plc综合实训报告燕大.docx
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plc综合实训报告燕大
燕山大学
专业综合训练报告
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学号：
学生姓名：
第一章PLC电器元件简介
1.1本次采用的是S7-200CPU224
在该挂屏上所包含的元器件如表一所示。
表一元器件列表
元件类型
型号、规格
空气开关
DZ47LE-32C10DZ47-60D6
熔断器
RT28N-32X500V-32A
模数化插座
AC30~10/820-25A
西门子s7-200PLC
S7-200CNCPU226
接触器
CJX2-0910
24V直流电源
SchneiderABL2REM24045
变频器
PanasonicVFO400V
三相异步电动机
JW501440W
1.2各元器件功能简介
空气开关低压配电网络和电力拖动系统中非常重要的一种电器，它集控制和多种保护功能于一身。
除了能完成接触和分断电路外，尚能对电路或电气设备发生的短路．严重过载及欠电压等进行保护，同时也可以用于不频繁地启动电动机。
熔断器安装在电路中，保证电路安全运行的电器元件。
亚克力板为指示灯、按钮以及触摸屏提供安装插槽。
西门子S7-200PLC实现各种控制要求，它是由中央处理器（CPU）、存储器、输入输出接口组成。
接触器用来频繁地接通和分断交直流主回路和大容量控制电路。
24V直流电源为触摸屏和24V指示灯提供24V直流电压。
触摸屏可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板。
变频器变换电源频率，达到调整负载电机转速的能力。
还可以调整输出电压，负载启动时间，负载运转功率等很多参数。
1.3特点
．输入特性
S7-200CPU224的输入特性如表二所示。
表二S7-200CPU224输入特性
类型
源型或汇型
输入电压
DC24V，“1信号”：
14-35A，“0信号”：
0-5A，
隔离
光耦隔离，6点和8点
输入电流
“1信号”：
最大4mA
输入延迟（额定输入电压）
所有标准输入：
全部0.2-12.8ms（可调节）
中断输入：
（I0.0-0.3）0.2-12.8ms（可调节）
高速计数器：
（I0.0-0.5）最大30kHz
．输出特性
S7-200CPU224输出特性如表三所示。
表三S7-200CPU224的输出特性
类型
晶体管输出型
继电器输出型
额定负载电压
DC24V（20.4-28.8V）
DC24V（4-30V）
AC24-230V（20-250V）
输出电压
“1信号”：
最小DC20V
L+/L-
隔离
光耦隔离，5点
继电器隔离，3点和4点
最大输出电流
“1信号”：
0.75A
“1信号”：
2A
最小输出电流
“0信号”：
10μsA
“0信号”：
0mA
输出开关容量
阻性负载：
0.75A
灯负载：
5W
阻性负载：
2A
灯负载：
DC30W，AC200W
．扩展单元的主要技术特性
S7-200系列PLC是模块式结构，可以通过配接各种扩展模块来达到扩展功能、扩大控制能力的目的。
目前S7-200主要有三大类扩展模块。
（1）输入/输出扩展模块 S7-200CPU上已经集成了一定数量的数字量I/O点，但如用户需要多于CPU单元I/O点时，必须对系统做必要的扩展。
CPU221无I/O扩展能力，CPU222最多可连接2个扩展模块（数字量或模拟量），而CPU224和CPU226最多可连接7个扩展模块。
S7-200PLC系列目前总共提供共5大类扩展模块：
数字量输入扩展板EM221（8路扩展输入）；数字量输出扩展板EM222（8路扩展输出）；数字量输入和输出混合扩展板EM223（8I/O，16I/O，32I/O）；模拟量输入扩展板EM231，每个EM231可扩展3路模拟量输入通道，A/D转换时间为25μs，12位；模拟量输入和输出混合扩展模板EM235，每个EM235可同时扩展3路模拟输入和1路模拟量输出通道，其中A/D转换时间为25μs，D/A转换时间]100μs，位数均为12位。
基本单元通过其右侧的扩展接口用总线连接器（插件）与扩展单元左侧的扩展接口相连接。
扩展单元正常工作需要+5VDC工作电源，此电源由基本单元通过总线连接器提供，扩展单元的24VDC输入点和输出点电源，可由基本单元的24VDC电源供电，但要注意基本单元所提供的最大电流能力。
（2）热电偶/热电阻扩展模块
（3）通讯扩展模块 除了CPU集成通讯口外，S7-200还可以通过通讯扩展模块连接成更大的网络。
S7-200系列目前有两种通讯扩展模块：
PROFIBUS-DP扩展从站模块（EM277）和AS-i接口扩展模块（CP243-2）。
第二章PLC电气原理图
按照实训日程，前两周是根据连接好的PLC挂屏进行校对，差错，绘制原理图。
主要就是用万用表检查电路是如何接线，然后记录下来，自己进行布线绘制。
由于以前自己自学过AutoCAD软件，所以现在画电气柜原理图比较熟悉的，但是对于一些制图时图纸设置，元器件布置，元件的标准形式以及符号换需要进一步了解。
当老师发下来挂屏的原理图时，感觉自己画的远不如老师的专业。
让我对制图这方面有了进一步的认识。
以下六张图为电气原理图。
图一整个挂屏的供电的电源回路电器原理图如下：
开关、变频器、接触器KM1/KM2、热继电器、电源之间的连接
图二如下：
PLC输出端与继电器、灯的连接
图三如下：
按钮与PLC输入端的连接
图四如下：
灯与继电器之间的连接
图五如下：
两个接触器KM1/KM2与继电器KA4、变频器RL2的连接
图六如下：
变频器的连接
实训一：
流水灯控制实验
1、实训目的
设计流水灯控制系统。
2、实训要求
能够实现流水灯依次循环亮。
3、实训内容
利用外部按钮实现流水灯的启动和停止，要求实现流水灯的依此循环亮，时间间隔为1s。
能够实现随时启动随时停止。
4、实现方法
用定时器实现时间间隔1秒。
（1）、试验设备
1、安装了STEP7-Micro/WIN4.0编程软件的计算机一台。
2、PC/PPI编程电缆一根。
3、锁紧导线苦干。
4、24V直流电源一个
5、24V信号灯6个
6、外部按钮2个（一个红、一个绿）
7、安装工具一套
8、万用表一个
（2）、流水灯变量库及WINCC界面分别如下
图1.1
图1.2
元件地址
六个灯的元件地址如下：
KA6
KA5
工频运行灯
变频故障灯
停止
蜂鸣
Q1.0
Q0.7
Q0.3
Q0.4
Q0.6
Q0.5
SB1、SB2分别为启动、停止按钮，元件地址分别为M0.0、M0.1。
（3）、流水灯梯形图
梯形图
五、实训结果
能够实现实验要求，利用外部按钮实现流水灯的启动和停止，要求实现流水灯的依此循环亮，时间间隔为1s。
能够实现随时启动随时停止。
WINCC界面按下开始按钮，无论是PLC电气柜还是界面均可实现六个灯顺时针依次循环亮，时间间隔为1s。
按下停止按钮，流水灯停止亮。
能够实现随时启动随时停止。
实训二：
交通灯控制实验
1、实训目的
设计交通灯控制系统。
2、实训要求
1.能够实现总停止和总启动；
2.红灯亮灯时间为5s，绿的为20s，黄灯为5s；
3.在WINCC界面显示结果。
3、实训内容
编辑触摸屏人机界面，通过触摸屏实现交通灯的启动和停止，触摸屏实现交通灯的实时监控，并在触摸屏上显示各路口的亮灯时间。
4、实现方法
PLC程序分两部分。
第一部分，实现两路交通灯的控制。
绿灯亮3S，黄灯亮2S，红灯亮5秒，即2+3=5。
红灯亮时间为绿灯和黄灯的时间和。
第二部分，实现灯亮的计时。
由定时器T37、T40、T41、T42、T43实现。
定时器的控制逻辑是经过时间继电器的延时动作，然后产生控制作用。
其控制作用同一般延时继电器。
由于PLC的定时器和计数器都有一定的定时范围和计数范围。
如果需要的设定值超过机器范围，我们可以通过几个定时器和计数器的串联组合来扩充设定值的范围。
控制不同方向不同灯亮时间。
（1）、实验设备
1、安装了STEP7-Micro/WIN4.0编程软件的计算机一台。
2、PC/PPI编程电缆一根。
3、锁紧导线苦干。
4、24V直流电源一个
5、24V信号灯6个（红灯、黄灯、绿灯个两个）
6、WE!
NVIEW触摸屏一个
7、安装工具一套
8、万用表一个
（2）、交通灯变量库及WINCC界面分别如下：
图2.1
图2.2
元件地址
南北红灯
东西绿灯
东西黄灯
南北绿灯
南北黄灯
Q0.5
Q0.0
Q0.7
Q0.1
Q0.4
东西红灯
启动按钮
停止按钮
Q0.6
M0.2
M0.3I
（3）、交通灯梯形图
五、实训结果
能够实现实验要求，通过WINCC实现交通灯的启动和停止，利用WINCC实现交通灯的实时监控，并在界面显示各路口的亮灯情况。
实训三：
运动小车的多段速控制实验
1、实训目的
设计小车的多段速控制系统。
2、实训要求
小车初始位置在左边，限位开关2为OFF。
自动过程：
1.按下启动按钮，小车以50HZ的速度向右运行。
2.碰到限位开关1，小车以30HZ的速度向右运行。
3.碰到限位开关0后，小车停止25s，然后以40HZ的速度向左运行。
4.再次碰到限位开关1后，小车以20HZ速度向左运行。
5.碰到限位开关2后，小车停止5s后，重复上述过程。
手动过程：
执行上述自动过程一个周期后，小车停止运行。
按下前进、后退按钮，小车能以30HZ执行相应动作。
三、实训内容
通过WINCC，PLC实现小车的手动、自动控制。
四、实现方法
运动小车控制的实现需硬件设置和软件设计两部分。
硬件设置部分参考变频器说明书，本次试验用到台达变频器。
软件设计部分由自动和手动两部分构成。
自动部分由逻辑开关控制七段速的选择，同时由于限位开关的不可使用，采用电机的正反转来模拟小车的前进后退，配合用定时器定时来模拟碰到限位开关。
本次自动过程实现按下启动按钮，电机以50HZ正转30S,之后以30HZ正转15S,之后停止25S,再以40HZ反转25S，然后已20HZ反转20S,之后停止20S。
循环上一个过程手动部分实现点动控制。
手动过程执行上述自动过程一个周期后，小车停止运行。
按下前进、后退按钮，电机能以30HZ执行相应正转反转动作。
（1）、实验设备
1、安装了STEP7-Micro/WIN4.0编程软件的计算机一台。
2、PC/PPI编程电缆一根。
3、锁紧导线苦干。
4、24V直流电源一个
5、24V信号灯6个（红灯、黄灯、绿灯个两个）
6、WE!
NVIEW触摸屏一个
7、安装工具一套
8、万用表一个
9、松下变频器一个
10、三相异步电机一个
（2）、硬件参数设置
变频器采用多变速端子1、2，根据说明书设置K2、K1的值，00、01、10、11分别对应FC00、FC01、FC02、FC03，频率值分别为30HZ、50HZ、20HZ、40HZ。
元件地址
自动开SB1
自动关SB2
手动开SB4
前进按钮
后退按钮
M0.0
M8.1
M8.2
M8.4
M8.3
（3）运动小车变量库及WINCC界面如下：
图3.1
图3.2
（4）运动小车梯形图
5、实训结果
能够实现实验要求，通过WINCC实现小车（电机）的自动和手动，利用WINCC实现小车（电机）的实时监控，并在界面显示各时段的运动情况。
自动过程实现按下启动按钮，电机以50HZ正转30S,之后以30HZ正转15S,之后停止25S,再以40HZ反转25S，然后已20HZ反转20S,之后停止20S。
循环上一个过程手动部分实现点动控制。
手动过程执行上述自动过程一个周期后，小车停止运行。
按下前进、后退按钮，电机能以30HZ执行相应正转反转动作。
WINCC变量库如下：
图4
心得体会
为期四周的综合实训很快就结束了。
老师们本着让我们毕业生能够多学知识，将理论和实际相结合的原则，进行了PLC的综合训练。
目的在于让我们这些仪表的学生在参加工作之前明白我们到了工作岗位上应该做些什么。
了解生产线要进行自动控制采用的控制器，明白在进行控制系统设计之前需要掌握的基本知识。
实训的主要内容分为三大部分：
1.了解电气控制系统的基本组成；
基本掌握电气原理图如何绘制；
掌握如何编写PLC程序并进行调试。
经过这次实训，我完成了实训四项内容的设计调试。
回想这一个月，有过盲目，有过焦急，有过苦恼，也有设计成功的快乐。
从最初的无从下手，到后来的逐渐了解、完成设计，感觉到自己收获了许多。
在此期间，我有如下一些心得体会：
1、在设计之前，首先要充分了解自己所要做的题目，了解控制系统原理，根据要求选择模块，这样才便于之后设计的顺利。
2、在设计开始时要做一个总体设计规划，以便于总体框架的完成。
3、真正开始设计时，要多动脑，利用已学过的知识发散思维，试试看各种能想到的方法。
当程序整体设计都正确后，再寻求简化的方法。
力求梯形图简洁明了。
4、在设计过程中可以根据模块，分块设计。
这样可以化简难度，集中精力依次解决，各个模块都完成后就容易完成总体的设计要求。
5、设计过程中，我发现细心与耐心都必不可少。
有缜密的思维便可以减少错误的发生几率。
面对问题，有耐心才能更快更好地解决。
6、流程图要整齐美观，同时也方便自己阅读和作进一步的修改。
7、注重交流。
很多难点的突破都来自于与老师和同学的交流，交流使自己获得更多信息，开拓了思路。
通过这一个月的实训设计，更加深入了解了PLC技术并并将其应用于具体实际问题的解决。
加深了我对可编程逻辑控制器的理解及运用，更开拓了自己的知识面。
为以后更加深入的学习及就业奠定基础。
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