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1、PLC技术与应用实验指导书 面向专业： 自动化 电气工程及其自动化 信息与通信工程学院2016年4月前 言一、课程性质本课程是工业电气及其自动化和自动化专业必修的专业实验课程。通过本课程的教学，使学生掌握技术的开发流程，学会应用技术，使其具备研究和开发应用系统进行自动化控制的能力。2、 专业安排本系统分为多个模块，适合自动化、电气工程及其自动化等专业使用。三、本书特点本实验指导书的特点是引入工程项目机制来管理实验项目，着重培养学生的方案设计、算法分析和现场调试能力，为培养卓越工程师打下坚实的基础。实验基础(一) 与或非逻辑功能实验在S21 S7-200模拟实验挂箱（一）上完成本实验。一、 实验
2、目的1、 熟悉PLC实验装置，S7-200系列编程控制器的外部接线方法2、 了解编程软件STEP7的编程环境，软件的使用方法。3、 掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。二、基本指令编程练习的实验面板图 左图中的接线孔，通过防转座插锁紧线与PLC的主机相应输入输出插孔相接。I为输入点，Q为输出点。上图中下面两排I0.0I1.5为输入按键和开关，模拟开关量的输入。上边一排Q0.0Q1.1是LED指示灯，接PLC主机输出端，用以模拟输出负载的通与断。 三、梯形图参考程序通过程序判断Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4的输出状态，然后再输入并运行程序加以验证。 实验参考程序， 步序指令器件号说明步序指
3、令器件号说明0LDI0.1输入7ANII0.31ANI0.3输入8=Q0.3或非门输出2=Q0.1与门输出9LDII0.13LDI0.110OII0.34OI0.311=Q0.4与非门输出5=Q0.2或门输出12END程序结束6LDII0.1 梯形图四、实验步骤 梯形图中的I0.1、I0.3分别对应控制实验单元输入开关I0.1、I0.3。 通过专用PC/PPI电缆连接计算机与PLC主机。打开编程软件STEP7，逐条输入程序，检查无误后，将所编程序下载到主机内,并将可编程控制器主机上的STOP/RUN开关拨到RUN位置，运行指示灯点亮，表明程序开始运行，有关的指示灯将显示运行结果。 拨动输入开关
4、I0.1、I0.3，观察输出指示灯.Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4是否符合与、或、非逻辑的正确结果。（二）定时器/计数器功能实验在S21 S7-200模拟实验挂箱（一）上完成本实验。一、实验目的掌握定时器、计数器的正确编程方法，并学会定时器和计数器扩展方法,用编程软件对可编程控制器的运行进行监控。1.定时器的认识实验定时器的控制逻辑是经过时间继电器的延时动作，然后产生控制作用。其控制作用同一般继电器。 实验参考程序， 步序指令器件号说明0LDI0.1输入1=T37延时5秒2K503LDT374=Q0.0延时时间到，输出5END程序结束 2定时器扩展实验由于PLC的定时器和计数器都有一定
5、的定时范围和计数范围。如果需要的设定值超过机器范围，我们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。实验参考程序，步序指令器件号说明0LDI0.1输入1=T37延时5秒2K503LDT374=T38延时3秒5K306LDT387=Q0.0延时时间到，输出8END程序结束3计数器认识实验 西门子S7-200系列的内部计数器分为加计数器,减计数器和加减计数器三种。实验参考程序， 步序指令器件号说明步序指令器件号说明0LDI0.1输入6CTDC11LD I0.0复位730计数20次2CTUC08LD I2.0加计数器计数3+20开始计数209LDI2.1减计数器计数4LDNI0.2输入1
6、0LDI2.2计数器复位5LD I0.1计数器复位11CTUDC48 +3计数器输出4.计数器的扩展实验 计数器的扩展与定时器扩展的方法类似（梯形图略）第三章 实验项目实验1 三相异步电动机正反转控制一、实验目的l （1）学会用可编程序控制器实现交流异步电动机正反转过程的编程方法，并对电动机正反转进行接线；l （2）加深对PLC控制系统各种保护、自锁、互锁等环节的理解；l （3）学会分析并排除控制线路故障的方法。二、预习要求（1）在预习报告上画出用可编程序控制器实现交流异步电动机正反转过程的主回路原理图；（2）画出控制回路的原理图；（3）用表格形式列出输出、输入地址分配表，画出控制回路的接线图
7、；。三、设计任务在三相鼠笼式异步电动机连锁正反转控制中，通过PLC程序和接线相序的更换来改变电动机的旋转方向，具体要求如下：（1）设计好控制三相鼠笼式交流异步电动机正反转的梯形图程序；（2）接好主回路和控制回路的连接线；（3）利用程序控制三相鼠笼式异步电动机正反转，查看控制结果是否与设计相符。四、实验内容（1）理解在鼠笼电机正反转控制线路中，如何通过相序的更换来改变电动机的旋转方向。理解PLC梯形图、实验挂箱的接线方法；抄录电动机铭牌数据；鼠笼电机接成、接法。 （2）.设计出PLC参考梯形图在编辑环境中设计出相应的梯形图程序，三相异步电动机正反转控制参考梯形图如图1.1所示。图1.1控制电机正
8、反转梯形图（3）正确连接接触器联锁的正反转控制线路主回路，按图1.2接线，经指导教师检查后，方可进行通电操作。a开启控制屏电源总开关，打开电源。b 按正向起动按钮SB1，观察并记录电动机的转向和接触器的运行情况。c 按反向起动按钮SB2，观察并记录电动机和接触器的运行情况。d 按停止按钮SB3，观察并记录电动机的转向和接触器的运行情况。e 再按SB2，观察并记录电动机的转向和接触器的运行情况。f 实验完毕，按控制屏停止按钮，切断三相交流电源。图1.2主回路接线图五、实验成绩评定类别项目分值备注实验操作（70分）预习报告10无预习报告，不能做实验完成实验内容第（1）项20完成实验内容第（2）项2
9、0完成实验内容第（3）项20实验报告（30分）实验名称2抄袭他人报告，计0分设计任务2实验程序10实验仿真图10实验结果分析6实验2 四节传送带的模拟一、实验目的l （1）学会用可编程序控制器实现传送带顺序控制；l （2）加深对PLC控制系统的理解；l （3）进一步熟练掌握PLC的编程和程序调试。二、预习要求（1）了解四节传送带的控制要求；（2）在预习报告上画出用可编程序控制器实现传送带顺序控制的梯形图程序；（3）用表格形式列出输出、输入地址分配表，画出控制回路的接线图；。三、设计任务在三相鼠笼式异步电动机连锁正反转控制中，通过PLC程序和接线相序的更换来改变电动机的旋转方向，具体要求如下：（
10、）启动时先起动最末一条皮带机，经过5秒延时，再依次起动其它皮带机。（）停止时应先停止最前一条皮带机，待料运送完毕后再依次停止其它皮带机。（）当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止图2.1四节传送带模拟实验面板图四、实验内容（1）理解四节传送带的工作要求，画出输入、输出连线表。 （2）设计出PLC参考梯形图在编辑环境中设计出相应的梯形图程序，如图2.2所示。图2.2四节传送带梯形图（3）正确连接线路，经指导教师检查后，进行通电操作。例如M2故障，M1、M2立即停，经过5秒延时后，M3停，再过5秒，M4停。当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面
11、的皮带机停止，该皮带机运行5秒后停，而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。例如，M3上有重物，M1、M2立即停，再过5秒，M4停。五、实验成绩评定类别项目分值备注实验操作（70分）预习报告10无预习报告，不能做实验完成实验内容第（1）项20完成实验内容第（2）项20完成实验内容第（3）项20实验报告（30分）实验名称2抄袭他人报告，计0分设计任务2实验程序10实验仿真图10实验结果分析6实验3 十字路口交通灯控制的模拟一、实验目的l （1）学会用可编程序控制器实现十字路口交通灯控制模拟的编程方法；l （2）加深对PLC控制系统编程方法和程序调试方法的理解；l （3）学会用解决一个实际问题。二、预习要求（1）在预习报告上画出用可编程序控制器实现十字路口交通灯控制的原理图；（2）了解十字路口交通灯控制要求；（3）用表格形式列出输出、输入地址分配表，画出控制回路的接线图；。三、设计任务信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭。图3.1十字路口交通灯模拟图南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒。到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。在东西绿灯
