西门子PLC实验指导书第一版.docx

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西门子PLC实验指导书第一版

可编程序控制器

实验指导书

测控技术与仪器系

孙明革吴猛刘麒

2010年12月

实验一基本指令的编程练习

1.实验目的

1、熟悉PLC实验装置。

2、练习手持编程器的使用。

3、熟悉系统操作。

4、掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。

2.实验内容

（1）用短线将基本指令练习区按钮接入PLC的I0.0,I0.1，I0.2，I0.3通道，在PLC的输出通道Q0.0，Q0.1，Q0.2，Q0.3中接入基本指令练习区的LED指示灯；

（2）练习西门子200编程软件（V4.0STEP7MicroWIN）；

●双击V4.0STEP7MicroWIN软件，打开菜单“文件”－“新建”出现下，如图1-1：

图1-1

●在梯形图窗口中编写下面程序（如图1-2）：

图1-2

●按菜单“查看”－“梯形图”，翻译成梯形图指令形式；

●按菜单“文件”－“保存”，保存程序到文件夹，准备下载；

●按菜单“PLC”－“编译”，确定无误后开始下载程序；

●按菜单“文件”－“下载”，将程序下载到PLC中；

●按菜单“PLC”－“RUN”，运行程序；

●按菜单“调试”－－“开始程序状态监控”，开始在线监控PLC运行状态。

绿色表示本元件有信号；在菜单“查看”中，按“梯形图”和“指令表”可切换程序窗口。

若上面程序运行时，则同时按I0.0，I0.1按钮时LED0亮，按I0.2，I0.3按钮时LED1亮。

●熟悉编程软件的常用菜单，如PLC的运行停止、PLC程序传送、在线监控等。

（3）按钮和LED接线不变，编写下面程序段，按上面实验步骤，观察各按钮按下时的输出状态（外部按钮形式不变，PLC程序中触点变成常闭触点，则输出结果不同）。

通过程序判断Q0.0，Q0.1，Q0.2，Q0.3的输出状态，然后再输入并运行程序加以验证。

3.思考题

1.编写启保停控制程序：

按启动按钮电机通电开始运行（用LED指示灯模拟），按停停止电机停止，按下急停按钮（用开关模拟），电机停转，启动按钮失效。

要求画出接线原理图，编写PLC程序。

2.实现开关选择逻辑。

X0闭合（用开关模拟）时，Y1由X1控制，Y2由X2控制

X0断开时，Y1由X2控制，Y2由X1控制

图1-3常闭触点指令练习

指令表程序练习

步序

指令

器件号

说明

步序

指令

器件号

说明

0

LD

I0.0

输入

7

AN

I0.3

1

A

I0.3

输入

8

=

Q0.3

或非门输出

2

=

Q0.1

与门输出

9

LDN

I0.1

3

LD

I0.1

10

ON

I0.3

4

O

I0.3

11

=

Q0.4

与非门输出

5

=

Q0.2

或门输出

6

LDN

I0.1

实验二定时器/计数器功能实验

在基本指令的编程练习实验区完成本实验。

1.实验目的

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。

2.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。

它有一个设定值寄存器和一个当前值寄存器，以及输出触点。

定时器是根据时钟脉冲的累计计时的。

时钟脉冲有1、10、100ms三种，当所计时脉冲达到设定值时，其输出触点动作。

实验参考程序:

步序

指令

器件号

说明

0

LD

I0.1

输入

1

TON

T37,50

延时5秒

2

LD

T37

3

=

Q0.0

延时时间到，输出

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。

实验参考程序：

步序

指令

器件号

说明

0

LD

I0.1

输入

1

TON

T37,50

延时5秒

2

LD

T37

3

TON

T38,30

延时3秒

4

LD

T38

5

=

Q0.0

延时时间到，输出

4.计数器认识实验

西门子PLC的内部计数器分为增计数器、减计数器和增／减计数器三种。

计数器的编号由计数器名称和地址常数组成，其编号为C0---C255.在同一程序中，每个计数器的编号只能用于三种计数器的其中一种。

实验参考程序

步序

指令

器件号

说明

步序

指令

器件号

说明

0

LD

I0.1

输入

4

LD

I0.0

计数器复位

1

AN

T37

5

CTU

C0,20

2

TON

T37,1000

延时10秒

6

LD

C0

3

LD

T37

输入

7

=

Q0.0

计数满，输出

这是一个由定时器T37和计数器C0组成的组合电路。

T37形成一个设定值为10秒的自复位定时器，当I0.1接通，T37线圈得电，经延时10秒，T37的常闭接点断开，T37定时器断开复位，待下一次扫描时，T37的常闭接点才闭合，T37线圈又重新得电。

即T37接点每接通一次，每次接通时间为一个扫描周期。

计数器对这个脉冲信号进行计数，计数到20次，C0常开接点闭合，使Q0.0线圈接通。

从I0.0接通到Q0.0有输出，延时时间为定时器和计数器设定值的乘积：

T=T37×C0=10×20=200S。

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。

实验参考程序：

步序

指令

器件号

说明

0

LD

I0.1

输入

1

AN

T37

2

TON

T37,100

延时1s

4

LD

T37

5

LD

I0.2

计数器C0复位

6

CTU

C0,20

计数20次

7

LD

C0

输入

8

LD

I0.2

计数器C1复位

9

CTU

C1,3

10

LD

C1

11

=

Q0.0

计数满,输出

总的计数值C=C0×C1=20×3×1=60S。

6.思考题

自己编制霓虹灯程序，实现以下要求：

当I0.0闭合时

1.全亮。

2.1秒后全灭。

3.再过1秒后Y0亮。

4.再过1秒后Y0灭同时Y1亮。

5.再过1秒后Y1灭同时Y2亮。

6.直到Y14灭同时Y15亮。

7.再过1秒Y15灭。

8.从第1步重新开始循环。

实验三水塔水位控制

1.实验目的

用PLC构成水塔水位自动控制系统。

2.实验内容

当水池水位低于水池低水位界（S4为ON表示），阀Y打开进水（Y为ON）定时器开始定时，4秒后，如果S4还不为OFF，那么阀Y指示灯闪烁，表示阀Y没有进水，出现故障，S3为ON后，阀Y关闭（Y为OFF）。

当S4为OFF时，且水塔水位低于水塔低水位界时S2为ON，电机M运转抽水。

当水塔水位高于水塔高水位界时电机M停止。

3.水塔水位控制的实验面板图：

上图下框中的S1、S2、S3、S4分别接主机的输入点I0.0、I0.1、I0.2、I0.3，M、Y分别接主机的输出点Q0.0、Q0.1。

参考实验程序

步序

指令

器件号

说明

步序

指令

器件号

说明

0

LDN

T37

13

A

T38

1

TON

T38,5

产生1秒脉冲

14

LD

I0.3

2

LD

T38

15

AN

T39

3

TON

T37，5

延时0.5秒

16

OLD

4

LD

I0.3

水池低水位界

17

O

T32

5

O

M0.1

18

AN

I0.2

水池高水位界

6

AN

I0.2

19

=

Q0.1

电磁阀Y

7

T0N

T39，40

延时4秒

20

LD

I0.1

水塔低水位界

8

=

M0.1

21

O

Q0.0

9

LD

T39

22

AN

I0.0

水塔高水位界

10

AN

I0.3

23

AN

I0.3

11

TON

T32，100

延时0.1秒

24

=

Q0.0

电机M

12

LD

T39

25

4.思考题：

1.能否用定时器来实现水塔水位控制的全自动控制？

PLC科技小组参与编辑

成员：

07测控穆海东，杨小龙，吴月，谢微。

实验四液体混合装置控制的模拟

1.实验目的

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.液体混合装置控制的模拟实验面板图：

上图下框中的V1、V2、V3、M分别接主机的输出点Q0.0、Q0.1、Q0.3、Q0.2；起、停按钮SB1、SB2分别接主机的输入点I0.0、I0.1；液面传感器SL1、SL2、SL3分别接主机的输入点I0.4、I0.3、I0.2。

上框中，液面传感器用钮子开关来模拟，起动、停止用动合按钮来实现，液体A阀门、液体B阀门、混合液阀门的打开与关闭以及搅匀电机的运行与停转用发光二极管的点亮与熄灭来模拟。

3.控制要求

由实验面板图可知：

本装置为两种液体混合装置，SL1、SL2、SL3为液面传感器，液体A、B阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3控制，M为搅匀电机，控制要求如下：

初始状态:

装置投入运行时，液体A、B阀门关闭，混合液阀门打开20秒将容器放空后关闭。

起动操作:

按下起动按钮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1分钟后停止搅动，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20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SB2后，在当前的混合液操作处理完毕后，才停止操作（停在初始状态上）。

4.程序设计及工作过程分析

根据控制要求编写的梯形图分析其工作过程。

起动操作：

按下起动按钮SB1，I0.0的动合触点闭合，M0.1产生起动脉冲，M0.1的动合触点闭合，使Q0.0保持接通，液体A电磁阀YV1打开，液体A流入容器。

当液面上升到SL3时，虽然I0.2动合触点接通，但没有引起输出动作。

当液面上升到SL2位置时，SL2接通，I0.3的动合触点接通，M0.0产生脉冲，M0.0的动合触点接通一个扫描周期，复位指令使Q0.0线圈断开，YV1电磁阀关闭，液体A停止流入；与此同时，M0.0的动合触点接通一个扫描周期，保持操作指令使Q0.1线圈接通，液体B电磁阀YV2打开，液体B流入。

当液面上升到SL1时，SL1接通，M0.2产生脉冲，M0.2动合触点闭合，使Q0.1线圈断开，YV2关闭，液体B停止注入，M0.2动合触点闭合，Q0.2线圈接通，搅匀电机工作，开始搅匀。

搅匀电机工作时，Q0.2的动合触点闭合，起动定时器T0，过了60秒，T0动合触点闭合，Q0.2线圈断开，电机停止搅动。

当T37由断开变为接通时，使M0.3产生一个扫描周期的脉冲，M0.3的动合触点闭合，Q0.3线圈接通，混合液电磁阀YV3打开，开始放混合液。

液面下降到SL3，液面传感器SL3由接通变为断开，使M0.4动合触点接通一个扫描周期，M0.4线圈接通，T38开始工作，20秒后混合液流完，T38动合触点闭合，Q0.3线圈断开，电磁阀YV3关闭。

同时Q0.0线圈接通，YV1打开，液体A流入，开始下一循环。

停止操作：

按下停止按钮SB2，I0.1的动合触点接通，M0.1,M0.2,M0.3,M0.4产生停止脉冲，使M0.1,M0.2,M0.3,M0.4线圈复位断开，即停止操作。

参考实验程序：

步序

指令

器件号

说明

步序

指令

器件号

说明

0

LD

I0.0

28

=

M0.0

1

LD

Q0.3

29

=

Q0.1

B阀门

2

ED

30

LD

I0.4

3

OLD

31

EU

4

LD

I0.1

32

LD

T37

5

LD

I0.3

33

O

I0.1

6

EU

34

NOT

7

OLD

35

LPS

8

NOT

36

A

M0.2

9

LPS

37

=

M0.2

10

A

M0.1

38

11

=

M0.1

39

LPP

12

LPP

40

ALD

13

ALD

41

O

M0.2

14

O

M0.1

42

=

M0.2

15

=

M0.1

43

AN

T37

16

=

Q0.0

A阀门

44

=

Q0.2

搅拌电机

17

LD

I0.3

45

LD

Q0.2

18

EU

46

TON

T37,600

定时60S

19

LD

I0.4

47

LD

T37

20

O

I0.1

48

LD

T38

21

NOT

49

O

I0.1

22

LPS

50

NOT

23

A

M0.0

51

A

M0.3

24

=

M0.0

52

OLD

25

LPP

53

=

M0.3

26

ALD

54

=

Q0.3

混合液阀门

27

O

M0.0

55

LD

I0.2

56

ED

61

A

M0.4

57

LD

I0.4

62

OLD

58

O

I0.1

63

=

M0.4

59

ED

64

TON

T38,200

定时20S

60

NOT

65

5.思考题：

1.试修改程序实现先让B阀门进料，然后A阀门进料，即调换A,B阀门进料的顺序。

2.试修改程序实现搅拌电机工作的时间，将其设置为30S。

PLC科技小组参与编辑

成员：

07测控张志国，徐凯，段丽慧。

实验五五相步进电动机控制的模拟

1.实验目的

了解并掌握移位指令在控制中的应用及其编程方法。

2.控制要求

要求对五相步进电动机五个绕组依次自动实现如下方式的循环通电控制：

第一步：

A-B-C-D-E

第二步：

A-AB-BC-CD-DE-EA

第三步：

AB-ABC-BC-BCD-CD-CDE-DE-DEA

第四步：

EA-ABC-BCD-CDE-DEA

3.五相步进电动机的模拟控制的实验面板图：

上图中，下框中的A、B、C、D、E分别接主机的输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4；SD接主机的输入点I0.0。

上框中发光二极管的点亮与熄灭用以模拟步进电机五个绕组的导电状态。

4.实验步骤：

1、接好导线之后检查无误，打开桌面上的西门子200编程软件（SIMATICSTL）后点击“新建项目”按钮，或者点击“文件”——“新建项目”，创建文件。

2、在指令窗口中编写程序。

3、按菜单“查看”——“梯形图”，可以看到指令表转换成梯形图形式。

4、程序编写完成后点击“保存”，之后点击“

（全部编译）”按钮再点击“

（下载）按钮，将程序下载到西门子200上，点击“

（启动按钮）”后点击“

（监视）”即可开始运行。

5、观察五相步进电机的运行顺序。

6、实验结束后，将电源关闭，导线收好。

实验参考程序：

步序

指令

说明

步序

指令

说明

1

LD

SM0.1

24

O

M2.5

2

O

M0.1

25

O

M2.6

3

ED

26

O

M2.7

4

MOVD

1,MD0

初始化

27

O

M1.5

5

LD

SM0.5

28

O

M1.6

6

A

I0.0

29

=

Q0.2

B相通电

7

EU

30

LD

M3.3

8

RLD

MD0，1

31

O

M2.0

9

LD

M3.1

32

O

M2.1

10

O

M3.6

33

O

M2.5

11

O

M3.7

34

O

M2.6

12

O

M2.3

35

O

M2.7

13

O

M2.4

36

O

M1.0

14

O

M2.5

37

O

M1.1

15

O

M1.3

38

O

M1.5

16

O

M1.4

39

O

M1.6

17

O

M1.5

40

O

M1.7

18

O

M0.0

41

=

Q0.3

C相通电

19

=

Q0.1

A相通电

42

LD

M3.4

20

LD

M3.2

43

O

M2.1

21

O

M3.7

44

O

M2.2

22

O

M2.0

45

O

M2.7

23

O

M2.4

46

O

M1.0

47

O

M1.1

56

O

M2.3

48

O

M1.2

57

O

M1.1

49

O

M1.3

58

O

M1.2

50

O

M1.6

59

O

M1.3

51

O

M1.7

60

O

M1.4

52

O

M0.0

61

O

M1.7

53

=

Q0.4

D相通电

62

O

M0.0

54

LD

M3.5

63

=

Q0.5

E相通电

55

O

M2.2

5.思考题：

1、试编制五相十拍运行方式的PLC控制程序。

PLC科技小组参与编辑

成员：

07测控郭一鸣，徐志恒，叶锟。

实验六天塔之光控制的模拟

1.实验目的及简介：

了解并掌握STEP7MicroWIN的MOVE以及移位循环等指令。

2.实验内容：

合上启动按钮后，按以下规律显示：

L1、L2、L9----L1、L5、L8---L1、L4、L7----L1、L3、L6----L1----L2、L3、L4、L5----L6、L7、L8、L9----L1、L2、L6----L1、L3、L7----L1、L4、L8----L1、L5、L9----L1、----L2、L3、L4、L5----L6、L7、L8、L9----L1、L2、L9----如此循环，周而复始。

3.天塔之光的实验面板图：

图中下框中的L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9分别接主机的输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7、Q1.0。

启动按钮接主机的输入点I0.0，停止按钮接主机的输入点I0.1。

实验参考程序

步序

指令

器件号

说明

步序

指令

器件号

说明

0

LD

SM0.1

15

LD

I0.0

1

O

I0.1

停止

16

=

M5.0

2

EU

17

LD

M5.0

3

MOVW

0,VW0

传送

18

A

M6.1

4

LD

M5.0

19

EU

5

AN

T38

20

SLW

VW0,1

字左移

6

TON

T37,30

21

LD

V1.0

7

LD

T37

22

=

M0.0

8

TON

T38,30

23

=

M0.1

9

LD

T37

24

=

M0.2

10

=

M6.1

25

LD

V1.1

11

LD

M5.0

26

=

M0.3

12

EU

27

=

M0.4

13

O

V0.6

28

=

M0.5

14

MOVW

1,VW0

29

LD

V1.2

30

=

M0.6

62

=

M3.4

31

=

M0.7

63

=

M3.5

32

=

M1.0

64

LD

V0.2

33

LD

V1.3

65

=

M3.6

34

=

M1.1

66

=

M3.7

35

=

M1.2

67

=

M4.0

36

=

M1.3

68

LD

M0.0

37

LD

V1.4

69

O

M0.3

38

O

V0.3

70

O

M0.6

39

=

M1.4

71

O

M1.1

40

LD

V1.5

72

O

M1.4

41

O

V0.4

73

O

M2.5

42

=

M1.5

74

O

M3.0

43

=

M1.6

75

O

M3.3

44

=

M1.7

76

O

M3.6

45

=

M2.0

77

=

Q0.0

灯1

46

LD

V1.6

78

LD

M0.1

47

O

V0.5

79

O

M1.5

48

=

M2.1

80

O

M2.6

49

=

M2.2

81

=

Q0.1

灯2

50

=

M2.3

82

LD

M1.2

51

=

M2.4

83

O

M1.6

52

LD

V1.7

84

O

M3.1

53

=

M2.5

85

=

Q0.2

灯3

54

=

M2.6

86

LD

M0.7

55

=

M2.7

87

O

M1.7

56

LD

V0.0

88

O

M3.4

57

=

M3.0

89

=

Q0.3

灯4

58

=

M3.1

90

LD

M0.4

59

=

M3.2

91

O

M2.0

60

LD

V0.1

92

O

M3.7

61

=

M3.3

93

=

Q0.4

灯5

94

LD

M1.3

10