电气控制与PLC实验指导书

《电气控制与PLC》课程实验指导书1实验一PLC认知实验一、实验目的1.了解PLC软硬件结构及系统组成2.掌握PLC外围直流控制及负载线路的接法及上位计算机与PLC通信参数的设置二、实验设备序号名称型号与规格数量备注1可编程控制器实训装置THPFSM-1/212实训导线3号若干3PC/PPI通讯电缆1西门子4计算机1自备三、PLC外形图四、控制要求1.认知西门子S7-200系列PLC的硬件结构，详细记录其各硬件部件的结构及作用；2.打开编程软件，编译基本的与、或、非程序段，并下载至PLC中；3.能正确完成PLC端子与开关、指示灯接线端子之间的连接操作；4.拨动K0、K1，指示灯能正确显示；五、功能指令使用及程序流程图1.常用位逻辑指令使用标准触点常开触点指令（LD、A和O）与常闭触点（LDN、AN、ON）从存储器或过程映像寄存器中得到参考值。当该位为1时，常开触点闭合；当该位为0时，常闭触点为1；输出输出指令（=）将新值写入输出点的过程映像寄存器。当输出指令执行时，S7-200将输出过程映像寄存器中的位接通或断开。与逻辑：如上所示：I0.0、I0.1状态均为1时，Q0.0有输出；当I0.0、I0.1两者有任2何一个状态为0，Q0.0输出立即为0。或逻辑：如上所示：I0.0、I0.1状态有任意一个为1时，Q0.1即有输出；当I0.0、I0.1状态均为0，Q0.1输出为0。与逻辑：如上所示：I0.0、I0.1状态均为0时，Q0.2有输出；当I0.0、I0.1两者有任何一个状态为1，Q0.2输出立即为0。2.程序流程图六、端口分配及接线图1.I/O端口分配功能表序号PLC地址（PLC端子）电气符号（面板端子）功能说明1.I0.0K0常开触点012.I0.1K1常开触点023.Q0.0L0“与”逻辑输出指示4.Q0.1L1“或”逻辑输出指示35.Q0.2L2“非”逻辑输出指示6.主机1M、面板V+接电源+24V电源正端7.主机1L、2L、3L、面板COM接电源GND电源地端2.控制接线图七、操作步骤1.按下图连接上位计算机与PLC；2.按“控制接线图”连接PLC外围电路；打开软件，点击，在弹出的对话框中选择“PC/PPI通信方式”，点击，设置PC/PPI属性；3.点击，在弹出的对话框中，双击，搜寻PLC，寻找到PLC后，选4择该PLC；至此，PLC与上位计算机通信参数设置完成；4.编译实训程序，确认无误后，点击，将程序下载至PLC中，下载完毕后，将PLC模式选择开关拨至RUN状态。5.将K0、K1均拨至OFF状态，观察记录L0指示灯点亮状态；6.将K0拨至ON状态，将K1拨至OFF状态，观察记录L1指示灯点亮状态；7.将K0、K1均拨至ON状态，观察记录L2指示灯点亮状态；八、实验总结1.详细描述S7-200PLC的硬件结构2.总结出上位计算机与S7-200PLC通信参数的设置方法5实验二数码显示控制一、实验目的1.掌握段码指令的使用及编程方法2.掌握LED数码显示控制系统的接线、调试、操作方法二、实验设备序号名称型号与规格数量备注1可编程控制器实训装置THPFSM-1/212实训导线3号若干3PC/PPI通讯电缆1西门子4计算机1自备三、面板图四、控制要求1.置位启动开关K1为ON时，LED数码显示管依次循环显示0、1、2、3…9；2.置位停止开关K1为OFF时，LED数码显示管停止显示，系统停止工作。五、功能指令使用及程序流程图1.段码指令使用段码指令将IN中指定的字符（字节）转换生成一个点阵并存入OUT指定的变量中；如上所示，当在IN处写入2，则输出端OUT指定的变量QB0中的值为01011011；当在IN处写入5，则输出端OUT指定的变量QB0中的值为01101101；具体如下所示：6输入输出输入输出输入输出输入输出000111111401100110801111111C00111001100000110501101101901100111D01011110201011011601111101A01110111E01111001301001111700000111B01111100F011100012.程序流程图六、端口分配及接线图1.I/O端口分配功能表序号PLC地址（PLC端子）电气符号（面板端子）功能说明1.I0.0K0启动2.I0.1K1停止3.Q0.0A数码控制端子A4.Q0.1B数码控制端子B5.Q0.2C数码控制端子C6.Q0.3D数码控制端子D7.主机输入1M接电源+24V；面板+5V接电源+5V，电源正端8.主机1L、2L、3L、面板COM接电源GND电源地端72.控制接线图七、操作步骤1.按控制接线图连接控制回路；2.将编译无误的控制程序下载至PLC中，并将模式选择开关拨至RUN状态；3.分别拨动启动开关K0，观察并记录LED数码管显示状态；4.尝试编译新的控制程序，实现不同于示例程序的控制效果。八、实训总结1.尝试分析整套系统的工作过程；2.尝试用其他不同于示例程序所用的指令编译新程序，实现新的控制过程。8实验三四节传送带控制一、实训目的1.掌握传送指令的使用及编程2.掌握四节传送带控制系统的接线、调试、操作二、实训设备序号名称型号与规格数量备注1实训装置THPFSM-1/212实训挂箱A1313导线3号若干4通讯编程电缆PC/PPI1西门子5实训指导书THPFSM-1/216计算机（带编程软件）1自备三、面板图四、控制要求1.总体控制要求：如面板图所示，系统由传动电机M1、M2、M3、M4，故障设置开关A、B、C、D组成，完成物料的运送、故障停止等功能。2.闭合“启动”开关，首先启动最末一条传送带（电机M4），每经过1秒延时，依次启动一条传送带（电机M3、M2、M1）。3.当某条传送带发生故障时，该传送带及其前面的传送带立即停止，而该传送带以后的待运完货物后方可停止。例如M2存在故障，则M1、M2立即停，经过1秒延时后，M3停，9再过1秒，M4停。4.排出故障，打开“启动”开关，系统重新启动。5.关闭“启动”开关，先停止最前一条传送带（电机M1），待料运送完毕后再依次停止M2、M3及M4电机。五、功能指令使用及程序流程图1.移位寄存器指令使用字节传送（MOVB）、字传送（MOVW）、双字传送（MOVD）和实数传送指令在不改变原值的情况下将IN中的值传送到OUT。2.程序流程图六、端口分配及接线图1.端口分配及功能表序号PLC地址（PLC端子）电气符号（面板端子）功能说明1I0.0SD启动（SD）2I0.1A传送带A故障模拟3I0.2B传送带B故障模拟4I0.3C传送带C故障模拟105I0.4D传送带D故障模拟6Q0.0M1电机M17Q0.1M2电机M28Q0.2M3电机M39Q0.3M4电机M410主机1M、面板V+接电源+24V电源正端11主机1L、2L、3L、面板COM接电源GND电源地端2.PLC外部接线图七、操作步骤1.检查实训设备中器材及调试程序。2.按照I/O端口分配表或接线图完成PLC与实训模块之间的接线，认真检查，确保正确无误。3.打开示例程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修改，直至无误，用PC/PPI通讯编程电缆连接计算机串口与PLC通讯口，打开PLC主机电源开关，下载程序至PLC中，下载完毕后将PLC的“RUN/STOP”开关拨至“RUN”状态。4.打开“启动”开关后，系统进入自动运行状态，调试四节传送带控制程序并观察四11节传送带的工作状态。5.将A、B、C、D开关中的任意一个打开，模拟传送带发生故障，观察电动机M1、M2、M3、M4的工作状态。6.关闭“启动”按钮，系统停止工作八、实训总结1.总结移位寄传器指令的使用方法。2.总结记录PLC与外部设备的接线过程及注意事项。九、示例程序（参见配套光盘）12实验四多种液体混合装置控制一、实验目的1.掌握正/负跳变指令的使用及编程2.掌握多种液体混合装置控制系统的接线、调试、操作二、实验设备序号名称型号与规格数量备注1实训装置THPFSM-1/212实训挂箱A1413导线3号若干4通讯编程电缆PC/PPI1西门子5实训指导书THPFSM-1/216计算机（带编程软件）1自备三、面板图四、控制要求1.总体控制要求：如面板图所示，本装置为三种液体混合模拟装置，由液面传感器SL1、SL2、SL3，液体A、B、C阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3、YV4，搅匀电机+13M，加热器H，温度传感器T组成。实现三种液体的混合，搅匀，加热等功能。2.打开“启动”开关，装置投入运行时。首先液体A、B、C阀门关闭，混合液阀门打开10秒将容器放空后关闭。然后液体A阀门打开，液体A流入容器。当液面到达SL3时，SL3接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门。液面到达SL2时，关闭液体B阀门，打开液体C阀门。液面到达SL1时，关闭液体C阀门。3.搅匀电机开始搅匀、加热器开始加热。当混合液体在6秒内达到设定温度，加热器停止加热，搅匀电机工作6秒后停止搅动；当混合液体加热6秒后还没有达到设定温度，加热器继续加热，当混合液达到设定的温度时，加热器停止加热，搅匀电机停止工作。4.搅匀结束以后，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。当液面下降到SL3时，SL3由接通变为断开，再过2秒后，容器放空，混合液阀门关闭，开始下一周期。5.关闭“启动”开关，在当前的混合液处理完毕后，停止操作。五、功能指令使用及程序流程图1.正/负跳变指令使用正跳变触点指令（EU）检测到每一次正调变（由0到1），让能流接通一个扫描周期。负跳变触点指令（ED）检测到每一次负调变（由1到0），让能流接通一个扫描周期。2.程序流程图六、端口分配及接线图1.端口分配及功能表序号PLC地址（PLC端子）电气符号（面板端子）功能说明141I0.0SD启动（SD）2I0.1SL1液位传感器SL13I0.2SL2液位传感器SL24I0.3SL3液位传感器SL35I0.4T温度传感器T6Q0.0YV1进液阀门A7Q0.1YV2进液阀门B8Q0.2YV3进液阀门C9Q0.3YV4排液阀门10Q0.4YKM搅拌电机11Q0.5H加热器12主机1M、面板V+接电源+24V电源正端13主机1L、2L、3L、面板COM接电源GND电源地端2.PLC外部接线图15七、操作步骤1.检查实训设备中器材及调试程序。2.按照I/O端口分配表或接线图完成PLC与实训模块之间的接线，认真检查，确保正确无误。3.打开示例程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修改，直至无误，用PC/PPI通讯编程电缆连接计算机串口与PLC通讯口，打开PLC主机电源开关，下载程序至PLC中，下载完毕后将PLC的“RUN/STOP”开关拨至“RUN”状态。4.打开“启动”开关，SL1、SL2、SL3拨至OFF，观察液体混合阀门YV1、YV2、YV3、YV4的工作状态。5.等待20S后，观察液体混合阀门YV1、YV2、YV3、YV4的工作状态有何变化，依次将SL1、SL2、SL3液面传感器扳至ON，观察系统各阀门、搅动电机YKM及加热器H的工作状态。6.将测温传感器的开关打到ON，观察系统各阀门、搅动电机YKM及加热器H的工作状态。7.关闭“启动”开关，系统停止工作。八、实训总结1.总结正/负跳变指令的使用方法。2.总结记录PLC与外部设备的接线过程及注意事项。16实验五机械手控制一、实验目的1.掌握循环右移指令的使用及编程2.掌握机械手控制系统的接线、调试、操作二、实验设备序号名称型号与规格数量备注1实训装置THPFSM-1/212实训挂箱A1713导线3号若干4通讯编程电缆PC/PPI1西门子5实训指导书THPFSM-1/216计算机（带编程软件）1自备三、面板图四、控制要求1.总体控制要求：如面板图所示，工件在A处被机械手抓取并放到B处。2.机械手回到初始状态，SQ4=SQ2=1，SQ3=SQ1=0，原位指示灯HL点亮，按下“SB1”启动开关，下降指示灯YV1点亮，机械手下降，（SQ2=0