PLC控制技术.doc

第五章 PLC控制技术 实验一 PLC编程软件的学习和使用 一、实验目的 1.了解PLC编程软件STEP 7-Micro/WIN的编程环境及使用方法。 2.学会建立计算机与S7-200 CPU在线联系的方法。 3.能修改PLC的通讯参数。 二、实验原理 1. STEP 7-Micro/WIN窗口结构（图5-1-1） 操作栏 指令树 菜单栏 工具栏 交叉引用 数据块 状态图 符号表 输出窗口 状态栏 程序编辑器 局部变量表 图5-1-1 STEP 7-Micro/WIN窗口结构 2.建立与计算机与S7-200 CPU的在线联系 （1）确认计算机已经安装STEP 7 MicroWIN V4.0 SP3编程软件。 （2）如图5-1-3所示，用PC/PPI编程电缆连接计算机与PLC。 图5-1-3 （3）单击“操作栏”/“查看”/“通讯”图标，出现图5-1-4所示界面。单击“设置PG/PC窗口”或双击”PC/PPI cablePPI”图标，弹出图5-1-5所示界面。核实已使用的接口参数分配为“PC/PPI cablePPI”,单击“属性（R）...”按钮，出现接口属性对话框（见图5-1-6）。核实相关属性，确保正确。图5-1-6（a）中的波特率一般为缺省的9.6kbs,图5-1-6（b）中的端口须与计算机连接PC/PPI编程电缆的实际端口号一致。 图5-1-4 图5-1-5 图5-1-6（a） 图5-1-6（b） （4）在图5-1-4中，双击对话框中的“刷新”图标，若显示出CPU的型号及地址，则表示通讯连接正常，即可建立在线连接。 3.修改PLC的通讯参数 一旦和S7-200 CPU建立在线连接，就可以核实和修改PLC的通讯参数。修改步骤如下 （1）单击“操作栏”/“查看”/“系统块”图标，出现系统块对话框（见图5-1-7）。 图5-1-7 （2）选择“通讯端口”项，根据缺省值，站地址是2，波特率使9.6kbs。 （3）选择“确认”按钮保持这些参数。如果要修改参数，先进行有关的修改，然后再单击“确认”。 （4）单击“工具栏”中的“下载”（）图标，把修改后的参数装入到PLC。 三、实验设备 78 1.实验装置 2.PLC主机模块 3.PC/PPI电缆 4.计算机（预装编程软件，自备） 四、实验步骤 根据实验目的和实验原理，试自行制定实验方案，完成本项实验。 五、思考题 1.将PLC站地址改为“6”，并在图5-1-4所示窗口中验证。 2.如何打开一个现有项目，并将其载入到PLC中。 实验二 PLC基本指令编程练习 一、实验目的 1.进一步熟悉编程软件STEP 7-Micro/WIN的编程环境及使用方法。 2.掌握S7-200系列编程控制器的外部接线方法。 3.掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。 4.掌握定时器、计数器的编程方法，用编程软件对可编程控制器的运行进行在线监控。 二、实验原理 1.与或非逻辑功能 实验参考程序如图5-2-1（a）所示，通过程序判断Q0.1、Q0.2、Q0.4的输出状态，然后将程序载入PLC并运行加以验证。 图5-2-1（a）与或非逻辑功能梯形图 图5-2-1（b）与或非逻辑功能接线图 2.定时器/计数器功能 （1）定时器的认识 S7-200系列PLC的常用定时器编程指令有TON接通延时定时器、TONR（有记忆接通延时定时器）、TOF（关断延时定时器）等。它们有三种分辨率（由定时器号码决定），每一个当前值都是时间基准的倍数。如表5-2-1所示 表5-2-1 定时器类型 分辨率 最大值 定时器号码 TONR 1ms 32.767s T0,T64 10ms 327.67s T1-T4,T65-T68 100ms 3276.7s T5-T31, T69-T95 TON、TOF 1ms 32.767s T32, T96 10ms 327.67s T33-T36, T97-T100 100ms 3276.7s T37-T63, T101-T255 实验程序参考图5-2-2（a），通过程序判断Q0.0的工作情况，然后将程序载入PLC并运行加以验证。 图5-2-2（a）定时器认识梯形图 图5-2-2（b）定时器认识接线图 （2）计数器的认识 S7-200系列PLC的常用计数器器编程指令有CTU（增计数）、CTD减计数、CTUD（增/减计数）等。实验程序参考图5-2-3（a），通过程序判断Q0.0的工作情况，然后将程序载入PLC并运行加以验证。 图5-2-3（a）计数器认识梯形图 图5-2-3（b）计数器认识接线图 3.程序状态在线监控 将程序载入PLC并运行后，单击工具栏中“”按钮，或选择菜单栏“调试”/“开始程序状态监控（P）”，即可在线实时显示PLC数据状态。再次单击“”按钮即可退出程序状态监控。 三、实验设备 1.实验装置 2.PLC主机模块 3.控制按钮模块 4.继电器模块 5.PC/PPI电缆 6.专用电气连接线 7.计算机（自备） 四、实验步骤 1.与或非逻辑功能 （1）用PC/PPI电缆连接计算机与PLC主机。 （2）根据图5-2-1（b），用专用电气连接线搭接电气控制回路。 （3）打开STEP 7编程软件,逐条输入程序，检查无误后，把所编程序下载到主机内并运行。 （4）按表5-2-2所示，依次操作“SB7”、“SB8”按钮，观察并记录PLC输出指示灯Q0.1、Q0.2、Q0.4及直流继电器KZ1、KZ2、KZ3的工作情况，验证是否同程序中与、或、非逻辑功能的结果相符。 表5-2-2 SB7 SB8 Q0.1 Q0.2 Q0.4 KZ1 KZ2 KZ3 √ √ √ √ （5）拆卸所搭接的电气回路，并将相关器件整理归位。 2. 根据实验目的和实验原理，试自行制定实验方案，完成其他实验项目。 五、思考题 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允许范围，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。试编写一个定时器和计数器扩展的程序，并载入PLC验证。 实验三 PLC控制的液压传动基本回路 一、实验目的 1.进一步熟悉PLC编程软件的使用及基本指令编程方法。 2.了解PLC控制技术在液压传动中的应用。 二、实验原理 1.延时自动往返动作回路 工作过程 按下“SB1”按钮→Q0.0动作，AD2得电，液压缸3活塞杆伸出→延时5s→Q0.0复位，AD2失电→延时1s→Q0.1动作，AD1得电，液压缸3活塞杆退回→延时5s→Q0.1复位，AD1失电→延时1s→Q0.0动作...（循环动作）。 图5-3-1（a）延时自动往返动作回路 1液压源 2三位四通电磁换向阀（O型） 3液压缸 图5-3-1（b）延时自动往返动作回路电气控制原理图 2.液压缸顺序动作回路 工作过程 按下“SB1”按钮→Q0.3动作，AD3得电，液压缸5活塞杆伸出→至右行程终点，行程开关2XK动作→Q0.3复位，Q0.1动作，AD3失电，AD1得电，液压缸4活塞杆伸出→至右行程终点，压力继电器1PD动作→Q0.2动作，AD2得电，液压缸5活塞杆退回→至左行程终点，行程开关1XK动作→Q0.1、Q0.2复位，AD1、AD2失电，液压缸4活塞杆退回。 图5-3-2（a）液压缸顺序动作回路 1 液压源 2二位四通电磁换向阀 3三位四通电磁换向阀（O型） 4、5液压缸 1PD压力继电器 1XK、2XK行程开关 图5-3-2（b）液压缸顺序动作回路接线图 3.多段速度控制回路 工作过程 PLC载入程序并运行后，电磁铁AD1得电，液压缸7活塞杆处于原位。 （1）第一段速度 按下SB1按钮，电磁铁AD1失电，换向阀2右位工作，液压缸活塞杆伸出，其速度由阀4 和阀5设定。 （2）第二段速度 经过定时器延时参考程序中时间由T37设定，电磁铁AD2得电，阀4被短接，液压缸活塞杆运动速度由阀5设定。 （3）第三段速度 经过另一定时器延时参考程序中时间由T38设定，电磁铁AD3得电，阀5被短接，液压缸活塞杆快进。 （4）结束 液压缸活塞杆运行至终点后，按下SB2按钮，液压缸7活塞杆退回。 注为使效果明显，可将系统压力调为2MPa，调速阀和节流阀的开度适当关小。 图5-3-3（a）多段速度控制回路 1液压源 2二位四通电磁换向阀 3、6二位三通电磁换向阀 4单向调速阀 5单向节流阀 7液压缸 图5-3-3（b） 液压缸多段速度控制回路接线图 4.仿机床动作回路 工作过程 （1）启动 按下SB1按钮，KZ1得电，泵运行；AD4得电，液压缸9松开以便安装并定位工件。 （2）夹紧 工件定好位以后，按下SB2按钮，AD4失电，液压缸9活塞夹紧工作。 （3）快进 当工件夹紧后，油压升高压力继电器1PD发出讯号使AD3得电，换向阀3右位工作，液压缸8活塞右行。 （4）工进 经过定时器延时（模拟刀具趋近工件位置时挡铁压下行程阀），AD5得电液压缸8工进。 （5）停留 液压缸8运行到右端时，行程开关2XK动作，定时器计时控制停留时间。 （6）快退 停留时间到后，AD3、AD5失电，AD2得电，液压缸8活塞退回。 （7）松开 液压缸左退至原位时，行程开关1XK动作，AD2失电，AD4得电，液压缸8原位停止，液压缸9松开。 （8）卸荷 液压缸9退回至端点时，压力继电器2PD发讯使AD1得电，泵卸荷，一个工作循环结束。 图5-3-4（a） 仿机床动作回路 1液压源 2、6二位三通电磁换向阀 3三位四通电磁换向阀 4减压阀 5二位四通电磁换向阀 7单向调速阀 8、9液压缸 1XK、2XK行程开关 1PD、2PD压力继电器 图5-3-4（b） 仿机床动作回路电气控制原理图 三、实验设备 1.实验装置 2.二位三通电磁换向阀 3.二位四通电磁换向阀 4.三位四通电磁换向阀 5.减压阀 6.单向调速阀 7.单向节流阀 8.压力继电器 9.双作用单活塞杆液压缸 10.三通、四通 11.行程开关 12.控制按钮模块 13.继电器模块 14.PLC主机模块 15.液压胶管 16.专用电气连接线 四、实验步骤 根据实验目的和实验原理，试自行制定实验方案，完成本项实验。