可编程控制器S7-1200-实验指导书

《可编程控制器S7-1200》实验指导书郝武帮编适用专业：电气工程及其自动化自动化云南民族大学电气信息工程学院2013年1月前言S7-1200可编程序控制器教学实验台是最基本的开关量实验板，它由DGPLC1-X1、DGPLC2和DGPLC4三块实验板们组成。DGPLC1-X1为S7-1200CPU1214C；DGPLC2为开关量实验板，有三个实验区，分别为交通灯实验区、旋转运动实验区、直线运动实验区。DGPLC2实验板有两个实验区和两个辅助信号实验区，分别为输料线实验区、混料罐实验区；现场电气操作辅助信号实验区、常用辅助信号实验区；DGPLC4为变频器实验板，可以实现AI/AO。DGPLC2和DGPLC4实验板在实验时需要有电源板和PLC元件板，电源板提供PLC所需的交流220V工作电源和直流24V输入信号电源及直流5V输出信号电源。PLC主机应该是20点以上、继电器输出形式。DGPLC2和DGPLC4这两块实验板是可编程序控制器开关量控制的对象，是可编程序控制器实验的入门和基础，其实验内容所涉及的指令和程序，都是工程中最典型和常用的，因此这两块实验板在实验台上占有极为重要的位置，是实验台配置中应该优选的实验板。DGPLC2和DGPLC4,其工艺和质量已完全成熟，使得旋转和直线运动模型有了很好的机械性能，基本上可以做到速度调节范围大，机械制动定位效果好，确实可以保证相应实验内容的完美实现。DGPLC2上增加了现场电气操作辅助信号实验区，可以将实验内容进一步推向工程现场化。以往提供的实验参考程序仅仅是基本动作的实现，并未考虑现场实际使用的问题；在增加了这个操作信号区后，使得实验系统更贴近生产设备现场实际，给学生增加现场操作的概念和思想，毕竟现场要有手动、自动等操作方式，要有暂停、有急停等功能，还要考虑保护和防止误操作等因素，要考虑维修和调试的方便，使学生知道电器柜操作面板上最基本的布局。本实验任务书适合各种S7-1200PLC机型，程序中I/O分配仅供参考，用户可以自行补充或修改。目录§2-1实验设备的使用及维护…………………………………………1§2-2基本实验实验一STEP7Basic认知实验……………………………2实验二基本逻辑指令实验…………………………………3实验三计时器指令实验……………………………………7实验四计数器指令实验……………………………………10实验五微分指令、锁存器指令实验………………………15实验六位移指令实验………………………………………18实验七特殊功能指令实验…………………………………25§2-3应用实验实验八十字路口交通信号灯控制实验……………………30实验九混料罐控制实验……………………………………39实验十传输线控制实验……………………………………43--1--§2-1实验设备的使用及维护在实验设备制成后或用户使用前,应按下面步骤进行调试和验收：1、检查实验设备是否有机械性损坏。2、接通电源板交流220V电源,使直流24V和5V电源工作。3、用实验线将直流5V正、负极引入到实验板，将5V正极端子分别接到各实验区的输出元件端子(如发光二极管端子、电机正反转端子)上,边点动,边观察负载执行情况。4、接好可编程序控制器工作电源。PLC上COM端接直流24V正极。实验板上的输入元件公共端接直流24V负极。5、用实验导线连接PLC输入端子和各实验区的输入元件端子,随输入元件的执行动作,可观察对应的PLC小发光管发光的状态，判断输入信号的产生情况。6、必要时，可编写简单的程序观察执行动作情况。使用、维护注意事项:区别输入输出元件和信号,实验导线不要接错。认真操作,防止电源短路。实验板上24V和5V电源有短时短路保护功能。直线区应尽量避免滑块在终端停留过长时间。混料区实验板下的丝杠需经常润滑。--2--§2-2基本实验实验一:STEP7Basic认知实验实验学时：2学时实验类型：验证实验要求：必修一、实验目的:掌握STEP7Basic软件,熟悉STEP7Basic的项目视图。二、实验设备:1.XF-PLC-SYT可编程序控制器教学实验台2.编程器或计算机及编程软件三、实验任务:1.参考《S7-1200PLC编程及应用》第2章2.3硬件组态（第21页至第33页）进行硬件组态练习。2.参考《S7-1200PLC编程及应用》第3章3.3、3.4和3.5节（第43页至第61页）内容，操作STEP7Basic的项目视图。--3--实验二:基本逻辑指令实验实验学时：2学时实验类型：验证实验要求：必修一、实验目的:掌握可编程序控制器的操作方法,熟悉基本指令以及实验设备的使用方法。二、实验设备:1.XF-PLC-SYT可编程序控制器教学实验台2.编程器或计算机及编程软件3.选电源板、PLC元件板、TS1和TS2实验板三、基本接线:1.DGPLC1-X1实验板接线1）L、N接外部电源220VAC；2）S7-1200工作电源，接24VDC电源“+”接“+”，“-”接“-”。3）PLC开关量输出端，接24VDC电源“+”极。4）继电器线圈公共端，接24VDC电源“—”极。5）继电器触点公共端，接5VDC电源“+”极。6）PLC开关量输入端和模拟量输入端，即1M和2M接24VDC电源“+”极。2.DGPLC2开关量实验板接线1）实验板电源接5VDC电源“+”极。2）实验板负极1接5VDC电源“-”极。3）实验板负极2接24VDC电源“-”极。四、实验任务:按照下面给出的控制要求编写梯形图程序,输入到可编程序控制器中运行,根据运行情况进行调试、修改程序,直到通过为止。梯形图参考程序见附本。1、走廊灯两地控制1)I/O分配:(输入、输出端子编号由用户根据机型补写完整)输入信号信号元件及作用元件或端子位置01楼下开关楼上开关开关信号区开关信号区输出信号控制对象及作用元件或端子位置0走廊灯声光显示区2)电气原理图--4--3）参考程序4）接线方式：（1）SB1（I0.0）和SB2（I0.1）分别接开关信号区的拨动开关“0”和“1”.（2）PLC开关量输出端Q0.0接PLC晶体管输出端信号的IN0；（3）PLC继电器输出端信号的OUT0接声光显示区的LED。2、走廊灯三地控制I/O分配:输入信号信号元件及作用元件或端子位置012走廊东侧开关走廊中间开关走廊西侧开关开关信号区开关信号区开关信号区输出信号控制对象及作用元件或端子位置0走廊灯声光显示区--5--3、圆盘正反转控制1）I/O分配:输入信号信号元件及作用元件或端子位置012正转信号按钮反转信号按钮停止信号按钮直线区任选直线区任选直线区任选输出信号控制对象及作用元件或端子位置01电机正转电机反转旋转区正转端子旋转区反转端子2)电气原理图3）参考程序--6--4）接线方式：（1）SB1（I0.0）、SB2（I0.1）和SB3（I0.2）分别接直线区的按钮开关“0”、“1”和“3”.（2）PLC开关量输出端Q0.0和Q0.1分别接PLC晶体管输出端信号的IN0和IN1；（3）PLC继电器输出端信号的OUT0和OUT1分别接旋转区的正转端子和反转端子。4、小车直线行驶正反向自动往返控制I/O分配:输入信号信号元件及作用元件或端子位置0123456停止信号按钮正转信号按钮反转信号按钮左限位光电开关左光电开关右光电开关右限位光电开关直线区任选直线区任选直线区任选直线区左数第一个直线区左数第二个直线区左数第三个直线区左数第四个输出信号控制对象及作用元件或端子位置01电机正转电机反转旋转区正转端子旋转区反转端子--7--实验三:计时器指令实验实验学时：2学时实验类型：验证实验要求：必修一、实验目的:熟悉计时器指令以及实验设备的使用方法。二、实验设备:略。三、基本接线:1.DGPLC1-X1实验板接线1）L、N接外部电源220VAC；2）S7-1200工作电源，接24VDC电源“+”接“+”，“-”接“-”。3）PLC开关量输出端，接24VDC电源“+”极。4）继电器线圈公共端，接24VDC电源“—”极。5）继电器触点公共端，接5VDC电源“+”极。6）PLC开关量输入端和模拟量输入端，即1M和2M接24VDC电源“+”极。2.DGPLC2开关量实验板接线1）实验板电源接5VDC电源“+”极。2）实验板负极1接5VDC电源“-”极。3）实验板负极2接24VDC电源“-”极。四、实验任务:按照下面给出的控制要求编写梯形图程序。1、接通延时控制1）时序图输入0ON┌──────────┐OFF─┘└────输出0ON│2秒┌───────┐OFF────┘└────2）电路图：图3-1--8--3）参考程序：4）接线方式：（1）I0.0接开关信号区的拨动开关“0”。（2）PLC开关量输出端Q0.0接PLC晶体管输出端信号的IN0。（3）PLC继电器输出端信号的OUT0声光显示区的LED。2、断电延时控制输入0ON┌──────┐OFF─┘└────────输出0ON┌──────────┐OFF─┘│2秒└────3、通电断电延时控制输入0ON┌──────────┐OFF─┘└────输出0ON│2秒┌───────────┐OFF────┘│2秒└4、闪光报警控制1）时序图输入0ON┌──────────┐OFF─┘└────输出0ON┌┐┌┐┌┐┌┐OFF─┘└─┘└─┘└─┘└─────1秒2秒I/O分配:输入信号信号元件及作用元件或端子位置0开关开关信号区输出信号控制对象及作用元件或端子位置0信号灯及蜂鸣器声光显示区--9--2）电路图：同图3-13）参考程序：4）接线方式：（1）I0.0接开关信号区的拨动开关“0”。（2）PLC开关量输出端Q0.0接PLC晶体管输出端信号的IN0。（3）PLC继电器输出端信号的OUT0声光显示区的LED。--10--实验四:计数器指令实验实验学时：2学时实验类型：验证实验要求：必修一、实验目的:熟悉计数器指令。二、基本接线:1.DGPLC1-X1实验板接线1）L、N接外部电源220VAC；2）S7-1200工作电源，接24VDC电源“+”接“+”，“-”接“-”。3）PLC开关量输出端，接24VDC电源“+”极。4）继电器线圈公共端，接24VDC电源“—”极。5）继电器触点公共端，接5VDC电源“+”极。6）PLC开关量输入端和模拟量输入端，即1M和2M接24VDC电源“+”极。2.DGPLC2开关量实验板接线1）实验板电源接5VDC电源“+”极。2）实验板负极1接5VDC电源“-”极。3）实验板负极2接24VDC电源“-”极。三、实验任务:按照下面给出的控制要求编写梯形图程序。1、按钮计数控制1）时序图按钮按下3次,信号灯亮;再按2次,灯灭。输入0ON┌┐┌┐┌┐┌┐┌┐┌OFF─┘└─┘└─┘└─┘└─┘└─┘输出0ON┌─────┐OFF───────┘└────2）I/O分配:输入信号信号元件及作用元件或端子位置0按钮直线区任选输出信号控制对象及作用元件或端子位置0信号灯及蜂鸣器声光显示区3）电路图：同图3-14）参考程序--11--5）接线方式：（1）I0.0接开关信号区的直线区按钮开关“0”。--12--（2）PLC开关量输出端Q0.0接PLC晶体管输出端信号的IN0。（3）PLC继电器输出端信号的OUT0声光显示区的LED或蜂鸣器。2、用计数器构成计时器(有断电记忆功能)输入0ON┌───────────┐OFF─┘└───TIM000ON┌┐┌┐┌┐┌┐┌┐┌OFF─┘└─┘└─┘└─┘└─┘└─┘扫描周期→││←→││←计时器设定值输出0ON│N秒(次)┌────┐OFF───────┘└───I/O分配:输入信号信号元件及作用元件或端子位置0开关开关信号区输出信号控制对象及作用元件或端子位置0信号灯及蜂鸣器声光显示区3.圆盘旋转计数、计时控制圆盘电机起动后,旋转一周(对应光电开关产生8个计数脉冲)后,停1秒,然后再转一周……,以此规律重复,直到按下停止按钮时为止。1）I/O分配:输入信号信号元件及作用元件或端子位