S7200实验指导书.docx

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S7200实验指导书

实验一　　基本逻辑指令编程实验

一、实验目的：

1.熟悉S7-200　PLC的组成，电路接线和开机步骤。

2.熟悉西门子STEP7MicroWIN32编程软件的使用方法。

3.掌握基本逻辑指令LD、LDI、AND、ANI、OR、ORI的使用方法。

4.掌握定时器、计数器指令的使用方法及定时器、计数器波形的画法和含义。

。

5.掌握置位、复位及脉冲指令的使用方法。

6.学会用PLC改造继电器典型电路的方法。

7.学会用基本逻辑指令实现顺控系统的编程。

8.学会PLC程序调试的基本步骤及方法。

二、实验设备：

TKPLC-2实验台：

主机挂件（西门子S7－200PLC）、基本逻辑指令实验挂件、继电器实验挂件、电动机、PC机、连接导线

三、预习内容：

1.熟悉西门子STEP7MicroWIN32编程软件的使用方法，请自学教材第6章的全部内容。

2.熟悉西门子S7200PLC的基本位设备：

I、Q、M、T、C的编址。

3.熟悉西门子基本逻辑指令与、或、输出、定时器、计数器、置位、复位及脉冲指令的基本格式及使用方法。

4.熟悉典型继电器电路的工作原理。

5.预习本次实验内容，在理论上分析运行结果，预先写出程序的调试步骤。

四、实验步骤：

1.了解S7－200PLC的组成，熟悉PLC的电源，输入信号端I和公共端1M～4M，输出信号端Q和公共端1L～5L；PLC及PC机的串行通讯口、编程电缆的连接；PLC上扩展单元插口的连接方法；RUN/STOP开关及各类指示灯的作用等。

2.电源电路连接好后经指导教师检查无误，并将RUN/STOP开关置于STOP后，方可接入220V交流电源。

3.在PC机启动西门子STEP7MicroWIN32编程软件，新建工程，进入编程环境。

4.根据实验内容，在STEP7MicroWIN32编程环境下输入梯形图程序，编译后，下载到PLC中。

5.程序运行调试并修改。

6.写实验报告。

五、实验内容：

（一）必做实验

1.走廊灯两地控制程序

（1）控制要求：

走廊灯两地控制：

楼上开关、楼下开关均能控制走廊灯的亮灭。

（2）输入/输出信号定义：

输入：

I0.0—楼上开关（非自复式开关）　　　　　输出：

Q0.0—走廊灯

I0.1—楼下开关（非自复式开关）

（3）参考程序（梯形图），如图1.1：

图1.1两地控制PLC程序

（4）程序分析：

由于

，故当I0.0和I0.1中任I0.0和I0.1中任一输入点状态变化时，均能影响到输出点Q0.0的状态。

（5）思考：

上机运行以上程序，写出运行结果.

编程实现走廊灯三地控制：

走廊东侧开关、走廊中间开关、

走廊西侧开关均能控制走廊灯的亮灭。

2.电动机的点动＋连动程序

（1）系统控制要求：

电动机的点动控制：

按下点动启动按钮，电动机启动运行；松开点动启动按钮，电动机停止运行。

电动机的连动控制：

按下连动启动按钮，电动机启动运行；松开连动启动按钮，电动机仍然继续运行；只有当按下停止按钮时，电动机才停止运行。

保护：

系统中有失压、欠压保护，过载保护。

PLC的带载能力有限，不可以直接驱动电动机，而是通过中间继电器KA控制接触器线圈再控制电动机，要求绘制PLC的电气原理图。

（2）输入/输出信号定义：

输入：

I0.0—点动控制按钮输出：

Q0.0—电动机运行

I0.1—连动控制按钮

I0.2—停车按钮

I0.3—FR过载保护

（3）PLC电气原理图绘制：

主电路：

从电源到电动机的大电流电路，与继电器电路相同，见图1.2（a）。

控制电路：

PLC到接触器线圈电路，取代继电器电路中的控制电路，见图1.2（b）。

（4）参考程序（梯形图）如图1.3所示：

（5）程序分析：

本例主要说明了PLC

中辅助继电器M的用途，

因为PLC的工作原理与

继电器控制系统的工作

原理不一样，它没有继

电器控制系统中的先断

后合的概念，故点动控

制与连动控制状态必须

分别用M0.0、M0.1保存，

M0.0、M0.1均能分别影

响到输出点Q0.0的状态。

（6）调试运行：

在基本逻辑指令实验挂件上模拟调试，验证程序的正确性

在将主机、继电器实验挂件、电动机、PC机连接在一起，调试运行真实系统

（7）思考：

上机运行以上程序，写出运行结果

写出以上程序的逻辑表达式

说出模拟调试与真实系统调试时的优缺点

电动机在连动、点动运行可不可以任意切换，若不可以，程序将怎样改动

3.断电延时脉冲控制程序

（1）控制要求：

编制输入/输出信号波形图如下的程序。

输入I0.0：

10S

输出Q0.0：

S

要求用通电延时型定时器实现，定时器分辨率为100ms

（2）参考程序（梯形图）如图1.3：

（3）程序分析：

当I0.0接通，M0.0.0线圈接通并自锁，同时T37线圈断电；当I0.0断开，则T37线圈通电，T37开始延时，同时Q0.0线圈通电；延时时间到后，T37常闭触点断开使得M0.0.0、Q0.0断开。

（4）思考：

用断电延时型定时器实现

4.汽车转弯灯控制程序（较难题）

（1）控制要求：

汽车驾驶台上有一个转换开关。

当开关扳向左边时，左灯闪亮（亮灭各一秒）；当开关扳向右边时，右灯闪亮（亮灭各一秒）；当开关扳向中间时，关左、右灯。

若司机忘了关灯，则过10秒钟自动停止闪亮。

（2）输入/输出信号定义：

输入：

I0.0—开关打在中间输出：

Q0.0—左灯

　　　I0.1—开关打在左边Q0.1—右灯

I0.2—开关打在右边

（3）参考程序

（梯形图）

如图1.4：

（4）程序分析：

当I0.1（或者I0.2）接通时，T37与T38构成一振荡器，T37的触点波形为一周期为2秒，占空比为50％的方波，根据接通的触点是I0.1还是I0.2，控制Q0.0（左灯）或Q0.1（右灯）闪光。

计数器C0对T38的上升沿进行计数，当计数值为5时（时间为10秒），C0常闭触点断开，Q0.0（或Q0.1）不再闪光。

司机将I0.0接通后，C0被复位，可以进行下一次的计数工作。

（5）思考：

分析上述程序，Q0.0、Q0.1会不会同时通电，为什么？

画出Q0.0、Q0.1的波形图。

5.单按钮单路启/停（跟斗开关）输出控制程序

（1）控制要求：

用一只按钮控制一盏灯，第一次按下时灯亮，第二次按下时灯灭，……，奇数次灯亮，偶数次灯灭。

（2）输入/输出信号定义：

输入：

I0.0—按钮输出：

Q0.0—灯

（3）参考程序（梯形图）如图1.5：

b

a

图1.5跟斗开关控制程序

（4）程序分析:

a图程序：

I0.0上升沿来到时，M0.0产生一个宽度为一个时钟周期的脉冲；如果此时Q0.0断开，则Q0.0被接通；如果此时Q0.0接通，则Q0.0被复位，实现程序的要求。

b图程序：

当I0.0上升沿来到时，M0.0产生一个宽度为一个时钟周期的脉冲；如果此时Q0.0断开，则M0.1被置位；如果此时Q0.0断开，则M0.1被复位（即将Q0.0的状态取反之后存放在M0.1中），然后再将M0.1状态通过Q0.0输出，实现程序的要求。

（5）思考：

上机运行以上程序，分析运行结果，根据输入信号的波形画出输出信号的波形图。

输入I0.0：

输出M0.0：

输出M0.1：

输出Q0.0：

以上程序为几分频电路？

在此基础上，试编程实现一个四分频电路。

（二）选做实验

1.电动机正、反转控制程序

（1）控制要求：

电动机能正/反转、停车；正/反转可任意切换；有自锁、互锁环节

（2）输入/输出信号定义：

输入：

I0.0—正转启动按钮输出：

Q0.0—电动机正转

　　　I0.1—反转启动按钮Q0.1—电动机反转

I0.2—停车按钮

I0.3—FR过载保护

（3）PLC电气原理图绘制

主电路：

从电源到电动机的大电流电路，与继电器电路相同见图1.6（a）。

控制电路：

PLC到接触器线圈电路，取代继电器电路中的控制电路，在硬件图上必须有互锁环节，见图1.6（b）。

（4）参考程序（梯形图）见图1.7：

（5）程序分析：

在反转输出Q0.1、停止按钮I0.2断开的情况下，按下正转输入按钮I0.0，此时正转输出Q0.0接通并自锁，电机正转。

反转的情况类似。

该程序可实现电动机的正－停－反控制。

（6）调试运行：

在基本逻辑指令实验挂件上模拟调试，验证程序的正确性

在将主机、继电器实验挂件、电动机、PC机连接在一起，调试运行真实系统

（7）思考：

上机运行以上程序，写出运行结果

写出以上程序的逻辑表达式

说出模拟调试与真实系统调试时的

优缺点。

2.将继电器控制系统改为

PLC控制系统。

（1）控制要求：

将图1.8的继电器控制

系统改为PLC控制系统。

（2）电路工作原理：

该电路是一个顺序启动，顺序停车的电路。

启动顺序：

电动机M0.1启动→电动机M0.2启动停车顺序：

电动机M0.2停车→电动机M0.1停车

电动机M1:

启动：

压下启动按钮SB2→接触器KM1线圈通电，其常开触点闭合→电动机M1运行，同时KM1形成自锁，为接触器KM2线圈通电做好准备。

停车：

电动机M2没有启动，压下停止按钮SB1→接触器KM1线圈断电，其常开触点断开→电动机M1停止运行，同时KM1自锁解除。

电动机M2:

启动：

电动机M1已启动→压下启动按钮SB4→接触器KM2线圈通电，其常开触点闭合→电动机M2运行，同时KM2形成自锁。

停车：

压下停止按钮SB3→接触器KM2线圈断电，其常开触点断开→电动机M2停止运行，同时KM2自锁解除。

保护环节：

电动机M1与M2均设有过载保护FR1、FR2，任意一台电动机过载，两台电动机均停止运行。

主电路上还设有短路保护。

（3）输入/输出信号定义：

输入：

I0.0—M0.1启动按钮SB2输出：

Q0.0—电动机M0.1运行

　　　I0.1—M0.1停车按钮SB1Q0.1—电动机M0.2运行

I0.2—M0.2启动按钮SB4

I0.3—M0.2停车按钮SB3

I0.4—M0.1过载保护FR1

I0.5—M0.2过载保护FR2

（4）PLC电气原理图绘制

主电路：

从电源到电动机的大电流电路，与继电器电路相同见图1.8（a）。

控制电路：

PLC到中间继电器KA到接触器KM线圈电路，取代继电器电路中的控制电路，自行设计。

（5）参考程序（梯形图）：

自行设计。

（6）运行调试：

不使用PLC，按照图1.6在继电器实验挂件、电动机上接线并运行

使用PLC，按自行设计的PLC电气原理图在继电器实验挂件、电动机上接线并运行

（7）思考：

比较PLC系统与继电器系统在连线上的复杂性

3.方波（2S）发生器控制程序

I0.0

Q0.0

（1）控制要求：

编制输入/输出信号

波形图如右的程序。

（2）参考程序（梯形图）见图1.9：

（3）程序分析：

当I0.0接通，Q0.0接通、T37线圈通电开始延时，延时时间到后，T37常闭触点断开使得Q0.0断开；T37常开触点接通，使得T38线圈通电开始延时，延时时间到后，T38常闭触点使得T37线圈断电，T38线圈断开；Q0.0接通、T37线圈通电开始延时，……，产