1、1目 录第一章 概 述 3一、PLC 的分类及特点 .3二、PLC 的结构与工作原理 .5三、S7-200 PLC 的硬件组成及指令系统 .6四、PLC 控制系统的设计与故障诊断 .8五、PLC 的应用及展望 .9第二章 实训项目 11PLC 基本技能实操 .11实训一 PLC 认知实训 .11实训二 典型电动机控制实操 15实训三 数码显示控制 18实训四 抢答器控制 21实训五 音乐喷泉控制 24实训六 装配流水线控制 27实训七 十字路口交通灯控制 30实训八 水塔水位控制 33实训九 天塔之光控制 36实训十 自动配料装车系统控制 39实训十一 四节传送带控制 43实训十二 多种液体混
2、合装置控制 46实训十三 自动售货机控制 49实训十四 自控轧钢机控制 53实训十五 邮件分拣机控制 57实训十六 自控成型机控制 60实训十七 机械手控制 63实训十八 加工中心控制 66实训十九 三层电梯控制 70实训二十 四层电梯控制 74实训二十一 自动洗衣机控制 79实训二十二 电镀生产线控制 83PLC 实物控制实训 .87实训二十三 直线运动位置检测、定位控制 87实训二十四 步进电机控制 90实训二十五 直流电机控制 93实训二十六 温度 PID控制 96PLC 高级技能实训 .99实训二十七 基于 PLC的 C620普通车床电气控制 99实训二十八 基于 PLC的 C6140
3、普通车床电气控制 103实训二十九 基于 PLC的 C620普通车床两地电气控制 107实训三十 基于 PLC的 M7130K平面磨床电气控制 1112实训三十一 基于 PLC的 Z3040摇臂钻床电气控制 115实训三十二 基于 PLC的 X62W万能铣床电气控制 120实训三十三 基于 PLC的液压滑台式自动攻螺纹机电气控制 126实训三十四 基于 PLC的运行小车电气控制 129PLC、变频器、触摸屏综合应用技能实训 .132实训三十五 变频器功能参数设置与操作 132实训三十六 外部端子点动控制 137实训三十七 变频器控制电机正反转 139实训三十八 多段速度选择变频器调速 141实
4、训三十九 变频器无级调速 143实训四十 外部模拟量（电压/电流）方式的变频调速控制 145实训四十一 瞬时停电启动控制 147实训四十二 PID 变频调速控制 .149实训四十三 基于 PLC的变频器外部端子的电机正反转控制 151实训四十四 基于 PLC数字量方式多段速控制 153实训四十五 基于 PLC模拟量方式变频开环调速控制 155实训四十六 基于 PLC模拟量方式变频恒压供水模拟控制 157实训四十七 基于 PLC通信方式的变频开环调速 159实训四十八 基于 PLC通信方式的速度闭环定位控制 163实训四十九 基于 PLC模拟量方式的变频闭环调速 166实训五十 基于触摸屏控制方
5、式的基本指令编程练习 169实训五十一 基于触摸屏控制方式的数码显示控制 171实训五十二 基于触摸屏控制方式的温度 PID控制 173实训五十三 PLC、触摸屏及变频器通信控制 175PLC 工业通讯网络技能实训 176实训五十四 PPI 网络的组建 .176实训五十五 PPI 网络的 MCGS组态监控 .179实训五十六 PROFIBUS-DP 网络的组建 .183实训五十七 PROFIBUS-DP 网络的 MCGS组态监控 .186实训五十八 Ethernet 网络的组建 .189实训五十九 Ethernet 网络的 MCGS组态监控 .193附录一 STEP7 MicroWIN 软件使
6、用入门 .197附录二 PLC 仿真实训软件使用帮助 .204附录三 MCGS 工控组态软件使用说明书 .206附录四 S7-200 PLC 指令集 .215附录五 EasyBuilder500 软件的使用说明 .217附录六 THPFSM-1 型 可编程控制器实训装置使用说明书 .223附录七 THPFSM-2 型 网络型可编程控制器综合实训装置 使用说明书 .2293第一章 概 述一、 PLC的分类及特点可编程控制器简称 PLC（Programmable Logic Controller） ，在 1987年国际电工委员会（International Electrical Committee
7、）颁布的 PLC标准草案中对 PLC做了如下定义：PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。(一) PLC的分类按产地分，可分为日系、欧美、韩台、大陆等。其中日系具有代表性的为三菱、欧姆龙、松下、光洋等；欧美系列具有代表性的为西门子、A-B、通用电气、德州仪表等；韩台系列具有代表性的为 LG、台达等；大陆系列具有代
8、表性的为合利时、浙江中控等；按点数分，可分为大型机、中型机及小型机等。大型机一般 I/O点数2048 点；具有多 CPU，16 位/32 位处理器，用户存储器容量 816K，具有代表性的为西门子 S7400 系列、通用公司的 GE系列等；中型机一般 I/O点数为 2562048 点；单/双 CPU，用户存储器容量 28K，具有代表性的为西门子 S7300 系列、三菱 Q系列等；小型机一般 I/O点数256 点，单 CPU，8 位或 16位处理器，用户存储器容量 4K字以下，具有代表性的为西门子 S7-200系列、三菱 FX系列等；按结构分，可分为整体式和模块式。整体式 PLC是将电源、CPU、
9、I/O 接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低的特点；小型 PLC一般采用这种整体式结构。模块式 PLC由不同 I/O点数的基本单元（又称主机）和扩展单元组成。基本单元内有 CPU、I/O 接口、与 I/O扩展单元相连的扩展口，以及与编程器或 EPROM写入器相连的接口等；扩展单元内只有 I/O和电源等，没有 CPU；基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接；整体式 PLC一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展。这种模块式 PLC的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型 PLC一般采用模块式结
10、构。还有一些 PLC将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式 PLC。按功能分，可分为低档、中档、高档三类。低档 PLC 具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能；还可有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能；主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。中档 PLC除具有低档 PLC的功能外，还具有较强的模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程 I/O、子程序、通信联网等功能；有些还可增设中断控制、PID 控制等功能，适用于复杂控制系统。高档 PLC除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方
11、根运算及其它特殊功能函数的运算、制表及表格传送功能等；高档 PLC机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控4制系统，实现工厂自动化。(二) PLC的特点1. 可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC 由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。一些使用冗余 CPU的 PLC的平均无故障工作时间则更长。从 PLC的机外电路来说，使用 PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC 带有硬件故障自我检测功能，出
12、现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除 PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。2. 配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代 PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来 PLC的功能单元大量涌现，使 PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC 等各种工业控制中。加上 PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用 PLC组成各种控制系统变得非常容易。3. 易学易用，
13、深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用 PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。4. 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。5. 体积小，
14、重量轻，能耗低以超小型 PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。(三) PLC的应用领域目前，PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。1. 开关量的逻辑控制这是 PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。2. 模拟量控制在工
15、业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都5是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的 A/D转换及 D/A转换。PLC 厂家都生产配套的 A/D和 D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。3. 运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量 I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要 PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。4.
16、过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID 调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型 PLC都有 PID模块，目前许多小型 PLC也具有此功能模块。PID 处理一般是运行专用的 PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。5. 数据处理现代 PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算） 、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的
17、智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。6. 通信及联网PLC通信含 PLC间的通信及 PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各 PLC厂商都十分重视 PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的 PLC都具有通信接口，通信非常方便。二、 PLC的结构与工作原理PLC的结构PLC的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同，但结构与工作原理则大同小异，通常由主机、输入/输出接口、电源、编程器扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。7. 主机输
18、入模块 CPU模 块输出模块可 编 程 序 控 制 器编 程 装 置接 触 器电 磁 阀指 示 灯电 源 电 源 限 位 开 关选 择 开 关按 钮 6主机部分包括中央处理器（CPU） 、系统程序存储器和用户程序及数据存储器。CPU 是PLC的核心，它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理，即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作，将结果送到输出端，并响应外部设备（如编程器、电脑、打印机等）的请求以及进行各种内部判断等。PLC 的内部存储器有两类，一类是系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序，系统程序已由厂家固定，用户不能更改；另
19、一类是用户程序及数据存储器，主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果。8. 输入/输出（I/O）接口I/O接口是 PLC与输入/输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备（如按钮、传感器、触点、行程开关等）的控制信号。输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备（如接触器、电磁阀、指示灯等） 。I/O 接口一般采用光电耦合电路，以减少电磁干扰，从而提高了可靠性。I/O 点数即输入/输出端子数是 PLC的一项主要技术指标，通常小型机有几十个点，中型机有几百个点，大型机将超过千点。9. 电源图中电源是指为 CPU、存储器、I/O 接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳压电源，
20、通常也为输入设备提供直流电源。10. 编程器编程器是 PLC的一种主要的外部设备，用于手持编程，用户可用以输入、检查、修改、调试程序或监示 PLC的工作情况。除手持编程器外，还可通过适配器和专用电缆线将 PLC与电脑联接，并利用专用的工具软件进行电脑编程和监控。11. 输入/输出扩展单元I/O扩展接口用于连接扩充外部输入/输出端子数的扩展单元与基本单元（即主机） 。12. 外部设备接口此接口可将编程器、打印机、条码扫描仪等外部设备与主机相联，以完成相应的操作。PLC的工作原理PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在 PLC运行时，CPU 根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器
21、中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。PLC的扫描一个周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。PLC在输入采样阶段：首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。PLC在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，执行的结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所
22、有的内容随着程序的执行而改变。输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送7至输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。三、 S7-200 PLC的硬件组成及指令系统硬件组成S7-200CPU将一个微处理器、一个集成电源和数字量 I/O点集成在一个紧凑的封装中，从而形成了一个功能强大的微型 PLC，具体见下图：S7-200CPU模块包括一个中央处理器（CPU） 、电源以及 I/O点，这些都被集成在一个紧凑、独立的设备中。CPU负责执行程序和存储数据，以便对工业自动控制任务或过程进行控制输入和输出时系统的控制点：输入部分从现
23、场设备中（例如传感器或开关）采集信号，输出部分则控制泵、电机、指示灯以及工业过程中的其他设备。电源向 CPU及所连接的任何模块提供电力支持。通信端口用于连接 CPU与上位机或其他工业设备状态信号灯显示了 CPU工作模式，本机 I/O的当前状态，以及检查出的系统错误指令系统1. 标准触点指令LE常开触点指令，表示一个与输入母线相连的动合接点指令，即动合接点逻辑运算起始。LDN常闭触点指令，表示一个与输入母线相连的动断接点指令，即动断接点逻辑运算起始。A 与带开触点指令，用于单个动合接点的串联。AX 与非常闭触点指令，用于单个动断开接点的串联。O 或常开触点指令，用于单个动合接点的并联。ON 或非
24、常闭触点指令，用于单个动断接点的并联。LD、LDN、A、AN、O、ON 触点指令中变量的数据类型为布尔(BOOC)型。LD、LDN 两条指令用于将接点接到母线上，A、AN、O、ON 指令均多次重复使用，但当需要对两个以上接8点串联连接电路块的并联连接时，要用后述的 OLDB指令。2. 串联电路块的并联连接指令 OLD两个或两个以上的接点串联连接的电路叫串联电路块。串联电路块并联连接时，分支开始用 LD、LDN 指令，分支结束用 OLD指令。OLD 指令与后述的 ALD指令均为无目标元件指令，而两条无目标元件指令的步长都为一个程序步。OLD 有时也简称或块指令。3. 并联电路的串联连接指令 AL
25、D两个或两个以上接点并联电路称为并联电路块，分支电路并联电路块与前面电路串联连接时，使用 ALD指令。分支的起点用 LD、LDN 指令，并联电路结束后，使用 ALD指令与前面电路串联。ALD 指令也简称与块指令，ALD 也是无操作目标元件，是一个程序步指令。4. 输出指令(=)输出指令与线圈相对应，驱动线圈的触点电路接通时，线圈流过“能流” ，输出类指令应放在梯形图的最右边，变量为 Bool型。5. 置位与复位指令 S、RS为置位指令，使动作保持；R 为复位指令，使操作保持复位。从指定的位置开始的N个点的映像寄存器都被置位或复位,N=1255 如果被指定复位的是定时器位或计数器位,将清除定时器
26、或计数器的当前值。6. 跳变触点 EU,ED正跳变触点检测到一次正跳变(触点得输入信号由 0到 1)时,或负跳变触点检测到一次负跳变(触点得输入信号由 1到 0)时,触点接通到一个扫描周期.正/负跳变的符号为 EU和 ED,他们没有操作数,触点符号中间的“P”和“N”分别表示正跳变和负跳变7. 空操作指令 NOPNOP指令是一条无动作、无目标元件的 1程序步指令。空操作指令使该步序为空操作。用 NOP指令替代已写入指令，可以改变电路。在程序中加入 NOP指令，在改动或追加程序时可以减少步序号的改变。8. 程序结束指令 ENDEND是一条无目标元件的 1程序步指令。PLC 反复进行输入处理、程序
27、运算、输出处理，若在程序最后写入 END指令，则 END以后的程序就不再执行，直接进行输出处理。在程序调试过程中，按段插入 END指令，可以按顺序扩大对各程序段动作的检查。采用 END指令将程序划分为若干段，在确认处于前面电路块的动作正确无误之后，依次删去 END指令。要注意的是在执行 END指令时，也刷新监视时钟。四、 PLC控制系统的设计与故障诊断1. 分析被控对象分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电之间的配合，确定被控对象对 PLC控制系统的控制要求。根据生产的工艺过程分析控制要求。如需要完成的动作(动作顺序、动作条件、必须的保护和连锁等)、操作方式(手动、自动、连续、单
28、周期、单步等)2. 确定输入/输出设备根据系统的控制要求，确定系统所需的输入设备（如：按钮、位置开关、转换开关等）9和输出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯等） 。据此确定 PLC的 I/O点数。3. 选择 PLC包括 PLC的机型、容量、I/O 模块、电源的选择。4. 分配 I/O点分配 PLC的 I/O点，画出 PLC的 I/O端子与输入/输出设备的连接图或对应表。 （可结合第 2步进行） 。5. 设计软件及硬件进行 PLC程序设计，进行控制柜（台）等硬件及现场施工。由于程序与硬件设计可同时进行，因此 PLC控制系统的设计周期可大大缩短，而对于继电器系统必须先设计出全部的电气控制电路后才
29、能进行施工设计。其中 PLC程序设计的一般步骤在上一课题中已进行介绍。其中硬件设计及现场施工的步骤如下：1) 设计控制柜及操作面板电器布置图及安装接线图。2) 设计控制系统各部分的电气互连图。3) 根据图纸进行现场接线，并检查。6. 联机调试联机调试是指将模拟调试通过的程序进行在线统调。7. 整理技术文件包括设计说明书、电气安装图、电气元件明细表及使用说明书等。五、 PLC的应用及展望1. PLC的国内外状况世界上公认的第一台 PLC是 1969年美国数字设备公司（DEC）研制的。限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的 PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及
30、定时、计数功能。20 世纪 70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使 PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的 PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。20世纪 70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID 功能及极高的性价比奠定了它在
31、现代工业中的地位。20 世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，10生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在
32、机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了 PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的 CF系列、杭州机床电器厂生产的 DKK及 D系列、大连组合机床研究所生产的 S系列、苏州电子计算机厂生产的 YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的 PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，
33、PLC 在我国将有更广阔的应用天地。2. PLC未来展望21世纪，PLC 会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控
34、制器技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统 DCS（Distributed Control System）中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。11第二章 实训项目PLC基本技能实操实训一 PLC 认知实训一、 实训目的1.了解 PLC软硬件结构及系统组成2.掌握 PLC外围直流控制及负载线路的接法及上位计算机与 PLC通信参数的设置二、 实训设备序号 名 称 型号与规格 数量 备注1 可编程控制器实训装置 THPFSM-1/2 12 实训导线 3号 若干3 PC/PP
35、I通讯电缆 1 西门子4 计算机 1 自备三、 PLC外形图四、 控制要求121. 认知西门子 S7-200系列 PLC的硬件结构，详细记录其各硬件部件的结构及作用；2. 打开编程软件，编译基本的与、或、非程序段，并下载至 PLC中；3. 能正确完成 PLC端子与开关、指示灯接线端子之间的连接操作； 4. 拨动 K0、K1，指示灯能正确显示；五、 功能指令使用及程序流程图1. 常用位逻辑指令使用标准触点常开触点指令（LD、A 和 O）与常闭触点（LDN、AN、ON）从存储器或过程映像寄存器中得到参考值。当该位为 1时，常开触点闭合；当该位为 0时，常闭触点为 1； 输出输出指令（=）将新值写入
36、输出点的过程映像寄存器。当输出指令执行时，S7-200 将输出过程映像寄存器中的位接通或断开。与逻辑：如上所示：I0.0、I0.1 状态均为 1时，Q0.0 有输出；当 I0.0、I0.1 两者有任何一个状态为 0，Q0.0 输出立即为 0。或逻辑：如上所示：I0.0、I0.1 状态有任意一个为 1时，Q0.1 即有输出；当I0.0、I0.1 状态均为 0，Q0.1 输出为 0。非逻辑：如上所示：I0.0、I0.1 状态均为 0时，Q0.2 有输出；当 I0.0、I0.1 两者有任何一个状态为 1，Q0.2 输出立即为 0。2. 程序流程图13六、 端口分配及接线图1. I/O端口分配功能表序
37、号 PLC地址（PLC端子） 电气符号（面板端子） 功能说明1. I0.0 K0 常开触点 012. I0.1 K1 常开触点 023. Q0.0 L0 “与”逻辑输出指示4. Q0.1 L1 “或”逻辑输出指示5. Q0.2 L2 “非”逻辑输出指示6. 主机 1M、面板 V+接电源+24V 电源正端7. 主机 1L、2L、3L、面板 COM接电源GND 电源地端2. 控制接线图七、 操作步骤1. 按下图连接上位计算机与 PLC；142. 按“控制接线图”连接 PLC外围电路；打开软件，点击 ，在弹出的对话框中选择“PC/PPI 通信方式” ，点击 ，设置 PC/PPI属性；3. 点击 ，在
38、弹出的对话框中，双击 ，搜寻 PLC，寻找到 PLC后，选择该 PLC；至此，PLC 与上位计算机通信参数设置完成；4. 编译实训程序，确认无误后，点击 ，将程序下载至 PLC中，下载完毕后，将PLC模式选择开关拨至 RUN状态。5. 将 K0、K1 均拨至 OFF状态，观察记录 L0指示灯点亮状态；6. 将 K0拨至 ON状态，将 K1拨至 OFF状态，观察记录 L1指示灯点亮状态；7. 将 K0、K1 均拨至 ON状态，观察记录 L2指示灯点亮状态；八、 实训总结1. 详细描述 S7-200PLC的硬件结构2. 总结出上位计算机与 S7-200PLC通信参数的设置方法九、 示例程序（参见配
39、套光盘）15实训二 典型电动机控制实操一、实训目的1. 掌握 PLC外围直流控制及交流负载线路的接法及注意事项2. 掌握用 PLC控制电机运行状态的方法二、实训设备序号 名 称 型号与规格 数量 备注1 可编程控制器实训装置THPFSM-1/2 12 电机实操单元 B20 13 实训导线 3号转 4号 若干4 PC/PPI通讯电缆 1 西门子5 计算机 1 自备三、面板图四、控制要求1. 点动控制（图一）每按动启动按钮 SB1一次，电动机作星形连接运转一次。2. 自锁控制（图一）按启动按钮 SB1，电动机作星形连接启动，只有按下停止按钮 SB2时电机才停止运转。3. 联锁正反转控制（图一）按启
40、动按钮 SB1，电动机作星形连接启动，电机正转；按启动按钮 SB2，电动机作星形连接启动，电机反转；在电机正转时，反转按钮 SB2被屏蔽，在电机反转时，反转按钮16SB1被屏蔽；如需正反转切换，应首先按下停止按钮 SB3，使电机处于停止工作状态，方可对其做旋转方向切换。4. 延时正反转控制（图一）按启动按钮 SB1，电动机作星形连接启动，电机正转，延时 10S后，电机反转；按启动按钮 SB2，电动机作星形连接启动，电机反转，延时 10S后，电机正转；电机正转期间，反转启动按钮无效，电机反转期间，正转启动按钮无效；按停止按钮 SB3，电机停止运转。5. 星/三角换接启动控制（图二）按启动按钮 S
41、B1，电动机作星形连接启动；6S 后电机转为三角形方式运行；按下停止按钮 SB3，电机停止运行。五、功能指令使用及程序流程图1. 定时器指令使用S7-200 CPU提供了 256个定时器，共分为三种类型：TON（接通延时定时器）：输入端通电后，定时器延时接通；TONR（有记忆接通延时定时器）：输入端通电时定时器计时，断开时计时停止；除非复位端接通，计时值累计；TOF（断开延时定时器）：输入端通电时输出端接通，输入端断开时定时器延时关断。定时器对时间间隔进行计数，时间间隔又称分辨率（或时基） ，S7-200 CPU提供三种定时器分辨率：1ms、10ms、100ms。定时器类型 分辨率/ms 最长
42、定时值/s 定时器号1 32.767 T0,T6410 327.67 T1T4，T65T68TONR100 3276.7 T5T31，T69T951 32.767 T32,T9610 327.67 T33T36，T97T100TON、TOF100 3276.7 T37T63，T101T2552. 程序流程图17六、端口分配及接线图1.I/O端口分配功能表序号 PLC地址（PLC 端子） 电气符号（面板端子） 功能说明1. I0.0 SB1 正转启动2. I0.1 SB2 反转启动3. I0.2 SB3 停止4. Q0.0 KM1 继电器 015. Q0.1 KM2 继电器 026. Q0.2
43、KM3 继电器 037. 主机输入端 1M、面板开关公共端 COM接电源+24V 输入规格8. 主机输出端 1L、2L、3L、接交流电源L 输出规格2.控制接线图18七、操作步骤1. 按控制接线图连接控制回路与主回路；2. 将编译无误的控制程序下载至 PLC中，并将模式选择开关拨至 RUN状态；3. 分别拨动 SB1SB3，观察并记录电机运行状态4. 尝试编译新的控制程序，实现不同于示例程序的控制效果。八、实训总结尝试从控制接线图分析电机控制电路的工作原理。九、示例程序（参见配套光盘）19实训三 数码显示控制一、实训目的1. 掌握段码指令的使用及编程方法2. 掌握 LED数码显示控制系统的接线
44、、调试、操作方法二、实训设备序号 名 称 型号与规格 数量 备注1 可编程控制器实训装置 THPFSM-1/2 12 实训导线 3号 若干3 PC/PPI通讯电缆 1 西门子4 计算机 1 自备三、面板图硬件模式一： 硬件模式二：四、控制要求1. 硬件模式一：置位启动开关 K0为 ON时，LED 数码显示管依次循环显示0、1、2、39；2. 硬件模式二：置位启动开关 K0为 ON时，LED 数码显示管依次循环显示0、1、2、39、A、B、CF；3. 置位停止开关 K0为 OFF时，LED 数码显示管停止显示，系统停止工作。五、功能指令使用及程序流程图1. 段码指令使用段码指令将 IN中指定的字
45、符（字节）转换生成一个点阵并存入 OUT指定的变量中；如20上所示，当在 IN处写入 2，则输出端 OUT指定的变量 QB0中的值为 0101 1011；当在 IN处写入 5，则输出端 OUT指定的变量 QB0中的值为 0110 1101；具体如下所示：输入 输出 输入 输出 输入 输出 输入 输出0 0011 1111 4 0110 0110 8 0111 1111 C 0011 10011 0000 0110 5 0110 1101 9 0110 0111 D 0101 11102 0101 1011 6 0111 1101 A 0111 0111 E 0111 10013 0100 11
46、11 7 0000 0111 B 0111 1100 F 0111 00012. 程序流程图六、端口分配及接线图1. I/O端口分配功能表序号 PLC 地址（PLC 端子） 电气符号（面板端子） 功能说明1. I0.0 K0 启动/停止2. Q0.0 A 数码控制端子 A3. Q0.1 B 数码控制端子 B4. Q0.2 C 数码控制端子 C5. Q0.3 D 数码控制端子 D6. Q0.4 E 数码控制端子 E（硬件模式二）7. Q0.5 F 数码控制端子 F（硬件模式二）8. Q0.6 G 数码控制端子 G（硬件模式二）9. Q0.7 H 数码控制端子 H（硬件模式二）10.主机输入 1M
47、接电源+24V；模式一：面板面板+5V 接电源+5V ，模式二：V+接电源+24V；电源正端11. 主机 1L、2L、3L、面板 GND接电源GND 电源地端2. 控制接线图21七、操作步骤1. 按控制接线图连接控制回路；2. 将编译无误的控制程序下载至 PLC中，并将模式选择开关拨至 RUN状态；3. 分别拨动启动开关 K0，观察并记录 LED数码管显示状态；4. 尝试编译新的控制程序，实现不同于示例程序的控制效果。八、实训总结1. 尝试分析整套系统的工作过程；2. 尝试用其他不同于示例程序所用的指令编译新程序，实现新的控制过程。九、示例程序（参见配套光盘）22实训四 抢答器控制一、实训目的
48、1. 掌握置位复位指令的使用及编程方法2. 掌握抢答器控制系统的接线、调试、操作方法二、实训设备序号 名 称 型号与规格 数量 备注1 可编程控制器实训装置 THPFSM-1/2 12 实训挂箱 A10 13 实训导线 3号 若干4 PC/PPI通讯电缆 1 西门子5 计算机 1 自备三、面板图四、控制要求1. 系统初始上电后，主控人员在总控制台上点击“开始”按键后，允许各队人员开始抢答，即各队抢答按键有效；2. 抢答过程中，14 队中的任何一队抢先按下各自的抢答按键（S1、S2、S3、S4）后，该队指示灯（L1、L 2、 L 3、L 4）点亮，LED 数码显示系统显示当前的队号，并且其他队的
49、人员继续抢答无效；3. 主控人员对抢答状态确认后，点击“复位”按键，系统又继续允许各队人员开始抢答；直至又有一队抢先按下各自的抢答按键；五、功能指令使用及程序流程图1. 置位复位指令使用23置位（S）和复位（R）指令将从指定地址开始的 N个点置位或复位；如上所示：当 I0.0有一个上升沿信号时，CPU 置位 M0.0、M0.1；当 I0.1有一个上升沿信号时，CPU 复位M0.0、M0.1；2. 程序流程图六、端口分配及接线图1.I/O端口分配功能表序号 PLC地址（PLC端子） 电气符号（面板端子） 功能说明1. I0.0 SD 启动2. I0.1 SR 复位3. I0.2 S1 1队抢答4. I0.3 S2 2队抢答5. I0.4 S3 3队抢答6. I0.5 S4 4队抢答7. Q0.0 1 1队抢答显示8. Q0.1 2 2队抢答显示9. Q0.2 3 3队抢答显示10. Q0.3 4 4队抢答显示11. Q0.4 A 数码控制端子 A2412. Q0.5 B 数码控制端子 B13. Q0.6 C 数码控制端子 C14. Q0.7 D 数码控制端子 D15.主机输入 1M接电源+24V；面板V+接电源+24V；面板+5
