S71200实验指导书.docx

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S71200实验指导书

第一章TS1、TS2实验板使用说明书

§1-1实验板组成及使用方法

TS1和TS2实验板为225×300平方毫米的实验板,表面采用PVC材料及制作工艺,并印制有形象直观的彩色工业现场模拟图。

实验板正面装有接线用的台阶插座、按钮、开关以及声光显示和运动机构等器件。

背面为单面印刷电路板,装有实验所需的电气元件。

TS1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。

TS2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。

　　实验时，该实验板必须需配合电源板和PLC元件板一同配合使用。

首先将电源板接通电源,再通过4号插座和实验导线为可编程序控制器通电，根据实验内容,选择好所需的输入、输出元件，并将信号通过2号台阶插座和实验导线,引入到可编程序控制器的输入、输出端子区上。

实验板上输入元件的公共端要接到24V电源的负极上（24G），PLC上输入信号的公共端（COM）要接到24V电源的正极上（+24V），这样可连接好输入电路，工作时可通过设备上的φ3发光管显示观察到输入元件的工作状态。

实验板上输出元件的公共端要接到5V电源的负极上（5VG），PLC上输出信号的公共端要接到5V电源的正极上（+5V），这样可连接好输出电路，工作时可通过设备上的电机动作和φ5发光管显示观察到输出元件的工作状态。

打开电源板开关,接通可编程序控制器电源,输入并运行程序,观察执行情况,看是否满足工艺要求,直到通过为止,达到学习的目的。

操作时注意区别实验板上的输入和输出信号元件,因电压和电路不同,尽量不要接错。

直流开关电源具有短路保护作用。

交流220V或直流24V

工作电压

可编程序控制器

-+COMCOM+-

24VDCDC5V

输入元件公共端PLC输出信号公共端

PLC输入信号公共端输出元件公共端

实验接线原理图

口决：

元件公共端接电源负极、信号公共端接电源正极

§1-2实验区

TS1板分为三个实验区。

分别为：

交通灯实验区、旋转运动实验区、直线运动实验区。

TS2板分为三个实验区。

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。

在各实验区内除能完成任务书中给出的基本实验和应用实验外,还可利用其资源开设出许多其它内容的实验。

1、交通信号灯实验区

该实验区在TS1实验板的上方。

面板上示意十字路口交通信号灯,由三色发光二极管形象显示。

信号灯分东西和南北两组,在印刷线路板上同组的相同颜色的信号灯相互并联。

用实验导线将5VG连接到5V电源的负极，再将5V电源的正极接至发光二极管台阶插座,对应的一组发光二极管就会发光。

实验时,将这些插座连接至可编程序控制器的输出端子上（这些端子与直流5V正极连接）,信号灯的工作状态就受控于可编程序控制器的程序,显示其控制功能。

2、旋转运动实验区

该实验区在TS1实验板的上方。

主要由圆盘驱动电机、传动机构、旋转盘、光电开关元件等组成。

电机采用三极管构成的调速电路和正反转控制电路,调速范围较宽。

有级调速分高、低两挡,低速可由电位器调节。

圆形转盘处装有光电开关和孔盘,构成位置检测电路,也可供旋转计数时使用。

实验时,注意要将5VG连接到电源板5V电源的负极，还要将5V电源的正极接到电源板5V电源的正极，这样输出回路负载元件才能正常工作。

24VG，要连接到电源板24V电源的负极上。

5V电源还为光电开关输入元件提供工作电压。

3、直线运动实验区

该实验区在TS1实验板的中间。

正面板为电梯控制示意图。

主要由按钮、光电开关、发光二极管和直线行走机构及驱动电机等元件组成。

电梯楼层数为四层,滑块为模拟轿箱。

上方4个按钮为轿箱内选信号,下方6个按钮为各层厅外呼梯信号,4个光电开关为楼层位置信号。

楼层位置可由数码显示指示。

电机速度也分高、低两挡,使用时需与正转或反转端子配合连接。

低速可由电位器调节。

4、输料线实验区

该实验区在TS2实验板的左上方。

正面板为输料生产线示意图。

上料仓底下有背景光显示料位,下料仓背景光显示料位的有无。

下料仓料位的料满和料欠传感器信号由三位双刀手动开关代替。

卸料阀皮带等工作状态由发光二极管表示。

输料线起动和停止的顺序应以不积压物料和节能等方面予以考虑。

输料线的起动和停止信号选用直线区的按钮实现。

自动起停时,拨动手动开关产生模拟的料满或料欠信号,即可模拟实现输料线各级皮带的自动顺序起停。

5、混料罐实验区

该实验区在TS2实验板的右上方。

正面板为混料罐设备示意。

液体A和液体B的输入和输出混合液体C的工作状态以及搅拌机的工作状态均由发光二极管表示。

液体的液面高低由可升降的背景光表示,液体A或液体B输入时,料位上升;混合液体C输出时,料位下降。

液面的高、中、低三个位置信号由三个光电开关产生,应接至可编程序控制器的输入端。

　混料罐的控制方式可分为手动、自动、单周期和连续等控制方式,信号可选至辅助信号区的方式开关。

起动和停止信号可选用直线区的按钮产生。

6、辅助信号实验区

在TS2实验板的下方,有两个辅助信号区,上方为现场电气操作辅助信号实验区，下方常用辅助信号实验区。

现场电气操作辅助信号实验区有电源来电指示信号灯、设备送电投入运行指示信号灯，有自动、单步、手动工作方式指示信号灯，有设备各个部分工作运行指示信号灯，有设备启动和停止状态的信号灯，有设备暂停和急停信号灯。

现场电气操作辅助信号实验区还有电源控制启、停按钮，有控制工作方式开关，有手动操作按钮，有设备运行启、停按钮，有设备暂停和急停按钮。

常用辅助信号实验区提供了拨码盘信号、方式选择信号、开关信号;声光显示和数码显示。

这些信号还可以作为现场电气操作辅助信号的补充，例如声光显示可以作为设备故障报警信号的补充，使现场信号更加完善。

这些辅助信号信号可加到其它程序中使用,增加其控制功能。

例如:

用数码显示电梯楼层、转盘位置显示等。

§1-3实验设备的验收与维护

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:

Ø区别输入输出元件和信号,实验导线不要接错。

Ø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。

Ø直线区应尽量避免滑块在终端停留过长时间。

Ø混料区实验板下的丝杠需经常润滑。

第二章实验任务书

§2-1基本实验

实验一:

STEP7Basic认知实验

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:

参考S7-1200入门手册（第13页至第24页）见附本。

按手册（第13页至第24页）内容，操作STEP7Basic的项目视图。

实验二:

基本逻辑指令实验

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、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

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

楼下开关

楼上开关

开关信号区

输出信号

控制对象及作用

元件或端子位置

走廊灯

声光显示区

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

走廊东侧开关

走廊中间开关

走廊西侧开关

开关信号区

输出信号

控制对象及作用

元件或端子位置

走廊灯

声光显示区

3、圆盘正反转控制

I/O分配:

输入信号

信号元件及作用

元件或端子位置

正转信号按钮

反转信号按钮

停止信号按钮

直线区任选

输出信号

控制对象及作用

元件或端子位置

电机正转

电机反转

旋转区正转端子

旋转区反转端子

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

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

电机正转

电机反转

旋转区正转端子

旋转区反转端子

实验三:

计时器指令实验

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、实验任务:

按照下面给出的控制要求编写梯形图程序。

1、通电延时控制

输入0ON┌──────────┐

OFF─┘└────

输出0ON│2秒┌───────┐

OFF────┘└────

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

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

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

信号灯及蜂鸣器

声光显示区

实验四:

计数器指令实验

一、实验目的:

熟悉计数器指令。

二、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

按钮按下3次,信号灯亮;再按2次,灯灭。

输入0ON┌┐┌┐┌┐┌┐┌┐┌

OFF─┘└─┘└─┘└─┘└─┘└─┘

输出0ON┌─────┐

OFF───────┘└────

I/O分配:

输入信号

信号元件及作用

元件或端子位置

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

信号灯及蜂鸣器

声光显示区

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

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

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。

I/O分配:

输入信号

信号元件及作用

元件或端子位置

起动按钮

停止按钮

位置检测信号

直线区任选

旋转区

输出信号

控制对象及作用

元件或端子位置

电机正转

旋转区正转端子

4、测扫描频率

用计数器、高速计时器测CPU每秒扫描程序次数。

用编程器监控方式,观察计数器每秒所记录下的程序扫描次数。

I/O分配:

输入信号

信号元件及作用

元件或端子位置

起动按钮

停止按钮

直线区任选

输出信号

控制对象及作用

元件或端子位置

实验五:

微分指令、锁存器指令实验

一、实验目的:

熟悉微分指令、锁存器指令。

二、实验任务:

1、按钮操作叫响提示

有按钮操作时,无论时间长短,蜂鸣器发出1秒声响。

2、开关操作叫响提示

有开关操作时,无论通断瞬间,蜂鸣器发出1秒声响。

3、单按钮单路输出控制

用一只按钮控制一盏灯,第一次按下时灯亮,第二次按下时灯灭,……奇数次灯亮,偶数次灯灭。

4、单按钮双路单通输出控制

用一只按钮控制二盏灯,第一次按下时第一盏灯亮,第二次按下时第一盏灯灭,同时第二盏灯亮,第三次按下时两盏灯灭,……以此规律循环下去。

5、单按钮双路单双通输出控制

用一只按钮控制二盏灯,第一次按下时第一盏灯亮,第二次按下时第一盏灯灭,同时第二盏灯亮,第三次按下时两盏灯同时亮,第四次按下时两盏灯同时灭……以此规律循环下去。

（执行CPM1A机型附本中所提供的实现上述功能的参考程序,颠倒两个锁存器程序梯级位置,观察执行结果有何变化,从而理解由程序顺序不同产生的影响和顺序扫描程序的概念。

）

I/O分配:

输入信号

信号元件及作用

元件或端子位置

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

信号灯

声光显示区

实验六:

位移指令实验

一、实验目的:

熟悉位移指令。

二、实验任务:

1、单方向顺序通断控制

八盏灯,用两个按钮控制,一个作为位移按钮,一个作为复位按钮,实现八盏信号灯,单方向按顺序逐个亮或灭,相当于灯的亮灭按顺序作位置移动。

当位移按钮按下时,信号灯依次从第一个灯开始向后逐个亮;按钮松开时,信号灯依次从第一个灯开始向后逐个灭。

位移间隔时间为0.5秒。

当复位按钮按下时,灯全灭。

I/O分配:

（输出信号可不接,在可编程序控制器输出指示灯上观察。

）

输入信号

信号元件及作用

元件或端子位置

位移按钮

复位按钮

直线区任选

2、单方向顺序单通控制

八盏灯,用三个按钮控制,实现单方向逐个按顺序亮,一次只有一盏灯亮,所以称单方向顺序单通控制。

亮灯的位移方式有两种,一种为点动位移,用一按钮实现,按钮每按下一次,亮灯向后移动一位;另一种为连续位移,按钮一但按下即可使亮灯连续向后位移,间隔0.2秒（用内部特殊接点）或间隔任意秒脉冲串（用计时器产生的脉冲串）。

亮灯位移可以重复循环。

按下复位按钮,灯全灭。

I/O分配:

（输出信号可不接,在可编程序控制器输出指示灯上观察。

）

输入信号

信号元件及作用

元件或端子位置

点动位移按钮

连续位移按钮

复位按钮

直线区任选

3、正方向顺序全通、反方向顺序全断控制

六盏灯,用两个按钮控制,一个为起动按钮,一个为停止按钮。

按下起动按钮时,六盏灯按正方向顺序逐个全亮;按下停止按钮时,六盏灯按反方向顺序逐个全灭。

灯亮或灯灭位移间隔0.2秒（用内部特殊接点）。

I/O分配:

（输出信号可不接,在可编程序控制器输出指示灯上观察。

）

输入信号

信号元件及作用

元件或端子位置

起动按钮

停止按钮

直线区任选

实验七:

特殊功能指令实验

一、实验目的:

熟悉传送指令、译码指令、加/减法指令、可逆计数器指令、比较指令、高速计数器指令。

二、实验任务:

1、计时器当前值显示控制

编一简单的通电延时程序,将计时器当前值（十进制）用数据传送指令传送到某中间通道,再将秒位值传送到输出通道,并接至数码显示区观查计时器秒位倒计时变化情况。

I/O分配:

输入信号

信号元件及作用

元件或端子位置

起动按钮

停止按钮

直线区任选

输出信号

控制对象及作用

元件或端子位置

数码显示

数码区1端

数码区2端

数码区4端

数码区8端

2、可逆计数器当前值显示控制

用三个按钮,分别作为加计数端、减计数端、复位端,控制数码显示器。

每当按下加计数按钮或减计数按钮一次,数码显示器数据就做加一或减一一次。

当按下复位按钮,数码器显示器复位为零。

I/O分配:

输入信号

信号元件及作用

元件或端子位置

加计数按钮

减计数按钮

复位按钮

直线区任选

输出信号

控制对象及作用

元件或端子位置

数码显示

数码区1端

数码区2端

数码区4端

数码区8端

3、双方向可逆顺序单通控制

用一按钮信号和一开关信号,实现8个信号灯,双方向可逆顺序单通控制。

当开关不动作时,按下按钮,信号灯按正方向逐个亮;当开关动作时,按下按钮,信号灯按反方向逐个灭。

I/O分配:

输入信号

信号元件及作用

元件或端子位置

按钮

开关

直线区

开关信号区

输出信号

控制对象及作用

元件或端子位置

信号灯

PLC输出指示灯

4、全通全断叫响提示

用3个开关控制一个信号灯,实现3个开关全ON时,信号灯发光,3个开关全OFF时,信号灯也发光的功能。

（当开关数量增多后,如何简化程序?

用数据比较指令实现的程序与用基本指令实现的程序相比较。

）

5、10-4编码控制

用10个按钮控制一位BCD数码显示。

当按下0位按钮时,数码显示0,按下1时,数码显示1,……,按下9时,数码显示9。

用译码指令实现的程序与用基本指令实现的程序相比较。

§2-2应用实验

实验八十字路口交通信号灯控制实验

一、控制要求:

该实验在十字路口交通信号灯控制实验区内完成,交通灯分1、2两组,控制规律相同,工作时序图如下:

起动┌──────────────────────────────

─┘

┌──────┐┌┐┌┐┌┐

1绿─┘└┘└┘└┘└─────────────────

←20秒→←3秒→

┌──┐

1黄──────────────┘2秒└──────────────

─┐┌──────────────

1红└───────────────┘

┌──────┐┌┐┌┐┌┐

2绿─────────────────┘└┘└┘└┘└─

1─┐┌─

2黄└────────────────────────────┘

┌───────────────┐

2红─┘└──────────────

二、I/O分配:

输入信号

信号元件及作用

元件或端子位置

起动按钮

停止按钮

直线区任选

输出信号

控制对象及作用

元件或端子位置

1红信号灯

1黄信号灯

1绿信号灯

2红信号灯

2黄信号灯

2绿信号灯

交通信号灯实验区

实验九混料罐控制实验

一、控制要求:

该实验在混料罐实验区内完成。

液面在最下方时,按下起动按钮后,可进行连续混料。

首先,液体A阀门打开,液体A流入容器;当液面升到M传感器检测位置时,液体A阀门关闭,液体B阀门打开;当液面升到H传感器检测位置时,液体B阀门关闭,搅拌电机开始工作。

搅拌电机工作6秒钟后,停止搅拌,混合液体C阀门打开,开始放出混合液体。

当液面降到L传感器检测位置时,延时2秒后,关闭液体C阀门,然后再开始下一周期操作。

如果工作期间有停止按钮操作,则待该次混料结束后,方能停止,不再进行下一周期工作。

由于初始工作时,液位不一定在液面在最下方,为此需按下复位按钮,使料位液面处于在最下方。

二、I/O分配:

输入信号

信号元件及作用

元件或端子位置

起动按钮

停止按钮

H传感器

M传感器

L传感器

复位按钮

直线区任选

混料罐实验区

输出信号

控制对象及作用

元件或端子位置

A阀门电磁阀

B阀门电磁阀

C阀门电磁阀

搅拌电机

混料罐实验区

实验十传输线控制实验

一、控制要求:

该实验在传输线实验区完成。

按下起动按钮后,皮带1起动,经过20秒后,皮带2起动,再经过20秒后,皮带3起动,再经过20秒后,卸料阀打开,物料流下经各级皮带向后下方传送进入下料仓。

按下停止按钮后,卸料阀关闭,停止卸料,经过20秒后,皮带3停止,再经过20秒后,皮带2停止,再经过20秒,皮带1停止。

输料线起动顺序为顺物流方向,停止顺序为逆物流方向。

输料线还可以根据后料仓料位检测情况自动运行,无料自动起动、料满自动停止。

二、I/O分配:

输入信号

信号元件及作用

元件或端子位置

起动按钮

停止按钮

料欠传感器

料满传感器

直线区任选

输料线实验区

输出信号

控制对象及作用

元件或端子位置

卸料电磁阀

皮带1动作显示

皮带2动作显示

皮带3动作显示

输料线实验区

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