基于西门子step7-200自动化综合实训

信息工程与自动化学院自动化系《电气控制与PLC》综合实训设计题目:基于西门子S7-200PLC自动化综合实训姓名：李德成学号：200910401352班级：自动化093指导教师：赖华教授实训时间：2012年8月27日——2012年9月7日1目录一、前言............................................................21.实训背景......................................错误!未定义书签。2.实训目的......................................错误!未定义书签。3.实训器材......................................................4二、实训内容........................................................4项目1:抢答器逻辑顺序...........................................4控制要求.....................................................4硬件配置及I/O端口分配.......................................41.抢答器I/O分配.........................................42.抢答器硬件配置.........................................5梯形图设计...................................................5硬件操作效果演示.............................................6项目2:电机正反转星三角启动.....................................6控制要求.....................................................6硬件配置及I/O端口分配.......................................61.三相异步电动机正反转控制I/O分配.......................62.三相异步电动机正反转控制硬件配置.......................7梯形图设计...................................................7硬件操作效果演示.............................................8附加项目3：四台电机的顺序启动逆序停止...........................9控制要求.....................................................9硬件配置及I/O端口分配......................................101.电机启停I/O分配......................................102.电机启停硬件配置......................................10梯形图设计..................................................11硬件操作效果演示............................................11三、实训过程总结...................................................121.实训收获.....................................................122.存在的问题及解决思路.........................................143.结束语.......................................................142基于西门子S7-200PLC自动化综合实训一、前言1.实训背景可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController，PLC）,是一种用于自动化实时控制的数位逻辑控制器，广泛应用于目前的工业控制领域。在可编程逻辑控制器出现之前，一般要使用成百上千的继电器以及计数器才能组成具有相同功能的自动化系统，而现在，经过简单的可编程逻辑控制器模块基本上已经代替了这些大型装置。可编程逻辑控制器的系统程序一般在出厂前已经初始化完毕，用户可以根据自己的需要自行编辑相应的用户程序来满足不用的自动化生产要求。PLC控制功能是通过存放在存储器内的程序来实现的，主要对控制功能作必要地修改，只需改变软件指令即可，实现了硬件的软件化。可编程序控制器采用易学易懂的梯形图语言，它是以计算机软件技术构成人们惯用的继电器模型，形成一套独具风格的以继电器梯形图为基础的形象编程语言，电气操作人员使用起来得心应手。在了解PLC简要工作原理和它的编程技术之后，就可结合实际需要进行应用设计，进而将PLC用于实际控制系统中。我国的工业发展及自动化应用水平与工业发达国家相比有几十年的滞后，按目前的经济形势分析，我国将迎来一个PLC市场高速增长的时期。中国经济稳定迅速增长的现状，今后若干年内中国PLC市3场将保持持续高速增长。相关数据显示，初步估计目前在我国本土销售的PLC总量为30~40亿元人民币（不含随进口主设备配套的PLC），年增长率为15~20%。巨大的市场需求为发展PLC业务提供了男的的历史机遇，国内有实力的自动化公司应充分利用在市场、技术、行业影响和品牌等方面的积累，大力拓展PLC业务，是国产PLC早日成为中国PLC市场的主演参与者之一。西门子PLC主要产品是S5、S7系列。在S5系列中，S5-90U、S-95U属于微型整体式PLC；S5-100U是小型模块式PLC，最多可配置到256个I/O点；S5-115U是中型PLC，最多可配置到1024个I/O点；S5-115UH是中型机，它是由两台SS－115U组成的双机冗余系统；S5-155U为大型机，最多可配置到4096个I/O点，模拟量可达300多路；SS－155H是大型机，它是由两台S5-155U组成的双机冗余系统。而S7系列是西门子公司在S5系列PLC基础上近年推出的新产品，其性能价格比高，其中S7-200系列属于微型PLC、S7-300系列属于于中小型PLC、S7-400系列属于于中高性能的大型PLC。2.实训目的该课程实训的目的是培养我们利用PLC应用技术，设计和开发自动化控制装置的综合运用能力。通过本次课程设计让我们了解PLC的内部结构以及工作原理，掌握S7-200可编程控制器的指令系统，熟悉大部分指令及其应用，培养了我们利用PLC技术设计和开发控制装置的综合运用能力。最重要4的是能够将PLC应用于实际，根据控制要求对PLC进行编程和使用。3.实训器材1.S7-200可编程序控制器训练装置2.模拟实验单元板3.导线若干4.实验指导书5.计算机（带西门子S7-200PLC编程软件）二、实训内容项目1:抢答器逻辑顺序控制要求：1.主持人按键处于复位状态时，所有选手抢答输入信号无效。2.主持人按键复位后，灭掉所有选手的抢答指示灯。3.第一个抢答的选手，其抢答指示灯亮，并使其他选手的抢答键入无效。硬件配置及I/O端口分配：1.抢答器I/O分配表一抢答器逻辑顺序PLC控制I/O端口分配表输入电器输入点输出电器输出点选手1按钮SB1I0.1选手1指示灯KM1Q0.0选手2按钮SB2I0.2选手1指示灯KM2Q0.1选手3按钮SB3I0.3选手1指示灯KM3Q0.25主持人复位按钮SB0IO.02.抢答器硬件配置图1抢答器逻辑顺序硬件接线图梯形图设计:图2抢答器逻辑顺序梯形图6硬件操作效果演示：图3抢答器逻辑顺序操作部分实际效果图项目2:电机正反转星三角启动控制要求：1.按下启动按钮，电机星型启动，运行4s后切换至三角形运行，2.按下停止按钮，电机停止运行，整个过程由相应指示灯指示。硬件配置及I/O端口分配：1.三相异步电动机正反转控制I/O分配表二三相异步电动机正反转PLC控制I/O端口分配表输入电器输入点输出电器输出点7电机正转启动按钮SB1I0.1电机正转接触器Q0.0电机反转启动按钮SB2I0.2电机反转接触器KA2Q0.1电机停止按钮按钮SB3I0.3电机星型接法接触器KM1Q0.2电机三角形接法接触器KM2Q0.32.三相异步电动机正反转控制硬件配置图4三相异步电动机正反转PLC控制硬件接线图梯形图设计:8为了使电动机能够正转和反转，可采用两只接触器KM1、KM2换接电动机三相电源的相序，但两个接触器不能吸合，如果同时吸合将造成电源的短路事故，为了防止这种事故，在电路中应采取可靠的互锁，下图为采用按钮和接触器双重互锁的电动机正、反两方向运行的控制梯形图。图5三相异步电动机正反转PLC控制梯形图硬件操作效果演示：9按下启动按钮，电机星型启动，运行4s后切换至三角形运行，按下停止按钮，电机停止运行，整个过程由相应指示灯指示，部分实图如下：图6三相异步电动机正反转PLC控制部分实际效果图附加项目3：四台电机的顺序启动逆序停止控制要求：1.利用西门子PLC实现四台电机的顺序启动逆序停止控制。2.利用脉冲信号，实现按下顺序启动按钮SB0时电机的顺序启动，按下逆序停止按钮SB1的逆序停止，按下停止按钮SB2时停止。3.按下顺序启动按钮SBO的时候，线圈KM1得电，第一台电机启10动；4.第二次按下顺序启动按钮SB0时，线圈KM2得电，第二台电机启动，此时若按下逆序停止按钮SB1一、二次则第二台，第一台电机实现停止；5.按下顺序启动按钮SB0第三次的时候，线圈KM3得电，第三台电机启动，此时若按下逆序停止按钮SB1一、二、三次则第三台、第二台，第一台电机实现逆序停止；6.按下顺序启动按钮SB0第四次的时候，线圈KM4得电，第四台电机启动，若此时按下逆序停止按钮SB1一、二、三、四次则第四台，第三台、第二台、第一台电机实现逆序停止；7.不论操作如何，当按下停止按钮SB2时所有运行的电机都停止。硬件配置及I/O端口分配：1.电机启停I/O分配表三电机启停PLC控制I/O端口分配表输入电器输入点输出电器输出点电机正向启动按钮SB0I0.0KM1接触器Q0.0电机反向启动按钮SB1I0.1KM2接触器Q0.1电机停止按钮按钮SB2I0.2KM3接触器Q0.2KM4接触器Q0.32.电机启停硬件配置：11图7四台电机的顺序启动逆序停止硬接线图梯形图设计:图8三相异步电动机启停PLC控制梯形图硬件操作效果演示：通过编程软件的设计调试无误后，下载到PLC得到部分效果图如下图所示：12图9三相异步电动机启停PLC控制部分实际效果图三、实训过程总结1.实训收获为期两周的基于西门子S-200PLC自动化综合实训已经结束。从内容上来看，这个PLC课程实训与以往的课程有较大的区别。PLC控制的灵活性很强，能够充分发挥自己的潜力；在实学习的过程当中通过与同学之间的交流，发现PLC是一个非常具有发散性思维的学科，13通过对比发现，我们的设计方案各不相同。在互相学习的过程中，能够发现许多设计方案，各有各的优点。通过这次的实训，让我收获了不少，真是受益匪浅。第一认识到了团队合作的力量，要完成一个完美的项目不是一个人的事情。在设计项目期间我们有过分歧但最终达成共识，各自完成了小组的分配任务。在不断的学习过程中，培养了我们的团队合作意识，这对以后走上工作岗位有很大的帮助，因为在工控领域中的很多项目和我们的这个实训项目相比，都是比较复杂而庞大的工程，靠一个人的力量很难完成。在经济化要求讲究效益的时代里，为了能够更快的完成任务，我们必须依靠团队合作的力量。在短短的实训期间