国家开放大学一网一平台电大《可编程控制器应用实训》形考任务1及3试题答案

国家开放大学一 网一平台电大《可编程控制器应用实训》形考任务1及3试题答案 形考任务1 S7-200系列PLC的安装配线 一、实训目的： 通过对实训单位的典型PLC安装PLC应用程序，并进行PLC的安装配线，使学生对PLC的机型、配置、功 能及主要技术性能指标等基础知识进行了解。 二、 实训要求： 1.选择实训单位的典型PLC安装PLC应用程序，并进行PLC的安装配线； 2.结合S7-200系列PLC的实物，指出了解S7-200系列PLC的其组成结构及各部件的作用。 三、 实习内容： 1.按照PLC端子接线图，使用工具进行安装配线。 2..根据板前线槽布线操作工艺，按照”CPU226AC/DC/继电器的端子连接图"进行布线安装。接线时，注意 PLC端子接线要用别径压端子接线。 四、实训硬件设备： 序号 名称 型号 单位 数量 备注 1 三相四线电源 3×380/220,20A 处 1 2 单项交流电源 220V和36V、5V 处 1 3 PLC S7-226或自定 台 1 4 配线板 500mm×600mm×20mm 块 1 5 组合开关 HZ10-253 个 1 6 交流接触器 CJ10-20,线圈电压380V 只 3 7 熔断器及熔芯配 套 R16-60/20 套 3 8 熔断器及熔芯配 套 R16-154 套 2 9 三联按钮 LA10-3H或LA4-3H 个 2 10 接线端子排 JX2-11015,500V、10A、15节或配 套自定 条 1 11 木螺丝 f3mm×20mm;f3mm×15mm 个 30 12 平垫圈 f4mm 个 30 13 塑料软铜线 BVR-1.5mm2,颜色自定 m 20 14 塑料软铜线 BVR-0.75mm2,颜色自定 m 10 15 别径压端子 UT2.5-4,UT1-4 个 40 16 行线槽 TC3025,两边打f3.5mm孔 条 5 17 异型塑料管 f3mm m 0.2 1.PLC安装 (1)安装方式 S7-200的安装方法有两种：底板安装和DIN导轨安装。底板安装是利用PLC机体外壳四个角上的安装孔， 用螺钉将其固定在底版上。DIN导轨安装是利用模块上的DIN夹子，把模块固定在一个标准的DIN导轨上。 导轨安装既可以水平安装，也可以垂直安装。 (2)安装环境 PLC适用于工业现场，为了保证其工作的可靠性，延长PLC的使用寿命，安装时要注意周围环境条件：环境 温度在0~55°℃范围内；相对湿度在35%~85%范围内(无结霜),周围无易燃或腐蚀性气体、过量的灰尘和 金属颗粒；避免过度的震动和冲击；避免太阳光的直射和水的测射时。 (3)安装注意事项 除了环境因素，安装时还应注意：PLC的所有单元都应在断电时安装、拆卸；切勿将导线头.金属屑等杂物落 入机体内；模块周围应留出一-定的空间，以便于机体周围的通风和散热。此外，为了防止高电子噪声对模 块的干扰，应尽可能将S7-200西门子plc模块与产生高电子噪声的设备(如变频器)分隔开。 2.PLC 的配线 PLC的配线主要包括电源接线、接地、IO接线及对扩展单元的接线等。(1电源接线与接地PLC的工作电源 有120/230V单相交流电源和24V直流电源。系统的大多数干扰往往通过电源进入PLC,在干扰强或可靠性 要求高的场合，动力部分、控制部分、PLC自身电源及I/0回路的电源应分开配线，用带屏蔽层的隔离变 压器给PLC供电。隔离变压器的一次侧最好接380V,这样可以避免接地电流的干扰。输入用的外接直流电 源最好采用稳压电源，因为整流滤波电源有较大的波纹，容易引起误动作。 良好的接地是抑制噪声干扰和电压冲击(保证PLC可靠工作的重要条件。PLC系统接地的基本原则是单点接 地， 一般用独自的接地装置，单独接地，接地线应尽量短， 一般不超过20m,使接地点尽量靠近PLC。 (2)交流电源接线安装如图7-42所示。 接线说明： 1)用一个单极开关a将电源与CPU所有的输入电路和输出(负载)电路隔开。 2)用一台过流保护设备b以保护CPU的电源输出点以及输入点，也可以为每个输出点加上保险丝。 3)当使用MicroPLC24VDC传感器电源c时可以取消输入点的外部过流保护，因为该传感器电源具有短路保 护功能。 4)将S7-200的所有地线端子同最近接地点d相连接以提高抗干扰能力。所有的接地端子都使用14AWG或 1.5mm2的电线连接到独立接地点上(也称一点接地)。 5)本机单元的直流传感器电源可用来为本机单元的直流输入e,扩展模块f,以及输出扩展模块g供电。传 感器电源具有短路保护功能。 6)在安装中如把传感器的供电M端子接到地上h可以抑制噪声。 (3)直流电源安装如图7-43所示。 接线说明： 1)用一个单极开关a,将电源同CPU所有的输入电路和输出(负载)电路隔开。 2)用过流保护设备b、c、d,来保护CPU电源、输出点，以及输入点。或在每个输出点加上保险丝进行过 流保护。当使用Micro24VDC传感器电源时不.用输入点的外部过流保护。因为传感器电源内部具有限流功 能。 3)用外部电容e来保证在负载突变时得到一个稳定的直流电压。 4)在应用中把所有的DC电源接地或浮地f(即把全机浮空，整个系统与大地的绝绦电阻不能小于50兆欧) 可以抑制噪声，在未接地DC电源的公共端与保护线PE之间串联电阻与电容的并联回路g,电阻提供了静 电释放通路，电容提供高频噪声通路。常取R=1M,C=4700pf。 5)将S7-200西门子plc所有的接地端子同最近接地点h连接，采用一点接地，以提高抗干扰能力。24V直 流电源回路与设备之间，以及120/230V交流电源与危险环境之间，必须进行电气隔离。(4)I/0接线和对 扩展单元的接线可编程控制器的输入接线是指外部开关设备PLC的输入端口的连接线。输出接线是指将输 出信号通过输出端子送到受控负载的外部接线。 I/0接线时应注意：IO线与动力线、电源线应分开布线，并保持一定的距离，如需在一个线槽中布线时， 须使用屏蔽电缆；I/0线的距离一般不超过300m;交流线与直流线，输入线与输出线应分别使用不同的电 统；数字量和模拟量I/0应分开走线，传送模拟量I/0钱应使用屏蔽线，且屏蔽层应一端接地。 PLC的基本单元与各扩展单元的连接比较简单，接线时，先断开电源，将扁平电缆的一端插入对应的插口 即可。PLC的基本单元与各扩展单元之间电缆传送的信号小，频率高，易受干扰。因此不能与其他连线敷 设在同一线槽内。 五、 心得体会. 尽管PLC外部接线比较简单，但通过PLC的安装配线，可实现对PLC硬件组成及各部分作用的的初步认知， 为进一步理解PLC是如何工作的打下良好的基础。 形考任务3 实验目的： 通过使用PLC的指令编程，并通过编程软件进行程序的编制、编译、调试相关的组态等工作，使学生掌握 各类PLC指令的应用。 实验要求： 1.根据功能控制要求，编写PLC程序，并通过编程软件进行程序的编制、编译、调试相关的组态等工作： 2. 同一班级中，可按照个人或小组在指导教师的指导下进行选题。实训内容 1.1 FX系列PLC简介(1)FX系列PLC特点 FX系列可编程控制器是当前国内外新型的具有特色和代表性的微型PLC.它由日本三菱电机公司研制开发 的。FX系列PLC基于“基本功能、高速处理、便于使用”的研发理念，使其具有数据传送与比较、四则运 算与逻辑循环与移动等应用系统。除此之外，还具有输入输出刷新、中断、高速计数器比较指令、高速脉 冲输出等高速处理指令，以及在SFC控制方面，将机械控制的标准动作封装化的状态初始化指令等，使功 能大大增强。 (2)FX系列PLC型号的含义 FX系列可编程控制器型号格式如图所示：(3)硬件简介 ①、上端子排②、下端子排③、串口④、拨动开关 (4)PX系列PLC主要性能指标①硬件指标： ②软件指标： (5 )F系列PLC的一般技术指标 FX系列PLC的一般技术指标包括基本性能指标、输入技术指标及输出技术指标。 由于继电器控制系统的电路图与梯形图在结构形式、元件符号以及逻辑控制功能等方面的相似性，使得可 以将一些继电器控制系统电路图的概念用于梯形图，常用的有触点概念和继电器概念。可编程序控制器编 程元件的名称、地址编号、功能和使用方法、分述如下。 1.输入继电器X 输入继电器用来接收PLC外部开关信号，PLC通过输入接口将外部输入信号状态(接通时为“1”,断开时为 “0”)读入并存储在输入映像寄存器中。输入继电器的编号即是输入端口的编号，也是输入映像寄存器对 应位的地址代号。输入继电器在PLC内部与输入端子相连，它有无数的常开触点和常闭触点，这些动合、 动断触点可在PLC编程时随意使用。FX2N输入继电器的编号采用八进制编码，范围为X0~X267(184点)。 注意，基本单元输入继电器的编号是固定的，扩展单元和扩展模块 按与基本单元最靠近顺序进行编号。 2.输出继电器Y 输出继电器用来将PLC内部信号输出传送给外部负载(用户输出设备)。输出继电器线圈是由PLC内部程 序的指令驱动，其线圈状态传送给输出单元，再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载。 3. 辅助继电器M 在逻辑运算中经常需要一些中间继电器作为辅助运算用。这些元件不直接对外输入、输出，但经常用作状 态暂存、移动运算等，它的数量常比软元件X、Y多，这就是辅助继电器。辅助继电器的动合和动断触点 使用次数不限，在PLC内可以自由使用。但是，这些辅助继电器的触点不能对外直接输出驱动外部负载， 只能作为中间状态的控制信号存放在存储器中，外部负载必须由输出继电器驱动。 1. 通用辅助继电器(M000一M499) FXzN系列共有500个通用辅助继电器。通用辅助继电器在PLC运行时，如果电源断电，则线圈断开。当电 源再次接通时，除了因外部输入信号而变为接通的以外，其余的仍将保持断开状态，它们没有断电保护功 能。通用辅助继电器常在逻辑运算中作为辅助运算、状态暂存、移位等。 2. 断电保持辅助继电器(M500~M3071) FXzN系列有M500~M3071共2572个断电保持辅助继电器。它与通用辅助继电器不同的是具有断电保护功能， 即能记忆电源中断瞬时的状态，并在重新通电后再现其状态。比较图6-15(a)和图6-15(b),当XO接通时， MO和M600都接通并自锁，若此时突然停电后再来电，则MO处于断开状态，而M600仍然处于接通状态(如 果Xl常闭触点开路，则M600也是断开的). 5。定时器T 可编程序控制器中的定时器作用相当于继电器控制系统中的时间继电器。FXzN系列中定时器可分为通用定 时器、积算定时器2种。定时器的定时值由设定值给定，定时器根据时钟脉冲累积计时，计时到达设定值 时，其触点动作。定时器提供无限对常开和常闭延时触点供编程使用。定时器编号采用十进制，其编号和 设定时间如下： 设定方法为： (1)定时精度为100 ms的定时器T000~T199,共计200点，设定值范围0.1~3276.7s. (2)定时精度为10 m s的定时器T200~245,共计46点，设定值范围0.01~327.67s. (3)定时精度为lms的积算定时器T246~T249,共4点，是对1ms时钟脉冲进行累积计数，设定值范围0. 001s~-32.767s. (4)定时精度为100ms的积算定时器T250~T255,共6点，是对100ms时钟脉冲进行累