實驗一基本指令的編程練習(一)與或非邏輯功能實驗在基本指令的編程練習實驗區完成本實驗實驗目的熟悉PLC實驗裝置及實驗箱，S7-200系列編程控制器的外部接線方法了解編程軟件STEP7的編程環境，軟件的使用方法。掌握與、或、非邏輯功能的編程方法。二、基本指令編程練習的實驗面板圖：圖1基本指令編程練習的控制面板上圖中下面三排接線孔，通過防轉疊插鎖緊線與PLC的主機相應的輸入輸出插孔相接。Ix為輸入點，Qx為輸出點。上圖中中間兩排I0.0～I.1.5為輸入按鍵，模擬開關量的輸入。上一排Q0.0～Q1.1是LED指示燈，接繼電器輸出用以模擬輸出負載的通與斷。三、編制梯形圖并寫出程序通過程序判斷Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4的輸出狀態，然后輸入程序并運行，加以驗證。實驗參考程序，步序指令器件號說明步序指令器件號說明0LDI0.1輸入0LDII0.11ANI0.3輸入1ANII0.32=Q0.1與門輸出2=Q0.3或非門輸出0LDI0.10LDII0.11OI0.31OII0.32=Q0.2或門輸出2=Q0.4與非門輸出 圖2梯形圖參考圖四、實驗步驟梯形圖中的I0.1、I0.3分別對應控制實驗單元輸入開關I0.1、I0.3。通過專用PC/PPI電纜連接計算機與PLC主機。打開編程軟件STEP7，逐條輸入程序，檢查無誤后，將所編程序下載到主機內,并將可編程控制器主機上的STOP/RUN開關撥到RUN位置，運行指示燈點亮，表明程序開始運行，有關的指示燈將顯示運行結果。撥動輸入開關I0.1、I0.3，觀察輸出指示燈.Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4是否符合與、或、非邏輯的正確結果。（二）定時器/計數器功能實驗在基本指令的編程練習實驗區完成本實驗。一、實驗目的掌握定時器、計數器的正確編程方法，并學會定時器和計數器擴展方法,用編程軟件對可編程控制器的運行進行監控。二、編制梯形圖并寫出實驗程序定時器、計數器及其擴展的參考程序定時器的認識實驗定時器的控制邏輯是經過時間繼電器的延時動作，然后產生控制作用。其控制作用同一般延時繼電器。實驗參考程序：步序指令器件號說明0LDI0.1輸入1=T37延時5秒2K503LDT374=Q0.0延時時間到，輸出5END程序結束圖3梯形圖參考圖2．定時器擴展實驗由于PLC的定時器和計數器都有一定的定時范圍和計數范圍。如果需要的設定值超過機器范圍，我們可以通過幾個定時器和計數器的串聯組合來擴充設定值的范圍。實驗參考程序：步序指令器件號說明0LDI0.1輸入1=T37延時5秒2K503LDT374=T38延時3秒5K306LDT387=Q0.0延時時間到，輸出8END程序結束圖4梯形圖參考圖3．計數器認識實驗計數器及其擴展的梯形圖，西門子S7-200系列的內部計數器分為加計數器,減計數器和加減計數器三種。實驗參考程序：步序指令器件號說明步序指令器件號說明0LDI0.1輸入730計數30次1LDI0.0復位8LDI2.0加計數器計數2CTUC09LDI2.1減計數器計數3+20開始計數2010LDI2.2計數器復位4LDNI0.2輸入11CTUDC485LDI0.1計數器復位+3計數器輸出6CTDC1圖5梯形圖參考圖計數器的擴展實驗計數器的擴展與定時器擴展的方法類似（程序略）。實驗二三相異步電動機的星/三角換接啟動控制在三相異步電動機的星/三角換接啟動控制實驗區完成本實驗注意：（本實驗只能在實驗臺上完成），由于電機正反轉換接時，有可能因為電動機容量較大或操作不當等原因，使接觸器主觸頭產生較為嚴重的起弧現象，如果電弧還未完全熄滅時，反轉的接觸器就閉合，則會造成電源相間短路。用PLC來控制電機則可避免這一問題。一、實驗目的掌握電機星/三角換接啟動主回路的接線。學會用可編程控制器實現電機星/三角換接降壓啟動過程的編程方法。二、實驗要求合上啟動按鈕后，電機先作星形連接啟動，經延時6秒后自動換接到三角形連接運轉。三、三相異步電動機星/三角換接啟動控制的實驗面板圖：圖1圖1三相異步電動機的星/三角換接啟動控制面板上圖下框中的SS、ST、FR分別接主機的輸入點I0.0、I0.1、I0.2；將KM1、KM2、KM3分別接主機的輸出點Q0.1、Q0.2、Q0.3；COM端與主機的1L端相連；本實驗區的+24V端與主機的L+端相連。KM1、KM2、KM3的動作用發光二極管來模擬。實驗裝置已將三個CJ0-10接觸器的觸點引出至面板上。學生可按圖示的粗線，用專用實驗連接導線連接。380V電壓已引至三相開關SQ的U、V、W端。A、B、C、X、Y、Z與三相異步電動機（400W）的相應六個接線柱相連。將三相閘刀開關撥向“開”位置，三相380V電即引至U/、V/、W/三端。注意：接通電源之前，將三相異步電動機的星/三角換接啟動實驗模塊的開關置于“關”位置（開關往下扳）。因為一旦接通三相電，只要開關置于“開”位置（開關往上扳），這一實驗模塊中的U、V、W端就已得電。所以，請在連好實驗接線后，才將這一開關接通，請千萬注意人身安全。四、編制梯形圖并寫出程序實驗參考程序：步序指令步序指令0LDI0.010LDT471OM10.011ANT372ANI0.1停止12ANQ0.23ANI0.2過載保護13=Q0.3KM3吸合4=M10.014LDT375=Q0.1KM1吸合15TONT38,+56LDM10.016LDT387TONT37,+60延時6S17ANQ0.38LDM10.018=Q0.2KM2吸合9TONT47,+10延時1S五、動作過程分析啟動：按啟動按鈕SS，I0.0的動合觸點閉合，M10.0線圈得電，M10.0的動合觸點閉合，Q0.1線圈得電，即接觸器KM1的線圈得電，1秒后Q0.3線圈得電，即接觸器KM3的線圈得電，電動機作星形連接啟動；同時定時器線圈T37得電，當啟動時間累計達6秒時，T37的動斷觸點斷開，Q0.3失電，接觸器KM3斷電，觸頭釋放，與此同時T37的動合觸點閉合，T38得電，經0.5秒后，T38動合觸點閉合，Q0.2線圈得電，電動機接成三角形，啟動完畢。定時器T1的作用使KM3斷開0.5秒后KM2才得電，避免電源短路。停車：按停止按鈕ST，I0.1的動斷觸點斷開，M10.0、T37失電；M10.0、T37的動合觸點斷開，Q0.1、Q0.3失電。KM1、KM3斷電，電動機作自由停車運行。過載保護：當電動機過載時，I0.2的動斷觸點斷開，Q0.1、Q0.3失電，電動機也停車。按一下按鈕FR，可模擬過載，觀察運行結果。六、實驗設備1、THSMS-A型、THSMS-B型實驗裝置一臺2、安裝了STEP7-Micro/WIN32編程軟件的計算機一臺3、PC/PPI編程電纜一根4、鎖緊導線若干七、預習要求閱讀實驗指導書，復習教材中有關的內容。編制語句表或梯形圖。實驗三液體混合裝置控制的模擬在液體混合裝置的模擬控制實驗區完成本實驗實驗目的熟練使用置位和復位等各條基本指令，通過對工程實例的模擬，熟練地掌握PLC的編程和程序調試。二、液體混合裝置控制的模擬實驗面板圖：液體混合裝置控制面板上圖下框中的V1、V2、V3、M分別接主機的輸出點Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3；起、停按鈕SB1、SB2分別接主機的輸入點I0.0、I0.1；液面傳感器SL1、SL2、SL3分別接主機的輸入點I0.2、I0.3、I0.4。上圖中，液面傳感器利用鈕子開關來模擬，啟動、停止用動合按鈕來實現，液體A閥門、液體B閥門、混合液閥門的打開與關閉以及攪動電機的運行與停轉用發光二極管的點亮與熄滅來模擬。三、控制要求由實驗面板圖可知：本裝置為兩種液體混合裝置，SL1、SL2、SL3為液面傳感器，液體A、B閥門與混合液閥門由電磁閥YV1、YV2、YV3控制，M為攪動電機，控制要求如下：初始狀態:裝置投入運行時，液體A、B閥門關閉，混合液閥門打開20秒將容器放空后關閉。啟動操作:按下啟動按鈕SB1，裝置就開始按下列約定的規律操作：液體A閥門打開，液體A流入容器。當液面到達SL2時，SL2接通，關閉液體A閥門，打開液體B閥門。液面到達SL1時，關閉液體B閥門，攪動電機開始攪動。攪動電機工作6秒后停止攪動，混合液體閥門打開，開始放出混合液體。當液面下降到SL3時，SL3由接通變為斷開，再過2秒后，容器放空，混合液閥門關閉，開始下一周期。停止操作:按下停止按鈕SB2后，在當前的混合液操作處理完畢后，才停止操作（停在初始狀態上）。四、編制梯形圖并寫出程序五、程序設計及工作過程分析啟動操作：按下啟動按鈕SB1，I0.0的動合觸點閉合，M10.0產生啟動脈沖，M10.0的動合觸點閉合，使Q0.0保持接通，液體A電磁閥YV1打開，液體A流入容器。當液面上升到SL3時，雖然I0.4動合觸點接通，但沒有引起輸出動作。當液面上升到SL2位置時，SL2接通，I0.3的動合觸點接通，M10.3產生脈沖，M10.3的動合觸點接通一個掃描周期，復位指令RQ0.0使Q0.0線圈斷開，YV1電磁閥關閉，液體A停止流入；與此同時，M10.3的動合觸點接通一個掃描周期，保持操作指令SQ0.1使Q0.1線圈接通，液體B電磁閥YV2打開，液體B流入。當液面上升到SL1時，SL1接通，M10.2產生脈沖，M10.2動合觸點閉合，使Q0.1線圈斷開，YV2關閉，液體B停止注入，M10.2動合觸點閉合，Q0.3線圈接通，攪勻電機工作，開始攪動。攪動電機工作時，Q0.3的動合觸點閉合，啟動定時器T37，過了6秒，T37動合觸點閉合，Q0.3線圈斷開，電機停止攪動。當攪勻電機由接通變為斷開時，使M11.2產生一個掃描周期的脈沖，M11.2的動合觸點閉合，Q0.2線圈接通，混合液電磁閥YV3打開，開始放混合液。液面下降到SL3，液面傳感器SL3由接通變為斷開，使M11.0動合觸點接通一個掃描周期，M20.1線圈接通，T1開始工作，2秒后混合液流完，T1動合觸點閉合，Q0.2線圈斷開，電磁閥YV3關閉。同時T1的動合觸點閉合，Q0.0線圈接通，YV1打開，液體A流入，開始下一循環。停止操作：按下停止按鈕SB2，I0.1的動合觸點接通，M10.1產生停止脈沖，使M20.0線圈復位斷開，M20.0動合觸點斷開，在當前的混合操作處理完畢后，使Q0.0不能再接通，即停止操作。六、實驗設備1、THSMS-A型、THSMS-B型實驗裝置或THSMS-1型、THSMS-2型實驗箱一臺2、安裝了STEP7-Micro/WIN32編程軟件的計算機一臺3、PC/PPI編程電纜一根4、鎖緊導線若干七、預習要求閱讀實驗指導書，復習教材中有關的內容。八、報告要求整理出運行和監視程序時出現的現象。實驗四十字路口交通燈控制的模擬在十字路口交通燈模擬控制實驗區完成本實驗實驗目的熟練使用各基本指令，根據控制要求，掌握PLC的編程方法和程序調試方法，使學生了解用PLC解決一個實際問題的全過程。二、控制要求信號燈受一個啟動開關控制，當啟動開關接通時，信號燈系統開始工作，且先南北紅燈亮，東西綠燈亮。當啟動開關斷開時，所有信號燈都熄滅。南北紅燈亮維持25秒，在南北紅燈亮的同時東西綠燈也亮，并維持20秒。到20秒時，東西綠燈閃亮，閃亮3秒后熄滅。在東西綠燈熄滅時，東西黃燈亮，并維持2秒。到2秒時，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時，南北紅燈熄滅，綠燈亮。東西紅燈亮維持30秒。南北綠燈亮維持20秒，然后閃亮3秒后熄滅。同時南北黃燈亮，維持2秒后熄滅，這時南北紅燈亮，東西綠燈亮。周而復始三、十字路口交通燈控制的實驗面板圖：十字路口交通燈控制面板實驗面板圖中，下框中的南北紅、黃、綠燈R、Y、G分別接主機的輸出點Q0.2、Q0.1、Q0.0，東西紅、黃、綠燈R、Y、G分別接主機的輸出點Q0.5、Q0.4、Q0.3，模擬南北向行駛車的燈接主機的輸出點Q0.6，模擬東西向行駛車的燈接主機的輸出點Q0.7；下框中的SD接主機的輸入端I0.0。上框中的東西南北三組紅綠黃三色發光二極管模擬十字路口的交通燈。四、編制梯形圖并寫出實驗程序五、當啟動開關SD合上時，I0.0觸點接通，Q0.2得電，南北紅燈亮；同時Q0.2的動合觸點閉合，Q0.3線圈得電，東西綠燈亮。1秒后，T49的動合觸點閉合，Q0.7線圈得電，模擬東西向行駛車的燈亮。維持到20秒，T43的動合觸點接通，與該觸點串聯的T59動合觸點每隔0.5秒導通0.5秒，從而使東西綠燈閃爍。又過3秒，T44的動斷觸點斷開，Q0.3線圈失電，東西綠燈滅；此時T44的動合觸點閉合、T47的動斷觸點斷開，Q0.4線圈得電，東西黃燈亮，Q0.7線圈失電，模擬東西向行駛車的燈滅。再過2秒后，T42的動斷觸點斷開，Q0.4線圈失電，東西黃燈滅；此時起動累計時間達25秒，T37的動斷觸點斷開，Q0.2線圈失電，南北紅燈滅，T37的動合觸點閉合，Q0.5線圈得電，東西紅燈亮，Q0.5的動合觸點閉合，Q0.0線圈得電，南北綠燈亮。1秒后，T50的動合觸點閉合，Q0.6線圈得電，模擬南北向行駛車的燈亮。又經過25秒，即起動累計時間為50秒時，T38動合觸點閉合，與該觸點串聯的T59的觸點每隔0.5秒導通0.5秒，從而使南北綠燈閃爍；閃爍3秒，T39動斷觸點斷開，Q0.0線圈失電，南北綠燈滅；此時T39的動合觸點閉合、T48的動斷觸點斷開，Q0.1線圈得電，南北黃燈亮，Q0.