《可编程控制器》实验指导书.docx

《可编程控制器》
实验指导书
武昌理工学院
信息工程学院自动化系
2016年2月编制
误；3、翻开例如程序或用户白己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修改，直 至无误，用TCP/IP网线连接计算机与PLC网线口，翻开PLC主机电源开关，下载程序至PLC 中，下载完毕后，将PLC的“RUN/STOP”至“RUN”状态；
4、拨动启动开关K0,观察并记录LED数码管显示状态；5、尝试编译新的控制程序，实现不同于例如程序的控制效果。
四、实验报告要求：
置位启动开关K0为ON时，LED数码显示管依次循环显示0、1、2、3-9；五、思考题：
1、尝试分析整套系统的工作过程；2、尝试用其他不同于例如程序所用的指令编译新程序，实现新的控制过程。
实验三 抢答器控制
一、实验目的:
1、掌握置位复位指令的使用及编程方法。
2、掌握抢答器控制系统的接线、调试、操作方法。
二、实验内容：
1、SD允许抢答（开始）
允许抢答
SMO.OSD 允许抢答~:10.0
II—r-1
V0.0
(S )
允许抢答子程序 EN
符号
SD允
地址
10.0
当10. 0有一个上升沿信号时，CPU置位VO.Oo调用抢答子程序。
2、程序流程图
三、实验步骤:
1. 检查实验设备中器材及调试程序；
2. 按照I/O端LI分配表或接线图完成PLC与实验模块之间的接线，认真检查，确保正 确无误；
3. 翻开例如程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修改, 直至无误，用TCP/IP网线连接计算机与PLC网线口，翻开PLC主机电源开关，下载程序至 PLC中，下载完毕后，将PLC的“RUN/STOP”至“RUN”状态；
4. 分别点动“开始”开关，允许1〜4队抢答。分别点动S1〜S4按钮，模拟四个队进 行抢答，观察并记录系统响应情况；
5. 尝试编译新的控制程序，实现不同于例如程序的控制效果。
四、实验报告要求：
1. 系统初始上电后，主控人员在总控制台上点击“开始”按键后，允许各队人员开始 抢答，即各队抢答按键有效；
2. 抢答过程中，1〜4队中的任何一队抢先按下各自的抢答按键（SI、S2、S3、S4） 后，该队指示灯（LI、L 2、L 3、L 4）点亮，LED数码显示系统显示当前的队号，并且其 他队的人员继续抢答无效；
3. 主控人员对抢答状态确认后，点击“复位”按键，系统乂继续允许各队人员开始抢 答；直至又有一队抢先按下各自的抢答按键；五、思考题：
1、尝试分析整套系统的工作过程；2、尝试分析某队抢答后是如何将其他队的抢答动作进行屏蔽的。
实验四 音乐喷泉控制
一、实验目的：
1、掌握置位字右移指令的使用及编程方法。
2、掌握音乐喷泉控制系统的接线、调试、操作方法。
二、实验内容：
1、字右移指令使用T37SHR W

VWO- IN OUT -VWO
1
字右移指令将输入字（IN）数值向右移动N位，并将结果载入输出字（OUT）。如上所示: 当每有一个T37的上升沿信号时，那么VWO中的数据就向右移动1位，并将移位后的结果存 入VWO中。
2、程序流程图
三、实验步骤：
1. 检查实验设备中器材及调试程序；
2. 按照I/O端口分配表或接线图完成PLC与实验模块之间的接线，认真检查，确保正 确无误；
3. 翻开例如程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修改, 直至无误，用TCP/IP网线连接计算机与PLC网线口，翻开PLC主机电源开关，下载程序至 PLC中，下载完毕后，将PLC的“RUN/STOP”至“RUN”状态；
4. 拨动启动开关SD为ON状态，观察并记录喷泉“水流”状态；
5. 尝试编译新的控制程序，实现不同于例如程序的控制效果。
四、实验报告要求：
1.置位启动开关SD为ON时，LED指示灯依次循环显示1 一2—3・・一8—1、2-3、4-5、6-7、8—1、2、3-4、5、6—7、8-1-2…，模拟当前喷泉“水流”状态。
2. 置位启动开关SD为OFF时，LED指示灯停止显示，系统停止工作。
五、思考题：
1、尝试分析整套系统的工作过程；2、尝试用其他不同于例如程序所用的指令编译新程序，实现新的控制过程。
实验五装配流水线控制
一、实验目的：
1. 掌握移位寄存器指令的使用及编程。
2. 掌握装配流水线控制系统的接线、调试、操作。
二、实验内容：
1. 字节左移指令使用

SHL_B

CM
pun
MB0-
IN
uINU
OUT
■MBO
1-
N

字节左移指令将输入字节（IN）数值向左移动N位，并将结果载入输出字节（OUT）。
2. 程序流程图启动

ri动控制程斤
三、实验步骤：
1. 检查实验设备中器材及调试程序；
2. 按照I/O端口分配表或接线图完成PLC与实验模块之间的接线，认真检查，确保 正确无误；
3. 翻开例如程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修 改，直至无误，用TCP/IP网线连接计算机与PLC网线口，翻开PLC主机电源开关，下载程 序至PLC中，下载完毕后,将PLC的“RUN/STOP”至“RUN”状态；
4. 翻开“启动”按钮后，系统进入自动运行状态，调试装配流水线控制程序并观察 自动运行模式下的工作状态；
5. 按“复位”键，观察系统响应情况；
6. 按“移位”键，系统进入单步运行状态，连续按“移位”键，调试装配流水线控 制程序并观察单步移位模式下的工作状态。
四、实验报告要求：
1. 总体控制要求：如面板图所示，系统中的操作工位A、B、C,运料工位D、E、F、G 及仓库操作工位H能对工件进行循环处理。
2. 闭合“启动”开关，工件经过传送工位I）送至操作工位A,在此工位完成加工后再 由传送工位E送至操作工位B……，依次传送及加工，直至工件被送至仓库操作工位H,由 该工位完成对工件的入库操作，循环处理。
3. 断开“启动”开关，系统加工完最后一个工件入库后，自动停止工作。
4. 按“复位”键，无论此时工件位于任何工位，系统均能复位至起始状态，即工件又 重新开始从传送工位D处开始运送并加工。
5. 按“移位”键，无论此时工件位于任何工位，系统均能进入单步移位状态，即每按 一次“移位”键，工件前进一个工位。
五、思考题：
1. 总结移位寄存器指令的使用方法。
2. 总结记录PLC与外部设备的接线过程及考前须知。
实验六十字路口交通灯控制
一、实验目的：
1、掌握字节左移指令的使用及编程方法。
2、掌握十字路口交通灯控制系统的接线、调试、操作方法。
二、实验内容：
1. 字节左移指令使用
1
SHL_B

CM
chin
1
tlN
t INU
A
VB0-
IN
OUT
■VBO
1-
N

字左移指令将输入字(IN)数值向左移动N位，并将结果载入输出字(OUT)o如上所示: 当每有一个上升沿信号时，那么VB0中的数据就向左移动1位，并将移位后的结果存入VB0 中。
2. 程序流程图
三、实验步骤:
1. 检查实验设备中器材及调试程序。
2. 按照I/O端口分配表或接线图完成PLC与实验模块之间的接线，认真检查，确保正 确无误；
3. 翻开例如程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修改, 直至无误，用TCP/IP网线连接计算机与PLC网线口，翻开PLC主机电源开关，下载程序至 PLC中，下载完毕后,将PLC的“RUN/STOP”至“RUN"状态;
4. 拨动启动开关SD为ON状态，观察并记录东西、南北方向主指示灯及各方向人行道 指示灯点亮状态；
5. 尝试编译新的控制程序，实现不同于例如程序的控制效果。
四、实验报告要求：

五、思考题：
1、尝试分析整套系统的工作过程；2、尝试用其他不同于例如程序所用的指令编译新程序，实现新的控制过程。
实验七 水塔水位控制
一、实验目的：
1、掌握置位较复杂逻辑程序的编写方法。
2、掌握水塔水位控制系统的接线、调试、操作方法。
二、实验内容：
1、较复杂逻辑程序的编写方法
在编写较复杂逻辑程序时，应遵循以下原那么及顺序：
1）确定系统所需的动作及次序。
第-•步是设定系统输入及输出数目，可由系统的输入及输出分立元件数目直接取得。 第二步是根据系统的控制要求，确定控制顺序、各器件相应关系以及作出何种反响。
2）将输入及输出器件编号
每一输入和输出，包括定时器、计数器、内置继电器等都有一个唯一的对应编号，不能 混用。
3）画出梯形图。
根据控制系统的动作要求，画出梯形图。梯形图设计规那么如下：
a. 触点应画在水平线上，不能画在垂直分支上。应根据自左至右、白上而下的原 那么和对输出线圈的几种可能控制路径来画。
b. 不包含触点的分支应放在垂直方向，不可放在水平位置，以便于识别触点的组 合和对输出线圈的控制路径。
c. 在有几个串联回路相并联时，应将触头多的那个串联回路放在梯形图的最上 面。在有几个并联回路相串联时，应将触点最多的并联回路放在梯形图的最左面。这种安排, 所编制的程序简洁明了，语句较少。
d. 不能将触点画在线圈的右边，只能在触点的右边接线圈。
2、程序流程图启动

启动

、七,I >
WB
可编程控制器实验目的在于培养学生掌握可编程控制器的应用 及操作技能。培养学生学会根据实验目的，实验内容及控制要求编写 控制程序，调试程序直至通过程序，从而完成实验报告。在整个实验 过程中，必须集中精力，及时认真做好实验。
实验局部包括PLC面板结构认识、编程工具的使用练习、常用 电气设备的基本控制、常用指令的练习，通过实验进一步加深对PLC 各种指令功能的理解，为今后从事可编程控制系统的设计打下良好的 基础。
三、实验步骤：
1. 检查实验设备中器材及调试程序；
2. 按照I/O端口分配表或接线图完成PLC与实验模块之间的接线，认真检查，确保正 确无误；
3. 翻开例如程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修改, 直至无误，用TCP/IP网线连接计算机与PLC网线口，翻开PLC主机电源开关，下载程序至 PLC中，下载完毕后,将PLC的“RUN/STOP”至“RUN”状态;
4. 将各限位开关拨至以下状态：S1=O、S2=0、S3=0、S4=0,观察阀门Y状态，5S后 如果S4仍然未拨至ON状态，那么Y状态如何？
5. 将S4拨至ON,观察抽水电机M状态；继而将S1拨至ON,观察抽水电机M状态；
6. 尝试编译新的控制程序，实现不同于例如程序的控制效果。
四、实验报告要求：
1. 各限位开关定义如下：
S1定义为水塔水位上部传感器（ON：液面己到水塔上限位、OFF：液面未到水塔上限位） S2定义为水塔水位下部传感器（ON：液面已到水塔下限位、OFF：液面未到水塔下限位）
S3定义为水池水位上部传感器（ON：液面己到水池上限位、OFF：液面未到水池上限位） S4定义为水池水位下部传感器（ON：液面己到水池下限位、OFF：液面未到水池下限位）;
2. 当水位低于S4时，I阀Y开启，系统开始向水池中注水，5S后如果水池中的水位还 未到达S4,那么Y指示灯闪亮，系统报警。
3. 当水池中的水位高于S3、水塔中的水位低于S2,那么电机M开始运转，水泵开始由 水池向水塔中抽水。
4. 当水塔中的水位高于S1时，电机M停止运转，水泵停止向水塔抽水。
五、思考题：
1、尝试分析整套系统的工作过程；2、尝试用其他不同于例如程序所用的指令编译新程序，实现新的控制过程。
实验八天塔之光控制
一、实验目的：
1. 掌握移位指令的使用及编程。
2. 掌握天塔之光控制系统的接线、调试、操作。
二、实验内容：
1. 双字左移指令使用
SHL_DW
ENENO刃
INOUT -MD10
N

移位指令将输入值IN右移或左移^位，并将输出结果装载到OUT中。移位指令对移位 出的位自动补零。
如果位数N大于或等于最大允值，那么移位操作的次数为最大允许值。
2. 程序流程图
三、实验步骤：
1. 检查实验设备中器材及调试程序；
2. 按照I/O端口分配表或接线图完成PLC与实验模块之间的接线，认真检查，确保正 确无误；
3. 翻开例如程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，有错误时根据提示信息修改, 直至无误，用TCP/IP网线连接计算机与PLC网线口，翻开PLC主机电源开关，下载程序至 PLC中，下载完毕后,将PLC的“RUN/STOP”至“RUN”状态;
4. 翻开“启动”开关，系统进入自动运行状态，调试天塔之光控制程序并观察工作状 态；
5. 关闭“启动”开关，系统停止运行。
四、实验报告要求:
1. 依据实际生活中对天塔之光的运行控制要求，运用可编程控制器的强大功能，实现 模拟控制。
2. 闭合“启动”开关，指示灯按以下规律循环显示：LlfL2fL3fL4-*L5fL6fL7fL8-L1-L2、L3、

L8-L1-L2、L3、
L4-L5、L6、
L7、L8-L1-L2、
L3、L4-L5、L6、
L7、L8-L1-L2、L3、
L4-L5、
L6、 L7、
L8~* Ll~* LI、
L2-L1、L3-L1、
L4-L1、L8-*L1、
L7-L1、L6-L1、L5-
LI、 L2、
L8-*LI、
L3、 L7-*L1、
L4、 L6-*L1、 L2、
L3、 L4-*L1、 L5、
L6、 L7、 L8、 -*L1、 L2、
L3、 L4、
L5、 L6、
L7、L8-L1。
3.
关闭“启动”开关,
天塔之光控制系统停止运行。

五、思考题:
1. 总结移位指令的使用方法。
2. 总结记录PLC与外部设备的接线过程及考前须知。
目录
实验一PLC认识实验1
实验二数码显示控制5
实验三抢答器控制7
实验四音乐喷泉控制9
实验五装配流水线控制 11
实验六十字路口交通灯控制 13
实验七水塔水位控制15
实验八天塔之光控制17
实验一PLC认识实验
一、实验目的：
1、了解PLC软硬件结构及系统组成。
2、掌握PLC外围直流控制及负载线路的接法及上位计算机与PLC通信参数的设置。
二、实验内容：
1、常用位逻辑指令使用
标准触点
常开触点指令（LD、A和0）与常闭触点（LDN、AN、ON）从存储器或过程映像寄存器中 得到参考值。当该位为1时，常开触点闭合；当该位为。时，常闭触点为1：
输出
输出指令（二）将新值写入输出点的过程映像寄存器。当输出指令执行时，S7-200 SMART 将输出过程映像寄存器中的位接通或断开。
与

CPU 输入0:10.0 CPU_输入 1:10.1 CPU_输出如0.0
-f I——II~()

［符号
刷It
CPU_输出0
JQ0.0
CPU-输入0
1l0.0
CPU 输入1
JI0.1

与逻辑：如上所示：10.0、10. 1状态均为1时，Q0.0有输出；当10.0、10. 1两者有任 何一个状态为0, Q0.0输出立即为0。
或
TA
CPU_输入 1:10.1
TP
CPU_SjS1：Q0.1
［符号

地址
CPU_输出1

Q0.1
CPU.Sj 入 0

Tio.o
CPU新入1

10.1
或逻辑：如上所示：10.0、10. 1状态有任意一个为1时，Q0. 1即有输出；当10.0、10. 1

何一个状态为1, Q0.2输出立即为0。
2、程序流程图啡"逻辑

三、实验步骤：
1、按下列图连接上位计算机与PLC；
TCP/IP网线SMART
S7-2002、按“控制接线图”连接PLC外围电路：翻开软件，双击
用块块引 夹相 据统叉信导具藏谱 数系交通向工令收己 「•二JDH* J 指
+
rhL
在弹出的对话框中点击

3、选中

点击“确定"，或者选中后点击“闪烁指示灯”，对应IP地址的CPU指示灯闪烁，那么通 讯成功。
4、编译实训程序，确认无误后，点击下％I ,将程序下载至PLC中，下载完毕后, 将 PLC “RUN/STOP” 至 “RUN"状态;
5、将KO、K1均拨至OFF状态，观察记录L0指示灯点亮状态；
6、将K0拨至ON状态，将K1拨至OFF状态，观察记录L1指示灯点亮状态；
7、将KO、K1均拨至ON•状态，观察记录L2指示灯点亮状态；四、实验报告要求：
1、认知西门子S7-200系列PLC的硬件结构，详细记录其各硬件部件的结构及作用；
2、翻开编程软件，编译基本的与、或、非程序段，并下载至PLC中；
3、能正确完成PLC端子与开关、指示灯接线端子之间的连接操作：
4、拨动KO、K1,指示灯能正确显示。
五、思考题:
1、详细描述S7-200 SMART PLC的硬件结构。
2、总结出上位计算机与S7-200 SMART PLC通信参数的设置方法。
实验二数码显示控制一、实验目的：
1、掌握段码指令的使用及编程方法。
2、掌握LED数码显示控制系统的接线、调试、操作方法。
二、实验内容:

段码指令将IN中指定的字符（字节）转换生成•个点阵并存入OUT指定的变量中；如 上所示，当在IN处写入2,那么输出端OUT指定的变量QBO中的值为0101 1011；当在IN处 写入5,那么输出端OUT指定的变量QBO中的值为0110 1101；具体如下所示：
输入
输出
输入
输出
输入
输出
输入
输出
0
0011 1111
4
0110 0110
8
0111 1111
C
0011 1001
1
0000 0110
5
0110 1101
9
0110 0111
D
0101 1110
2
0101 1011
6
0111 1101
A
0111 0111
E
0111 1001
3
0100 1111
7
0000 0111
B
0111 1100
F
0111 0001

2、程序流程图
三、实验步骤：
1、检查实验设备中器材及调试程序；
2、按照I/O端口分配表或接线图完成PLC与实验模块之间的接线，认真检查，确保正确无