实验十四 PLC四层电梯实物.46实验十五 刀具库选择控制实验.49 - 3 -前前 言言可编程控制器（Programmable Logic Controller,简称 PLC）以其体积小、功能强、可靠性高以及安装使用方便的特点，已经在我国的

3、工业控制中占据了重要地位。随着 PLC技术的迅速发展，它的应用将更加广泛。为了适应社会发展的需要，全国各大、中专院校都将 PLC 纳入教学计划，作为电子、电气以及工业自动化类专业的一门必修课。为了配合这一教学要求，我司特开发了 PLC 系列可编程控制器教学实验系统。它是根据这一课程的教学大纲，综合多所院校老师的教学意见，并结合工业控制中的实际情况开发而成。自产品推出以来，得到了广大任课老师和专家的一致好评。它利用开关、按钮、数码拨盘、各类传感器等作为 PLC 的控制信号，以LED 发光管、LED 数码管、直流减速电机、继电器、蜂鸣器以及各类工业控制模型作为执行机构模仿工业过程中的实际状态，实验

4、效果既生动又形象。全套装置设计合理，功能强大，操作简单方便，对学生理解和掌握可编程控制器的控制原理和操作方法，加快学习PLC 的编程方法，都具有极大的帮助，是 PLC 教学中的理想工具。PLC 系列可编程控制器教学实验系统主要由 PLC 主机、PLC 系列可编程控制器实验台、PLC 可编程控制器演示装置三部分以及其它附件组成。PLC 主机采用目前工业控制中使用最广的西门子 S7-200 和三菱 FX 系列。本书以西门子 S7-200 系列的 CPU226（AC/DC/继电器）主机为例进行说明，配备教师参考书及实验报告。该实验台的设计和实验指导书的编写，力求做到通俗易懂，贴近人的认知过程，软硬件

5、都设有练习。学生实验之前应以此为参考进行预习，每实验小组都建议配置有实验指导书。希望老师在做本课程实验之前，简介此实验台的一般使用方法（详见第一章），起到加强巩固实验教学效果的作用。由于时间仓促，书中难免存在不少缺点和错误，敬请各位老师、专家批评，指正。 - 4 -第第一一章章 可可编编程程控控制制器器实实验验台台简简介介第第一一节节 可可编编程程控控制制器器的的基基础础知知识识一、可编程控制器的概念一、可编程控制器的概念可编程序控制器，英文称 Programmable Controller，简称 PC。为了与个人计算机的PC（Personal Computer）相区别，在 PC 中增加了 L

6、（Logic）而写成 PLC。PLC 是以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械生产过程。PLC 是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能和习惯，特别是 PLC 的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用

7、户程序编制形象、直观、方便易学，调试和查错都很方便。用户在购买到所需的 PLC 后，只需按说明书的提示，进行少量的接线和简易的用户程序的编制，就可灵活方便地将 PLC 应用于生产实践。经过 30 多年的发展，可编程控制器已经成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器。现在继电器已经用进入包括过程控制、位置控制等场合的所有控制领域。在工业控制领域起着举足轻重的作用。二、可编程控制器的工作原理二、可编程控制器的工作原理PLC 的工作方式有周期扫描方式、定时中断方式、输入中断方式、通信方式等等。最主要的方式是周期扫描方式。周期扫描方式大致可以分为以下六个过程：1、上电处理过程PLC 上电后，要

8、进行第一次上电的初始化处理。CPU 进行的初始化工作，包括清除内部继电器区，复位所有的定时器，检查 I/O 单元的连接等。2、共同处理过程在上电处理通过以后，要进到这一步。共同处理的主要任务是复位监视定时器，检查I/O 总线是否正常，检查扫描周期是否过长，检查程序存储器是否有异常，如果有异常，根据错误情况，发出报警输出或者停止 PLC 的运行。3、通信服务过程当 PLC 和微机构成通信网络或由 PLC 构成分散系统时，需要有通信服务过程。4、外部设备服务过程当 PLC 接有外部设备（如编程器、打印机等），则需要进行外部设备服务过程。5、程序执行过程该过程执行用户程序存储器所存的指令。从输入映像

9、寄存器和其它软元件的映像寄存器中将有关元件的通/断状态读出，从程序的第 0 步开始顺序的运算，每次结果都写入对应的映像寄存器中。因此，各元件的映像寄存器的内容随着程序的执行在不断的变化（输入元件除外）。输出继电器的内部触点的动作由输出映像寄存器的内容决定。6、I/O 刷新过程这个过程可分为输入信号刷新和输出信号刷新。输入信号刷新为输入处理过程，输出信号刷新为输出处理过程。 - 5 -输入处理过程将 PLC 全部输入端子的通/断状态，读入输入映像寄存器。在程序执行过程中，即使输入状态变化，输入映像寄存器的内容也不会马上改变。直到下一扫描周期的输入处理阶段才读入这一变化。此外，输入触点从通到断或从

10、断到通变化到处于确定止，输入滤波器还有一个响应延迟。输出处理过程将输出映像寄存器的通/断状态向输出锁存继电器传送，成为 PLC 的实际输出。PLC 在执行完第 6 步后，又跳到第 1 步重新运行，如此不断循环。三、可编程控制器的结构及各部分的作用三、可编程控制器的结构及各部分的作用PLC 的类型繁多，功能和指令系统也不相同，但结构与工作原理则大同小异，其组成与计算机完全相同，它就是一台适合于工业现场使用的专用计算机，其硬件组成有六个部分(如图 1-1)。电源单元中央处理单元存储单元输入输出单元接口单元外部设备图 1-1 可编程控制器的组成1、中央处理单元与普通计算机一样，CPU 是系统的核心部

11、件，是由大规模和超大规模的集成电路微处理器芯片构成，主要完成运算和控制任务，可以接收并存储从编程器输入的用户程序和数据。进入运行状态后，用扫描的方式接收输入装置的状态或数据，从内存逐条读取用户程序，通过解释后按指令的规定产生控制信号。分时、分渠道地执行数据的存取、传送、比较和变换等处理过程，完成用户程序设计的逻辑或算术运算任务，并根据运算结果控制输出设备。PLC 中的中央处理单元多用 8 到 32 位字长的单片机。2、存储单元按照物理性能，存储器可以分为两类，随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。随机存储器由一系列寄存器阵组成，每位寄存器可以代表一个二进制数，在刚开始工作时，它的状态是随

12、机的，只有经过置“1”或清“0”的操作后，它的状态才确定。若关断电源，状态丢失。这种存储器可以进行读、写操作，主要用来存储输入输出状态和计数器、定时器以及系统组态的参数。只读存储器有两种。一种是不可擦除 ROM，这种 ROM 只能写入一次，不能改写。另一种是可擦除 ROM，这种 ROM 经擦除后还可重写。其中 EPROM 只能用紫外线擦除内部信息，E2PROM 可以用电擦除内部信息，这两种存储器的信息可保留 10 年左右。3、电源单元PLC 配有开关电源，电源的交流输入端一般都有脉冲吸收电路，交流输入电压范围一般都比较宽，抗干扰能力比较强。有些 PLC 还配有大容量电容作为后备电源，停电时可以

13、保持 50h。除了需要交流电源以外，还需要直流电源。一般直流 5V 电源供 PLC 内部使用，直流 24V 电源供输入输出端和各种传感器使用。4、输入输出单元 - 6 -输入输出单元由输入模块、输出模块和功能模块构成，是 PLC 与现场输入输出设备或其它外部设备之间的连接部件。PLC 通过输入模块把工业设备状态或生产过程信息读入中央处理单元，通过用户程序的运算和操作，把结果通过输出模块输出给执行单元。而功能模块则是一些智能化了的输入和输出模块。比如温度检测模块、位置检测模块、位置控制模块、PID 控制模块等。中央处理单元与输入输出模块的连接是由输入接口和输出接口完成的。5、接口单元接口单元包括

14、扩展接口、编程器接口、存储器接口和通信接口。这些接口都是为了进一步扩展 PLC 的功能而设置的。6、外部设备PLC 的外部设备主要有编程器、文本显示器、操作面板、打印机等等，使 PLC 的使用更加方便。 四、可编程控制器的编程语言四、可编程控制器的编程语言S7-200 的编程软件中支持三种编程语言：梯形图、功能块图、语句表。1、梯形图梯形图由触点、线圈和方框表示的功能块组成。触点代表逻辑条件，例如外部的开关、按钮和内部条件；线圈代表逻辑输出结果，用来控制外部的指示灯、交流接触器和内部的输出条件等。功能块用来表示定时器、计数器或数学运算等指令。2、功能块图这是一种类似于数字逻辑门电路的编程语言。

15、该编程语言用类似与门、或门的方框来表示逻辑运算关系，方框的左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入、输出端的小圆圈表示“非”运算。3、语句表S7 系列将指令表称为语句表。由 PLC 指令组成的程序叫语句表程序。 - 7 -第第二二节节 S ST TE EP P7 7- -M MI IC CR RO O/ /W WI IN N 编编程程软软件件使使用用说说明明STEP7-Micro/WIN 用于西门子 S7-200 系列 PLC 的程序编辑，支持三种编程模式：LAD（梯形图）、FBD（功能块图）和 STL（语句表）。Micro/WIN 还提供程序在线编辑、调试、监控以及 CPU 内部数据的

16、监视、修改功能等等。一、安装一、安装安装编程软件的计算机应使用 Windows 操作系统，双击安装图标，根据安装时的提示完成安装。安装完成后，用菜单命令“Tools（工具）/Options”(选项)，选择“General”（常规），可以设置语言环境选择希望使用的语言。二、二、STEP7-Micro/WinSTEP7-Micro/Win 简介简介1、STEP7-Micro/Win 窗口元素（如图 1-2） 图浏览条指令树输出窗口状态栏程序编辑器局部变量表1-2 STEP7-Micro/Win 窗口元素 浏览条显示常用编程按钮群组。浏览条包括：视图：显示程序块、符号表、状态表、数据块、系统块、交叉

17、参考及通讯按钮。工具：显示指令向导、TD200 向导、位置控制向导、EM253 控制面板和扩展调制解调器向导等的按钮。 - 8 - 指令树提供所有项目对象和当前程序编辑器的所有指令的树型视图。可以在项目分支里对所打开项目的所有包含对象进行操作；利用指令分支输入编程指令。 交叉参考查看程序的交叉引用和元件使用信息。 数据块显示和编辑数据块内容。 状态表允许将程序输入、输出或变量置于图表中，监视其状态。 符号表允许分配和编辑全局符号。 输出窗口在编译程序或指令库时提供消息。当输出窗口列出程序错误时，双击 错误讯息，会自动在程序编辑器窗口中显示相应的程序网 络。 状态栏提供在 STEP7-Micro

18、/WIN 中操作时的操作状态信息。 程序编辑器包含用于该项目的编辑器（LAD、FBD 或 STL）的局部变量表和程序视 图。单击程序编辑器窗口底部的标签，可以在主程序、子程序和中断服务程序之间移动。 局部变量表包含对局部变量所做的定义赋值（即子程序和中断服务程序使用的变量）2、项目及其组件 STEP7-Micro/Win 把每个实际的 S7-200 系统的用户程序、系统设置等保存在一个项目文件中，扩展名为.mwp。打开一个.mwp 文件就打开了相应的工程项目。使用浏览条的视图部分和指令树的项目部分，可以查看项目的各个组件，并且在它们之间切换。用鼠标单击浏览条图标或着双击指令树分支可以快速到达相

19、应的项目组件。三、在编程软件中设置通讯接口的参数三、在编程软件中设置通讯接口的参数在 STEP7-Micro/WIN 中选择菜单命令“检视/元件/设置 PG、PC 接口”，或双击指令树的“设置 PG/PC 接口”图标进入“设置 PG/PC 接口”对话框（如图 1-3）。1、选择通信硬件 在“接口参数指定（Interface Parameter Assignment）”列表框中选择通信接口协议“PC/PPI cable(PPI)”，在“Access Point of the Application (应用的访问接点) ”列表框中，将出现“Micro/WINPC/PPI cable”。2、设置 P

20、C/PPI 电缆的 PPI 参数 单击“Properties(属性)”按钮，将会出现 PC/PPI 电缆的属性窗口（如图 1-4）。选择图 1-4 所示的默认值即可。单击“Local Connection(本地连接)”选项卡，选择连接PC/PPI 电缆的计算机的 RS232C 通信口 COM1。设置完后点击“OK”按钮。此时设置的是计算机通信接口的参数，下面还必须设置 S7-200 的波特率和站地址。 - 9 -图 1-3 设置 PG/PC 的界面图 1-4 查看、设置 PPI 参数3、设置 S7-200 的波特率和站地址在 STEP7-Micro/WIN 中选择菜单命令“检视/元件/系统块”

21、，或双击指令树中的系统块图标，将打开 S7-200 的通信参数的选项卡（如图 1-5），具体设置采用如图所示的默认值。 - 10 -图 1-5 系统块内设置 CPU 通讯口属性四、编程四、编程1、创建一个项目 点击“文件/新建”或按工具条左边的按钮，生成一个新的项目。执行菜单命令 “文件/另存为”保存文件。 2、设置 PLC 型号执行菜单命令“PLC/类型”在出现的对话框里选择 PLC 型号，这里我们选择“CPU224”。3、选择编程语言和指令集执行菜单命令“工具/选项”，在“一般”选项卡中可以选择语言和指令集。具体设置如图 1-6 所示。 4、选择程序结构较简单的数字量控制程序一般只有主程序

22、（OB1），较大的程序除了主程序外可能还有子程序和中断程序，根据需要选择程序结构。 5、编写程序这里主要讲的是在 LAD 程序编辑器中的程序编辑方法。STEP7-Micro/WIN 用 Network（程序段）来组织程序。每个程序段相当于继电器控制图中的一个电流通路。一个程序段内只能有一个“能流”通路，不能有两条互不联系的通路。在 LAD 编辑器中有以下四种输入程序指令的方法： - 11 -图 1-6 选择语言环境 鼠标拖放 特殊功能键（F4，F6，F9） 鼠标双击 LAD 指令工具栏按钮编辑梯形图程序时，在矩形光标所在的位置放置一个触点（线圈）。点击触点（线圈）上面或下面的红色问号，就可以设

23、置该触点（线圈）的地址或其他参数。双击梯形图中的网络编号选中整个网络后，可以删除或复制粘贴网络中的程序。6、切换编程语言单击菜单“检视”中的命令，可在三种编程语言间切换。五、编译和下载五、编译和下载在 STEP7-Micro/WIN 中编辑的程序必须编译成 S7-200 CPU 能识别的机器指令，才能下载到 S7-200 CPU 内运行。单击菜单“PLC/编译”或“PLC/全部编译”选项，或者单击工具栏的或按钮，执行编译。编译：编译当前所在的程序窗口或数据块窗口。全部编译：编译项目文件中所有可编译的内容。使用菜单“文件/下载”，或单击工具栏中按钮来执行下载。下载时将 S7-200、CPU 的模

24、式开关拨到“STOP”位置。六、运行和调试六、运行和调试 1、运行程序将 S7-200 CPU 上的模式开关拨到“RUN”位置，“RUN”指示灯亮，程序开始执行。如果 S7-200 CPU 上的模式开关处于“RUN”或“TERM”位置，还可以在 STEP7-Micro/WIN 软件中使用菜单命令“PLC/RUN”和“PLC/STOP”，或工具栏按钮和 改变 CPU 的运行状态。 - 12 -单击菜单命令“调试/开始程序状态”或者工具栏上的按钮，进入监控程序状态。但是程序监控状态不能完全如实显示变化迅速元件的状态。2、用状态表监视程序使用状态表可以监控数据。使用菜单“监视/元件/状态图”或单击浏

25、览条“检视/状态图”打开状态表窗口。在状态表中输入要监视的变量的地址和数据类型，定时器和计数器可以分别按位或按字监视。单击菜单“调试/开始图状态”或单击工具栏按钮来监控状态表表格内的数据值。如果按位监视，显示的是它们的输出位的 ON/OFF 状态。如果按字监视，显示的是它们的当前值。 - 13 -第第二二章章 基基本本指指令令编编程程练练习习实实验验一一 位位逻逻辑辑指指令令一、实验目的一、实验目的1、了解 S7-200 系列 PLC 的结构和外部 I/O 接线方法。2、熟悉 STEP7-Micro/WIN 编程软件的使用方法。3、通过练习熟悉与、或、非等位逻辑指令。 二、实验仪器二、实验仪器

26、1、西门子可编程控制器实验装置 1 台2、安装了 STEP7-Micro/WIN 编程软件的 PC 机 1 台3、PC/PPI 编程电缆 1 根4、连接导线 若干三、实验原理三、实验原理1、基本指令功能介绍标准常开触点用 LD 表示，标准常闭触点用 LDN 表示，输出操作用“”表示；逻辑与、或、“取非”分别用“A”、“O”和“NOT”表示；串联电路的并联操作用“OLD”表示；并联电路的串联操作用“ALD”表示。2、实验程序应用基本指令编写以下程序，并进行验证。 梯形图 语句表 图 2-1 触点与输出指令四、实验步骤及注意事项四、实验步骤及注意事项1、在断电的情况下，将编程电缆一端与PLC的编程

27、接口相连，另一端与计算机串口连接。2、实验接线：将主板二的I0.0、I0.1、I0.2分别和输入开关部分的K17、K18、K19插相连；主板二的Q0.0、Q0.1分别和主板一输出指示的L1、L2插孔相连；然后将主板二的1M与M相连，1L与24V相连。3、打开STEP7-Micro/WIN编程软件，执行菜单命令“文件/新建”，或点击工具条上最左边的 按钮，生成一个新的项目。执行菜单命令“PLC/类型”，设置PLC型号。4、在主程序(OB1)中输入以上梯形图程序，点击工具条中的 或按钮，编译输入的程序。如程序有错，输出窗口会显示错误信息。用鼠标双击错误信息可以在程序编辑器中显示相应出错程序段以便修

28、改。5、打开实验箱电源，将PLC上的模式开关拨到STOP位置。执行菜单命令“文件/下载”或工具条中的按钮，选择下载的块，执行下载。6、改变开关 K17、K18、K19 的状态，观察并记录实验结果。 - 14 -I0.0I0.1I0.2Q0.0Q0.1000001010011100101110111五、实验报告五、实验报告1、写出 I/O 分配表和调试好的实验程序。1、记录实验中的问题及分析过程。六、思考题六、思考题1、写出本实验程序中 Q0.0 和 Q0.1 输出的逻辑表达式。2、根据以下的时序要求编写程序，并调试直至正确为止。I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5Q0.0图 2-2

29、 时序图 - 15 -实实验验二二 置置位位、复复位位及及脉脉冲冲输输出出指指令令实实验验一、实验目的一、实验目的1、了解 S7-200 系列 PLC 的结构和外部 I/O 接线方法。2、熟悉 STEP7-Micro/WIN 编程软件的使用方法。3、熟悉置位、复位指令的使用方法。4、熟悉微分操作指令的使用方法。二、实验仪器二、实验仪器1、西门子可编程控制器实验装置 1 台2、安装了 STEP7-Micro/WIN 编程软件的 PC 机 1 台3、PC/PPI 编程电缆 1 根4、连接导线 若干三、实验原理三、实验原理1、指令功能介绍置位操作用 S 表示。当置位信号为 1 时，被置位线圈置“1”

30、。当置位信号变为“0”后，被置位线圈的状态可以保持，直到使其复位的线圈到来；复位操作用 R 表示。当复位信号为“1”时，被复位线圈置“0”，当复位信号变为“0”以后，被复位的线圈的状态可以保持，直到使其置位的信号的到来。上微分操作由“EU”表示。上微分操作指某一位操作数的状态由 0 变为 1 的过程，即出现上升沿的过程。上微分指令在这种情况下可以形成一个 ON、一个扫描周期的脉冲；下微分操作由“ED”表示。下微分操作是指某一位操作数的状态由 1 变为 0 的过程，即出现下降沿的过程。下微分指令在这种情况下可以形成一个 ON、一个扫描周期的脉冲。2、实验程序编写以下程序，并进行验证。 梯形图 语

31、句表 图2-3 置位、复位及微分指令四、实验步骤及注意事项四、实验步骤及注意事项1、在断电的情况下，将编程电缆一端与PLC的编程接口相连，另一端与计算机串口连接。 - 16 -2、实验接线：将主板二的I0.0、I0.1分别和输入开关部分的K17、K18插相连；主板二的Q0.0分别和主板一输出指示的L1插孔相连；然后将主板二的1M与M相连，1L与24V相连。3、打开STEP7-Micro/WIN编程软件，执行菜单命令“文件/新建”，或点击工具条上最左边的 按钮，生成一个新的项目。执行菜单命令“PLC/类型”，设置PLC型号。4、在主程序(OB1)中输入以上梯形图程序，点击工具条中的 或按钮，编译

32、输入的程序。如程序有错，输出窗口会显示错误信息。用鼠标双击错误信息可以在程序编辑器中显示相应出错程序段以便修改。5、打开实验箱电源，将PLC上的模式开关拨到STOP位置。执行菜单命令“文件/下载”或工具条中的按钮，选择下载的块，执行下载。6、改变K17、K18的状态，观察并记录实验结果，控制时序图为：I0.0I0.1M0.0M0.1Q0.0五、实验报告五、实验报告1、写出 I/O 分配表和调试好的实验程序。2、记录实验中的问题及分析过程。六、实验思考题六、实验思考题1、根据下面的时序图编写实验程序。I0.0I0.1Q0.0图 2-4 时序图2、PLC 的工作原理是怎样的？什么是 PLC 的一个

33、扫描周期？ - 17 -实实验验三三 定定时时器器与与计计数数器器 指指令令一、实验目的一、实验目的1、了解 S7-200 系列 PLC 的结构和外部 I/O 接线方法。2、熟悉 STEP7-Micro/WIN 编程软件的使用方法。3、熟悉定时/计数指令的功能及用法。二、实验仪器二、实验仪器1、西门子可编程控制器实验装置 1 台2、安装了 STEP7-Micro/WIN 编程软件的 PC 机 1 台3、PC/PPI 编程电缆 1 根4、连接导线 若干三、实验原理三、实验原理1、指令功能介绍1）定时器定时器有三种类型即接通延时定时器（TON），断开延时定时器（TOF），保持型接通延时定时器（TO

34、NR）。定时器有 1ms、10ms 和 100ms 三种分辨率，分辨率取决于定时器号见下表：2）计数类型分辨率定时范围定时器号TONRTONTOF1ms10ms100ms1ms10ms100ms32.767s327.67s3276.7s32.767s327.67s3276.7sT0T64T1-T4T65-T68T5-T31T69-T95T32T96T33-T36T97-T100T37-T63T101-T255和和和和和和器计数器指令有加计数器（CTU）、减计数器（CTD）以及加减计数器（CTUD）三种。计数器的编号范围为 C0-C255。不同类型的计数器不能共用同一计数器号。2、实验程序编写以

35、下定时器和计数器的程序如图 2-5、图 2-6 所示并进行验证。四、实验步骤及注意事项四、实验步骤及注意事项1、在断电的情况下，将编程电缆一端与PLC的编程接口相连，另一端与计算机串口连接。2、实验接线：1)定时器实验：将主板二的I0.0与输入开关部分的K17插孔相连；主板二的Q0.0和主板一输出指示的L1插孔相连；然后将主板二的1M与M相连，1L与24V相连。 - 18 -2）计数器实验：将主板二的I0.0、I0.1分别与输入开关部分的K1、K2插孔相连；主板二的Q0.0和主板一输出指示的L1插孔相连；然后将主板二的1M与M相连，1L与24V相连。梯形图 指令表 2-5 定时器指令 图2-6

36、 计数器指令3、打开STEP7-Micro/WIN编程软件，执行菜单命令“文件/新建”，或点击工具条上最左边的 按钮，生成一个新的项目。执行菜单命令“PLC/类型”，设置PLC型号。4、在主程序(OB1)中输入以上梯形图程序，点击工具条中的 或按钮，编译输入的程序。如程序有错，输出窗口会显示错误信息。用鼠标双击错误信息可以在程序编辑器中显示相应出错程序段以便修改。5、打开实验箱电源，将PLC上的模式开关拨到STOP位置。执行菜单命令“文件/下载”或工具条中的按钮，选择下载的块，执行下载。6、改变开关的状态，观察并记录实验结果。1）定时器实验：拨动K17开关，即可观察结果。L1指示灯以1s为周期

37、闪烁。2）计数器实验：首先按动 K1 一次，然后连续按动 K2 三次，观察结果。K2 按动三次以后计数满，L1 亮；按动 K1 给计数器清零。五、实验报告五、实验报告1、写出 I/O 分配表和调试好的实验程序。2、记录实验中的问题及分析过程。六、思考题六、思考题1、定时器实验程序中，I0.0 为什么要接电平信号，接脉冲信号可以吗？为什么？2、试编写程序实现以下控制要求： - 19 -I0.0=ON 时，Q0.0 每隔一秒闪一次。当 Q0.0 闪 10 次时，Q0.1 有输出。 - 20 -第第三三章章 演演示示实实验验实实验验一一 L LE ED D 数数码码显显示示控控制制一、实验目的一、实

38、验目的1、熟悉 S7-200 系列 PLC 的结构和外部 I/O 接线方法。2、熟悉 STEP7-Micro/WIN 编程软件的使用方法。3、熟悉传送、移位指令的用法，熟悉定时中断的使用方法。二、实验器材二、实验器材1、西门子可编程控制器实验装置 1 台2、电机正反转及能耗制动控制实验模块 1 个3、安装了 STEP7-Micro/WIN 编程软件的 PC 机 1 台4、PC/PPI 编程电缆 1 根5、连接导线 若干三、实验内容三、实验内容在 LED 数码显示控制实验区完成本实验。通常使用的 LED 是 7 段 LED，它由 7 个发光二极管组成。这 7 个发光二极管 ag 呈“日”字排列，

39、当某一发光二极管导通时。相应某一点及某一段亮起来通过二极管不同的暗亮组合成不同的数字、字母及其他符号。四、控制要求四、控制要求按下起动按钮后，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。随后显示数字及字符，显示次序是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、B、A、C、d、E、F，再返回初始显示，并循环不止。五、输入输出分配表五、输入输出分配表输入输出启停开关I0.0aQ0.0bQ0.1cQ0.2dQ0.3eQ0.4fQ0.5gQ0.6dpQ0.7六、六、PLCPLC 接线接线 - 21 -七、七、PLCPLC 梯形图（见光盘示例程序）梯形图（见光盘示例程序） - 22

40、- 实实验验二二 天天塔塔之之光光控控制制一、实验目的一、实验目的1、熟悉 S7-200 系列 PLC 的结构和外部 I/O 接线方法。2、熟悉 STEP7-Micro/WIN 编程软件的使用方法。3、熟悉定时指令的使用方法，熟悉移位指令编程方法二、实验器材二、实验器材1、西门子可编程控制器实验装置 1 台2、电机正反转及能耗制动控制实验模块 1 个3、安装了 STEP7-Micro/WIN 编程软件的 PC 机 1 台4、PC/PPI 编程电缆 1 根5、连接导线 若干三、实验内容三、实验内容合上启动按钮后，按以下规律显示： H9(H9)H8（H8）H7（H7）H6（H6）H5H4H3H2H

41、1，H9（H9）H2、H1H8（H8）、H1、H5H7（H7）、H4、H1H6（H6）H3、H1H2、H3、H4、H5H6（H6）、H7（H7）、H8（H8）、H9（H9）、H9(H9)H8（H8）H7（H7）H6（H6）H5H4H3HH1 如此循环下去。四、控制要求四、控制要求在天塔之光实验区完成本实验。根据控制要求，天塔之光有 9 个灯，这些灯都是循环的移位闪亮，每次循环 22 步，因此要使用移位指令（.M10.1M10.7、M11.0M11.7、M12.0M12.6），没一位对应一步相应的指示灯，如 HL1 分别在 9、10、11、12、13、11、16、17、18、19、20 步时被点

42、亮，那么在移位寄存器M11.2，M11.3，M11.4，M11.5，M12.0，M12.1，M12.2，M12.3，M12.4，位时 HL1 均有效，需将 HL1 置 1。五、输入输出分配表五、输入输出分配表输入输出启动按钮I0.0信号灯 H1Q0.0停止按钮I0.1信号灯 H2Q0.1信号灯 H3Q0.2信号灯 H4Q0.3信号灯 H5Q0.4信号灯 H6Q0.5信号灯 H7Q0.6 - 23 -信号灯 H8Q0.7信号灯 H9Q1.0六、六、PLCPLC 接线图接线图七、七、PLCPLC 梯形图（见光盘示例程序）梯形图（见光盘示例程序） - 24 -实实验验三三 三三相相异异步步电电动动机

43、机的的星星 /三三角角换换接接起起动动控控制制一、实验目的一、实验目的1、熟悉 S7-200 系列 PLC 的结构和外部 I/O 接线方法。2、熟悉 STEP7-Micro/WIN 编程软件的使用方法。3、掌握与、或、非等位逻辑指令。二、实验器材二、实验器材1、西门子可编程控制器实验装置 1 台2、电机正反转及能耗制动控制实验模块 1 个3、安装了 STEP7-Micro/WIN 编程软件的 PC 机 1 台4、PC/PPI 编程电缆 1 根5、连接导线 若干三、实验内容三、实验内容星形/三角形起动是指：为减少电动机起动时的电流，将正常工作接法为三角形的电动机，在起动时改为星形接法。此时起动电

44、流降为原来的 1/3，起动转矩也降为原来的1/3。在大型电机中启动时为了减少启动电流所以要使用星三角启动控制电路。四四 、控制要求、控制要求在三相异步电动机的星/三角换接起动控制实验区完成本实验。主电路采用三个接触器，KM1（Q0.0）接通三相电源，KM2（Q0.1）实现 Y 联接，KM3（Q0.2）实现联结，SB1（I0.0）为启动按钮，SB2（I0.1）为停止按钮，FR（I0.2）为电动机热保护常闭触点。五、输入输出分配表五、输入输出分配表输入输入启动I0.0KM1Q0.0停止I0.1KM2Q0.1热继电器I0.2KM3Q0.2六、六、PLCPLC 接线图接线图 - 25 -七、七、PLC

45、PLC 梯形图（见光盘示例程序）梯形图（见光盘示例程序） - 26 -实实验验四四 三三相相电电动动机机正正反反转转 控控制制一、实验目的一、实验目的1、熟悉 S7-200 系列 PLC 的结构和外部 I/O 接线方法。2、熟悉 STEP7-Micro/WIN 编程软件的使用方法。3、掌握与、或、非等位逻辑指令。二、实验器材二、实验器材1、西门子可编程控制器实验装置 1 台2、电机正反转及能耗制动控制实验模块 1 个3、安装了 STEP7-Micro/WIN 编程软件的 PC 机 1 台4、PC/PPI 编程电缆 1 根5、连接导线 若干三、实验内容三、实验内容在电机正反转模拟实验区域完成本实

46、验 正转电机 KM1，当 KM1 运行时，模拟板上红灯指示灯亮，正转电机 KM2，当 KM2 运行时，模拟板上的绿灯指示灯亮。四四 、控制要求、控制要求电动机可逆运行控制线路，实际上是两个方向相反的单向运行电路组合。为此，采用两台接触器分别给电动机定子送入 A、B、C 相序和 C、B、A 相序电源，电动机就能实现可逆运行。为了避免误操作而引起的电源短路。需在这两个方向相反的单相运行电路中加设必要的连锁。按下启动按钮 SB1（I0.0）接触器 KM1（Q0.1）得电，电动机正向启动运行，按停止按钮，KM1（Q0.1）失电，电机停转。按下启动按钮 SB2（I0.2）得电，电动机反向启动运行，按停止

47、按钮，KM2（Q0.2）失电，电机停转。在实际生产过程中，为了提高工作效率，若电机正转，不必按停止按钮，直接启动反转按钮 SB2（I0.2）使 KM1（Q0.1）失电，KM2（Q0.2）得电，电机先脱离电源，停止正转，然后又向反向启动运行，反之亦然。五、输入输出分配表五、输入输出分配表输入输入正转启动I0.0正转Q0.1反转启动I0.1反转Q0.2停止I0.2六、六、PLCPLC 接线图接线图 - 27 -七、七、PLCPLC 梯形图（见光盘示例程序）梯形图（见光盘示例程序） - 28 -实实验验五五 五五相相步步进进电电动动机机控控制制的的模模拟拟一、实验目的一、实验目的1、熟悉 S7-20

48、0 系列 PLC 的结构和外部 I/O 接线方法。2、熟悉 STEP7-Micro/WIN 编程软件的使用方法。3、熟悉子程序及中断程序的设计方法，熟悉定时中断的使用方法。二、实验器材二、实验器材1、西门子可编程控制器实验装置 1 台2、电机正反转及能耗制动控制实验模块 1 个3、安装了 STEP7-Micro/WIN 编程软件的 PC 机 1 台4、PC/PPI 编程电缆 1 根5、连接导线 若干三、实验内容三、实验内容在五相步进电动机的模拟控制实验区完成本实验。当按下启动按钮，SB1（I0.0）时，首先，E 启动，延时 8S 后 D 启动，在延时 8S 后C 启动，依次类推到 A 启动，按

49、下停止按钮 SB2（I0.2）首先停止 A，5S 后，停止 B，依次类推，一直停止到 E。四四 、控制要求、控制要求本实验利用 PLC 控制五相步进电机。对电机的各相按一定规律通电，可实现对步进电机运转的控制。要求对五相步进电机的五相（A、B、C、D、E）实现如下方式的自动通电控制。可扩展实验按下“启动”按钮，按以下顺序自动通电一轮。各相通电间隔时间为 1s，后全部熄灭：1、A-B-C-D-E-A2、AB-BC-CD-DE-EA3、AB-ABC-BC-BCD-CD-CDE-DE-DEA-EA-EAB4、ABC-BCD-CDE-DEA五、输入输出分配表五、输入输出分配表输 入输 出启动I0.1A

50、 相Q0.1B 相Q0.2C 相Q0.3D 相Q0.4E 相Q0.5六、六、PLCPLC 接线图接线图 - 29 -七、七、PLCPLC 梯形图（见光盘示例程序）梯形图（见光盘示例程序） - 30 -实实验验六六 十十字字路路口口交交通通灯灯控控制制的的模模拟拟一、实验目的一、实验目的1、熟悉 S7-200 系列 PLC 的结构和外部 I/O 接线方法。2、熟悉 STEP7-Micro/WIN 编程软件的使用方法。3、掌握复杂顺控程序的设计和调试方法。二、实验器材二、实验器材1、西门子可编程控制器实验装置 1 台2、电机正反转及能耗制动控制实验模块 1 个3、安装了 STEP7-Micro/W

51、IN 编程软件的 PC 机 1 台4、PC/PPI 编程电缆 1 根5、连接导线 若干三、实验内容三、实验内容在十字路口交通灯模拟控制实验区完成本实验。交通信号灯由一个开关控制启停，交通灯分东西南 4 个方向，每个方向均有绿灯，红灯，和黄灯来控制车辆及还附带人行交通灯（本程序略）四、控制要求四、控制要求 按下启动按钮，先东西方向的绿灯亮，后南北方向的红灯亮。其中红灯亮 60S，绿灯持续亮 55S 后，进行闪亮 3 次，其闪亮周期为 0.5S（即亮，灭各 0.5S）。绿灯闪亮 3 次后熄灭，东西方向的黄灯亮，维持 2S 之后东西方向的黄灯和南北方向的红灯同时熄灭，而东西方向的红灯亮 60S，南北

52、方向的绿灯亮 55S 后，闪亮 3 次熄灭，南北方向的黄灯亮2S 后，东西方向的绿灯亮，南北方向的红灯亮，如此循环执行上述过程。五、输入输出分配表五、输入输出分配表输入输入输出输出启动I0.0（由按钮 K1 控制）南北绿灯（大灯）、东西红灯（小灯）Q0.0停止I0.2（由按钮 K2 控制）南北黄灯（大灯）Q0.1南北红灯（大灯）、东西绿灯（小灯）Q0.2东西绿灯（大灯）、南北红灯（小灯）Q0.3东西黄灯（大灯）Q0.4东西红灯（大灯）、南北绿灯（小灯）Q0.5六、六、PLCPLC 接线图接线图 - 31 -七、七、PLCPLC 梯形图（见光盘示例程序）梯形图（见光盘示例程序） - 32 -实实

53、验验七七 水水塔塔水水位位控控制制一、实验目的一、实验目的1、熟悉 S7-200 系列 PLC 的结构和外部 I/O 接线方法。2、熟悉 STEP7-Micro/WIN 编程软件的使用方法。3、熟悉置位、复位指令的使用。4、熟悉水塔水位工作原理和程序设计方法。二、实验器材二、实验器材1、西门子可编程控制器实验装置 1 台2、电机正反转及能耗制动控制实验模块 1 个3、安装了 STEP7-Micro/WIN 编程软件的 PC 机 1 台4、PC/PPI 编程电缆 1 根5、连接导线 若干三、实验内容实验内容为了解决高层建筑的供水问题，修建一些水塔水塔水位控制示意图如模板所示，根据模板示意图及指令

54、表画出梯形图及外围接线图，然后开始实验。蓄水高、蓄水低、高水位、低水位分别为水池高、低，水塔高低水位界开关，是PLC的输入量，它们模拟真实水塔系统的液位传感器，并且有相应的指示灯表示其状态，指示灯亮表示水位达到该传感器的位置。M用来模拟抽水泵，灯亮表示泵处于工作状态抽水；V用来模拟水池进水口阀门，灯亮表示阀门打开向水池内加水。四、控制要求四、控制要求在水塔水位控制区完成本实验。当传感器 S1 有信号时，蓄水低水位的指示灯亮，延时 5S 后进水电磁阀打开，开始放水，电磁阀相应的指示灯亮，当 S2 有信号时，蓄水高水位指示灯亮，蓄水低位和进水电磁阀的指示灯灭，当 S3 有信号时，低水位信号灯亮，水

55、泵开始运行，蓄水高水位指示灯灭，当 S4 有信号时，水抽满，高水位指示灯亮，低水位指示灯灭，水泵停止运行。五、输入输出分配表五、输入输出分配表输入输入输出输出S1I0.0水泵Q0.0S2I0.1蓄水低水位Q0.1S3I0.2蓄水高水位Q0.2S4I0.3抽水高水位Q0.3抽水低水位Q0.4进水电磁阀Q0.5 - 33 -六、六、PLCPLC 接线图接线图七、七、PLCPLC 梯形图（见光盘示例程序）梯形图（见光盘示例程序） - 34 -实实验验八八 机机械械手手控控制制一、实验目的一、实验目的1、熟悉 S7-200 系列 PLC 的结构和外部 I/O 接线方法。2、熟悉 STEP7-Micro

56、/WIN 编程软件的使用方法。3、掌握机械手的基本原理及程序设计。4、熟悉 PLC 程序设计、调试方法。二、实验器材二、实验器材1、西门子可编程控制器实验装置 1 台2、电机正反转及能耗制动控制实验模块 1 个3、安装了 STEP7-Micro/WIN 编程软件的 PC 机 1 台4、PC/PPI 编程电缆 1 根5、连接导线 若干三、实验内容三、实验内容通过演示让学生了解机械手的动作。 本实训是将工件由A 处传送到 B 处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断

57、电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止。另外，夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。设备装有上、下限位和左、右限位开关，限位开关用钮子开关来模拟，所以在实训中应为点动。电磁阀和原位指示灯用发光二极管来模拟。本实训的启始状态应为原位它的工作过程如图所示，有八个动作，即为：四、控制要求四、控制要求PLC 上电后，机械手在初始位置，此时 L4,L2 灯亮，按下起动按钮后，上限位开关 L2灭，机械手开始下降，下降到下限位 L1 后，通过一定时间的延时机械手爪夹紧物料 L0 灯亮，L1 熄灭，机械手开始上升，到上限位 L2 后，机械手开

58、始向前运行，直到碰到前限位开关 L3，机械手下降 L2 灭，下降到下限位开关 L1 后，延时放松物体，此时，灯 L0 灭，机械手又开始上升，上升到 L2 后，机械手退回初始位置，灯 L2，L4 被点亮。 - 35 -学生也可以通过一系列的按钮，来模拟行程开关，使学生自己练习控制机械手的系列动作。工序要求为：将一个工件由A位置移动到B位置，其动作过程按照上图中由的顺序执行，具体过程如下：1）按下启动按钮后，机械手由原位开始下行（即指示灯L1亮）；2）下行到位后（按下按键K1），机械手夹紧工件（即指示灯LA亮）； 3）2s后机械手夹紧工件上行（即指示灯L2亮）； 4）机械手上行到位（按下按键K3）

59、，然后开始右行（即指示灯L3亮）；5）机械手右行到位后（按下按键K4），下行（即指示灯L4亮）；6）机械手下行到位（按下按键K6）时，松开工件（指示灯LB亮）；7）2s后机械手放好工件开始上行（即指示灯L5亮）；8）机械手上行到位后（按下按键K5），开始左行（指示灯L6亮）；9）左行回到原位后（按下按键K2）；10）按照以上（1）（9）的步骤循环，直到按下停止按钮，机械手工作结束。五、输入输出分配表五、输入输出分配表输入输出启动I0.0L0Q0.0L1Q0.1L2Q0.2L3Q0.3L4Q0.4六、六、PLCPLC 接线图接线图 - 36 -七、七、PLCPLC 梯形图（见光盘示例程序）梯形图

60、（见光盘示例程序） - 37 -实实验验九九 四四级级传传送送带带模模拟拟一、实验目的一、实验目的1、熟悉 S7-200 系列 PLC 的结构和外部 I/O 接线方法。2、熟悉 STEP7-Micro/WIN 编程软件的使用方法。3、掌握与、或、非等位逻辑指令。二、实验器材二、实验器材1、西门子可编程控制器实验装置 1 台2、电机正反转及能耗制动控制实验模块 1 个3、安装了 STEP7-Micro/WIN 编程软件的 PC 机 1 台4、PC/PPI 编程电缆 1 根5、连接导线 若干三、实验内容三、实验内容本实验利用 PLC 控制四节传送带的运行。传送系统由四条传送带构成，YM1，YM2，