PLC系统设计专题资料.docx
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PLC系统设计专题资料
系统设计专题
姓名*******
学院自动化与电气工程学院
专业控制科学与工程
班级自动化硕201501班
学号*******
指导老师*******
二〇一六年五月三十
第一部分PLC及组态设计基础
实验一实验系统简介及STEP7编程软件编程练习
一、实验装置:
硬件:
西门子S7-300PLC为主控设备的实验台,计算机
软件:
SETP7编程软件
二、实验过程:
(一)创建新项目
方法一:
1.双击STEP7图标开启SIMATICManager
2.在SIMATICManager中。
选择菜单【File】|【New】建立新的项目
3.在New图层上,输入项目的名称,点击【OK】按钮确认
方法二:
1.在SIMATICManager中,选择菜单命令【File】|【‘NewProject’Wizard】
2.在STEP7Wizard屏幕上,点击【Preview】按钮(预览窗口将提示项目开发过程中的下一个步骤),再单击【Next】
3.在提示屏幕提示“WhichCPUareyouusinginyourproject?
”时,选择可选的CPU。
在此选择CPU315-2DP。
点击【Next】按钮继续
4.在提示屏幕提示“Whichblocksdoyouwanttoadd?
”时,选择OB。
选择STL(语句表)作为所有块的编程语言,其中OB1(组织块)是主程序块,STL(语句表)将是默认的编程语言。
然后单击【Next】按钮继续
5.在“Whatdoyouwanttocallyourproject?
”屏幕上输入项目名称,单击【Finish】按钮,这样就创建了新的项目。
(二)插入硬件站,并进行硬件组态
1.在SIMATICManager中,选择项目文件Demo_Labor。
然后选择菜单命令【Insert】|【Station】,选择站点类型,在此,选择SIMATIC300站点。
2.输入PLC站点的名称。
此例名为LaborPLC
3.选择站点LaborPLC。
双击【Hardware】图标,打开站点和硬件组态窗口。
4.在工具栏中选择【Catalog】工具图标。
在SIMATIC300目录下打开RACK-300文件夹将一个Rail拖放到空白的配置区.
5.打开子文件夹CPU-300到CPU315文件夹。
根据实验设备选择产品序列号为6ES7315-2AG10-0AB0的CPU315,然后将其拖放到机架的2号槽。
说明:
主机架按以下规范配置:
1号槽只能放置电源模块,2号槽只能放置CPU模块,3号槽只能放置接口模块,4~11号槽中的模块必须连续排列,可最多放置8个,这些模块包括通信模块、信号模块和功能模块等。
其中2号槽不能为空,CPU模块必须配置。
其他各槽可以根据实际情况需要进行配置。
6.打开SM-300子文件夹,可以看到可选的数字和模拟模块。
在此,打开子文件夹DI/DO-300(数字量I/O模块)。
选择模块SM323DI8/DO8xDC24V/0.5A(产品序列号:
6ES7323-1BL00-0AA0),然后将其拖放到机架上4号槽
7.分配或修改I/O地址。
在组态一个PLC或PC站时,输入输出模块需要一个寻址方案来把真实设备和编程地址关联起来。
8.单击【Saveandcompile】工具图标编译并保存硬件站点,也可以在选择菜单命令【Station】|【Saveandcompile】来完成。
9.单击工具栏中的Download工具进行下载,下载硬件组态结果。
(三)编程
1.打开项目,选择程序下的Blocks文件夹,双击【OB1】选项。
第一次打开此块时,可以在弹出层中的CreatedinLanguange下选择编程语言。
在此选择LAD。
2.单击工具栏图标或选择菜单命令【Insert】|【ProgramElements】打开【ProgramElements】指令目录。
在【LadderProgramEditor】中,可以使用工具栏中的编程图标来插入常用的程序单元(如触点、线圈等)。
3.编写完成后,单击工具栏上的【Save】工具将使程序指令保存到计算机上。
也可以选择菜单命令【File】|【Save】来保存
4.仿真下载程序及运行(需关闭PLC电源)
5.下载到实验装置中,运行。
实验体会:
1.熟悉STEP7编程软件的使用环境。
2.学会S7-300PLC的初始配置,理解初始配置的重要性。
3.掌握了程序的装载,调试。
实验二定时器功能实验
一、实验目的
掌握定时器的正确编程方法,并用编程软件对可编程序控制器运行状态进行监控。
二、实验结果
(1)5种定时器程序的动态时序图
1.SP脉冲定时器
2.SE定时器
3.SD定时器
4.SS定时器
5.SF定时器
(2)5种定时器程序的梯形图指令
1.SP脉冲定时器
2.SE定时器
3.SD定时器
4.SS定时器
5.SF定时器
实验三计数器功能实验
(1)CUD通过LAD编程语句没有实现
(2)计数器梯形图方块指令
1.CD减计数器
2.CU加计数器
3.CUD计数器
方法一:
方法二:
(3)S7-300加计数器与众不同,计数值为0时其输出位Q为0,计数值非零时其输出位为1。
为了实现计数值到达预置值时产生一个动作,需在计数器之后使用一个比较指令
第二部分组态软件设计基础
2.1组态软件的编辑与编程
一、实验目的
(1)通过本实验了解组态软件。
(2)练习使用“三维力控”组态软件,并学会编辑变量、画面、变量连接、脚本程序等。
二、实验要求
用力控组态软件制作如图1所示的水箱液位变化系统。
当点击“开关0”时,进水管呈现进水状态且水箱液位上升,右边的“输出液位”将对液位进行实时显示,当液位达到100时“开关0”自动关闭,液位停止上升,当点击“开关1”时液位将降低,此时出水管将呈现出水状态,当液位降到0时“开关1”自动关闭。
当在“输入液位”中输入液位数字时水箱中的液位显示输入量。
三、实验过程
一、建立画面:
点
进入组态环境→单击“文件”→“新建”建立一个新画面
二、定义变量:
点击“工程项目”下的“变量”,选择“中间变量”
在两个阀门的上方添加标注文本“进水阀”和“出水阀”。
双击“进水阀”开关与变量“开关0”连接,双击“出水阀”开关与变量“开关1”连接
三、点击“工程项目”下的“变量”,选择“中间变量”“工程项目”下“动作”中的“应用程序动作”。
选择“窗口运行时周期执行”在此对话框中输入给定的脚本程序。
输入完成后点击“脚本保存”按扭,脚本程序编写完毕
四、点击工具箱中的“运行”图标出现“运行系统”界面,点击“文件”→“打开”,选择DRAW1双击,进入运行状态。
运行中点击“进水阀”和“出水阀”及在“液位显示”中输入液位数字观察动化变化是否符合要求。
四、实验结果
实验测试成功,但实验过程中中间变量的连接需仔细。
2.2、组态软件与PLC的通讯
一、实验目的
1.熟悉组态软件。
2.掌握组态软件与PLC的通讯,变量连接,动态监控。
二、实验要求
当PLC的外部输入点I0.0、I1.0有输入时灯I0.0、I1.0变为绿色,当点击图中的开关Q0.0、Q1.0时,PLC对应的Q0.0、Q1.0输出点置位灯Q0.0、Q1.0变为绿色。
3、实验过程
1.建立画面:
点
进入组态环境→击“文件”→“新建”建立一个新画面,点击工具箱中的“文本”(
)在画面中编辑一个“I0.0”
、一个“I1.0”
、两个“Q0.0”
、两个“Q1.0”
文本框。
从报警灯图库和开关图库中找出与画面中相同的报警灯和开关,然后按照例图所示摆放好。
2.硬件连接:
点击左侧选项中的I/O设备组态→PLC→SIEMENS→S7-300/400(MPI)出现“设备配置第一步”对话框,在设备名中填充“S7300”点击“下一步”出现“设备配置第三步”,其中在“MPI地址”填写“2”,在“MPI设置槽号“填写“2”,点击“完成”后将在右框中出现所建立的西门子S7-300PLC的I/O硬件连接。
3.变量定义与连接:
双击左侧选项中的实时数据库→数据库组态出现下图。
4.外部接线:
把(SM323数字量输入)框内的(1、20、2、12)分别与(基本指令练习)框内的(V+、COM、I0.0、I1.0)接线孔一一对应连接起来,把(SM323数字量输出)框内的(22、32)分别与(基本指令练习)框内的(Q0.0、Q1.0)接线孔一一对应连接起来
5.保存并运行:
打开PLC电源,保存工程,进入运行状态,通过外部连线将PLC上的开关I0.0、I1.0输入点置1观察组态画面中I0.0、I1.0的变化,通过点击组态画面中的开关Q0.0、Q1.0观察PLC上的Q0.0、Q1.0输出点的变化。
4、
实验结果
测试成功,结果如右图。
第三部分系统综合设计
3.1带时间显示的交通灯控制设计
1、实验目标
熟练使用各基本指令,根据控制要求,掌握PLC的编程方法和程序调试方法,使学生了解用PLC解决一个实际问题的全过程。
2、实验要求
信号灯受一个启动开关控制,当启动开关接通时,信号灯系统开始工作,且先南北红灯亮,东西绿灯亮。
当启动开关断开时,所有信号灯都熄灭。
南北红灯亮维持25秒,在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮,并维持20秒。
到20秒时,东西绿灯闪亮,闪亮3秒后熄灭。
在东西绿灯熄灭时,东西黄灯亮,并维持2秒。
到2秒时,东西黄灯熄灭,东西红灯亮,同时,南北红灯熄灭,绿灯亮。
东西红灯亮维持25S秒。
南北绿灯亮维持20秒,然后闪亮3秒后熄灭。
同时南北黄灯亮,维持2秒后熄灭,这时南北红灯亮,东西绿灯亮。
周而复始
3、实验过程
1.分析实验要求,设计梯形图,程序如下:
2.根据实验平台,进行接线
十字路口交通灯控制的实验面板图:
接线:
把(SM323数字量输入、或数字量输入)框内的
(2)插线孔与(十字路口交通灯)框内的(SD)插线孔连接起来。
把(SM323数字量输出或数字量输出)框内的(22、23、24、25、26、27)插线孔分别与(十字路口交通灯)框内的(南北G、南北Y、南北R、东西G、东西Y、东西R)插线孔一一连接起来。
把数码管的信号线依次与(32—39)连接。
注意:
(十字路口交通灯)框内的(V+)接(SM323数字量输入)框内的(1L+),(COM)接(1M)。
4、实验结果
可以实现交通灯的切换控制,实现25S的计时,但未能实现切换到绿灯时的倒计时,即现代化的智能交通倒计时。
3.2PLC在液体混合装置中的应用
1、实验目标
熟练使用各条基本指令,通过对工程实例的模拟,熟练地掌握PLC的编程和程序调试。
2、实验要求
初始状态:
装置投入运行时,液体所有阀门关闭.
启动操作:
按下启动按钮SB1,装置就开始按下列约定的规律操作:
液体A阀门打开,液体A流入容器。
当液面到达SL2时,SL2接通,关闭液体A阀门,打开液体B阀门。
液面到达SL1时,关闭液体B阀门,搅匀电机开始搅匀。
搅匀电机工作6秒后停止搅动,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。
停止操作:
按下停止按钮SB1后,所有操作停止,需手动复位所有液位传感器,再启动。
3、实验过程
1.接线
把(SM323数字量输入)框内的(2、4、5、6)插线孔分别与(液体混合装置)框内的(SB1、SL1、SL2、SL3)插线孔一一连接起来。
把(SM323数字量输出)框内的(22、23、24、25)插线孔分别与(液体混合装置)框内的(YV1、YV2、YV3、YKM)插线孔一一连接起来。
注意:
(液体混合装置)框内的(V+)接(SM323数字量输入)框内的(1L+),(COM)接(1M)。
2.编程
按动(液体混合装置)框内的按钮SB1启动。
YV1灯亮,表示液体A正在加料。
一段时间后手动拨动SL3(液位传感器),表示物料已到SL3液面。
再过一段时间后手动拨动SL2液位传感器,表示物料已到SL2液面,同时液体A阀门关闭,液体B阀门打开,YV1灯灭,YV2灯亮表示液体B正在加料。
再过一段时间后手动拨动SL1液位传感器,表示料已满。
关闭液体B阀门。
同时YKM灯亮,搅拌机运转,6秒后YKM灯灭,YV3灯亮,手动拨动SL1、SL2、SL3表示液位慢慢下降,混合液体放出。
2秒后,容器放空,混合液体阀门关闭,开始下一周期。
要求在组态软件中,实现动态监控功能。
3.程序
实验体会:
通过本课程的学习,在s7-200的基础上,更进一步学习到了s7-300的相关知识,对s7-300的配置及使用有了更深刻的理解,非常感谢老师给提供这样一个机会,不仅在应用上有了进一步的理解,更因老师的讲解而对内部数据存储有了更加清晰的思路和领悟。
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