电气控制技术与plc实验

实验一、常用功能指令一、基本逻辑指令1、,实验目的及实验装置通过实验了解和熟悉S7-200系列PLC的结构和外部接线方法，了解和熟悉STEP7-Mi-cro/WIN编程软件的使用方法及仿真软件的使用。CPU模块1只，安装了STEP7-Mi-cro/WIN编程软件的计算机1台。PC/PPI编程电缆或PPI主站电缆1根。数字量输入电路板1块。数字量输入电路板上的小开关用来生产数字量输入信号，根据PLC的电源电压类型，其外部接线图可以参考图2-15或图2-16.PLC的输出量的状态用各输出点对应的LED来观察，调试程序时一般可以不接受实际的外部负载。2、，实验内容在断电的情况下用编程电缆连接CPU的通信口和计算机的串行通信接口，经教师检查后给计算机和PLC通电。起保护停电路实验打开STEP7-Mi-cro/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“新建项目”图标，生成一个新的项目。执行菜单命令“PLC”→“类型”，设置PLC型号。用“检视”菜单选择PLC的编程语言，执行菜单命令“工具”→“选项”，在“一般”对话框的“一般”选项卡中，选择SIMATIC指令集和“国际”助记符集，还可以选择默认的程序编辑器。在主程序OB1中输入图A-1所示的梯形图程序。点击工具条中的“编译”或“全部编译”按钮，编译输入的程序。如果程序有错误，编译后将在输出窗口显示与错误有关的信息。双击显示的某一条错误，程序编辑器中的矩形光标将移到该错误所在的网络。必须改正程序中所有的错误，编译成功后，才能下载程序。设置通信参数（见10.1.2节），建立起计算机与PLC的通信连接。将CPU模块上的模式开关放在非STOP位置。点击工具条中的“下载”按钮，在下载对话框中选择要下载的模块，点击“下载”按钮，开始下载。下载成功后，点击工具栏中的“运行”按钮，用户程序开始运行，“RUN”LED亮。断开数字量输入板上的全部输入开关，CPU模块上输入侧的LED全部熄灭。用接在端子I0,1和I0.2的开关模拟按钮的操作，将开关接通后马上断开，发出启动信号和停止信号，观察Q0.0对应的LED的状态。复杂电路的实验输入图A-2所示的梯形图程序，编译成功后下载和运行该程序。分别在梯形图和语句表方式用“程序状态”功能监视程序的运行情况。改变各有关输入点的状态，观察Q0.3和M1.0的状态是否符合图A-2的逻辑关系。图A-1梯形图图A-2梯形图二、定时器计数器指令的编程实验（1）定时器的编程实验输入图A-3所示的梯形图程序，编译成功后运行该程序。各定时器均为100ms定时器。用状态监视各定时器的输出位和当前值，通过接通和断开各定时器的IN输入电路和T5的复位电路，观察各定时器的定时器位和当前值的变化情况。计数器的编程实验输入图A-4所示的梯形图程序，编译成功后运行该程序。用状态表监视各计数器的输出位和当前值。接通和断开各计数器的计数输入电路和复位电路，观察各计数器的当前值和计数器位的变化情况。图A-3定时器图A-4计数器实验二基于PLC的电动机启停控制实验一、实验目的(1)掌握PLC顺序控制电路的程序构成以及简单设计方法；(2)熟悉PLC梯形图程序的编辑方法和S7-200编程软件的使用方法；(3)熟练掌握电动机启停控制电路的设计；(4)能够熟练进行安装、配线和调试，利用PLC及中间继电器、接触器等实现电动机启停控制。二、实验所需设备及附件序号设备名称数量1西门子S7-200PLC1台2交流电动机1台3接触器1个4中间继电器1个5组合按钮2个6指示灯1个7断路器1个（三相）8熔断器1组9导线若干10工具若干三、实验线路及原理利用PLC实现电动机的启停控制在本实验中，主要练习使用PLC来代替接触器，继电器等实现要求的控制功能，器电路原理图如图一所示。(a)主电路 （b）PLC控制电路图一PLC控制电动机启停电气原理图图二PLC梯形图程序及输出波形四、实验内容(1)根据实验要求，利用S7-200编程软件STEP7-MicroWIN完成PLC程序的设计；(2)下载程序至PLC进行调试与仿真，直至程序能按实验要求运行；(3)根据电气原理图进行必要的接线，实现基于PLC的电动机启停控制。五、预习要求(1)了解PLC的工作原理，以及外部连线方法；(2)熟悉S7-200编程软件STEP7-MicroWIN的使用的方法和梯形图程序设计方法；(3)复习电气原理图的分析与设计方法，完成基于PLC的电动机启停控制电路的设计；六、实验步骤(1)PLC梯形图程序设计与仿真：①在PC机上打开STEP7-MicroWIN软件，新建项目，参考图二完成梯形图程序的设计，编译无错后下载到PLC中；②在PLC中运行程序，依次输入I0.0,I0.1后观察输出Q0.0的状态，直至能与图二中的输出波形相吻合。(2)连线，调试，运行，实现电动机启停控制：①按图1的电气原理图，主回路和控制电路进行必要的接线，并检查继电器，接触器能否正常工作，并将将已调试好的PLC接入控制电路；②连接好后上电之前应进行必要的检查，确定无误后方可接入交流电源并合上断路器；③将PLC设为运行状态，按下SB1后电机能启动并保持运行，按下SB2后电机停转，观察PLC的输出以及接触器，继电器的工作情况，观察两个开关怎么通过PLC实现的控制作用。七、实验报告(1)画出电气原理图（包括主电路，PLC控制电路），并分析系统的实际运行情况；(2)讨论、分析实验中出现的各种问题。(3)完成思考题八、思考题(1)根据实验内容，简述PLC控制系统与接触器—继电器控制系统各自的优缺点。(2)控制电路中的中间继电器的作用是什么?(3)在设计梯形图程序时，处理常闭触点的输入信号时需要注意什么？图二