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PLC实验指导书（SIMATICS7-200-CPU224）1PLC实验指导书长安大学电控学院控制工程实验室PLC实验指导书（SIMATICS7-200-CPU224）2目录第一章系统简介一、可编程序控制器（PC）主机二、编程装置三、输入输出部分四、输入/输出接口的使用方法第二章软件的安装与使用一、软件的安装二、软件的使用第三章PLC控制实验实验一基本指令实验实验二定时器及计数器指令实验实验三移位寄存器指令实验实验四置位/复位及脉冲指令实验实验五跳转指令实验实验六常用功能指令实验实验七舞台灯的PLC控制实验八LED数码管显示控制实验九交通信号灯的自动控制实验十电机的星/三角启动控制实验十一机械手的PLC自动控制PLC实验指导书（SIMATICS7-200-CPU224）3第一章系统简介西门子（SIMATIC）S7-200系列小型PLC（MicroPLC）可应用于各种自动化系统。紧凑的结构、低廉的成本以及功能强大的指令使得S7-200PLC成为各种小型控制任务的理想的解决方案。S7-200产品的多样化以及基于Windows的编程工具，使您能够更加灵活地完成自动化任务。S7-200功能强，体积小，使用交流电源可在85～265V范围内变动，且机内还设有供输入用的DC-24V电源。可编程序控制器（简称PC）在进行生产控制或实验时，都要求将用户程序的编码表送入PC的程序存贮器，运行时PC根据检测到的输入信号和程序进行运算判断，然后通过输出电路去控制对象。所以典型的PC系统由以下三部分组成：输入/输出接口、PC主机、通讯口。一、可编程序控制器（PC）主机在我们的实验箱中，选用的PC主机是SIMATICS7-200CPU224，有14个输入点，10个输出点，可采用助记符和梯形图两种编程方式。PLC主机面板图如图1-1所示在图1-1中：①输出接线端；②输出端口状态指示；③输入端口状态指示；④输入接线端；⑤主机状态指示及可选卡插槽；有三个指示灯SF/DIAG：系统错误，当出现错误时点亮（红色）；RUN：运行，绿色，连续点亮；STOP:停止，橙色，连续点亮；可选卡插槽有：EEPROM卡，时钟卡，电池卡；图1-1⑥通讯口；⑦模式选择开关（运行、停止）、模拟电位器、I/O扩展端口；①④②⑦⑤⑥③PLC实验指导书（SIMATICS7-200-CPU224）4二、编程装置通常采用微型计算机作为编程装置。安装SIEMENS公司的PLC编译调试软件STEP7MicroWINV4.0，用专用的编程电缆将电脑的USB口和PLC主机的编程通讯接口连接起来，运行MicroWINV4.0，即可将PLC程序的编码表下载至PLC的存储器中，运行程序，即可进行各种控制实验。关于上位软件的安装与使用请参见第二章。三、输入输出部分实验箱下面板布置示意图如图1-2所示图1-2在图1-2中：①为八段数码管显示接口部分。②模拟输入按钮。共4个按钮，S1～S6，COM为公共端。按钮属点动型开关。③刀库控制部分④PLC输出接口部分。共14点，分为四组表1-1是输出控制端1L、2L、3L、21L与输出端的对应关系，第四组为扩展的输出端。表1-1输出端控制端一组Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.31L二组Q0.4、Q0.5、Q0.62L三组Q0.7、Q1.0、Q1.13L四组Q0、Q1、Q2、Q321L○1八段数码管显示○5PLC主机○11模拟输入开关○12继电器○10输出负载指示部分○13四层电梯控制○4PLC输出接口部分○7PLC输入接口部分○9电源○8电机Y/△控制○3刀库控制○6EM223端口扩展○2模拟输入按钮及显示PLC实验指导书（SIMATICS7-200-CPU224）5其中1L、2L、3L、21L分别为各组的公共端。用于控制输出电平的有效电平，当L端接高电平，则当输出端有效时，输出端为高电平。当L端接低电平，则当输出端有效时，输出端为低电平。输出方式为继电器触点输出。⑤PLC主机部分。⑥EM223端口扩展部分，一共扩展输入端口4个，输出端口4个。⑦PLC输入接口部分。共18点，分为三组表1-2是输出控制端1M、2M、21M与输出端的对应关系。表1-2输入端控制端一组I0.0～I0.71M二组I1.1～I1.52M三组I0～I321M其中1M、2M、21M分别为各组的公共端。用于控制输入电平的有效电平，当M端接高电平，则输入端有效电平为高电平。当M端接低电平，则输入端有效电平为低电平。⑧电机控制⑨直流稳压电源部分。输出电压为24V，最大负载电流为3A，带输出指示灯，电源开关。⑩输出负载指示部分。含有8个发光二极管，COM+为二极管公共端。发光二极管为共阳接法。○⑾模拟输入开关。共8个钮子开关，K1～K8，COM为公共端。钮子开关属长动型开关。○12继电器负载○13电梯控制我们已经将PLC主机上的输入/输出端和实验板上输入输出端对应接好。实验时只须用双头线按实验电路图搭接即可。实验箱上的输入模拟开关、输出负载指示、拔码开关、数码管、及继电器主要用于基本指令的学习。综合实验可通过实验演示屏进行，这样比较直观，易于理解。四、输入/输出接口的使用方法PLC实验指导书（SIMATICS7-200-CPU224）61、输入接口：将输入接口的相应端口，根据需要与钮子开关或按钮用双头线相连。输入接口的控制端1M或2M接24V，钮子开关或按钮的公共端接0V。这样，当开关闭合或按下按钮时，相应端口的输入指示灯就会点亮，表示有输入到PLC。2、输出接口：将输出接口的相应端口，根据需要接发光二极管，输出接口的控制端1L或2L或3L接0V，发光二极管的公共端接24V。这样当PLC的相应的输出端口有输出时，所接的发光二极管点亮。第二章Micro/WinV3.2的安装与使用SIEMENSS7-200系列可编程序控制器的编译调试软件为Micro/WinV3.2。下面介绍该软件的安装与使用。一、软件的安装PLC实验指导书（SIMATICS7-200-CPU224）71、安装PC/PPIcable通信连接软件。2、查看端口设置是否成功，并记住端口号COM？。（在编译软件step7中通信设置中使用。）PLC实验指导书（SIMATICS7-200-CPU224）83、在我们提供的光盘中的MicroWINV32目录下找到Setup.exe文件，运行Setup.exe，开始安装。安装向导将引导你完成整个安装过程。4、安装完成后，在桌面上会创建一个快捷方式。二、软件的使用1、双击桌面上的快捷方式，启动程序。2、先用编程电缆将电脑的串口和PLC主机的通讯口1连接起来，并打开实验箱电源。3、软件通讯连接。PLC实验指导书（SIMATICS7-200-CPU224）9PLC实验指导书（SIMATICS7-200-CPU224）104、从文件菜单中点击新建命令，输入程序，并保存为“*.MWP”的项目文件。5、在PLC菜单下选择编译，检查程序语法正确与否，直至没有错误。6、点击文件菜单下下载。7、再选择PLC菜单下运行命令，就可以运行你自已的程序了。8、在运行模式中，你可以选择调试菜单下程序状态，来查看各输入输出端口、内部触点的运行状态，以确定程序设计是否正确，提高你的调试效率。9、软件使用图示：PLC实验指导书（SIMATICS7-200-CPU224）11以上是该软件的快速使用指南。如想深入了解该软件的其他功能，请参阅帮助菜单下的帮助文档，那里有更详细的说明。触点线圈指令盒连线控制指令数编译全部编译上载下载运行程序状态监控停止PLC实验指导书（SIMATICS7-200-CPU224）12第三章PLC控制实验实验一基本指令实验一、实验目的1、掌握常用基本指令的使用方法。2、学会用基本逻辑与、或、非等指令实现基本逻辑组合电路的编程。3、熟悉编译调试软件的使用。二、实验器材PC机一台、PLC实验箱一台、编程电缆一根、导线若干三、实验内容SIEMENSS7-200系列可编程序控制器的常用基本指令有10条。本次实验进行常用基本指令LD、LDN、A、AN、NOT、O、ON、ALD、OLD、=指令的编程操作训练。先简要介绍如下：1、取指令指令符：LD梯形图符：数据：接点号。除了数据通道之外，PC的其余继电器号都可以。功能：读入逻辑行（又称为支路）的第一个常开接点。2、取反指令指令符：LDN梯形图符：数据：同LD指令功能：读入逻辑行的第一个常闭接点。在梯形图中，每一逻辑行必须以接点开始，所以必须使用LD或LDN指令。此外，这条指令还用于电路块中每一支路的开始，或分支点后分支电路的起始，并与其它一此指令配合使用。3、与指令指令符：A梯形图符：数据：接点号。PLC实验指导书（SIMATICS7-200-CPU224）13功能：逻辑与操作，即串联一个常开接点。4、与非指令指令符：AN梯形图符：数据：接点号，同A指令。功能：逻辑与非操作，即串联一个常闭接点。5、或指令指令符：O梯形图符：数据：接点号，范围同A指令。功能：逻辑或操作，即并联一个常开接点。6、或非指令指令符：ON梯形图符：数据：接点号，范围同A指令。功能：逻辑或非操作，即并联一个常闭接点。7、非指令指令符：NOT梯形图符：数据：接点号，范围同A指令。功能：逻辑或非操作，即并联一个常闭接点。8、输出指令指令符：=梯形图符：数据：继电器线圈号。功能：将逻辑行的运算结果输出。9、电路块与指令指令符：ALD梯形图符：无数据：无功能：将两个电路块串联起来。10、电路块或指令指令符：OLD梯形图符：无PLC实验指导书（SIMATICS7-200-CPU224）14数据：无功能：将两个电路块并联起来。说明：LD、A、O：称为常开触点指令；LDN、AN、ON：称为常闭触点指令；当位值为1时，常开触点闭合；当位值为0时，常闭触点闭合。四、实验步骤1、实验前，先用下载电缆将PC机串口与S7-200-CPU224主机的PORT1端口连好，然后对实验箱通电，并打开24V电源开关。主机和24V电源的指示灯亮，表示工作正常，可进入下一步实验。2、进入编译调试环境，用指令符或梯形图输入下列练习程序。3、根据程序，进行相应的连线。（接线可参见第一章中“输入/输出端口的使用方法”）4、下载程序并运行，观察运行结果。练习1：Network1LDI0.0OQ0.0ANI0.1=Q0.0练习2：Network1LDI0.0AI0.1ONI0.2=Q0.0练习3：在程序中要将两个程序段（又叫电路块）连接起来时，需要用电路块连接指令。每个电路块都是以LD或LDN指令开始。PLC实验指导书（SIMATICS7-200-CPU224）15ALD指令：Network1LDI0.0AI0.1LDI0.2ANI0.3OLD=Q0.0OLD指令：Network1LDI0.0AI0.1LDNI0.2ANI0.3OLDLDI0.4ANI0.5OLD=Q0.0实验二定时器及计数器指令实验一、实验目的1、掌握常用定时指令的使用方法。2、掌握计数器指令的使用3、掌握定时器/计数器内部时基脉冲参的设置。4、熟悉编译调试软件的使用。二、实验器材PC机一台、PLC实验箱一台、编程电缆一根、导线若干三、实验内容及步骤1、定时器指令PLC实验指导书（SIMATICS7-200-CPU224）16指令符：TONxx梯形图符：数据：xx（37）：为选定的定时器号；PT（+10）：是定时器的设定值，用4位十进制数表示，定时单位为0.1秒，所以最低位是十分位。例如定时5秒的设定值是+50。定时范围是0.1～3276.7秒。功能：定时时间到接通定时器接点。1.接通延时定时器用于单一时间间隔的定时。2.上电周期或首次扫描时，定时器位为OFF，当前值为0。3.输入端接通时，定时器位为OFF，当前值从0开始计时，当前值达到设定值时，定时器位为ON，当前值仍连续计数到32767。4.输入端断开，定时器自动复位，即定时器位为OFF，当前值为0。。定时器相当于时间继电器。在电源掉电时，定时器复位。2、计数器指令指令符：CTU、CT