S7-200实验指导书

1、可编程序控制器应用实验指导书可编程控制器(P L C)实 验 任 务书输变电1505/06班指导老师：梁峰安徽水电学院PLC实验室2017. 04实验一基本逻辑指令编程实验一、实验目的：1 .熟悉S7-200 PLC的组成，电路接线和开机步骤。2 .熟悉西门子STEP7 MicroWIN32编程软件的使用方法。3 .掌握基本逻辑指令 LD LDI、AND ANI、OR ORI的使用方法。4 .掌握定时器、计数器指令的使用方法及定时器、计数器波形的画法和含义。5 .掌握置位、复位及脉冲指令的使用方法。6 .学会用基本逻辑指令实现顺控系统的编程。7 .学会PLC程序调试的基本步骤及方法。二、实验设

2、备：TKPLC-2实验台：主机挂件（西门子S7 200 PLC）、基本逻辑指令实验挂件、继电器实验挂件、电动机、PC机、连接导线三、预习内容：1 .熟悉西门子STEP7 MicroWIN32编程软件的使用方法，请自学教材第2章的全部内容。2 .熟悉西门子 S7 200 PLC的基本位设备：I、Q M T、C的编址。3 .熟悉西门子基本逻辑指令与、或、输出、定时器、计数器、置位、复位及脉冲指令的 基本格式及使用方法。4 .预习本次实验内容，在理论上分析运行结果，预先写出程序的调试步骤。四、实验步骤：1 .了解S7 200 PLC的组成，熟悉 PLC的电源，输入信号端I和公共端1MH 4M输出信

3、号端Q和公共端1L5L; PLC及PC机的串行通讯口、编程电缆的连接； PLC上扩展单元插口 的连接方法；RUN/STOPF关及各类指示灯的作用等。2 .电源电路连接好后经指导教师检查无误，并将RUN/STO所关置于STOP后，方可接入220V交流电源。3 .在PC机启动西门子 STEP7 MicroWIN32编程软件，新建工程，进入编程环境。4 .根据实验内容，在STEP7MicroWIN32编程环境下输入梯形图程序，编译后，下载到PLC中。5 .程序运行调试并修改。五、实验内容：（一）必做实验1.走廊灯两地控制程序（1）控制要求:走廊灯两地控制：楼上开关、楼下开关均能控制走廊灯的亮灭。（2

4、）输入/输出信-号定义：输入：I0.0 一楼上开关（非自复式开关）输出：Q0.0走廊灯I0.1 一楼下开关（非自复式开关）参考程序（梯形图），如图1.1:图1.1 两地控制PLC程序（4）程序分析：由于 QO0=(I0.0IO1)+(I0.0I0.1),故当 I0.0 和 I0.1 中任 I0.0 和 I0.1 中任一输入点状态变化时，均能影响到输出点Q0.0的状态。思考： 上机运行以上程序，写出运行结果 .编程实现走廊灯三地控制：走廊东侧开关、走廊中间开关、 走廊西侧开关均能控制走廊灯的亮灭。2.汽车转弯灯控制程序（较难题）（1）控制要求：汽车驾驶台上有一个转换开关。当开关扳向左边时，左灯闪

5、亮（亮灭各一秒）；当开关扳向右边时，右灯闪凫（凫火各一秒） 关灯，则过10秒钟自动停止闪亮。（2）输入/输出信-号定义：输入：I0.0 一开关打在中间10.1 一开关打在左边10.2 一开关打在右边（3）参考程序;当开关扳向中间时，关左、右灯。若司机忘了输出：Q0.0一左灯Q0.1一右灯（梯形图）如图1.4:（4）程序分析：当I0.1 （或者I0.2 ）接通时，T37与T38构成一振荡器，T37的触点波形为一周期 为2秒，占空比为50%的方波，根据接通的触点是 I0.1还是I0.2 ,控制Q0.0 （左灯） 或Q0.1 （右灯）闪光。计数器C0对T38的上升沿进行计数，当计数值为5时（时间为1

6、0秒），C0常闭触点断开，Q0.0 （或Q0.1）不再闪光。司机将 I0.0接通后，C0被复位，可以进行下一次的 计数工作。 思考： 分析上述程序，Q0.0、Q0.1会不会同时通电，为什么？画出Q0.0、Q0.1的波形图。（二）选做实验1.电动机正、反转控制程序4可编程序控制器应用实验指导书(1)控制要求：电动机能正/反转、停车；正/反转可任意切换；有自锁、互锁环节(2)输入/输出信-号定义：输入：I0.0 正转启动按钮输出：Q0.0 电动机正转10.1 反转启动按钮Q0.1电动机反转10.2 一停车按钮10.3 FR过载保护PLC电气原理图绘制主电路：从电源到电动机的大电流电路，与继电器电路

7、相同见图1.6 (a)。 控制电路：PLC到接触器线圈电路，取代继电器电路中的控制电路，在硬件图上必须有互锁环节，见图 1.6 (b)。正转反转停车DEV10. 0 Q0, 010. 110. 2 QQ.110. 3KM1KM1 1KM工AC220V(b) PLC硬件扶统图正转选行反转运行图1.6 正反转电路PLC电气原理图(4)参考程序(梯形图)见图 1.7:Network 1图1.7 正反转程合可编程序控制器应用实验指导书12程序分析：在反转输出 Q0.1、停止按钮I0.2断开的情况下，按下正转输入按钮I0.0,此时正转输出Q0.0接通并自锁，电机正转。反转的情况类似。该程序可实现电动机的

8、正一停一反 控制。(6)调试运行： 在基本逻辑指令实验挂件上模拟调试，验证程序的正确性在将主机、继电器实验挂件、电动机、PC机连接在一起，调试运行真实系统思考： 上机运行以上程序，写出运行结果 写出以上程序的逻辑表达式 说出模拟调试与真实系统调试时的优缺点。2.将继电器控制系统改为 PLC控制系统。(1)控制要求：将图1.8的继电器控制 系统改为PLC控制系统。(b)控制电路图1.8 电动机顺序控制电路(2)电路工作原理：该电路是一个顺序启动，顺序停车的电路。启动顺序：电动机M0.1启动一电动机M0.2启动停车顺序：电动机 M0.2停车一电动机 M0.1停车电动机M1:启动：压下启动按钮SB*

9、接触器KM1线圈通电，其常开触点闭合一电动机 M1运行， 同时KM1形成自锁，为接触器 KM线圈通电做好准备。停车：电动机 M2没有启动，压下停止按钮SB1 一接触器KM1线圈断电，其常开触点断开一电动机 M1停止运行，同时 KM1自锁解除。电动机M2:启动：电动机 M1已启动一压下启动按钮 SB4f接触器KM2线圈通电，其常开触点闭合一电动机M2运行，同时KM呢成自锁。停车：压下彳止按钮 SB”接触器KM2线圈断电，其常开触点断开一电动机M2停止运行，同时KM2自锁解除。保护环节：电动机M1与M2均设有过载保护 FR1、FR2,任意台电动机过载，两台电动机均停止运行。主电路上还设有短路保护。

10、(3)输入/输出r号定义：输入：io.。-M0.1启动按钮SB2输出:Q0.0 电动机M0.1运行io-M0.1停车按钮SB1Q0.1电动机M0.2运行I0.2-M0.2启动按钮SB4I0.3-M0.2停车按钮SB3I0.4-M0.1保护FR1I0.5-M0.2过载保护FR2(4) PLC电气原理图绘制主电路：从电源到电动机的大电流电路，与继电器电路相同见图1.8 (a)。 控制电路：PLC到中间继电器 KA到接触器KM线圈电路，取代继电器电路中的控 制电路，自行设计。(5)参考程序(梯形图)：自行设计。(6)运行调试： 不使用PLC,按照图1.6在继电器实验挂件、电动机上接线并运行 使用PL

11、C,按自行设计的PLC电气原理图在继电器实验挂件、电动机上接线并运 行思考：比较PLC系统与继电器系统在连线上的复杂性六、实验报告本次实验报告的内容主要是：1 .实验目的：本次实验主要达到的要求及目的。2 .实验设备：本次实验的主要设备。3 .预习内容：预习本次实验内容后，写出理论分析程序运行结果及程序调试步骤。4 .实验具体步骤：如何连接硬件、编写程序、下载程序、调试程序、观察结果、修改程 序。5 .实验程序上机验证：写出运行后得到的结果，并分析与预习中的结果是否相同6 .做思考题并写出程序。7 .心得体会：本次实验中遇到的问题、解决方法及收获。实验二设计性实验某专用钻床用来加工圆盘状零件上

12、均匀分布的6个孔(见下图)。1、控制要求：操作人员放好工件后，按下起动按钮X0, Y0变为ON,工件被夹紧，夹紧后压力继电器 X1为ON, Y1和Y3使两只钻头同时开始工作，钻到由限位开关X2和X4设定的深度时，Y2和Y4使两只钻头同时上行，升到由限位开关X3和X5设定的起始位置时停止上行。两个都到位后,Y5使工件旋转60° ,旋转到位时 X6为ON,同时设定值为3的计数 器C0的当前值加1,旋转结束后又开始钻第二对孔。3对孔都钻完后，计数器的当前值等于设定值3, Y6使工件松开，松开到位时，限位开关X7为ON,系统返回初始状态2、实操任务要求(1)编制主要设备材料表；(2) I/O

13、地址分配表；(3)编制PLC控制梯形图；(4)控制设备安装接线；(5)检查后加电试运转与故障排除；(6)记录总结运行结果，编制操作说明书;第2题两种液体混合装置控制系统要求：有两种液体 A、B需要在容器中混合成液体 C待用，初始时容器是空的，所有输出 均失效。按下启动信号，阀门 X1打开，注入液体 A;到达I时，X1关闭，阀门X2打开，注 入液体B;到达H时，X2关闭；开启搅拌器 R,搅拌5s钟；打开阀门X3,释放液体C;当最 低位液位传感器L=1时，关闭X3进入下一个循环。按下停止按钮，要求停在初始状态。液体A液体B阀X3搅拌器R混合装置控制系统PLC控制要求请用PLC控制两种液体混合的一个

14、自动工作过程，包括以下四个步骤：(1)手动按下起动按钮(SB1),阀门X1打开，注入液体 A;(2)液位到达I时，X1关闭，阀门X2打开，注入液体 B;(3)液位到达H时，X2关闭，开启搅拌器 R,搅拌5s钟；(4)打开阀门X3,释放液体C,当最低位液位传感器 L=1时，关闭X3进入下一个循环。 直到按下停止按钮停止所有工作。实操任务要求：(1)编制主要设备材料表；(2) I/O地址分配表；(3)编制PLC控制梯形图；(4)控制设备安装接线；(5)检查后加电试运转与故障排除；(6)记录总结运行结果，编制操作说明书；(7)提交材料清单：PLC接线图、设备材料表、I/O地址分配表、操作说明书。第3

15、题送料小车控制系统的设计1 .送料小车系统说明送料车示意图如图 B.1所示。该车由电动机拖动，电动机正转，车子前进，电动机反转,车子后退。控制任务说明如下:（1） 单周期工作按动送料按钮，预先装满料的车子便自动前进。到达卸料处，SW2自动停止运行，开始卸料，经过10s时间后卸料完毕，送料车回到装料处（SW1,装满料等待下一次送料。（2） 自动循环方式工作要求送料车在装料处装料后，当按动送料按钮时，送料车开始送料，到达卸料处停10s进行卸料后，自动返回装料处装料， 预设装料时间是 20s,送料车在20s后自动到卸料处卸料， 然后再返回装料，如此反复，自动运行。（3） 小车可以紧急停止，而且可以手

16、动控制送料车的前进和后退。2 .设计要求根据系统说明要求和目标，理清输入 /输出信号的关系和状态，列出 I/O分配表，绘制PLC硬 件接线图和顺序功能图，设计控制梯形图程序或语句表。3 .设计报告报告内容包括设计思路和方案，器件的选择，I/O地址分配表，功能图，梯形图，程序清单，调试过程和心得。向后行驶向前行驶送料车I1SQ1 一一 一工一 送料按钮停止按钮一 一手动后退 手动前进¥卸料处图送料小车示意图第4题水塔水位控制实操要求：利用 PLC液位继电器和变频调速器实现水塔水位的多级速度控制。水箱水位控制要求：初始状态：水箱没有水，液位开关S4断开（S4为OFF）。本装置上电后，按动

17、启动按钮，电动阀 Y通电（Y为ON水箱开始注水，水箱水位达 到S4高度后，液位开关 S4闭合（S4为ON,水箱水位达到 S3高度（水满）时，液位开关 S3 闭合（S3为ON 一 注水电动阀Y断电（Y为OFF）,水箱停止注水。此后，随着水塔水泵抽 水过程的进行，水箱液面逐渐降低， 液位开关S3 （S3= OFF）复位，随着抽水过程的继续进行， 水箱液面继续降低，当液面低于开关S4时，液位开关S4复位（S4为OFF 一 电动阀Y再次通电（Y为ON水箱（自动）注水，水位达到 S3时再次停止注水。如此循环，使水箱水位保持在S3S4之间。水塔水位控制要求： 水塔水位(水深5米)，其中最高和最低液位使用液位继电器检测， 其它液位用开关替代。水泵电机要求使用变频调速器控制，水泵电机共设置低速、中速、全 速三个抽水速度，水泵电机全速运行时，变频调速器停止工作。当水箱水位高于 S4液位，并且水塔水位(水深 5米)低于水塔最低允许液面