生产线冲压单元指导书.docx

第一章 主要部件介绍
本系统各单元采用西门子CPU226作为控制部件，各单元之间可以互相通讯。在系统中采用了大量的气动原件、传感器、步进电机和异步电机等。
1.1西门子CPU226可编程控制器及网络
CPU226简介
CPU226 集成24输入/16输出共40个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。26K字节程序和数据存储空间。6个独立的30KHz高速计数器，2路独立的20KHz高速脉冲输出，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力，I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适用于一些复杂的中小型控制系统。

1.2 步进电机及驱动
整套系统中采用的都是二相混合式步进电机和步进驱动器。
步进电机是一种作为控制用的特种电机，它的旋转是以固定的角度(称为步距角)一步一步运行的，其特点是没有积累误差，已广泛应用于各种开环控制，步进电机的运行要有一电子装置进行驱动这种装置就是步进电机的驱动器，是把控制系统发出的脉冲信号转换为步进电机的角位移，控制系统发出一个脉冲信号，通过驱动器使步进电机旋转一步距角，步进电机的转速与脉冲信号的频率成正比,所以控制步进脉冲信号的频率就可以对电机精确的调速，控制步进脉冲的个数，以对电机精确定位。
1.2.1 步进电机性能

1.2.2 驱动器
本系统采用的是Q2HB44MC和Q2HB68MC 等角度恒力矩细分型驱动器，驱动电压DC24-80V，适配6或8出线电流在6A以下，外径57-86mm的各种型号的二相混合式步进电机。该产品广泛应用于雕刻机、激光打标、激光内雕机等分辨率较高的小型数控设备上。
特点：
◆高性能、低价格
◆采用独特的控制电路
◆设有12/8档等角度恒力矩细分，最高200细分
◆最高反应频率可达200Kpps
◆步进脉冲停止超过100ms时，线圈电流自动减半
◆双极恒流斩波方式
◆光电隔离信号输入／输出
◆驱动电流从0.5A／相到6A/相连续可调
◆单电源输入，电压范围：DC24-80V　　
输入信号波形时序图

驱动器接线示意图

★注：1、千万不要将电源接反，输入电压不要超过DC80V。
　　　2、输入控制信号电平为5V，当高于5V时需要接限流电阻。
　　　3、此型号驱动器由于采用特殊的控制电路，故必须使用6出线或8出线电机。
      4、驱动器温度超过70度时，驱动器停止工作，故障O.H指示灯亮，直到驱动器温度降到50度，驱动器自动恢复工作。出现过热保护请加装散热器。
      5、过流（负载短路）故障指示灯O.H亮，请检查电机接线及其他短路故障，排除后需要重新上电恢复。
      6、欠压（电压小于DC24V），故障指示灯O.H亮。
Q2HB44MC细分设定表
细分数
1
2
4
5
8
10
20
25
40
50
100
200
200
200
200
200
D0
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
D1
ON
ON
OFF
OFF
ON
ON
OFF
OFF
ON
ON
OFF
OFF
ON
ON
OFF
OFF
D2
ON
ON
ON
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
ON
ON
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
D3
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
D4
ON，双脉冲：PU为正向步进脉冲信号，DR为反向步进脉冲信号
OFF，单脉冲：PU为步进脉冲信号，DR为方向控制信号

Q2HB68MC细分设定表　
细分数
1
2
4
5
8
10
20
25
40
50
100
200
200
200
200
200
D0
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
ON
OFF
D1
ON
ON
OFF
OFF
ON
ON
OFF
OFF
ON
ON
OFF
OFF
ON
ON
OFF
OFF
D2
ON
ON
ON
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
ON
ON
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
D3
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
D4
ON，双脉冲：PU为正向步进脉冲信号，DR为反向步进脉冲信号
OFF，单脉冲：PU为步进脉冲信号，DR为方向控制信号
D5
自检测开关(OFF时接收外部脉冲，ON时驱动器内部发7.5kHz脉冲)

引脚功能说明
标记符号
功   能
注      释
TM
工作指示灯
TM信号有效时，绿色指示灯点亮
O.H
故障指示灯
过热保护时红色发光管点亮
Im
电机线圈电流设定电位器
调整电机相电流，逆时针减小，顺时针增大
＋
输入信号光电隔离正端
接+5V供电电源.+5V～+24V均可驱动,高于+5V需接限流电阻,请参见输入信号。
PU
D4=OFF，PU为步进脉冲信号
下降沿有效,每当脉冲由高变低时电机走一步。输入电阻220Ω，要求：低电平0～0.5V，高电平4～5V，脉冲宽度>2.5μs
D4=ON，PU为正向步进脉冲信号
＋
输入信号光电隔离正端
接+5V供电电源.+5V～+24V均可驱动,高于+5V需接限流电阻,请参见输入信号。
DR
D4=OFF，DR为方向控制信号
用于改变电机转向。输入电阻220Ω，要求：低电平0～0.5V，高电平4～5V，脉冲宽度>2.5μs
D4=ON，DR为反向步进脉冲信号
+
输入信号光电隔离正端
接+5V供电电源.+5V～+24V均可驱动,高于+5V需接限流电阻,请参见输入信号。
MF
电机释放信号
有效（低电平）时关断电机线圈电流，驱动器停止工作，电机处于自由状态
＋
原点输出光电隔离正端
电机线圈通电位于原点置为有效(B，-A通电)；光电隔离输出(高电平)
TM
原点输出信号光电隔离负遄
+端接输出信号限流电阻，TM接输出地。最大驱动电流50mA，最高电压50V。
＋V
电源正极
　DC24～80V
－V
电源负极
AC、BC
电机接线

1.3 传感器和气动元件
传感器有时也被称为换能器、变换器、变送器或探测器，主要特征是能感知和检测某一形态的信息，并将其转换成另一形态的信息。传感器的种类繁多，分类方法多样，可按被测量分类、按传感器的工作原理分类、按能量传递方式分类，按输出信号性质分类。传感器按工作原理分类可分为：电阻应变式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、霍尔式传感器、光电式传感器、热敏式传感器。按工作原理分类的优点是可以避免传感器名目繁多，使传感器的划分类较少，并有利与传感器专业工作者对传感器的工作原理与设计归纳性的分析研究，使设计与应用更具有合理性与灵活性，，缺点是会使对传感器不够了解的用户感到使用不方便。在本系统中传感器主要采用的是进口Autonics传感器，有对射传感器、漫反射传感器、电容传感器、电感传感器等。
气动传动是以压缩空气为工作介质进行能量传递的一种传动形式。气动传动系统由以下四部分组成：
1 动力元件 它将原动机供给的能量转变位气体的压力能，为各类气动设备提供动力。
2 执行元件 如气缸和气动马达。它能将气体的压力能转换为机械能，输出力和速度，以驱动工作部件。
3 控制元件 用以控制压缩空气的压力、流量和流动方向，以保证执行元件具有一定的输出力和速度。这类元件包括压力阀、方向阀、流量阀和逻辑元件等。
4 辅助元件 除以上三类元件以外，其余元件称为辅助元件。如过滤器、干燥器、消音器、油雾器和管件等。它们对保证系统可靠、稳定地工作起着重要的作用。
在本系统中气缸与电磁阀是SMC 的产品，气缸有标准气缸、双杆气缸、微型气缸、薄型气缸、气动手指等。
第二章 冲压单元配置

2.1 元件清单
冲压单元电器元件清单
元件
型号或规格
数量
备注
步进驱动器
Q2HB44MC
1

步进电机
BS57HB56-03
1
3.0A 0.9N.m
可编程控制器
CPU226
1

触摸屏
K-TP178
1

网络模块
EM277
1

电磁阀
SMC
5

电源模块
GSM-H100S24
1

传感器
BR100-DDT-P
1

传感器
PR8-2DP
1

传感器
BR4M-TDTD-P
1

双杆气缸
SMC
2

标准气缸
SMC
1

薄型气缸
SMC
1

气动手指
SMC
1

2.2 接线表

IO明细表
2006.9.1
序号
描述
接线
信号来源
1
电机脉冲
Q0.0
冲压单元
2
电机方向
Q0.1
冲压单元
4
升降汽缸
Q0.2
冲压单元
5
上料汽缸
Q0.3
冲压单元
6
机械手
Q0.4
冲压单元
7
冲压汽缸
Q0.5
冲压单元
8
小车定位汽缸
Q0.6
冲压单元
10
左限位
24V
冲压单元
11
I0.0
冲压单元
12
右限位
24V
冲压单元
13
I0.1
冲压单元
14
上限位传感器
24V
24V
冲压单元
15
信号
I0.2
冲压单元
16
下限位传感器
24V
24V
冲压单元
17
信号
I0.3
冲压单元
18
前限位传感器
24V
24V
冲压单元
19
信号
I0.4
冲压单元
20
后限位传感器
24V
24V
冲压单元
21
信号
I0.5
冲压单元
22
工件检测一传感器
24V
24V
冲压单元
23
信号
I0.6
冲压单元
24
工件检测二传感器
24V
24V
冲压单元
25
信号
I0.7
冲压单元
26
小车检测传感器
24V
24V
冲压单元
27
信号
I1.0
冲压单元

SB1
I1.1
冲压单元

SB2
I1.2
冲压单元

2.3 工作流程
本单元有一台步进电机与步进电机驱动器、一个PLC、一个电源模块。本单元的功能是将工件由皮带线上的小车中抓取至工作台上，再由汽缸将工件送至冲压汽缸下，冲压工件，冲压后将工件送至机械手下方，机械手运行到工件检测传感器处进行检测，如检测到钢珠则将工件送至达皮带线上的小车中，进行下一工序。
具体步骤:
1 复位
2 小车检测传感器检测到小车、小车定位汽缸定位
3 机械手左行至小车上方
4 机械手下降、抓取工件、机械手复位 机械手左行至工作台上方
5 机械手下降、放下工件、机械手复位
6 上料汽缸动作、将工件送至冲压汽缸下方
7 工件检测一传感器检测到工件、冲压汽缸冲压
8 冲压汽缸复位、上料汽缸复位
9 机械手下降、抓取工件、机械手复位 机械手左行至工件检测二传感器上方
10 机械手下降、工件检测二传感器检测工件
11 如加工不合格则报警灯报警、如加工合格报警灯不报警
12 机械手复位、机械手右行至小车上方
13 机械手下降、松开抓手、将工件放到小车上 机械手复位、小车定位汽缸复位 小车运行至下一单元
2.4 电路图
l 主电路图

l 控制电路图

2.5 气路图

第三章 实验
本实验指导书提供了以下实验：电容、光电、磁性、机械传感器原理与接线、PLC与电容、光电、磁性、机械传感器综合实验、气动元件与PLC综合实验、机械手综合编程控制实验、简单编程调试、步进电机原理、复位及定位编程实验、多段速S曲线控制编程实验、本单元全自动控制编程实验、触摸屏人机界面实操、开发、与PLC通讯实验、组态软件实操、开发、与PLC通讯实验。实验以循序渐进的方式安排。除了本指导书配套的实验外，学校可以自行灵活组合，实现更多的实验，充分发挥这套设备的潜能。
实验一 电容、光电、磁性、机械传感器原理与接线
一、实验目的
1．掌握光电传感器的电气原理和接线
2．掌握电容传感器的电气原理和接线
3．掌握磁性传感器的电气原理和接线
4．掌握机械行程开关的电气原理和接线
二、实验原理
1光电传感器（光电开关）

对射型光电传感器接线图
对射型光电传感器是在探测物体挡在发射器与接收器之间使接收器不能接收到足够的光线时输出信号。

漫反射型光电传感器接线图
漫反射型光电传感器是在探测物体挡在传感器正面使传感器接收到足够的光线时输出信号。可以通过调节灵敏度调节VR调节检测的距离。其对不同颜色的检测距离不相同，反射性能越好检测距离越远。
光电传感器又分为NPN集电极开路输出和PNP集电极开路输出两种类型。NPN集电极开路输出型在没有检测到物体时输出为低电平状态，检测到物体时输出为悬空状态。PNP集电极开路输出型在没有检测到物体时输出为低电平状态，检测到物体时输出为高电平状态。其简要原理图如下：

光电传感器简要原理图
2．电容传感器

电容传感器基本原理图及接线图
电容传感器也分为NPN和PNP两种类型。在本系统中只使用了PNP型。当被测物接近传感器时输出信号，PNP型在没有检测到物体时输出为低电平状态，检测到物体时输出为高电平状态。
3．磁性传感器
又名磁性开关。是在接触到有一定磁性的物质后而导通的传感器。在本系统中用来检测气缸的位置。
4．机械行程开关
机械行程开关有一对常开和一对常闭触点。在本系统中用常开触点作为位置的标志，用常闭触点作极限位开关。
三、实验步骤

1.为了方便学生实验，各传感器的线大部分已经引到控制柜面板上。霍耳传感器、光电传感器和电容传感器是将电源正极和信号输出线引到面板上，电源负极直接接到开关电源的负极。而磁性传感器（磁性开关）和机械行程开关是直接把开关的两端引到面板上来。同样，点动按钮、自锁按钮以及指示灯也是将其两端引到面板。例如光电传感器和的电容传感器的接线如下：

PNP型的光电传感器和电容传感器接线图
2．本单元传感器表
设备名称
型号
备注
工件检测一传感器
BR20M-TDTD-P
对射传感器
工件检测二传感器
PR08-2DP
电感传感器
小车检测传感器
BR100-DDT
漫反射传感器
升降气缸上限位
D-Z73L
磁性开关
升降气缸下限位
磁性开关
上料气缸前限位
D-C73L
磁性开关
上料气缸后限位
磁性开关
左限位
VPS31A-4F
机械开关
右限位
VPS31A-4F
机械开关

3．磁性传感器和机械行程开关的工作原理
关掉控制台电源，将磁性传感器或机械行程开关的24V端与电源正极相连，信号端与指示灯的一端相连，再将指示灯的另一端与电源的负极相连。打开总电源。
接线图如下：

将气缸移动到相应磁性传感器位置，观察指示灯是否点亮。在点亮指示灯的同时，磁性传感器本身的指示灯也应被点亮。
将相应机械行程开关按下，观察指示灯是否点亮。
关掉控制台电源，将磁性传感器的24V端与指示灯的一端相连，信号与电源正极端相连，再将指示灯的另一端与电源的负极相连。
将气缸移动到相应磁性传感器位置，观察指示灯是否点亮。在点亮指示灯的同时，磁性传感器本身的指示灯是否被点亮。
4．光电传感器和电容传感器的开关特性
关掉控制台电源，将传感器的24V端与电源正极相连，信号端（输出端）与指示灯的一端相连，再将指示灯的另一端与电源的负极相连。打开总电源和传感器电源。
接线图如下：

用手、工件或其他物体（冲压单元中的工件检测二传感器只能检测金属）放在传感器检测位置，观察指示灯是否点亮。
四、实验记录（报告）
记录磁性传感器的24V端和信号端正接和反接的不同现象
简述变光电传感器和电容传感器开关特性的实现。
五、注意事项
1．请不要在通电的情况下进行接线。
2．在未经老师同意时，请不要移动传感器的位置。
3．请爱护设备。
实验二 PLC与电容、光电、磁性、机械传感器综合实验
一、实验目的
1．掌握光电传感器与PLC的连接
2．掌握电感传感器与PLC的连接
3．掌握磁性传感器与PLC的连接
4．掌握机械行程开关与PLC的连接
二、实验原理
1．CPU数字输入/输出点

24V输入点的基本原理图（漏型接法）

24V输入/输出点的基本原理图（源型接法）
对于大多数输入来讲，都是24VDC输入，因为S7-200的数字量输入点内部为双向二级管，可以接成漏型（图3—12）或源型（图3—13），只要每一组接成一样就行。对于数字量输入电路来说，关键是构成电流回路。输入点可以分组接不同的电源，这些电源之间没有联系也可以。

CPU226外围典型接线图
2．传感器
光电传感器、电容传感器都具有开关特性（详见实验二），可以当作开关器件用作数字输入设备。而磁性传感器、机械行程开关本身就是一个开关器件，是一个典型的数字输入设备。
三、实验步骤
1.为了方便学生实验，各传感器的线大部分已经引到控制柜面板上。霍耳传感器、光电传感器和电容传感器是将电源正极和信号输出线引到面板上，电源负极直接接到开关电源的负极。同样，点动按钮、自锁按钮以及指示灯也是将其两端引到面板。而磁性传感器（磁性开关）和机械行程开关是直接把开关的两端引到面板上来。同样，点动按钮、自锁按钮以及指示灯也是将其两端引到面板。PLC也是将其输入/输出、电源及公共端全都引到了控制台的面板。
2．本单元传感器表
设备名称
型号
类型
工件检测一传感器
BR100-DDT
漫反射传感器
工件检测二传感器
BR100-DDT
漫反射传感器
工件检测三传感器
BR100-DDT
漫反射传感器
小车检测传感器

霍耳传感器
升降气缸上限位
D-Z73L
磁性开关
升降气缸下限位
磁性开关
上料一气缸前限位
D-C73L
磁性开关
上料一气缸后限位
磁性开关
左限位
VPS31A-4F
机械开关
右限位
VPS31A-4F
机械开关
3．磁性传感器和机械行程开关与PLC连接
l 关掉控制台电源，将磁性传感器或机械行程开关的24V端与电源正极相连，信号端与PLC的输入点（如磁性传感器用I0.0，机械行程开关用I0.1）相连，再将PLC的公共端（1M）与电源的负极相连。打开总电源。
接线图如下：

l 编写程序
参考程序：

l 将气缸移动到相应磁性传感器位置，观察PLC输入点的指示灯是否点亮。在点亮指示灯的同时，磁性传感器本身的指示灯也应被点亮。将相应机械行程开关按下，观察PLC输入点的指示灯是否点亮。
4．光电传感器和电容传感器与PLC连接
l 关掉控制台电源，将传感器的24V端与电源正极相连，信号端（输出端）与PLC的输入点（如光电传感器用I0.2，电容传感器用I0.3）的一端相连，再将PLC的公共端（1M）与电源的负极相连。打开总电源和传感器电源。
接线图如下：

l 编写程序
参考程序：

l 用手、工件或其他物体（冲压单元中的工件检测二传感器只能检测金属）放在传感器检测位置，观察PLC输入点的指示灯是否点亮。

四、实验记录（报告）
记录接线的过程，接线中出现的问题及解决问题的过程。
五、注意事项
1．请不要在通电的情况下进行接线。
2．在未经老师同意时，请不要移动传感器的位置。
3．请爱护设备。
六、思考题
设计各传感器与PLC源型接法的电路图并进行连接。

实验三 气动元件与PLC综合实验
一、实验目的
1．熟悉STEP 7—Micro/WIN 32编程软件
2．上机编制简单的梯形图程序
3．进一步掌握编程软件与PLC的连接和程序的调试方法和步骤
4．了解电磁阀、气缸的工作原理
5．熟悉STEP 7—Micro/WIN 32编程软件符号表的使用
二、实验原理
1．电磁阀、气缸

简单气路图
上图为一个简单的气路图。上图中的电磁阀全称为先导式电磁换向阀。它是得用电磁力的作用推动阀心换向，从而改变气流的流动方向。从上图可以看出，在电磁阀未通电时高压气体从A流向气缸的左气腔（有杆气腔），气缸处于收缩状态。当电磁阀通电时A、B的气流流向发生改变，高压气体从B流向气缸的右气腔（无杆气腔），气缸处于升长状态。因此控制电磁阀的通断就可以控制气缸升缩。
四、实验步骤
1．预备知识
为方便接线，系统只将电磁阀的正极引到了控制台的面板，而负极直接接到了开关电源的负极上。
2．电磁阀与PLC的连接

接线图
关掉控制台电源，按参考接线图连接好实验导线。连接PLC电源线。打开总电源、电磁阀电源。
3．编辑、下载、调试程序
按SB1气缸动作，按SB2气缸复位
SB1（启动气缸）
I0.0
SB2（复位气缸）
I0.1
气缸
Q0.0
在实际操作中可以先分配I/O表再确定接线图，也可以根据接线图来确定I/O表。
编辑并下载下面的参考程序。

四、实验记录（报告）
简述电磁阀的工作原理
记录程序调试的过程，调试中出现的问题及解决问题的过程。
整理出运行调试后的程序。
五、注意事项
1．请不要在通电的情况下进行接线。
2．在未经老师同意时，请不要移动传感器的位置。
3．请爱护设备。
实验四 机械手综合编程控制实验
一、实验目的
1．熟悉STEP 7—Micro/WIN 32编程软件
2．上机编制简单的梯形图程序
3．进一步掌握编程软件与PLC的连接和程序的调试方法和步骤
4．了解电磁阀、气缸的工作原理
5．熟悉STEP 7—Micro/WIN 32编程软件符号表的使用
二、实验原理
1．电磁阀、气缸

简单气路图
上图为一个简单的气路图。上图中的电磁阀全称为先导式电磁换向阀。它是得用电磁力的作用推动阀心换向，从而改变气流的流动方向。从上图可以看出，在电磁阀未通电时高压气体从A流向气缸的左气腔（有杆气腔），气缸处于收缩状态。当电磁阀通电时A、B的气流流向发生改变，高压气体从B流向气缸的右气腔（无杆气腔），气缸处于升长状态。因此控制电磁阀的通断就可以控制气缸升缩。
四、实验步骤
1．预备知识
为方便接线，系统只将电磁阀的正极引到了控制台的面板，而负极直接接到了开关电源的负极上。
2．电磁阀与PLC的连接

接线图
关掉控制台电源，按参考接线图连接好实验导线。连接PLC电源线。打开总电源、电磁阀电源。
3．编辑、下载、调试程序
按SB1升降气缸下降，下降到位后机械手抓取工件，然后升降气缸复位；再按SB2升降气缸下降，下降到位后机械手放开工件，然后升降气缸复位。
SB1（启动抓工件）
I0.0
SB2（启动放工件）
I0.1
上限位
I0.2
下限位
I0.3
升降气缸
Q0.0
机械手
Q0.1
在实际操作中可以先分配I/O表再确定接线图，也可以根据接线图来确定I/O表。编辑并下载程序。
参考程序：

四、实验记录（报告）
简述电磁阀的工作原理
记录程序调试的过程，调试中出现的问题及解决问题的过程。
整理出运行调试后的程序。
五、注意事项
1．请不要在通电的情况下进行接线。
2．在未经老师同意时，请不要移动传感器的位置。
3．请爱护设备。
实验五 简单编程调试
一、实验目的
1．熟悉STEP 7—Micro/WIN 32编程软件
2．上机编制简单的梯形图程序
3．掌握编程软件与PLC的连接
4．掌握程序的调试方法和步骤
二、实验原理
1．STEP—Micro/WIN 32编程软件

图3—16 STEP 7—Micro/WIN 32 V4.0 SP3程序主界面
新版本编程软件 STEP 7-Micro/WIN V4.0 在安装时不再需要选择语言。安装完成后用户可以在 Tools（工具）菜单的 Options（选项）中，在 General（常用）分支中选择界面语言。
2．编程通信
通过PC/PPI电缆的编程通信是最为常见的S7-200编程方式。要进行S7-200的编程通信，必须注意使通信双方（即安装了Micro/WIN的PC机和S7-200的CPU或通信模块上的通信口）的通信速率、通信协议符合、兼容。否则不会顺利连通。特别是S7-200 CPU通信口的速率、通信电缆的通信速率、由Micro/WIN 决定的PC机通信口（RS232口）的通信速率应一致。
三、实验步骤
1．连接实验导线，如下图。

接线图
关掉控制台电源，按接线图连接好实验导线。打开总电源。
2．通信
在Micro/WIN主界面的左侧浏览条中用鼠标单击“通信”图标；或者在指令树、“查看”菜单中打开通信设置界面：

通信设置界面
通信设置区：“本地”显示的是运行Micro/WIN的编程器（PC机）的网络地址。默认的地址为0。使用“远程”下拉选择框可以选取试图连通的远程CPU地址。缺省的地址为2。
鼠标双击可以开始刷新网络地址，寻找通信站点。系统默认只搜索9.6Kbps波特率。如果9.6Kbps的波特率搜索没能搜索到PLC的话，可以把“搜索所有波特率”选上再搜索。若还是未能搜索到则可以检查本地计算机通信口设置，通信口应与实际所用通信口一致。

选择本地通信口
搜索到PLC之后按“确认”。程序将把通信信息、CPU类型等内容保存到项目中。
2．编辑程序
按SB1启动程序，SB2停止程序。程序运行结果为HL1亮10秒→HL2亮20秒→HL3亮10秒→HL1亮10秒循环。
参考程序：

Micro/WIN的编程器中编写参考程序（也可自己设计）。具体操作请参考相关资料。
3．下载、调试程序
做好以上两步后就可以将程序下载到PLC了。
首先编译程序，如下图：

图3—20 编译
如果程序有错误，程序不能下载。错误会在“输出窗口”显示，双击将会跳到错误所在的地方。

错误
编译通过后就可以下载了，如下图：

下载程序
注：S7-200 CN CPU 必须配合 STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP3 或以上版使用。STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP3 配合 S7-200 CN 使用时，必须设置语言环境为中文才能正常工作。
运行PLC。在编程软件中运行PLC时，PLC必需是在“RUN”或“TERM”档。如果是在“STOP”则会出现错误提示。

在编程软件中运行或停止PLC
执行程序状态监控。执行程序状态监控后PLC中所有软元件的状态都会在编程软件中显示。

状态监控
要查看软元件当前的状态也可以用状态表监控。

状态表监控

四、实验记录（报告）
记录调试的过程，调试中出现的问题及解决问题的过程。
整理出运行调试后的程序。
五、注意事项
1．请不要在通电的情况下进行接线。
2．在未经老师同意时，请不要移动传感器的位置。
3．请爱护设备。
六、思考题
1．给参考程序写上注释。
2．将参考程序转换成语句表。

实验六 步进电机原理、复位及定位编程实验
一、实验目的
1．熟悉STEP 7—Micro/WIN 32编程软件
2．上机编制简单的梯形图程序
3．进一步掌握编程软件与PLC的连接和程序的调试方法和步骤
4．了解步进电机的工作原理
5．熟悉S7—200驱动步进的编程方法
二、实验原理
1．步进电机
步进电机不是直接通过PLC驱动，而是用专业的步进驱动器驱动，PLC只要给步进驱动器提供脉冲信号和方向信号就可以了。

驱动器接线示意图
2．PLC高速脉冲输出
S7-200有两台PTO/PWM发生器，建立高速脉冲串或脉宽调节信号波形。一台发生器指定给数字输出点Q0.0，另一台发生器指定给数字输出点Q0.1。脉冲串（PTO）功能提供方波（50%占空比）输出或指定的脉冲数和指定的周期。脉宽调制（PWM）功能提供带变量占空比的固定周期输出。即只有Q0.0和Q0.1才能作为高速脉冲输出口。
三、实验步骤
1．PLC与步进驱动器的连接
为方便接线，系统只将步进驱动器“脉冲信号+”和“方向控制信号+”引到了控制台的面板，而“脉冲信号-”和“方向控制信号-”直接接到了开关电源的负极上。

PLC与步进驱动器的连接图
2．I/O分配、接线
SB1（复位）
I0.1
SB2（定位）
I0.2
右限位
I0.0
步进运行结束逻辑
M0.0
传动电机脉冲
Q0.0
传动电机方向
Q0.1
根据I/O分配表和图3—32画出接线图并进行接线。
3．编辑、下载、调试程序
按SB1机械手左行复位，直到触发右限位停止；按SB2机械手右行122600个脉冲后停止。
参考程序：

主程序

复位脉冲子程序

定位脉冲子程序

复位中断程序

定位中断程序
四、实验记录（报告）
描写参考程序的运行过程
记录程序调试的过程，调试中出现的问题及解决问题的过程。
整理出运行调试后的程序。
五、注意事项
1．请不要在通电的情况下进行接线。
2．在未经老师同意时，请不要移动传感器的位置。
3．请爱护设备。
六、思考题
简述步进电机的工作原理
设计转盘复位及定位程序（提示：用定位传感器的上升沿置位一个中间量作为参考点）
设计两轴复位及定位程序（提示：Q0.0和Q0.1可以同时发脉冲）
实验七 多段速S曲线控制编程实验
一、实验目的
1．熟悉STEP 7—Micro/WIN 32编程软件
2．上机编制简单的梯形图程序
3．了解步进电机的工作原理
4．熟悉S7—200驱动步进的编程方法
二、实验原理
1．步进电机
步进电机不是直接通过PLC驱动，而是用专业的步进驱动器驱动，PLC只要给步进驱动器提供脉冲信号和方向信号就可以了。

驱动器接线示意图
2．PLC高速脉冲输出
S7-200有两台PTO/PWM发生器，建立高速脉冲串或脉宽调节信号波形。一台发生器指定给数字输出点Q0.0，另一台发生器指定给数字输出点Q0.1。脉冲串（PTO）功能提供方波（50%占空比）输出或指定的脉冲数和指定的周期。脉宽调制（PWM）功能提供带变量占空比的固定周期输出。即只有Q0.0和Q0.1才能作为高速脉冲输出口。
三、实验步骤
1．PLC与步进驱动器的连接
为方便接线，系统只将步进驱动器“脉冲信号+”和“方向控制信号+”引到了控制台的面板，而“脉冲信号-”和“方向控制信号-”直接接到了开关电源的负极上。

PLC与步进驱动器的连接图
2．I/O分配、接线
按下表进行接线
SB1（启动）
I0.0
SB2（即停）
I0.1
SB3（停止）
I0.2
传动电机脉冲
Q0.0
传动电机方向
Q0.1
3．编辑、下载、调试程序
按SB1电机以下面曲线运行；按SB2电机立即停止；按SB3电机减速停止。

参考程序：

单击“向导（指令树）”→双击“PTO/PWM”

选择Q0.0→单击“下一步”

选择“线性脉冲串输出（PTO）” →单击“下一步”

最高速度20000脉冲/S，启动速度2000脉冲/S→单击“下一步”

加速时间1000ms、减速时间1000ms→单击“下一步”→单击“新包络”

选择相对位置→目标速度20000脉冲/S、结束位置60000脉冲→单击“确认”

输入地址→单击“下一步”→单击“完成”

四、实验记录（报告）
记录调试的过程，调试中出现的问题及解决问题的过程。
整理出运行调试后的程序。
五、注意事项
1．请不要在通电的情况下进行接线。
2．在未经老师同意时，请不要移动传感器的位置。
3．请爱护设备。
六、思考题
1．给参考程序写上注释。
2．将参考程序转换成语句表。

实验八 本单元全自动控制编程实验
一、实验目的
1．熟悉STEP 7—Micro/WIN 32编程软件
2．上机编制简单的梯形图程序
3．熟悉S7—200驱动步进的编程方法
二、实验原理
1光电传感器（光电开关）
对射型光电传感器是在探测物体挡在发射器与接收器之间使接收器不能接收到足够的光线时输出信号。
漫反射型光电传感器是在探测物体挡在传感器正面使传感器接收到足够的光线时输出信号。可以通过调节灵敏度调节VR调节检测的距离。其对不同颜色的检测距离不相同，反射性能越好检测距离越远。
光电传感器又分为NPN集电极开路输出和PNP集电极开路输出两种类型。NPN集电极开路输出型在没有检测到物体时输出为低电平状态，检测到物体时输出为悬空状态。PNP集电极开路输出型在没有检测到物体时输出为低电平状态，检测到物体时输出为高电平状态。
2．电容传感器
电容传感器也分为NPN和PNP两种类型。在本系统中只使用了PNP型。当被测物接近传感器时输出信号，PNP型在没有检测到物体时输出为低电平状态，检测到物体时输出为高电平状态。
3．磁性传感器
又名磁性开关。是在接触到有一定磁性的物质后而导通的传感器。在本系统中用来检测气缸的位置。
4．机械行程开关
机械行程开关有一对常开和一对常闭触点。在本系统中用常开触点作为位置的标志，用常闭触点作极限位开关。
5．步进电机
步进电机不是直接通过PLC驱动，而是用专业的步进驱动器驱动，PLC只要给步进驱动器提供脉冲信号和方向信号就可以了。

驱动器接线示意图
6．PLC高速脉冲输出
S7-200有两台PTO/PWM发生器，建立高速脉冲串或脉宽调节信号波形。一台发生器指定给数字输出点Q0.0，另一台发生器指定给数字输出点Q0.1。脉冲串（PTO）功能提供方波（50%占空比）输出或指定的脉冲数和指定的周期。脉宽调制（PWM）功能提供带变量占空比的固定周期输出。即只有Q0.0和Q0.1才能作为高速脉冲输出口。
三、实验步骤
1．PLC与传感器、电磁阀、步进驱动器的连接
为方便接线，各传感器的线大部分已经引到控制柜面板上。霍耳传感器、光电传感器和电容传感器是将电源正极和信号输出线引到面板上，电源负极直接接到开关电源的负极。而磁性传感器（磁性开关）和机械行程开关是直接把开关的两端引到面板上来。电磁阀的正极引到了控制台的面板，而负极直接接到了开关电源的负极上。步进驱动器“脉冲信号+”和“方向控制信号+”引到了控制台的面板，而“脉冲信号-”和“方向控制信号-”直接接到了开关电源的负极上。同样，点动按钮、自锁按钮以及指示灯也是将其两端引到面板。
2．按下图进行接线

2．编辑、下载、调试程序
按SB1机械手左行复位，直到触发右限位停止；按SB2机械手右行122600个脉冲后停止。
参考程序：

主程序

SB