电气控制技术实验指导书-精简版2016

电气控制技术实验指导书THSMS-E实验装置马帅旗编陕西理工学院电气工程学院自动化系2016.10.12电气控制实验指导书1/21STEP7v5.5软件简易教程1．新建工程S7_Pro11）双击桌面上的“SIMATICManager”图标，则会启动STEP7管理器及STEP7新项目创建向导，取消项目向导。2）点击文件→新建菜单，出现上面的界面，输入项目的文件名与路径，在这里面，输入“S7_Pro1”作为工作文件名。新建完成后，就会弹出一个界面框，出现以“S7_Pro1”命名的工程如图所示。图2-4工程界面3）针对当前使用的硬件设备，需要插入站点，站点为“S7-300站点”，操作如工程界面图所示：在主菜单中，依次展开：插入→站点→2SIMATIC300站点，单击2SIMATIC300站点生成S7-300站点图插入站点2.CUP314C-2DP硬件配置1）进入配置界面，点击工程S7_Pro1名称，点击SIMATIC300(1)站点，最后双击硬件进入硬件配置界面。图硬件配置界面整个硬件配置窗口分为四部分，左上方为为模块机架，左下方为机架上模块的详细内容，右上方是硬件列表，右下方是硬件列表中具体某个模块的功能说明和订货号。2）添加模块①添加机架（导轨）PLC各功能模块要安装在机架上，因而需要先添加一个机架（导轨）在硬件组态页面的右上方的硬件列表中展开SIMATIC300→RACK-300后双击Rail，添加一个机架（导轨）电气控制实验指导书2/21图添加导轨（机架）②添加电源模块（本实验系统总不需要该模块）在硬件组态页面的右上方的硬件列表中展开SIMATIC300→PS-300后选择“PS3072A”并双击。必须与实际硬件一致图添加电源模块③添加PLC模块配置机架上PLC订货号为实际的PLC订货号，先左键点击机架UR上2号槽位空白处（1号槽位为电源模块占用），然后从硬件列表中依次展开SIMATIC300→CPU314C-2DP→T3S7314-6CH04-0AB0，双击V3.3或拖至2号槽位即可实现CPU添加。必须与实际硬件一致。图添加PLC模块电气控制实验指导书3/21④添加以太网通讯模块从硬件列表中依次展开SIMATIC300→CP-300→IndustrialEthernet→CP343-1Lean→6GK7343-1CX10-0XE0，双击V3.0或将该模块拖至4号槽位即可实现以太网模块添加。必须与实际硬件一致。图添加以太网通讯模块3）模块中组件地址的配置图组件地址的配置系统中各模块地址可以采用系统默认地址，也可以自定义。CPU上模块中DI24/DO16组件地址配置，鼠标左键点击CPU314C-2DP(1)图标，双击左下方CPU模块的详细内容中的DI24/DO16，在地址标签页中去掉系统默认地址选项，键入输入开始地址为0，键入输出开始地址为0。其他模块中组件地址更改方法如上4)按照上面的步骤，逐一按照实际硬件排放顺序配置好所有的模块，对系统硬件配置进行编译和保存，编译后在项目工程窗口下“SIMATIC300(1)”站点下出现“CPU314C-2DP”和“CP343-1lean”子项。5)设置PG/PCInterface通讯接口a.在“SIMATICManager”中，点击“选项”，在下拉菜单中找到“设置PG/PC接口”，如果没有CP5611(MPI)，点击“选择”按钮，进行添加，此时S7ONLINE(STEP7)-为CP5611(MPI)，如图：电气控制实验指导书4/21b.然后点击属性，按钮设置MPI的属性，选择MPI接口的通讯波特率。注意：此处的波特率一定要和实际要通讯的CPUMPI口实际的波特率相同，同时要注意PG/PC的地址不要和PLC的地址相同。c.设置完成后点击“OK”完成PG/PCInterface的设置，此时可以建立PC与CPU的通讯，正常通讯时CP5611卡的指示灯快闪。6)把控制系统的电源打开，把CPU置于STOP或者RUN-P状态，回到硬件配置窗口，点击“下载到模块”图标，下载配置好的硬件到CPU中，把CPU置于RUN状态（如果下载程序时CPU置于RUN-P状态，则可省略这一步），如果CPU的SF灯不亮，亮的只有绿灯，表明硬件配置正确。7)如果CPU的SF灯亮，则表明配置出错，点击硬件配置窗口中图标，则配置错的模块将有红色标记，反复修改出错模块参数，保存并下载到CPU，直到CPU的SF灯不亮，亮的只有绿灯为止。3．符号编辑在SIMATICManager工程界面下，展开“CPU314C-2DP”→“S7程序(1)”→“符号”进入符号编辑器，输入符号与地址，输入注释。保存退出。图符号编辑界面4．程序编写双击“CPU314C-2DP”→“S7程序(1)”→“块”→“OB1”，选择创建语言为梯形图“LAD（D）”点击“确定”电气控制实验指导书5/21图程序编写填写符号名与符号注释，便于程序的阅读，选择创建语言梯形图LAD。点击“确认”进入编程的画面。输入程序并保存。图5程序编写界面1）设计练习程序1编程控制要求：①当SA1、SA2输入开关都断开时，L1灭，L2亮。②将SA1输入开关闭合，PLC主机上输入显示灯“I0.0”亮，L1、L2均保持原状态。③再将SA2输入开关闭合，PLC主机上输入显示灯“I0.1”亮，同时L1亮，L2灭。④只要SA1、SA2任何一个断开，L1灭，L2亮。实验I/O分配：实验硬件需用一块输入输出模块和一块TVT90HC-2天塔之光模拟实验板，其I/O口的地址分配与接线如表2-1所示：表2-1I/O地址分配表输入（接输入输出模块）输出（接天塔之光模拟实验板）PLC端外接端口注释PLC端外接端口注释电气控制实验指导书6/21I0.0SA1输入开关Q0.0L1灯1I0.1SA2输入开关Q0.1L2灯2将下列程序输入到计算机中并下载到PLC中，点击“”监视（开/关）按钮进行程序实时运行监视，观察并描述运行结果。5．项目下载项目下载包含程序与硬件配置。回到SIMATICManager窗口，如光标停在“SIMATIC300(1)”站点，点击“下载”键，下载项目运行。下载之前必须把硬件连接完成并通上电源。如已完成硬件下载，可以只选择程序下载，具体方式如下，在项目区，依次展开：工程S7_Pro1→站点SIMATIC300(1)→CPU314-2DP→S7程序(1)→块，右键点击“块”，展开PLC→下载，完成程序下载。电气控制实验指导书7/21实验一基本指令的编程练习在S21S7-300模拟实验挂箱上完成本实验。一、实验目的1.熟悉PLC实验装置，S7-300系列编程控制器的外部接线方法2.了解编程软件STEP7的编程环境，软件的使用方法。3.掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。4.掌握定时器、计数器的正确编程方法，并学会定时器和计数器扩展方法,用编程软件对可编程控制器的运行进行监控。二、基本指令编程练习的实验面板图左图中的接线孔，通过防转座插锁紧线与PLC的主机相应输入输出插孔相接。I为输入点，Q为输出点。上图中下面两排I0.0～I1.5为输入按键和开关，模拟开关量的输入。上边一排Q0.0～Q1.1是LED指示灯，接PLC主机输出端，用以模拟输出负载的通与断。三、输入/输出连线列表SM12模块PLC2(I0.0)3(I0.1)4(I0.2)5(I0.3)6(I0.4)7(I0.5)8(I0.6)9(I0.7)S21模块面板I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7SM12模块PLC22(Q0.0)23(Q0.1)24(Q0.2)25(Q0.3)26(Q0.4)27(Q0.5)28(Q0.6)29(Q0.7)S21模块面板Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7四、梯形图参考程序1.与、或、非逻辑实验通过程序判断Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4的输出状态，然后再输入并运行程序加以验证。电气控制实验指导书8/212.定时器的认识实验定时器的控制逻辑是经过时间继电器的延时动作，然后产生控制作用。其控制作用同一般时间继电器。它可分为：脉冲定时器（SP）、扩展脉冲定时器（SE）、接通延时定时器（SD）、保持型接通延时定时器（SS）和断开延时定时器（SF）3．定时器扩展实验由于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机器范围，我们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。4．计数器认识实验西门子S7-300系列的内部计数器分为加计数器,减计数器和加减计数器三种。5.计数器的扩展实验计数器的扩展与定时器扩展的方法类似。四、实验步骤程序中的I0.0至I0.7分别对应控制实验单元输入开关I0.0至I0.7。通过专用PC/MPI电缆连接计算机与PLC主机。打开编程软件STEP7，逐条输入程序，检查无误后，将所编程序下载到主机内,并将可编程控制器主机上的STOP/RUN开关拨到RUN位置，运行指示灯点亮，表明程序开始运行，有关的指示灯将显示运行结果。电气控制实验指导书9/21实验二四节传送带的模拟在S21S7-300模拟实验挂箱上完成本实验。一、实验目的通过使用各基本指令，进一步熟练掌握PLC的基本编程和程序调试。二、控制要求有一个用四条皮带运输机的传送系统，分别用四台电动机带动，控制要求如下：启动时先起动最末一条皮带机，经过5秒延时，再依次起动其它皮带机。停止时应先停止最前一条皮带机，待料运送完毕后再依次停止其它皮带机。当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。例如M2故障，M1、M2立即停，经过5秒延时后，M3停，再过5秒，M4停。当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面的皮带机停止，该皮带机运行5秒后停，而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。例如，M3上有重物，M1、M2立即停，再过5秒，M4停。三、四节传送带的模拟实验面板图：四、输入/输出连线列表S21模块面板M1M2M3M4ABCDSB1SB2SM12模块PLC23(Q0.1)24(Q0.2)25(Q0.3)26(Q0.4)3(I0.1)4(I0.2)5(I0.3)6(I0.4)7(I0.5)3(I0.1)五、参考程序电气控制实验指导书10/21电气控制实验指导书11/21七、思考题若是逆向运行程序该如何写？电气控制实验指导书12/21实验三机械手动作的模拟在S24S7-300模拟实验挂箱完成本实验。一、实验目的用数据移位指令来实现机械手动作的模拟。二、控制要求图中为一个将工件由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，它的工作过程如图所示，有八个动作，即为：三、机械手动作的模拟实验面板图：此面板中的启动、停止用动断按钮来实现，限位开关用钮子开关来模拟，电磁阀和原位指示灯用发光二极管来模拟。四、输入/输出接线列表面板SB1SB2SQ1SQ2SQ3SQ4SM12模块PLC2(I0.0)7(I0.5)3(I0.1)4(I0.2)5(I0.3)6(I0.4)SM22模块面板YV1YV2YV3YV4YV5HLSM12模块PLC22(Q0.0)23(Q0.1)24(Q0.2)25(Q0.3)26(Q0.4)27(Q0.5)五、工作过程分析：当机械手处于原位时，上升限位开关I0.2、左限位开关I0.4均处于接通（“1”状态），移位寄存器数据输入端接通，使M10.0置“1”，Q0.5线圈接通，原位指示灯亮。按下启动按钮，SB1置“1”，产生移位信号，M10.0的“1”态移至M101，下降阀输出继电器I0.0接电气控制实验指导书13/21通，执行下降动作，由于上升限位开关U0.2断开，M10