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1、电工技术实训（第2版） 项目七,项目七 可编程控制器基本控制实训,实训目标：能熟练使用西门子S7-200 PLC实现各类机电设备系统的电气控制。 能使用西门子S7-200 PLC基本逻辑指令实现简单电气控制系统的功能，主要任务包括硬件接线、PLC梯形图的编写及系统的调试。 能使用西门子S7-200 PLC的步进指令实现顺序电气控制系统的功能，主要任务包括硬件接线、PLC梯形图的编写及系统的调试。 能使用西门子S7-200PLC的通讯指令实现带有上位机通讯界面的电气控制系统的功能，主要任务包括PLC梯型图的编写、上位机监控界面的编写、系统通讯的调试。 能够使用西门子S7-200PLC的PID指令
2、实现带有模拟量闭环复杂电气控制系统的功能，主要任务包括硬件连接、PLC梯形图的编写、系统的调试。,电工技术实训（第2版） 项目七,主要内容,模块一：三相异步电机控制 模块二：用步进指令实现小车自动往返的控制 模块三：加热系统的PLC控制 模块四：炉窑温度控制系统的设计,电工技术实训（第2版） 项目七,模块一 三相异步电机控制,实训目标 能使用西门子S7-200 PLC基本逻辑指令实现简单电气控制系统的功能，主要任务包括硬件接线、PLC梯形图的编写及系统的调试。 工作任务 现有一台功率为5KW的三相异步电机，要求采用西门子S7-200型PLC控制器，实现以下控制：能实现起、保、停功能；能实现正反
3、转运行。在网孔板上并完成硬件电路的连接；完成PLC程序的编程；完成系统调试。,电工技术实训（第2版） 项目七,相关的实践知识以一个具体的案例为例，详细介绍PLC的硬件接线、使用STEP7-Micro/WIN3.2软件进行梯形图编写、系统的调试全过程。 案例描述：一台功率为15KW的三相异步电动机，要求采用西门子S7-200型PLC控制，完成硬件电路的连接、PLC程序的编写和系统调试。 控制要求如下： （1）能实现正反转运行。 （2）采用星-三角降压启动方法起动。 （3）有必要的保护措施。 （一）在网孔板上完成硬件电路接线 1分析电气主电路确定PLC的输入、输出点 如图7-1-1所示，为星三角降
4、压启动电路的主电路，其中KM1、KM2为分别实现正反转控制。KM3实现三角型控制，KM4实现星型控制。系统至少需要四个输入信号即正向启动按钮、反向启动按钮、停止按钮、热继电器产生的正向启动、反向启动、停止、热保护信号。四个输出信号，即分别控制KM1、KM2、KM3、KM4接触器实现正、反转及星、三角的切换。具体的输入、输出点分配如表7-1-1所示。,电工技术实训（第2版） 项目七,电工技术实训（第2版） 项目七,2PLC外部接线图的设计 根据I/0表,PLC外部接线如图7-1-2所示。SB1、SB2、SB3、FR分别接I0.0、I0.1、I0.2、I0.3号端子，KM1、KM2、KM3、KM4
5、线圈分别接PLC的输出端Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3端子。,电工技术实训（第2版） 项目七,（二）程序的编写及调试 1梯形图程序的设计 按照系统的控制要求，本任务需要实现的软件控制要求有： （1）正启动按钮按下时,KM1、KM4得电，10秒钟后，KM4失电，KM3得电。 （2）反向启动按钮按下时，KM2、KM4得电，10秒后，KM4失电，KM3得电。 （3）按下停止按钮后，全部失电。 (4)当热继电器工作时，所以线圈失电。 采用逻辑控制的方法实现针对输入值，I0.0、I0.1、I0.2、I0.3进行串并行的逻辑组合及定时器延时的方法，得出Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3的输出值
6、。 2使用STEP7-Micro/WIN3.2软件进行梯形图编写和系统调试（具体软件操作） (1)新建项目工程。双击桌面上的软件标STEP7-Micro/WIN3.2图标，图形编辑界面。点击菜单中的“文件”弹出下拉子菜单，选“新建”命令，软件新建项目1文件。再点击菜单中的“文件”弹出下拉子菜单，选“另存为”命令，跳出文件命名的对话框，分别填写“文件名”为“电机正反转”，“保存位置”为“D盘”，名为“电机正反转”的项目文件建立，其文件后缀为“.mvp”。 (2)输入、输出参数的定义。双击编辑界面中的“检视”工具条中的“符号表”指令，打开符号表编辑器，在符号表中分别定义输入输出参数。 注意：在定义
7、输入、输出参数时如果数据的地址输入出错，则软件会自动辨别出错的数据并以红颜色标注。如果数据需要增减行数，或对表格进行编辑，则按鼠标右键，弹出编辑工具条。,电工技术实训（第2版） 项目七,注意：在定义输入、输出参数时如果数据的地址输入出错，则软件会自动辨别出错的数据并以红颜色标注。如果数据需要增减行数，或对表格进行编辑，则按鼠标右键，弹出编辑工具条。 (3)梯形图程序的输入及编辑。双击编辑界面中的“检视”工具条中的“程序块”指令，打开程序编辑器窗口，输入梯形图程序。采用梯形图法输入程序时，同时显示梯形图、网络标注、符号信息表。具体设置如下：在程序编辑器中打开主菜单栏的“检视”子菜单，进行设置。
8、进行梯形图输入时可采用梯形图编辑工具条，或采用指令树里的指令进行输入。 （4）编译程序。点击主菜单的“PLC”子菜单，选中“全部编译”指令，进行编译，编译信息位于程序编辑器的下端。 注意：当编译出现错误时，编译信息会提示错误位于那个网络、那一列，同时程序中的错误数据会显示红颜色。 （5）程序的下载及在线调试。 1）首先下载电缆的驱动安装。本训练采用的是西门子USB/PPI的数据编程电缆，在PC机端通过USB端：口进行连接。在PC机端需要安装USB转COM口的驱动程序。 驱动程序的安装非常简单，只需按提示进行即可，以Windows XP为例，按以下步骤进行： 开将要连接USB编程电缆或USB接口
9、产品的电脑电源，并确认电脑的USB口已经启动并正常工作。 将USB编程电缆或USB接口产品插入电脑的USB接口，Windows将检测到设备并运行添加新硬件向导帮助你设置新设备，插入驱动程序光盘并单击下一步继续。 如果Windows没有提示找到新硬件，那么在设备管理器的硬件列表中，展开“通用串行总线控制器”，选择带问号的USB设备，单击鼠标右键并运行更新驱动程序。,电工技术实训（第2版） 项目七,Windows将检测到安装信息，显示“CP2102 USB Composite Device ”设备，如果出现“没有通过Windows徽标测试”的信息框，单击“仍然继续”。 继续安装，让Windows拷
10、贝驱动程序文件到你的硬盘。 当Windows显示完成找到新硬件向导，单击“完成”结束安装。 安装完成后，请确认在Windows的“开始设置控制面板系统硬件设备管理器”菜 单的“端口（COM和LPT）”展开条目中出现“CP2101 USB to UART Bridge Controller（COMx）”，这个COMx（如下图中的COM5）就是USB编程电缆使 COM口号。以后每次使用只要插入编程电缆就会出现该COM口，你只需在编程软件 或通信软件等应用软件中选中该COM口即可。 2）其次进行软件的通讯设置。当电缆线一头接PC机USB口，另一头接PLC的串口后，打开STEP7-Micro/WIN3
11、.2编程软件。双击检视工具条的通讯命令，跳出通讯对话栏如图7-1-11所示，双击右边的PC/PPI cable（PPI）标志，则跳出通讯设置对话框如图所示。双击property按钮，弹出通讯属性设置窗口，在此窗口里，把COM口设置为4。再回到通讯对话栏，双击右边的刷新命令，则显示连接的PLC型号。 3）最后进行程序下载和在线调试。打开STEP7-Micro/WIN3.2编程软件，打开刚才新建的项目“电机正反转”，单主菜单的“文件”打开下拉菜单如图所示，选择“下载”命令，跳出下载对话框，如图设置后，按确定按钮，开始下载文件。打开命令主菜单里的“调试”子菜单，如图所示，选择“程序状态”命令。再打开
12、主菜单里的“PLC” 子菜单中的“运行”命令，弹出运行设置对话，点确定，如图7-1-14所示。这时可以按外部的启动、停止按纽，在软件系统中显示各参数的运行状态。逻辑量颜色变黑说明值为“1”，没有变化则值为“0”,电工技术实训（第2版） 项目七,注意：如果输入部分没有接输入按钮，可以在软件上给对应的参数设置值，具体操作是，点中相应的参数，按鼠标右键，出现工具条选“强制”命令来设置参数值。如果需要修改程序，则去除“程序状态”命令，然后再停止PLC，进行程序的修改，再下载。 在网孔板系统进行调试，实现系统的控制功能。,电工技术实训（第2版） 项目七,三、能力训练 1.设备器材及工具：网孔板一块（带有
13、PLC、三相异步电机、接触器、热继电器等元件）、计算机一台（带有PLC编程软件）。 2. 训练内容 (1) 根据任务的要求设计电气原理图，并在网孔板上完成硬件接线。 (2) 根据任务的要求设计并完成梯形图的编写。 （3）完成控制系统的调试。 3评价标准,电工技术实训（第2版） 项目七,四、研讨内容 1.如何根据实际任务的需要选择PLC的类型？ 2.西门子PLC的输入输出端子有哪些类型，在使用中如何接线？ 3.西门子PLC关于数字量控制的指令有哪些，如何应用？ 五、相关理论知识 （一）S7-200 PLC 1.S7-200系列概述 S7-200系列的可编程控制器是整体式结构、具有很到高性价比的小
14、型可编程控制器。根据控制系统的大小（主要依据输入/输出点数的多少），可以选择相应主机单元CPU。S7-200主机单元CPU共有两个系列：CPU21X及CPU22X。CPU21X系列包括CPU212、CPU214、CPU215、CPU216；CPU22X系列包括CPU221、CPU222、CPU224、CPU226、CPU226XM。目前的主流产品为CPU22X系列。除了CPU221主机以外，其他CPU主机均可进行系统扩展。 2.CPU22X系列的主要技术数据 CPU22X的主要技术数据见表7-1-2。,电工技术实训（第2版） 项目七,电工技术实训（第2版） 项目七,3. S7-200的CPU2
15、2X系列PLC的端子连接 CPU221、CPU222、CPU224、CPU226的 DC/DC/DC及AC/DC/继电器的端子连接，每一种CPU有两种接线方式即DC/DC/DC及AC/DC/AC的方式，下图7-1-16为CPU221的两种类型的接线方式（左边为DC/DC/DC右边为AC/DC/AC方式）。其 它CPU的接线方式类似。,电工技术实训（第2版） 项目七,(二) STEP7-Micro/WIN3.2软件的使用 1.STEP7-Micro/WIN3.2软件的安装与设置 STEP7-Micro/WIN3.2软件是西门子公司针对S7-200 PLC开发的专用编程软件。支持三种编程模式：LA
16、D（梯形图）、FBD（功能块图）和STL（语句表）。该软件还提供程序在线编辑、调试、监控、以及CPU内部数据的监视、修改功能。 2.软件主界面介绍 如图7-1-17所示软件界面。 浏览条：显示常用编程按钮群组。 指令树：提供所有项目对象和为当前程序编辑器（LAD、FBD或STL）提供的所有指令的树型视图。 交叉引用：检视程序的交叉引用和组件使用信息。 数据块：显示和编辑数据块内容。 状态图窗口：将程序输入、输出或变量置入图表中，以便追踪其状态。 符号表/全局变量表窗口：分配和编辑全局符号。 输出窗口：编译程序时提供信息。当输出窗口列出程序错误时，可双击错误讯息，会在程序编辑窗口中显示对应的网络。 状态条：提供在STEP7/-Micro/WIN中操作时的操作信息。 程序编辑器窗口：包括用于该项目的编辑器（LAD、FBD或STL）的局部变量表和程序视图。 局部变量表：包括对局部变量所作的赋值（即子例行程序和中断例行程序使用的变量）。,电工技术实训（第2版） 项目七,电工技术实训（第2版） 项
