PLC控制关键技术实训指导书.doc

《PLC控制技术》课程名称

实训指引书

教学系部： 电子工程系
专业名称： 电气自动化技术
指引教师： 黄戈里（10电气11班\10电气12班
实训时间： .2.20～3.9 （10电气11班）实训时间

.3.12～3.30（10电气12班）

S7-200PLC指令、艺术灯控制等项目实训名称

PLC实训室实训地点

自动控制教研室编制
年8月 27日

《PLC控制技术》实训指引书
一、实训目
本课程是一门专业必修课，其实践性、应用性很强。实训环节是必不可少一种重要环节。通过可编程PLC控制技术实训，学生应理解可编程PLC概念、可编程PLC控制系统构造、掌握PLC接线方式、西门子s7-200系列PLC编程办法及设计，并可以对简朴项目进行程序和接线设计，从而加深对理论课程理解和应用。
二、实训任务
加深对理论教学内容理解和掌握，通过基本指令联系以及个别控制程序编制达到对课本知识理解和巩固。
三、实训预备知识
PLC原理及应用
四、实训组织管理
实训以小组为单位，固定安排座位，两人一组，自由组合，一旦拟定不再更改成员及其座位号、计算机号。
五、实训项目简介、实训环节指引与注意事项
本次实训所有项目均基于西门子SIMATIC S7-200 CPU226模块进行。

实训项目一、结识实训设备
（一）项目简介
本实训目是结识和熟悉西门子s7-200系列cpu及实验箱硬件构造。通过实际对PLC主机观测以及对各个部位解说来熟悉西门子s7-200系列PLC。
1．可编程序控制器（PC）主机
PLC主机面板图如图1-1所示：

图1-1
在图1-1中：
①输出接线端；
②输出端口状态批示；
③输入接线端；
④输入端口状态批示；
⑤主机状态批示及可选卡插槽；
有三个批示灯
SF/DIAG：系统错误，当浮现错误时点亮（红色）；
RUN ：运营，绿色，持续点亮；
STOP ：停止，橙色，持续点亮；
可选卡插槽有：EEPROM卡，时钟卡，电池卡；
⑥模式选取开关（运营、停止）、模仿电位器、I/O扩展端口；
⑦通讯口1；
⑧通讯口0；

2．实验箱简介
实验箱分上盖和下板两某些构成，所有实验模块均分布在两块PCB板上。

图1-2
表1-1是输出控制端1L、2L、3L与输出端相应关系。
表1-1

输出端
控制端
一组
Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3
1L
二组
Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7、Q1.0
2L
三组
Q1.1、Q1.2、Q1.3、Q1.4、Q1.5、Q1.6、Q1.7
3L
表1-2是输出控制端1L、2L、3L与输出端相应关系。
表1-2

输入端
控制端
一组
I0.0 ～ I0.7
1M
I1.0 ～ I1.4
二组
I1.5 ～ I1.7
2M
I2.0 ～ I2.7

3．输入/输出接口用法
（1）输入接口：将输入接口相应端口，依照需要与钮子开关或按钮用双头线相连。输入接口控制端1M或2M接24V，钮子开关或按钮公共端接GND。这样，当开关闭合或按下按钮时，相应端口输入批示灯就会点亮，表达有输入到PLC。
（2）输出接口：将输出接口相应端口，依照需要接发光二极管，输出接口控制端1L或2L或3L接GND，发光二极管公共端接24V。这样当PLC相应输出端口有输出时，所接发光二极管点亮。

（二）实训环节指引
1．结识CPU主机外形
找出如下几种某些：
①输出接线端；
②输出端口状态批示；
③输入接线端；
④输入端口状态批示；
⑤主机状态批示及可选卡插槽；
⑥模式选取开关（运营、停止）、模仿电位器、I/O扩展端口；
⑦通讯口1；
⑧通讯口0；

2．学会连接扭子开关
按如下规定接线：
当开关K1-K8分别置1时，相应PLC主机I0.0-I0.7批示灯点亮。
如果接线对的，那么当按钮或扭子开关置1时，PLC主机上相应批示灯会点亮。（阐明该点输入为1）
3．学会连接按钮
规定当“开始”按钮按下时，PLC主机I1.0相应批示灯点亮。“停止”按钮按下时，PLC主机I0.1相应批示灯点亮
4. 连接电缆设立通信
将PPI通信电缆USB接口端接上位机电脑任意一种USB接口，另一端RS-232接口接PLC主机PORT0或者PORT1。如果连接成功，那么通信电缆上面电源批示灯会点亮。

实训项目二、Micro/Win V4.0使用
（一）项目简介
PLC普通采用微型计算机作为编程装置。安装SIEMENS公司PLC编译调试软件STEP 7 MicroWIN V4.0，用专用编程电缆将电脑和PLC主机编程接口连接起来，运营MicroWIN V4.0，即可将PLC程序编码表下载至PLC存储器中，运营程序，即可进行各种控制实验。再选取< PLC >菜单下< 运营 >命令，就可以运营你自己程序了。
在运营模式中，你可以选取< 调试 >菜单下< 开始程序状态监控 >，来查看各输入输出端口、内部触点运营状态，以拟定程序设计与否对的，提高你调试效率。

（二）实训环节指引
1．启动Micro/Win V4.0
2．使用软件绘出如下梯形图：

3．将程序下载至PLC，并将PLC设为运营模式，启动程序状态监控命令。

实训项目三、基本指令
（一）基本逻辑指令
1、项目简介
SIEMENS S7-200系列可编程序控制器惯用基本指令有10条。本次实训进行惯用基本指令LD、LDN、A、AN、NOT、O、ON、ALD、OLD、= 指令编程操作训练。
（1）取指令
指令符：LD 梯形图符：

数据：接点号。除了数据通道之外，PC别的继电器号都可以。
功能：读入逻辑行（又称为支路）第一种常开接点。

（2）取反指令
指令符：LDN 梯形图符：

数据：同LD指令
功能：读入逻辑行第一种常闭接点。
在梯形图中，每一逻辑行必要以接点开始，因此必要使用LD或LDN指令。此外，这条指令还用于电路块中每一支路开始，或分支点后分支电路起始，并与其他某些指令配合使用。

3、与指令
指令符：A 梯形图符：

数据：接点号。
功能：逻辑与操作，即串联一种常开接点。

4、与非指令
指令符：AN 梯形图符：

数据：接点号，同A指令。
功能：逻辑与非操作，即串联一种常闭接点。

5、或指令
指令符：O 梯形图符：

数据：接点号，范畴同A指令。
功能：逻辑或操作，即并联一种常开接点。

6、或非指令
指令符：ON 梯形图符：

数据：接点号，范畴同A指令。
功能：逻辑或非操作，即并联一种常闭接点。

7、非指令
指令符：NOT 梯形图符：

数据：接点号，范畴同A指令。
功能：逻辑非操作，即并联一种常闭接点。

8、输出指令
指令符：= 梯形图符：

数据：继电器线圈号。
功能：将逻辑行运算成果输出。

9、电路块与指令
指令符：ALD 梯形图符：无
数据：无
功能：将两个电路块串联起来。

10、电路块或指令
指令符：OLD 梯形图符：无
数据：无
功能：将两个电路块并联起来。

阐明：
LD、A、O：称为常开触点指令；
LDN、AN、ON：称为常闭触点指令；
当位值为1时，常开触点闭合；当位值为0时，常闭触点闭合。

四、实验环节
1、 实验前，先用下载电缆将PC机串口与S7-200-CPU226主机PORT1端口连好，然后对实验箱通电，并打开24V电源开关。主机和24V电源批示灯亮，表达工作正常，可进入下一步实验。
2、 进入编译调试环境，用指令符或梯形图输入下列练习程序。
3、 依照程序，进行相应连线。（接线可参见第一章中“输入/输出端口用法”）
4、 下载程序并运营，观测运营成果。

2、实训环节指引
先用下载电缆将PC机串口与S7-200-CPU226主机PORT1端口连好，然后对实验箱通电，并打开24V电源开关。主机和24V电源批示灯亮，表达工作正常，可进入下一步操作。然后进入编译调试环境，用指令符或梯形图输入下列练习程序。接下来依照程序，进行相应连线。
最后下载程序并运营，观测运营成果。

练习1： 练习2：

练习 3：在程序中要将两个程序段（又叫电路块）连接起来时，需要用电路块连接指令。每个电路块都是以 LD 或 LDN 指令开始。

（二）定期器及计数器指令
1、项目简介
（1）、定期器指令
指令符：TONxx 梯形图符：
数据：xx（37）：为选定定期器号；PT（+10）：是定期器设定值，用4 位十进制数表达，定期单位为0.1秒，因此最低位是十分位。例如定期5秒设定值是+50。
定期范畴是0.1～3276.7秒。
功能：定期时间到接通定期器接点。
定期器是增1定期器。当输入条件为ON时，开始增1定期，每通过0.1秒，定期器当前值增1，当定期器当前值与设定值相等时，定期时间到，定期器接点接通并保持。当输入条件为OFF时，不论定期器当前处在什么状态都复位，当前值恢复到0，相应动合接点断开。定期器相称于时间继电器。在电源掉电时，定期器复位。

（2）、计数器指令
指令符：CTU、CTD 梯形图符：

Cxx：xx是计数器号00～255；
PV：是计数设定值，用4位十进制数表达，计数范畴是1～32767。
R、LD：为复位端。
CTU 为增计数器；CTD 为减计数器。

2、实训环节指引
（1）实训前，先用下载电缆将PC机串口与S7-200-CPU226主机PORT1端口连好，然后对实验箱通电，并打开24V电源开关。主机和24V电源批示灯亮，表达工作正常，可进入下一步操作。
（2）进入编译调试环境，用指令符或梯形图输入下列练习程序。
（3）依照程序，进行相应连线。
（4）下载程序并运营，观测运营成果。

练习1：延时器

练习2：秒脉冲发生器 练习3：增计数器

（三）置位/复位及脉冲指令实验
1、实验内容
（1）置位指令
指令符：S 梯形图符：

（2）复位指令
指令符：R 梯形图符：

功能：相称于锁存器，当其置位（ON）后，将始终保持，直至复位为止。
置位（S）或复位（R）指令将从 Bit 指定地址开始 N 个点置位或复位。你可以一次置位或复位1-255个点。如果复位指令指定是定期器或者计数器，指令不但复位定期器位或计数器位，并且清除定期器或者计数器当前值。

（3）正跳变指令：
指令符：EU 梯形图符：

（4）负跳变指令：
指令符：ED 梯形图符：
功能：
正跳变指令在输入脉冲前沿（由0到1），使指定继电器接通一种扫描周期后又释放，即把输入状态前沿微分输出到指定继电器。
负跳变指令在输入脉冲后沿（由1到0），使指定继电器接通一种扫描周期后又释放，即把输入状态后沿微分输出到指定继电器。
这两条微分指令都是在输入状态发生变化时才起作用。在程序运营中，始终接通输入条件，不会引起 EU 执行；始终处在断开输入不会引起 ED 执行。
2、实验环节：
（1）实验前，先用下载电缆将PC机串口与S7-200-CPU226主机PORT1端口连好，然后对实验箱通电，并打开24V电源开关。主机和24V电源批示灯亮，表达工作正常，可进入下一步实验。
（2）进入编译调试环境，用指令符或梯形图输入下列练习程序。
（3）依照程序，进行相应连线。（接线可参见第一章中“输入/输出端口用法”）
（4）下载程序并运营，观测运营成果。

练习1： 置位（S）或复位（R）指令编程

思考：如何将Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3置位？
练习2： 正负跳变指令编程

例中：I0.0接到按钮，
当按钮按下时，相称于在I0.0上产生一种由0到1跳变，因而输入接通一种扫描周期，Q0.0置位，即点亮。
当按钮松开时，相称于在I0.0上产生一种由1到0跳变，因而输入接通一种扫描周期，Q0.0复位，即熄灭。

（四）移位寄存器指令实验
1、实验内容：
（1）左移字指令
指令符： SHL_W
梯形图符：

（2）右移字指令
指令符： SHR_W
梯形图符：

移位指令将输入值 IN 右移或者左移 N 位，并将输出成果装载到 OUT 中。

（3）循环左移字指令
指令符：ROL_W 梯形图符：

（4）循环右移字指令
指令符：ROR_W 梯形图符：

循环移位指令将输入值 IN 循环右移或者循环左移 N 位，并将输出成果装载到 OUT中。
（五）惯用功能指令实验
1、实验环节指引
（1）实验前，先用下载电缆将PC机串口与S7-200-CPU226主机PORT1端口连好，然后对实验箱通电，并打开24V电源开关。主机和24V电源批示灯亮，表达工作正常，可进入下一步实验。
进入编译调试环境，用指令符或梯形图输入下列练习程序。
依照程序，进行相应连线。下载程序并运营，观测运营成果。

练习1、MOV指令
Network 1
LD I0.0
MOVB 16#55，QB0
Network 2
LD I0.1
MOVB 16#AA，QB0
Network 3
LD I0.2
MOVB 16#A5，QB1
Network 4
LD I0.3
MOVB 16#5A，QB1

思考：请说出以上程序功能？

练习2、加法指令
Network 1
LD I0.0
MOVW 16#0011，QW0
+I 16#0022，QW0
Network 2
LD I0.1
MOVW 16#1100，QW0
+I 16#2200，QW0

思考：请说出以上程序功能？

练习3、减法指令
Network 1
LD I0.0
MOVW 16#0022，QW0
-I 16#0011，QW0
Network 2
LD I0.1
MOVW 16#2200，QW0
-I 16#1100，QW0
练习4、比较指令
Network 1
LD I0.0
LPS
AB= 6，5
= Q0.0
LRD
AB<> 6，5
= Q0.1
LRD
AB>= 6，5
= Q0.2
LRD
AB<= 6，5
= Q0.3
LRD
AB> 6，5
= Q0.4
LPP
AB< 6，5
= Q0.5
思考：请说出以上程序功能？

实训项目四、艺术灯PLC控制
（一）设计规定
艺术灯控制可以采用PLC来实现，如灯光闪烁、移位及各种时序变化。艺术灯控制模块共有9个批示灯构成，如下图所示：

1、控制规定：规定1～9号灯闪亮时序如下：
（1）1～9号灯依次点亮，再全亮。
（2）重复（1），循环往复。

2、拟定输入、输出端口。
3、编写程序，无误后下载至PLC主机存储器中，并运营程序。
4、接线表：
输入
输出
主机
实验模块
注释
主机
实验模块
注释
I0.0
启动
启动
Q0.0
1
灯1
I0.1
停止
停止
Q0.1
2
灯2

Q0.2
3
灯3
1M
24V

Q0.3
4
灯4

COM
GND
Q0.4
5
灯5

Q0.5
6
灯6

Q0.6
7
灯7

Q0.7
8
灯8

Q1.0
9
灯9

1L、2L

24V

5、参照梯形图（不完整梯形图）

实训项目五、LED数码管显示控制
1、设计规定
设计一种数码管循环显示程序。显示数字0～9。数码管为共阴极型。A、B、C、D、E、F、G、Dp为数码管段码，COM为数码管公共端（位码），当段码输入高电平，位码输入低电平时，相应段点亮。
2、拟定输入、输出端口，并编写程序。
3、编译程序，无误后下载至PLC主机存储器中，并运营程序。
4、调试程序，直至符合设计规定。
5、接线表
输入
输出
主机
实验模块
注释
主机
实验模块
注释
I0.0
启动
启动
Q0.0
A
段码A
I0.1
停止
停止
Q0.1
B
段码B
I0.2
K1
0-9循环
Q0.2
C
段码C
I0.3
K2
段码循环
Q0.3
D
段码D

Q0.4
E
段码E

Q0.5
F
段码F

Q0.6
G
段码G

COM1←→GND

Q0.7
DP
小数点

KCOM←→GND

COM←→GND
LED公共端
1M
24V

1L
24V

2L
24V

注：启动、停止按钮借用步进电机模块。K1、K2在基本指令模块。

实训项目六、电机星/三角启动控制
1、设计规定
设计通过PLC控制电机Y/△起动电路程序。

电机星三角控制示意图

当按下正转启动按钮时，电机正转（继电器KM1控制），并运营在Y形接法（低速运营，继电器KM4控制）。过3秒后KM4断开，电机运营在△接法（全速运营，继电器KM3控制）。
当按下停止按钮时，电机停转。
当按下反转启动按钮时，电机反转（继电器KM2控制），并运营在Y形接法（低速运营，继电器KM4控制）。过3秒后KM4断开，电机运营在△接法（全速运营，继电器KM3控制）。
2、拟定输入、输出端口，并编写程序。
3、编译程序，无误后下载至PLC主机存储器中，并运营程序。
4、调试程序，直至符合设计规定。
5、参照接线表
输入
输出
主机
实验模块
注释
主机
实验模块
注释
I0.0
正转
正转
Q0.0
KM1
电机正转
I0.1
反转
反转
Q0.1
KM2
电机反转
I0.2
停止
停止
Q0.2
KM3
三角形接法

Q0.3
KM4
星形接法
1M

24V
1L

24V

COM
GND

实验区
24V
电源区
24V

0V
0V

实训项目七、交通信号灯自动控制
1、设计规定
设计一种十字路口交通信号灯控制程序。规定为：南北向红灯亮10秒，东西向绿灯亮4秒闪3秒，东西向黄灯亮3秒，然后东西向红灯亮10秒，南北向绿灯亮4秒闪3秒，南北向黄灯亮3秒，并不断循环重复。
2、拟定输入、输出端口，并编写程序。
3、编译程序，无误后下载至PLC主机存储器中，并运营程序。
4、调试程序，直至符合设计规定。
5、接线表
输入
输出
主机
实验模块
注释
主机
实验模块
注释
I0.0
K1
启动
Q0.0
SNR
红灯（南北）
I0.1
K2
停止
Q0.1
SNG
绿灯（南北）
1M
24V

Q0.2
SNY
黄灯（南北）

Q0.3
EWR
红灯（东西）

KCOM
GND
Q0.4
EWG
绿灯（东西）

Q0.5
EWY
黄灯（东西）

1L
24V

6、提示：本实训项目也许会用到如下梯形图或者指令：
基本逻辑指令、上升/下降沿脉冲指令、置位/复位指令、定期器指令、闪烁电路

实训项目八、刀库捷径方向选取控制
1、设计规定
如图所示，为加工中心刀库回台式模仿装置，上面设有8把刀，每把刀有相应刀号地址，分别为1、2、……、8。刀库转动时，将由传感器测试其刀号位置，并由一只数码管显示当前刀号位置。

当按下启动开关后，如果传感器没有找到任何刀，电机将按顺时针方向自动转动，直到指传感器检测到某把刀，电机停转。这时数码管将显示该刀号地址。拔码开关用来选取刀号。选好刀号后，再按一下“送刀号”按钮，即可将所选取刀号送入程序。程序将对所选取刀号与当前刀号进行比较、运算，然后指挥电机按照离当前刀号近来方向旋转（即最捷径方向，正转或反转），转到所选刀号位置后，电机停转。
2、拟定输入、输出端口，并编写程序。
3、编译程序，无误后下载至PLC主机存储器中，并运营程序。
4、调试程序，直至符合设计规定。
5、参照接线表
输入
输出
主机
实验模块
注释
主机
实验模块
注释
I0.0
启动
启动按钮
Q0.0
DJB
电机正转（顺时针）
I0.1
送刀号
送刀号按钮
Q0.1
DJA
电机反转（逆时针）

COMA
GND

I0.2
1
BCD码 1
Q1.0
A
段码A
I0.3
2
BCD码 2
Q1.1
B
段码B
I0.4
4
BCD码 4
Q1.2
C
段码C
I0.5
8
BCD码 8
Q1.3
D
段码D

COMB
GND
Q1.4
E
段码E

Q1.5
F
段码F
I1.0
1
一号刀位置
Q1.6
G
段码G
I1.1
2
二号刀位置

I1.2
3
三号刀位置
1L

24V
I1.3
4
四号刀位置
2L

24V
I1.4
5
五号刀位置
3L

24V
I1.5
6
六号刀位置

I1.6
7
七号刀位置

I1.7
8
八号刀位置

24V
24V

GND
GND
1M

24V

2M

24V

六、考核原则
实作成绩由如下几某些构成：
序号
考核项目
分值
考核原则
1
艺术灯PLC控制
20
（1）硬件电路设计对的；（30%）
（2）基本实现项目所需功能；（40%）
（3）程序控制思路清晰，可以解释各条程序作用；（20%）
（4）独立完毕。（10%）
2
LED数码管显示控制
20
3
电机星/三角启动控制
10
4
交通信号灯自动控制
20
5
刀库捷径方向选取控制
20
6
提问
10
7
共计
100
实训总成绩＝平时成绩×0.1+实训报告成绩×0.2+实训综合操作成绩×0.7
平时成绩重要是考勤及平时纪律（涉及与否玩游戏、实训态度等）状况。
实训报告成绩依照报告完毕状况评估评分级别。
成绩评估为五级：
① 优(90-100分)；
② 良（80-89分）；
③ 中（70-79分）；
④ 差（60-69分）；
⑤ 不及格（60分如下）
实训实作成绩局限性60分或者实训报告不合格者不予评估总成绩。
七、实训报告
实训报告规定完整性、整体性，有质量，报告项目要填写清晰，详细。有详细时间和日期、有所有程序设计梯形图。