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1、可编程逻辑控制器（可编程逻辑控制器（P P L L C C）实验指导书实验指导书机械与控制工程学院自动化实验室机械与控制工程学院自动化实验室 编编2014201404041目 录实验一、Step7-Micro/Win32 的编程和调试2实验二、位逻辑指令和定时器计数器的编程实验19实验三、彩灯控制程序的编程实验21实验四、顺序控制程序的编程实验23实验五、自动往返小车控制系统的编程实验25实验六、中断指令的编程实验272实验一、实验一、Step7-Micro/Win32Step7-Micro/Win32 的编程和调试的编程和调试一、实验目的认识和初步掌握 Step7-Micro/Win32 编
2、程软件的使用，为完成后续 S7-200PLC 的编程实验做好准备。二、实验要求加深对 S7-200 程序结构的认识，了解一个完整的程序包括哪几个部分。熟悉 Step7-Micro/Win 编程软件菜单中的各菜单项及各种工具图标。学会建立一个新项目，并能利用它来进行一些初步的编程和调试练习。三、实验内容1、Step7-Micro/Win 编程软件界面及功能（1）基本功能STEP 7MicroWIN 的基本功能是协助用户完成开发应用软件的任务，例如创建用户程序、修改和编辑原有的用户程序，编辑过程中编辑器具有简单语法检查功能。同时它还有一些工具性的功能，例如用户程序的文档管理和加密等。此外，还可直接
3、用软件设置 PLC 的工作方式、参数和运行监控等。程序编辑过程中的语法检查功能可以提前避免一些语法和数据类型方面的错误。梯形图中的错误处下方自动加绿色曲线，语句表中错误行前有红色叉，且错误处下方加绿色曲线。软件功能的实现可以在联机工作方式(在线方式)下进行，部分功能的实现也可以在离线工作方式下进行。联机方式：有编程软件的计算机与 PLC 连接，此时允许两者之间作直3接通讯。离线方式：有编程软件的计算机与 PLC 断开连接，此时能完成大部分基本功能。如编程、编译和调试程序系统组态等。 。两者的主要区别是：联机方式下可直接针对相连的 PLC 进行操作，如上载和下载用户程序和组态数据等。而离线方式下
4、不直接与 PLC 联系，所有程序和参数都暂时存放在磁盘上，等联机后再下载到 PLC 中。（2）界 面启动 Step7-Micro/Win 编程软件，其主界面外观如图 11 所示。图 11 编程软件界面界面一般可分以下几个区：菜单条(包含 8 个主菜单项)、工具条(快捷按钮)、导引条(快捷操作窗口)、指令树 (快捷操作窗口)、输出窗口和用户窗口(可同时或分别打开图中的 5 个用户窗口)。4除菜单条外，用户可根据需要决定其他窗口的取舍和样式的设置。（3）各部分功能菜单条允许使用鼠标单击或对应热键的操作，这是必选区。各主菜单项功能如下：(1)文件(File)文件操作如新建、打开、关闭、保存文件，上载
5、和下载程序，文件的打印预览、设置和操作等。(2)编辑(Edit)程序编辑的工具。如选择、复制、剪切、粘贴程序块或数据块，同时提供查找、替换、插入、删除和快速光标定位等功能。(3)检视(View)检视可以设置软件开发环境的风格，如决定其他辅助窗口(如浏览窗口、指令树窗口、工具条按钮区)的打开与关闭；包含引导条中所有的操作项目；选择不同语言的编程器(包括 LAD、STL、FBD 三种)；设置 3 种程序编辑器的风格，如字体、指令盒的大小等。(4)可编程序控制器(PLC)PLC 可建立与 PLC 联机时的相关操作，如改变 PLC 的工作方式、在线编译、查看 PLC 的信息、遣除程序和数据、时钟、存储
6、器卡操作、程序比较、PLC 类型选择及通讯设置等。在此还提供离线编译的功能。(5)调试(Debug)调试用于联机调试。(6)工具(Tools)工具可以调用复杂指令向导(包括 PID 指令、NETRNETW 指令和HSC 指令)，使复杂指令编程时工作大大简化；安装文本显示器 TD200；用户化界面风格(设置按钮及按钮样式、在此可添加菜单项)；用选项子菜单也可以设置 3 种编辑器的风格，如字体、指令盒的大小等。5(7)窗口(Windows) ，窗口可以打开一个或多个，并可进行窗口之间的切换；可以设置窗口的排放形式，如层叠、水平和垂直等。(8)帮助(Help)它通过帮助菜单上的目录和索引检阅几乎所有
7、的相关的使用帮助信息，帮助菜单还提供网上查询功能。而且，在软件操作过程中的任何步骤或任何位置都可以按 F1 键来显示在线帮助，大大方便了用户的使用。工具条工具条提供简便的鼠标操作，将最常用的 STEP 7MicroWIN 操作以按钮形式设到工具条。可以用“检视 (View)”菜单中的“工具(Toolbars)”选项来显示或隐藏 3 种工具条：标准、调试和公用工具条。浏览条该条可用“检视 (View)”菜单中“帧”“浏览条”选项来选择是否打开。它为编程提供按钮控制的快速窗口切换功能，包括程序块(Program Block)、符号表(SymbolTable)、状态图表(StatusChart)、数
8、据块(DataBlock)、系统块(SystemBlock)、交叉索引(CrossReference)和通讯(Communication)。单击任何一个按钮，则主窗口切换成此按钮对应的窗口。浏览条中的所有操作都可用“指令树(1nstructionTree)”窗口或“检视(View)”菜单来完成，可以根据个人的爱好来选择使用引导条或指令树。指令树可用“检视(View)”菜单中“帧” “指令树(1nstructionTree)”的选项来选择是否打开，并提供编程时用到的所有快捷操作命令和 PLC 指令。交叉引用它提供 3 个方面的引用信息，即：交叉引用信息、字节使用情况信息和位使用情况信息。使编程所
9、用的 PLC 资源一目了然。数据块6该窗口可以设置和修改变量存储区内各种类型存储区的一个或多个变量值，并加注必要的注释说明。状态图表该图表可在联机调试时监视各变量的值和状态。符号表实际编程时为了增加程序的可读性，常用带有实际含义的符号作为编程元件代号，而不是直接用元件在主机中的直接地址。例如编程中的 Start 作为编程元件代号，而不用 IO3。符号表可用来建立自定义符号与直接地址之间的对应，并可附加注释，有利于程序结构清晰易读。输出窗口该窗口用来显示程序编译的结果信息。如各程序块(主程序、子程序的数量及子程序号、中断程序的数量及中断程序号)及各块的大小、编译结果有无错误，及错误编码和位置等。
10、状态条状态条也称任务栏，与一般的任务栏功能相同。编程器该编程器可用梯形图、语句表或功能图表编程器编写用户程序，或在联机状态下从 PLC 上载用户程序进行读程序或修改程序。局部变量表每个程序块都对应一个局部变量表，在带参数的子程序调用中，参数的传递就是通过局部变量表进行的。（4）系统组态使用 S7200 编程软件，可以进行许多参数的设置和系统配置，如：通讯组态、设置数字量输入滤波、设置脉冲捕捉、输出表配置和定义存储器保持范围等。2、使用 STEP 7MicroWIN 编程软件进行编程练习7结合课本上的 PLC 简单例程进行下列练习。（1）程序文件操作新建项目程序建立一个程序文件，可用“文件(Fi
11、le)”菜单中的“新建(New)”命令，在主窗口将显示新建的程序文件主程序区；也可用工具条中的按钮来完成。如图 12 所示为一个新建程序文件的指令树，系统默认初始设置如下：新建的程序文件以“项目 1(CPU221)”命名，括号内为系统默认 PLC的型号。项目包含 7 个相关的块。其中程序块中有 1 个主程序，1 个子程序SBR，和 1 个中断程序 INT_0。图 12 新建程序的结构用户可以根据实际编程需要做以下操作：确定主机型号8首先要根据实际应用情况选择 PLC 型号。右击“项目 1(CPU 221)”图标，在弹出的按钮中单击“类型(Type)” ，或用“PLC”菜单中的“类型(Type)
12、”命令。然后在弹出的对话框中选择所用的 PLC 型号。程序更名项目文件更名：如果新建了一个程序文件，可用“文件(File)”菜单中“另存为(Saveas)”命令，然后在弹出的对话框中键人希望的名称。子程序和中断程序更名：在指令树窗口中，右击要更名的子程序或中断程序名称，在弹出的选择按钮中单击“重命名(Rename)” ，然后键人名称。主程序的名称一般用默认的 OB1（MAIN） ，任何项目文件的主程序只有一个。添加一个子程序或一个中断程序方法 1：在指令树窗口中，右击“程序块(ProgramBlock)”图标，在弹出的选择按钮中单击“插入子程序(1nsert Subroutine)”或“插人中
13、断程序(Insert Interrupt)”项。方法 2：用“编辑(Edit)”菜单中的“插入(Insert)”命令。方法 3：在编辑窗口中单击编辑区，在弹出的菜单选项中选择“插入(Insert)”命令。新生成的子程序和中断程序根据已有子程序和中断程序的数目，默认名称分别为 SBR_n 和 INT_n，用户可以自行更名。编辑程序编辑程序块中的任何一个程序，只要在指令树窗口中双击该程序的图标即可。打开已有程序文件打开一个磁盘中已有的程序文件，可用“文件(File)”菜单中的“打开(Open)”命令，在弹出的对话框中选择打开的程序文件；也可用工具条中的9按钮来完成。上载在已经与 PLC 建立通讯的
14、前提下，如果要上载 PLC 存储器中的程序文件，可用“文件(File)”菜单中的“上载(Upload)”命令，也可用工具条中的按钮来完成。（2）编辑程序编辑和修改控制程序是程序员利用 STEP 7MicroWIN 编程软件要做的最基本的工作，STEP 7MicroWIN 编程软件有较强的编辑功能，本节只以梯形图编辑器为例介绍一些基本编辑操作。下面以图 13 所示的梯形图程序为例，介绍程序的编辑过程和各种操作。图 13 编程举例输入编程元件10梯形图的编程元件(编程元素)主要有线圈、触点、指令盒、标号及连接线。输入方法有两种：方法 1：用指令树窗口中的“指令(1nstructions)”所列的一
15、系列指令，而这些指令是按类别分别编排在不同子目录中，找到要输入的指令并双击，如图 13 所示。方法 2：用指令工具条上的一组编程按钮，单击指令盒按钮，从弹出窗口中的下拉菜单所列出的指令中选择要输入的指令单击即可。工具按钮如图14 所示。图 14 编程按钮在指令工具条上，编程元件输入有 7 个按钮。下行线、上行线、左行线和右行线按钮，用于输入连接线，可形成复杂梯形图结构。输入触点、输入线圈和输入指令盒按钮用于输入编程元件，单击输入触点按钮会弹出下拉菜单，可在其中选择合适的触点或线圈。插入网络和删除网络按钮，在编辑程序时使用。顺序输入在一个网络中，如果只有编程元件的串联连接，输入和输出都无分叉，则
16、视作顺序输入。此方法非常简单，只需从网络的开始依次输入各编程元件即可；每输入一个元件，光标自动向后移动到下一列。在图 1-3 中，网络 2所示为一个顺序输入例子。图 1-3 中网络 3 中的图形就是一个网络的开始。此图形表示可在此继续11输入元件。而网络 2 已经连续在一行上输入了两个触点，若想再输入一个线圈，可以直接在指令树中双击线圈图标。图中的方框为光标(大光标)，编程元件就是在光标处被输入。输入操作数图 1-3 中的“?”表示此处必须有操作数，此处的操作数为触点的名称。可单击“?” ，然后键人操作数。任意添加输入如果想在任意位置添加一个编程元件，只需单击这一位置将光标移到此处，然后输入编程元件即可。复杂结构用指令工具条中的编程按钮(图 1-4 所示)，可编辑复杂结构的梯形图，本例中的实现如图 1-5 所示。方法是单击图中第一行下方的编程区域，则在本行下一行的开始处显示光标(图中方框)，然后输入触点，生成新的一行。12图 15 新生成行输
