第五章PLC控制技术

58第五章PLC控制技术实验一PLC编程软件的学习和使用一、实验目的1.了解PLC编程软件STEP7-Micro/WIN的编程环境及使用方法。2.学会建立计算机与S7-200CPU在线联系的方法。3.能修改PLC的通讯参数。二、实验原理1.STEP7-Micro/WIN窗口结构（图5-1-1）操作栏指令树菜单栏工具栏交叉引用数据块状态图符号表输出窗口状态栏程序编辑器局部变量表图5-1-1STEP7-Micro/WIN窗口结构2.建立与计算机与S7-200CPU的在线联系59（1）确认计算机已经安装STEP7MicroWINV4.0SP3编程软件。（2）如图5-1-3所示，用PC/PPI编程电缆连接计算机与PLC。图5-1-3（3）单击“操作栏”/“查看”/“通讯”图标，出现图5-1-4所示界面。单击“设置PG/PC窗口”或双击”PC/PPIcable(PPI)”图标，弹出图5-1-5所示界面。核实已使用的接口参数分配为“PC/PPIcable(PPI)”,单击“属性（R）...”按钮，出现接口属性对话框（见图5-1-6）。核实相关属性，确保正确。图5-1-6（a）中的波特率一般为缺省的9.6kbs,图5-1-6（b）中的端口须与计算机连接PC/PPI编程电缆的实际端口号一致。图5-1-460图5-1-5图5-1-6（a）图5-1-6（b）（4）在图5-1-4中，双击对话框中的“刷新”图标，若显示出CPU的型号及地址，则表示通讯连接正常，即可建立在线连接。3.修改PLC的通讯参数一旦和S7-200CPU建立在线连接，就可以核实和修改PLC的通讯参数。修改步骤如下：（1）单击“操作栏”/“查看”/“系统块”图标，出现系统块对话框（见图5-1-7）。61图5-1-7（2）选择“通讯端口”项，根据缺省值，站地址是2，波特率使9.6kbs。（3）选择“确认”按钮保持这些参数。如果要修改参数，先进行有关的修改，然后再单击“确认”。（4）单击“工具栏”中的“下载”（）图标，把修改后的参数装入到PLC。三、实验设备1.实验装置2.PLC主机模块3.PC/PPI电缆4.计算机（预装编程软件，自备）四、实验步骤根据实验目的和实验原理，试自行制定实验方案，完成本项实验。五、思考题1.将PLC站地址改为“6”，并在图5-1-4所示窗口中验证。2.如何打开一个现有项目，并将其载入到PLC中。62实验二PLC基本指令编程练习一、实验目的1.进一步熟悉编程软件STEP7-Micro/WIN的编程环境及使用方法。2.掌握S7-200系列编程控制器的外部接线方法。3.掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。4.掌握定时器、计数器的编程方法，用编程软件对可编程控制器的运行进行在线监控。二、实验原理1.与或非逻辑功能实验参考程序如图5-2-1（a）所示，通过程序判断Q0.1、Q0.2、Q0.4的输出状态，然后将程序载入PLC并运行加以验证。图5-2-1（a）与或非逻辑功能梯形图63图5-2-1（b）与或非逻辑功能接线图2.定时器/计数器功能（1）定时器的认识S7-200系列PLC的常用定时器编程指令有TON(接通延时定时器)、TONR（有记忆接通延时定时器）、TOF（关断延时定时器）等。它们有三种分辨率（由定时器号码决定），每一个当前值都是时间基准的倍数。如表5-2-1所示：表5-2-1定时器类型分辨率最大值定时器号码TONR1ms32.767sT0,T6410ms327.67sT1-T4,T65-T68100ms3276.7sT5-T31,T69-T95TON、TOF1ms32.767sT32,T9610ms327.67sT33-T36,T97-T100100ms3276.7sT37-T63,T101-T255实验程序参考图5-2-2（a），通过程序判断Q0.0的工作情况，然后将程序载入PLC并运行加以验证。64图5-2-2（a）定时器认识梯形图图5-2-2（b）定时器认识接线图（2）计数器的认识S7-200系列PLC的常用计数器器编程指令有CTU（增计数）、CTD(减计数)、CTUD（增/减计数）等。实验程序参考图5-2-3（a），通过程序判断Q0.0的工作情况，然后将程序载入PLC并运行加以验证。65图5-2-3（a）计数器认识梯形图图5-2-3（b）计数器认识接线图3.程序状态在线监控将程序载入PLC并运行后，单击工具栏中“”按钮，或选择菜单栏“调试”/“开始程序状态监控（P）”，即可在线实时显示PLC数据状态。再次单击“”按钮即可退出程序状态监控。三、实验设备1.实验装置2.PLC主机模块3.控制按钮模块4.继电器模块5.PC/PPI电缆6.专用电气连接线7.计算机（自备）66四、实验步骤1.与或非逻辑功能（1）用PC/PPI电缆连接计算机与PLC主机。（2）根据图5-2-1（b），用专用电气连接线搭接电气控制回路。（3）打开STEP7编程软件,逐条输入程序，检查无误后，把所编程序下载到主机内并运行。（4）按表5-2-2所示，依次操作“SB7”、“SB8”按钮，观察并记录PLC输出指示灯Q0.1、Q0.2、Q0.4及直流继电器KZ1、KZ2、KZ3的工作情况，验证是否同程序中与、或、非逻辑功能的结果相符。表5-2-2SB7SB8Q0.1Q0.2Q0.4KZ1KZ2KZ3××√×√√×√（5）拆卸所搭接的电气回路，并将相关器件整理归位。2.根据实验目的和实验原理，试自行制定实验方案，完成其他实验项目。五、思考题由于PLC的定时器和计数器都有一定的定时范围和计数范围。如果需要的设定值超过允许范围，可以通过几个定时器和计数器的串联组合来扩充设定值的范围。试编写一个定时器和计数器扩展的程序，并载入PLC验证。67实验三PLC控制的液压传动基本回路一、实验目的1.进一步熟悉PLC编程软件的使用及基本指令编程方法。2.了解PLC控制技术在液压传动中的应用。二、实验原理1.延时自动往返动作回路工作过程：按下“SB1”按钮→Q0.0动作，AD2得电，液压缸3活塞杆伸出→延时5s→Q0.0复位，AD2失电→延时1s→Q0.1动作，AD1得电，液压缸3活塞杆退回→延时5s→Q0.1复位，AD1失电→延时1s→Q0.0动作...（循环动作）。图5-3-1（a）延时自动往返动作回路1—液压源2—三位四通电磁换向阀（O型）3—液压缸图5-3-1（b）延时自动往返动作回路电气控制原理图682.液压缸顺序动作回路工作过程：按下“SB1”按钮→Q0.3动作，AD3得电，液压缸5活塞杆伸出→至右行程终点，行程开关2XK动作→Q0.3复位，Q0.1动作，AD3失电，AD1得电，液压缸4活塞杆伸出→至右行程终点，压力继电器1PD动作→Q0.2动作，AD2得电，液压缸5活塞杆退回→至左行程终点，行程开关1XK动作→Q0.1、Q0.2复位，AD1、AD2失电，液压缸4活塞杆退回。图5-3-2（a）液压缸顺序动作回路1—液压源2—二位四通电磁换向阀3—三位四通电磁换向阀（O型）4、5—液压缸1PD—压力继电器1XK、2XK—行程开关图5-3-2（b）液压缸顺序动作回路接线图693.多段速度控制回路工作过程：PLC载入程序并运行后，电磁铁AD1得电，液压缸7活塞杆处于原位。（1）第一段速度按下SB1按钮，电磁铁AD1失电，换向阀2右位工作，液压缸活塞杆伸出，其速度由阀4和阀5设定。（2）第二段速度经过定时器延时(参考程序中时间由T37设定)，电磁铁AD2得电，阀4被短接，液压缸活塞杆运动速度由阀5设定。（3）第三段速度经过另一定时器延时(参考程序中时间由T38设定)，电磁铁AD3得电，阀5被短接，液压缸活塞杆快进。（4）结束液压缸活塞杆运行至终点后，按下SB2按钮，液压缸7活塞杆退回。注：为使效果明显，可将系统压力调为2MPa，调速阀和节流阀的开度适当关小。图5-3-3（a）多段速度控制回路1—液压源2—二位四通电磁换向阀3、6—二位三通电磁换向阀4—单向调速阀5—单向节流阀7—液压缸70图5-3-3（b）液压缸多段速度控制回路接线图4.仿机床动作回路工作过程：（1）启动按下SB1按钮，KZ1得电，泵运行；AD4得电，液压缸9松开以便安装并定位工件。（2）夹紧工件定好位以后，按下SB2按钮，AD4失电，液压缸9活塞夹紧工作。（3）快进当工件夹紧后，油压升高压力继电器1PD发出讯号使AD3得电，换向阀3右位工作，液压缸8活塞右行。（4）工进经过定时器延时（模拟刀具趋近工件位置时挡铁压下行程阀），AD5得电液压缸8工进。（5）停留液压缸8运行到右端时，行程开关2XK动作，定时器计时控制停留时间。（6）快退停留时间到后，AD3、AD5失电，AD2得电，液压缸8活塞退回。（7）松开液压缸左退至原位时，行程开关1XK动作，AD2失电，AD4得电，液压缸8原位停止，液压缸9松开。（8）卸荷液压缸9退回至端点时，压力继电器2PD发讯使AD1得电，泵卸荷，一个工作循环结束。71图5-3-4（a）仿机床动作回路1—液压源2、6—二位三通电磁换向阀3—三位四通电磁换向阀4—减压阀5—二位四通电磁换向阀7—单向调速阀8、9—液压缸1XK、2XK—行程开关1PD、2PD—压力继电器图5-3-4（b）仿机床动作回路电气控制原理图72三、实验设备1.实验装置2.二位三通电磁换向阀3.二位四通电磁换向阀4.三位四通电磁换向阀5.减压阀6.单向调速阀7.单向节流阀8.压力继电器9.双作用单活塞杆液压缸10.三通、四通11.行程开关12.控制按钮模块13.继电器模块14.PLC主机模块15.液压胶管16.专用电气连接线四、实验步骤根据实验目的和实验原理，试自行制定实验方案，完成本项实验。