PLC实验及S7300课后题.docx
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PLC实验及S7300课后题.docx
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PLC实验及S7300课后题
实验一交通信号灯控制的编程实验
1.实验目的:
进一步熟悉可编程序控制器的指令系统,熟悉时序控制程序的设计和调试方法。
2.实验装置:
S7-300可编程序控制器,开关量输入电路板。
3.实验内容:
十字路口交通灯控制实验
(1)控制开关
信号灯受一个启动开关控制,当开关接通时,信号灯系统开始工作;当开关断开时,所有信号灯都熄灭。
(2)控制要求
南北红灯亮维持40s,同时东西绿灯也亮,维持50s。
东西绿灯熄灭的同时东西红灯亮,南北绿灯亮,且东西红灯维持40s,南北绿灯维持50s。
依次循环。
(3)根据控制要求,画出交通灯的状态图,设计出红、绿灯的梯形图,将程序写入可编程序控制器,检查无误后运行程序。
(4)用PLCSIM模拟运行该程序,点击I1.0使其为1状态。
Q1.0代表南北绿灯,
Q1.2代表南北红灯,Q1.4代表东西绿灯,Q1.6代表东西红灯。
南北红灯维持40s,
同时东西绿灯亮,维持50s。
东西绿灯灭的同时东西红灯亮,南北绿灯亮。
4.实验过程:
Q1.0
Q1.2
Q1.4
Q1.6
南北绿灯
南北红灯
东西绿灯
东西红灯
0:
表示对应的灯灭;1:
表示对应的灯亮
交通灯的状态图如下:
(0110)
(0010)
(1001)
(1000)
时序图如下:
实验程序:
I1.0作为启动标志。
T0作为南北红灯的定时器(40s)
T3作为东西红灯的定时器(40s)
T1作为东西绿灯的定时器(50s)
T2作为南北绿灯的定时器(50s)
Q1.2代表南北红灯
Q1.6代表东西红灯
Q1.4代表东西绿灯
Q1.0代表南北绿灯
程序分析:
首先当当启动标志I1.0接通电源以后,因为I1.0是一个常开开关,故接通后I1.0闭合,以此同时:
network1:
T2为常闭开关,所以定时器T0开始计时;
network3:
T2为常闭开关,所以定时器T1开始计时;
network5:
由于T0定时未到,故常闭开关T0闭合,Q1.2接通电源,即南北红灯亮;
network7:
由于T1定时未到,故常闭开关T1闭合,再加上常开开关Q1.2因接通电源而闭合,Q1.4接通,即东西绿灯亮;
接着经过40s,T0定时已到,T0被接通电源,于此同时:
network5:
常闭开关T0断开,Q1.2未接通电源,即南北红灯灭;
再过10s,T1定时已到,T1被接通电源,于此同时:
network2:
常开开关T1被闭合,定时器T3启动;
network4:
常开开关T1被闭合,定时器T2启动;
network7:
常闭开关T1被打开,Q1.4未接通电源,即东西绿灯灭;
network6:
常开开关T1被闭合,常闭开关T3处于闭合状态,Q1.6接通电源,即东西红灯亮;
network8:
常闭开关T2处于闭合状态,常开开关Q1.6因接通电源而闭合,Q1.0接通电源,即南北绿灯亮;
再经过40s,定时器T3定时已到,T3被接通电源,于此同时:
network6:
常闭开关T3断开,Q1.6未接通电源,即东西红灯灭;
再经过10s,定时器T2定时已到,T2被接通电源,于此同时:
network8:
常闭开关T2断开,Q1.0未接通电源,即南北绿灯灭;
network1:
常闭开关T2断开,T0未接通电源;
network3:
常闭开关T2断开,T1未接通电源;
network2:
T1因未接通电源故常开开关T1断开,T3未接通电源;
network4:
T1因未接通电源故常开开关T1断开,T2未接通电源;
network1:
T2因未接通电源常闭开关T2闭合,T0被接通,T0定时器开始计时;
network3:
T2因未接通电源常闭开关T2闭合,所以定时器T1开始计时;
接下来的分析与前面的分析一样,一直如此的循环下去。
实验仿真:
点击
按钮,开启仿真环境,并调出如下画面:
之后点击
下装按钮进行下装;
接着开始进行交通灯的仿真:
选择RUN,并将I1.0打钩,开始程序。
首先:
Q1.2和Q1.4亮,即南北红灯和东西绿灯亮;
当定时器T0从400ms减为0ms时,南北红灯灭,东西绿灯继续亮10s;
当定时器T1从500ms减为0ms时,东西绿灯灭,同时南北绿灯和东西红灯亮,并且于此同时启动了定时器T2与T3;
当定时器T3从400ms减为0ms时,东西红灯灭,南北绿灯继续亮10s;
当定时器T2从500ms减为0ms时,南北绿灯灭。
T2计时已到,使得T0与T1与电源断开;T1与电源断开导致了T3与T2与电源断开;反过来,T2与电源的断开,有使得定时器T0与T1与电源接通,启动了定时器T0与T1,紧接着南北红灯和东西绿灯亮;
如此一直循环下去,实现了交通灯的循环工作:
——》
——》
——》
——》
………………
至此实验完毕。
5.实验小结:
通过本次实验,我熟悉了时序控制程序的设计,以及初步了解了利用LAD来进行编程的方法;同时对于电源、常开常闭开关有了一定的认识,以及学会了如何利用常开常闭开关,以及电源的通断,来实现特定状态间的循环转换过程;还了解了接通延时定时器的用法。
实验二PID控制实验
1.实验目的:
进一步熟悉可编程序控制器的指令系统,熟悉利用PLC来进行PID控制的方法,学会PID参数的整定。
2.实验装置:
S7-300可编程序控制器,开关量输入电路板,MPCE装置。
3.实验内容:
1.连线和组态
通过以太网连接PLC和PC机。
PG/PC接口是PG/PC和PLC之间进行通讯
的接口,要实现PG/PC和PLC设备之间的通讯连接,必须正确的设置该接口。
在控制面板中打开“SetPG/PCInterface”,选中“S7OnLine(STEP7)”,再选择
网卡类型。
然后进入STEP7的硬件组态HWConfig中设置通讯模块的MAC地
址,地址为CP343-1标签上给出的物理地址,其格式是一个12位的16进制数
(如:
08-00-06-00-44-AE)。
另外还需给PLC分配唯一的IP地址(如:
192.168.0.130)
及子网掩码(如:
255.255.255.0)。
将S7300的输入输出数据端口分别同MPCE的输出输入端口相连接。
将
计算机中程序通过以太网下载到PLC中后,通过PLC控制MPCE装置。
2.程序
FB41称为连续控制的PID用于控制连续变化的模拟量,与FB42的差别在
于后者是离散型的,用于控制开关量,其他二者的使用方法和许多参数都相同或
相似。
PID的初始化可以通过在OB100中调用一次,将参数COM-RST置位,当
然也可在别的地方初始化它,关键的是要控制COM-RST;
PID的调用可以在OB35中完成,一般设置时间为200MS。
在ob35里面插入FB41,方框顶上会有红字,输入一个类似“DB120”的过程变量可以在外围设备(I/O)或者浮点数值格式输入。
“CRP_IN”功能可以将“PV_PER”外围设备数值转换为一个浮点格式的数值,在–100和+100%之间,转换
公式如下:
CPR_IN的输出=PV_PERx100/27648
“PV_NORM”功能可以根据下述规则标准化“CRP_IN”的输出:
输出PV_NORM=(CPR_IN的输出)xPV_FAC+PV_OFF
“PV_FAC”的缺省值为“1”,“PV_OFF”的缺省值为“0”。
变量“PV_FAC”和“PV_OFF”为下述公式转化的结果:
PV_OFF=(PV_NORM的输出)-(CPR_IN的输出)xPV_FAC
PV_FAC=(PV_NORM的输出)-PV_OFF)/(CPR_IN的输出)
不必转换为百分比数值。
如果设定点为物理确定,实际数值还可以转换为该物理数值。
变量:
COM_RST:
BOOL:
重新启动PID:
当该位TURE时:
PID执行重启动功能,复位PID内部参数到默认值;通常在系统重启动时执行一个扫描周期,或在PID进入饱和状态需要退出时用这个位;
MAN_ON:
BOOL:
手动值ON;当该位为TURE时,PID功能块直接将MAN的值输出到LMN,这可以在PID框图中看到;也就是说,这个位是PID的手动/自动切换位;
PEPER_ON:
BOOL:
过程变量外围值ON:
过程变量即反馈量,此PID可直接使用过程变量PIW(不推荐),也可使用PIW规格化后的值(常用),因此,这个位为FALSE;
P_SEL:
BOOL:
比例选择位:
该位ON时,选择P(比例)控制有效;一般选择有效;
I_SEL:
BOOL:
积分选择位;该位ON时,选择I(积分)控制有效;一般选择有效;
INT_HOLDBOOL:
积分保持,不去设置它;
I_ITL_ONBOOL:
积分初值有效,I-ITLVAL(积分初值)变量和这个位对应,当此位ON时,则使用I-ITLVAL变量积分初值。
一般当发现PID功能的积分值增长比较慢或系统反应不够时可以考虑使用积分初值;
D_SEL:
BOOL:
微分选择位,该位ON时,选择D(微分)控制有效;一般的控制系统不用;
CYCLE:
TIME:
PID采样周期,一般设为200MS;
SP_INT:
REAL:
PID的给定值;
PV_IN:
REAL:
PID的反馈值(也称过程变量);
PV_PER:
WORD:
未经规格化的反馈值,由PEPER-ON选择有效;(不推荐)
MAN:
REAL:
手动值,由MAN-ON选择有效;
GAIN:
REAL:
比例增益;
TI:
TIME:
积分时间;
TD:
TIME:
微分时间;
TM_LAG:
TIME:
我也不知道,没用过它,和微分有关;
DEADB_W:
REAL:
死区宽度;如果输出在平衡点附近微小幅度振荡,可以考虑用死区来降低灵敏度;
LMN_HLM:
REAL:
PID上极限,一般是100%;
LMN_LLM:
REAL:
PID下极限;一般为0%,如果需要双极性调节,则需设置为-100%;(正负10V输出就是典型的双极性输出,此时需要设置-100%);
PV_FAC:
REAL:
过程变量比例因子
PV_OFF:
REAL:
过程变量偏置值(OFFSET)
LMN_FAC:
REAL:
PID输出值比例因子;
LMN_OFF:
REAL:
PID输出值偏置值(OFFSET);
I_ITLVAL:
REAL:
PID的积分初值;有I-ITL-ON选择有效;
DISV:
REAL:
允许的扰动量,前馈控制加入,一般不设置;
PID参数中重要的几个变量,给定值,反馈值和输出值都是用0.0~1.0之间的实数表示,
而这几个变量在实际中都是来自与模拟输入,或者输出控制模拟量的.因此,需要将模拟输出转换为0.0~1.0的数据,或将0.0~1.0的数据转换为模拟输出,这个过程称为规格化.规格化的方法:
(即变量相对所占整个值域范围内的百分比对应与27648数字量范围内的量)
对于输入和反馈,执行:
变量*100/27648,然后将结果传送到PV-IN和SP-INT;
对于输出变量,执行:
LMN*27648/100,然后将结果取整传送给PQW即可;
将程序下载到PLC中.在MPCE中选择一个回路,连线运转设备。
在DB120中选择Monitor,可以监测当前各个参数数值。
4.实验过程:
编写符号表:
编辑功能块F41
IN:
OU
- 配套讲稿:
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- PLC 实验 S7300 课后