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1、PLC 应用设计应用设计系部名称：系部名称： 信息工程系信息工程系 专业班级：专业班级： 自动自动 092092 学学 号：号： 200907074208200907074208学生姓名：学生姓名： 王岩冰王岩冰 指导老师：指导老师： 孙继卫孙继卫 2012 年年 05 月月 25 日日目录目录前言 2PLC 介绍2 1 实验注意事项3 2 STEP7-MICRO/WIN 软件的使用 43 组态王的使用 73.1 认识组态王程序组成员73.2 组态王的各个版本 83.3 制作一个工程的一般过程 9 4 设计过程 94.1 智能抢答器 114.1.1 实验目的 114.1.2 实验要求 124.
2、1.3 抢答器的控制要求 124.1.4 实验设备 134.1.5 实验内容及要求 144. 2 交通灯的自动控制174.2.1 实验目的 174.2.2 实验设备 184.2.3 控制要求及参考 194.2.4 实验内容及要求 204.3 电机正反转控制 224.3.1 控制要求 234.3.2 实验原理 246 课程设计总结 287 参考文献 29中原工学院信息商务学院课程设计实践才是硬道理- 2 -前前 言言本课程设计，主要适用于自动化、电气工程及其自动化、测控与仪器等专业。通过本课程设计，能够使学生们熟练掌握 S7-200PLC 的接线方式、程序编写和整体系统调试，从而全面地提高学生们
3、对 PLC 的软件、硬件等方面的理解，进而增强学生们在实践环节的动手操作能力。譬如，学生们可以根据实验指导书的要求，完成交通信号灯的硬件设计、PLC 型号选择、软件操作、以及整体控制系统调试，并写出完善的实验报告。在进行实验之前，要求学生们具备数字电路、模拟电路、电路基础、自动控制、电力电子、电机学、电气控制和 PLC 等相关课程的知识，并具备一些基本的实践操作水平。PLC 介绍介绍PLC 一直在飞速发展中，因此到现在为止，还未能对其下一个十分确切的定义。国际电工委员会（IEC）曾于 1982 年 11 月颁发了可编程控制器标准草案第一稿，1985 年1 月发表了第二稿。终稿中对可编程控制器的
4、定义是：“可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的,模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。 ”在该定义中重点说明了三个概念：即 PLC 是什么，它具备什么功能（能干什么） ，以及 PLC 及其控制系统的设计原则。定义强调了 PLC 应直接应用于工业环境，它必须具有很强的抗干扰能力，广泛的适应能力和应用范围。这也是区别于一般微机控制系统的一个重要特征
5、。定义强调了 PLC 是“数字运算操作的电子系统” ，也是一种计算机；它是“专为在工业环境下应用而设计的”工业计算机。这种工业计算机采用“面向用户的指令” ，因此编程方便。它能完成逻辑运算定时计数和算术运算等操作，它还具有“数字量和模拟量输入和输出”的功能，并且非常容易与“工业控制系统连成一体” ，易于“扩充” 。应该强调的是，PLC 与以往所讲的机械式的顺序控制器在“可编程”方面有质的区别。由于 PLC 引入了微处理器及半导体存储器等新一代电子器件，并用规定的指令进行编程，所以能灵活应用的修改程序，即它是用软件方式来实现“可编程”的目的。PLC = Programmable Logic Co
6、ntroller，可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部中原工学院信息商务学院课程设计实践才是硬道理- 3 -存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。 S7-200 系列 PLC 属小型 PLC，I/O 总点数在 256 点以下，用户程序存储容量在 4KB左右。在实际应用时根据需要对 S7-200PLC 主机和模块型号及输入、输出方式进行选择。西门子 S7-200PLC 在安装其电气线路时需注意区分电源类型（直流
7、 20.4-28.8V、交流85-264V）和数字量输出类型（继电器输出、晶体管输出）。电源：CPU22X 具有两种不同的电源供电电压 直流 24V、交流 85-264V。输出：输出电路分为继电器输出和晶体管输出两大类，晶体管：输出电压 24V 直流，输出电流0.75A，继电器：输出电压 24V 直流、24-230V 交流，输出电流 2A，输入为直流 24V。1 实验注意事项实验注意事项（1）本试验中指导书中，所有 PLC 模块均采用西门子公司生产的 S7-200PLC，该模块 CPU 的型号是 CPU 224 ，软件支持是 STEP 7 MicroWIN SP3。（2）实验时，首先用 PC/
8、PPI 编程电缆连通计算机和 PLC。（3）将实验装置（实际是 PLC）外接 220V 的交流电源，但实验台上的电源开关开始应置于断开状态。（4）为了使 PLC 模块的输入/输出接线柱和螺钉不会因实验的频繁拆装而导致损坏，本课设的实验装置已经将这些节点用固定连接线接到试验台的固定接线柱上。（5）在计算机上编辑、编译程序（也可提前进行） 。（6）在试验台上的电源开关置于断开状态的情况下，按实验内容的要求接好线，检查接线无误后，合上试验台上的电源开关。（7）下载已编译的软件。下载软件时，应将 PLC 上“RUN” 、 “STOP”开关置于“STOP”状态。（8）将 PLC 上“RUN” 、 “ST
9、OP” 开关置于“RUN”状态，则实验开始。（9）严格要求接线步骤，务必保证正确地接线，否则，将会给人身安全和实验设备带来严重后果。中原工学院信息商务学院课程设计实践才是硬道理- 4 -2 STEP 7-Micro/WIN 软件的使用软件的使用STEP 7-Micro/WIN 软件是针对西门子 S7-200PLC 而开发的编程软件。本节首先熟悉 STEP 7-Micro/WIN 软件的基本操作方法，然后进行 PLC 的练习实验。本节给出了PLC 控制系统实验要求的例程序，参考电路等 PLC 练习实验所需要的所有资料，可以通过程序输入、调试、运行，逐步掌握 PLC 实验的基本方法。2.1 实验目
10、的（1）练习 STEP 7-Micro/WIN 编程软件的安装与卸载；（2）掌握用户程序的输入和编辑方法；（3）熟悉基本指令的应用；（4）熟悉语句表指令的应用及其与梯形图等程序的转换；（5）重点掌握 S7-200PLC 的接线方式。2.2 实验内容（1）STEP 7-Micro/WIN 编程软件有多重版本，本实训采用的是 STEP 7 MicroWIN SP6（V4.0）版本，该软件大小约 316M，安装和卸载过程比较简单，在此不再赘述。（2）输入图 2.1 所示的梯形图，并转换成对应的语句表指令（也可结合教材第 5 章习题练习） 。（3）为梯形图 2.1 中网络 1 和网络 2 注释，并用符
11、号表为 I0.0、I0.1、Q0.0 添加符号名（符号名可任意设定） 。图 2.1 梯形图练习图 2.1 梯形图练习中原工学院信息商务学院课程设计实践才是硬道理- 5 -（4）练习程序的编辑、修改、复制、粘贴的方法。（5）将图 2.1 中程序改成图 2.2，并转换成语句表程序，分析 OLD、ALD 语句用法。图 2.2 梯形图练习（6）参考教材 5.1.8 章，练习栈操作指令的使用方法。（7）参考教材 5.1.10 章，练习定时器指令及参数的输入方法。（8）S7-200PLC 的接线方式如下图 2.3 和图 2.4 所示（重点） 。图2.3 S7-200 CPU224外观图中原工学院信息商务学
12、院课程设计实践才是硬道理- 6 -图2.4 S7-200 CPU224连接器端子接线图2.3 实验步骤（1）开机（打开计算机电源，但不接 PLC 电源） 。（2）进入 S7-200PLC 编程软件 。（3）选择编程语言类型（LAD、STL 和 FBD） 。（4）由主菜单或快捷按钮输入、编辑程序。(5) 给 PLC 上电，进行计算机和 PLC 之间的连接，如下图 2.5 所示。图2.5 计算机和PLC之间的连接（6）进行程序的编译，并观测编译结果，修改程序，直至编译成功。2.4 实验报告内容（1）以图 2.1 为例，总结梯形图输入及修改的操作过程。（2）写出梯形图添加注释及符号名的操作过程。（3
13、）将图 2.1 的梯形图转换成语句表和功能块图。（4）总结 OLD、ALD 指令和栈操作指令的使用方法。（5）总结计算机和 PLC 之间进行连接过程中需要注意的事项。中原工学院信息商务学院课程设计实践才是硬道理- 7 -3 3 组态王使用入门组态王使用入门3.1 认识组态王程序组成员安装完“组态王”之后，在系统“开始”菜单“程序”中生成名称为“组态王6.5”的程序组。该程序组中包括三个文件夹和四个文件的快捷方式，内容如下：组态王 6.5：组态王工程管理器程序（ProjManager）的快捷方式，用于新建工程、工程管理等；工程浏览器：组态王单个工程管理程序的快捷方式，内嵌组态王画面开发系统（To
14、uchExplorer） ，即组态王开发系统；运行系统:组态王运行系统程序（TouchVew）的快捷方式。工程浏览器（TouchExplorer）和运行系统（TouchVew）是各自独立的 Windows 应用程序，均可单独使用；两者又相互依存，在工程浏览器的画面开发系统中设计开发的画面应用程序必须在画面运行系统（TouchVew）运行环境中才能运行；信息窗口：组态王信息窗口程序（KingMess）的快捷方式；帮助：组态王帮助文档的快捷方式；电子手册：组态王用户手册电子文档的快捷方式；安装工具安装新驱动：安装新驱动工具文件的快捷方式；组态王文档组态王帮助：组态王帮助文件快捷方式；组态王文档组态王 IO 驱动帮助：组态王 IO 驱动程序帮助文件快捷方式；组态王文档使用手册电子版：组态王使用手册电子版文件快捷方式；组态王文档 函数手册电子版：组态王函数手册电子版文件快捷方式；组态王在线在线会员注册：亚控网站在线会员注册页面；组态王在线技术 BBS：亚控网站
