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PLC位逻辑指令与定时器计数器指令的编程实验

1.实验目的

  通过实验了解和熟悉S7-200系列可编程序控制器的结构和外部接线方法，了解和熟恶STKP7-Micro/WIN32编程软件的使用方法，了解写人和编辑用户程序的方法,以及用编程软件对可编程序控制器的运行进行监视的方法。

  2.实验装置

  (1)S7-244可编程序控制器1台。

  (2)安装了STEP7-Miero/WIN32编程软件的计算机1台。

  (3)PC/PPI编程电缆1根。

  (4)数宁量输人电路板1块。

  数字量输入电路板上的钮子开关用来产生模拟的数字量输入信号,根据可编程序控制器的电源电压类型,其外部接线图可参考图2-13或图2-14。

  3.实验内容

  在断电的情况下用PC/PPI编程电缆连接CPU224的通信口和计算机的串行通信接口，经教师检查后给计算机和可编程序控制器通电。

  (1)起保停电路实验 自致

  1)打开STEP7-Miero/WIN 32编程软件,用菜单命令“文件→新建",生成一个新的项目。用菜单命令“文件→打开",可打开一个已有的项目。用菜单命令“文件→另存为"可修改项日的名称。

  2)选择菜单命令“PLC一类型”,设置可编程序控制器的型号。可以使用对话框中的“通信”按钮,设置与可编程序控制器通信的参数。

  3)用“检视"菜单可选择可编程序控制器的编程语言,选择菜单命令“工具→选项",点击窗口中的“通用"标签,选择SIMATIC指令集,还可以选择使用梯形图或STL(语句表)。

  4)输入图B-1所示的梯形图程序。

  图B-1梯形图

  5)用“PLC"菜单中的命令或按工具条中的“编译"或“全部编译"按钮来编译输人的程序，如果程序有错误,编译后在输出窗口显示与错误有关的信息，双击显示的某一条错误,程序编辑器中的矩形光标将移到该错误所在的位置:必须改正程序中所有的错误,编译成功后,才能下载程序。

  6)设置通信参数(见附录A.1.3)。

  7)将编译好的程序下载到可编程序控制器之前,它应处于STOP 工作方式。将可编程序控制器上的方式开关放在非STOP位置,单击工具栏的“停止"按钮,可进人STOP状态。

  单击工具栏的“下载"按钮,或选择菜单命令“文件→下载",在下载对话框中选择下载程序块,单击"确认"按钮,开始下载。

  8)断开数字量输人板上的全部输人开关,输人侧的LED全部熄灭。下载成功后,单击工具栏的“运行"按钮,用户程序开始运行，"RUN"LED亮。

  用接在端子I0.1和I0.2的开关模拟按钮的操作,即将开关接通后马上断开,发出起动信号和停止信号,观察Q0,0对应的LED的状态。

  (2)复杂电路的实验

  输人图B-2所示的梯形图程序,编译成功后运行该程序。选择菜单命令“检视STL”,可将树形图转换为语句表。分别在梯形图和语白去方式用“程序状态"功能监视程序的运行情 况。改变各输人点的状态,观察Q0.3和M1.0的状态是否符合图B-2给出的逻辑关系。

  图B-2 梯形图

  (3)定时器的编程实验

  输入图B-3所示的梯形图程序,编译成功后运行该程序。各定时器均为100m定时器。用状态表监视各定时器的输出位和当前值,接通和断开各定时器的IN输人电路,观察定时器位和当前值的变化情况。

  (4)计数器的编程实验

  输人图B-4所示的梯形图程序,编译成功后运行该程序。用状态表监视各计数器的输出当前值。接通和断开各计数器的输入电路,观察计数器位和当前值的变化情况。

 图 B-3 定时器                                                                                               图B-4 计数器

  4.预习要求

  阅读实验指导书,复习教材中有关的内容。

  5.实验报告要求

  整理出运行和监视各程序时观察到的现象。

一、问题提出

可编程控制器技术*主要是应用于自动化控制工程中，如何综合地运用前面学过知识点，根据实际工程要求合理组合成控制系统， 在此介绍组成可编程控制器控制系统的一般方法。

二、可编程控制器控制系统设计的基本步骤

1 ．系统设计的主要内容

（ 1 ）拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据；

（ 2 ）选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构；

（ 3 ）选定 PLC 的型号；

（ 4 ）编制 PLC 的输入 / 输出分配表或绘制输入 / 输出端子接线图；

（ 5 ）根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计；

（ 6 ）了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计，增强人与机器之间的友善关系；

（ 7 ）设计操作台、电气柜及非标准电器元部件；

（ 8 ）编写设计说明书和使用说明书；

根据具体任务，上述内容可适当调整。

2 ． 系统设计的基本步骤

可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤，

1 可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤

（ 1 ）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求

a ．被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。

b ．控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，这种可化繁为简，有利于编程和调试。

（ 2 ）确定 I/O 设备

根据被控对象对 PLC 控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。

（ 3 ）选择合适的 PLC 类型

根据已确定的用户 I/O 设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的 PLC 类型，包括机型的选择、容量的选择、 I/O 模块的选择、电源模块的选择等。

（ 4 ）分配 I/O 点

分配 PLC 的输入输出点，编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。接着九可以进行 PLC 程序设计，同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。

（ 5 ）设计应用系统梯形图程序

根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的*核心工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。

（ 6 ）将程序输入 PLC

当使用简易编程器将程序输入 PLC 时，需要先将梯形图转换成指令助记符，以便输入。当使用可编程序控制器的辅助编程软件在计算机上编程时，可通过上下位机的连接电缆将程序下载到 PLC 中去。

（ 7 ）进行软件测试

程序输入 PLC 后，应先进行测试工作。因为在程序设计过程中，难免会有疏漏的地方。因此在将 PLC 连接到现场设备上去之前，必需进行软件测试，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。

（ 8 ）应用系统整体调试

在 PLC 软硬件设计和控制柜及现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试，如果控制系统是由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可先进行分段调试，然后再连接起来总调。调试中发现的问题，要逐一排除，直至调试成功。

（ 9 ）编制技术文件

系统技术文件包括说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、 PLC 梯形图。

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