plc实验指导书S7200CPU226.docx
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plc实验指导书S7200CPU226
第一章系统简介………………………………………………………………………………1
一、可编程序控制器（PC）主机…………………………………………………………1
二、编程装置………………………………………………………………………………2
三、输入输出部分…………………………………………………………………………2
四、输入/输出接口的使用方法……………………………………………………………4
五、实验演示屏介绍………………………………………………………………………4
第二章软件的安装与使用……………………………………………………………………5
一、软件的安装……………………………………………………………………………5
二、软件的使用……………………………………………………………………………5
第三章PLC控制实验………………………………………………………………………6
实验一基本指令实验…………………………………………………………………6
实验二定时器及计数器指令实验……………………………………………………9
实验三移位寄存器指令实验…………………………………………………………13
实验四置位/复位及脉冲指令实验……………………………………………………15
实验五跳转指令实验…………………………………………………………………17
实验六常用功能指令实验……………………………………………………………19
实验七艺术灯的PLC控制……………………………………………………………24
实验八LED数码管显示控制…………………………………………………………25
实验九交通信号灯的自动控制………………………………………………………26
实验十驱动步进电机的PLC控制……………………………………………………27
实验十一电机的星/三角启动控制…………………………………………………28
实验十二机械手的PLC自动控制…………………………………………………30
实验十三四层电梯的PLC控制……………………………………………………32
实验十四刀库捷径方向选择控制…………………………………………………35
实验十五物料混合控制……………………………………………………………37
实验十六水塔水位控制……………………………………………………………39
实验十七邮件分拣控制……………………………………………………………41
实验十八四级传送带的控制………………………………………………………42
第一章系统简介
西门子（SIMATIC）S7-200系列小型PLC（MicroPLC）可应用于各种自动化系统。
紧凑的结构、低廉的成本以及功能强大的指令使得S7-200PLC成为各种小型控制任务的理想的解决方案。
S7-200产品的多样化以及基于Windows的编程工具，使您能够更加灵活地完成自动化任务。
S7-200功能强，体积小，使用交流电源可在85～265V范围内变动，且机内还设有供输入用的DC-24V电源。
可编程序控制器（简称PC）在进行生产控制或实验时，都要求将用户程序的编码表送入PC的程序存贮器，运行时PC根据检测到的输入信号和程序进行运算判断，然后通过输出电路去控制对象。
所以典型的PC系统由以下三部分组成：
输入/输出接口、PC主机、通讯口。
一、可编程序控制器（PC）主机
在我们的实验箱中，选用的PC主机是SIMATICS7-200CPU226，有24个输入点，16个输出点，可采用助记符和梯形图两种编程方式。
PLC主机面板图如图1-1所示：
图1-1
在图1-1中：
①输出接线端；
②输出端口状态指示；
③输入接线端；
④输入端口状态指示；
⑤主机状态指示及可选卡插槽；
有三个指示灯
SF/DIAG：
系统错误，当出现错误时点亮（红色）；
RUN：
运行，绿色，连续点亮；
STOP:
停止，橙色，连续点亮；
可选卡插槽有：
EEPROM卡，时钟卡，电池卡；
⑥模式选择开关（运行、停止）、模拟电位器、I/O扩展端口；
⑦通讯口1；
⑧通讯口0；
二、编程装置
通常采用微型计算机作为编程装置。
安装SIEMENS公司的PLC编译调试软件STEP7MicroWINV4.0，用专用的编程电缆将电脑的RS232串口和PLC主机的编程接口PORT1连接起来，运行MicroWINV4.0，即可将PLC程序的编码表下载至PLC的存储器中，运行程序，即可进行各种控制实验。
关于MicroWINV4.0应用软件的安装与使用请参见第二章。
三、实验箱介绍
实验箱分上盖和下板两部分组成，所有实验模块均分布在两块PCB板上。
下面分别介绍。
下板示意图如图1-2所示
图1-2
在图1-2中：
1、电源接口，为实验提供24V/2A的直流电源，带输出指示灯，电源开关。
2、PLC主机模块，可根据教学要求更换不同型号的主机。
默认配置为S7-200CPU226，
其中：
（1）PLC输出接口部分：
共16点，分为三组。
表1-1是输出控制端1L、2L、3L与输出端的对应关系。
表1-1
输出端
控制端
一组
Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3
1L
二组
Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7、Q1.0
2L
三组
Q1.1、Q1.2、Q1.3、Q1.4、Q1.5、Q1.6、Q1.7
3L
其中1L、2L、3L分别为各组的公共端。
用于控制输出电平的有效电平，当L端接高电平，则当输出端有效时，输出端为高电平。
当L端接低电平，则当输出端有效时，输出端为低电平。
输出方式为继电器触点输出。
（2）PLC输入接口部分，共24个点，分二组。
表1-2是输出控制端1L、2L、3L与输出端的对应关系。
表1-2
输入端
控制端
一组
I0.0～I0.7
1M
I1.0～I1.4
二组
I1.5～I1.7
2M
I2.0～I2.7
其中1M、2M分别为各组的公共端。
用于控制输入电平的有效电平，当M端接高电平，则输入端有效电平为高电平。
当M端接低电平，则输入端有效电平为低电平。
3、基本指令模块，各电路见图1-3。
（1）含有8个发光二极管，L1～L8，24V为公共端。
发光二极管为共阳接法。
（2）8个模拟输入开关。
K1～K8，KCOM为公共端。
钮子开关属长动型开关。
注：
模拟输入按钮。
按钮属点动型开关，因为在各实验模块中有较多的输入按钮，所以在基本指令模块中没有提供。
图1-3
4、电梯实验模块，采用了一个减速侍服直流电机，二个继电器，四个传感器。
可生动地完成四层电梯模拟实验。
5、刀库实验模块，采用了一个调速步进电机，八个传感器，一个8421拔码开关，可完成刀库捷径方向选择实验。
拔码开关电路见图1-3。
6、步进电机模块。
7、数码管模块。
上盖示意图如图1-4所示：
图1-4
在图1-4中：
8、交通灯模块
9、艺术灯模块
10、邮件分拣模块
11、机械手模块
12、为11、13、15、16四个模块的公用输入接口。
包括6个按钮和6个钮子开关，但按钮和开关不能同时使用，某一时刻只能用其一。
13、水塔水位模块
14、电机星三角起动模块
15、物料混合模块
16、四节传送带模块
17、装配流水线模块
四、输入/输出接口的使用方法
1、输入接口：
将输入接口的相应端口，根据需要与钮子开关或按钮用双头线相连。
输入接口的控制端1M或2M接24V，钮子开关或按钮的公共端接GND。
这样，当开关闭合或按下按钮时，相应端口的输入指示灯就会点亮，表示有输入到PLC。
2、输出接口：
将输出接口的相应端口，根据需要接发光二极管，输出接口的控制端1L或2L或3L接GND，发光二极管的公共端接24V。
这样当PLC的相应的输出端口有输出时，所接的发光二极管点亮。
第二章Micro/WinV4.0的安装与使用
SIEMENSS7-200系列可编程序控制器的编译调试软件为Micro/WinV4.0。
下面介绍该软件的安装与使用。
一、软件的安装
1、在我们提供的光盘中的MicroWINV40目录下找到Setup.exe文件，运行Setup.exe，开始安装。
安装向导将引导你完成整个安装过程。
2、安装完成后，在桌面上会创建一个快捷方式。
二、软件的使用
1、双击桌面上的快捷方式，启动程序。
2、从文件菜单中点击新建命令，输入程序，并保存为“*.MWP”的项目文件。
3、在菜单下选择<编译>，检查程序语法正确与否，直至没有错误。
4、点击<文件>菜单下<下载>。
（在做这步工作之前，请先用编程电缆将电脑的串口和PLC主机的通讯口“PORT0”连接起来，并打开实验箱电源。
）将程序下载至PLC主机内的存储器中。
5、再选择菜单下<运行>命令，就可以运行你自已的程序了。
6、在运行模式中，你可以选择<调试>菜单下<开始程序状态监控>，来查看各输入输出端口、内部触点的运行状态，以确定程序设计是否正确，提高你的调试效率。
以上是该软件的快速使用指南。
如想深入了解该软件的其他功能，请参阅帮助菜单下的帮助文档，那里有更详细的说明。
第三章PLC控制实验
实验一基本指令实验
一、实验目的
1、掌握常用基本指令的使用方法。
2、学会用基本逻辑与、或、非等指令实现基本逻辑组合电路的编程。
3、熟悉编译调试软件的使用。
二、实验器材
1、PC机一台
2、PLC实验箱一台
3、编程电缆一根
4、导线若干
三、实验内容
SIEMENSS7-200系列可编程序控制器的常用基本指令有10条。
本次实验进行常用基本指令LD、LDN、A、AN、NOT、O、ON、ALD、OLD、=指令的编程操作训练。
先简要介绍如下：
1、取指令
指令符：
LD梯形图符：
数据：
接点号。
除了数据通道之外，PC的其余继电器号都可以。
功能：
读入逻辑行（又称为支路）的第一个常开接点。
2、取反指令
指令符：
LDN梯形图符：
数据：
同LD指令
功能：
读入逻辑行的第一个常闭接点。
在梯形图中，每一逻辑行必须以接点开始，所以必须使用LD或LDN指令。
此外，这条指令还用于电路块中每一支路的开始，或分支点后分支电路的起始，并与其它一些指令配合使用。
3、与指令
指令符：
A梯形图符：
数据：
接点号。
功能：
逻辑与操作，即串联一个常开接点。
4、与非指令
指令符：
AN梯形图符：
数据：
接点号，同A指令。
功能：
逻辑与非操作，即串联一个常闭接点。
5、或指令
指令符：
O梯形图符：
数据：
接点号，范围同A指令。
功能：
逻辑或操作，即并联一个常开接点。
6、或非指令
指令符：
ON梯形图符：
数据：
接点号，范围同A指令。
功能：
逻辑或非操作，即并联一个常闭接点。
7、非指令
指令符：
NOT梯形图符：
数据：
接点号，范围同A指令。
功能：
逻辑非操作，即并联一个常闭接点。
8、输出指令
指令符：
=梯形图符：
数据：
继电器线圈号。
功能：
将逻辑行的运算结果输出。
9、电路块与指令
指令符：
ALD梯形图符：
无
数据：
无
功能：
将两个电路块串联起来。
10、电路块或指令
指令符：
OLD梯形图符：
无
数据：
无
功能：
将两个电路块并联起来。
说明：
LD、A、O：
称为常开触点指令；
LDN、AN、ON：
称为常闭触点指令；
当位值为1时，常开触点闭合；当位值为0时，常闭触点闭合。
四、实验步骤
1、实验前，先用下载电缆将PC机串口与S7-200-CPU226主机的PORT1端口连好，然后对实验箱通电，并打开24V电源开关。
主机和24V电源的指示灯亮，表示工作正常，可进入下一步实验。
2、进入编译调试环境，用指令符或梯形图输入下列练习程序。
3、根据程序，进行相应的连线。
（接线可参见第一章中“输入/输出端口的使用方法”）
4、下载程序并运行，观察运行结果。
练习1：
Network1
LDI0.0
OQ0.0
ANI0.1
=Q0.0
练习2：
Network1
LDI0.0
AI0.1
ONI0.2
=Q0.0
练习3：
在程序中要将两个程序段（又叫电路块）连接起来时，需要用电路块连接指令。
每个电路块都是以LD或LDN指令开始。
ALD指令：
Network1
LDI0.0
AI0.1
LDI0.2
ANI0.3
OLD
=Q0.0
OLD指令：
Network1
LDI0.0
AI0.1
LDNI0.2
ANI0.3
OLD
LDI0.4
ANI0.5
OLD
=Q0.0
实验二定时器及计数器指令实验
一、实验目的
1、掌握常用定时指令的使用方法。
2、掌握计数器指令的使用
3、掌握定时器/计数器内部时基脉冲参数的设置。
4、熟悉编译调试软件的使用。
二、实验器材
1、PC机一台
2、PLC实验箱一台
3、编程电缆一根
4、导线若干
三、实验内容及步骤
1、定时器指令
指令符：
TONxx梯形图符：
数据：
xx（37）：
为选定的定时器号；PT（+10）：
是定时器的设定值，用4位十进制数表示，定时单位为0.1秒，所以最低位是十分位。
例如定时5秒的设定值是+50。
定时范围是0.1～3276.7秒。
功能：
定时时间到接通定时器接点。
定时器是增1定时器。
当输入条件为ON时，开始增1定时，每经过0.1秒，定时器的当前值增1，当定时器的当前值与设定值相等时，定时时间到，定时器接点接通并保持。
当输入条件为OFF时，不管定时器当前处于什么状态都复位，当前值恢复到0，相应的动合接点断开。
定时器相当于时间继电器。
在电源掉电时，定时器复位。
2、计数器指令
指令符：
CTU、CTD梯形图符：
其中：
Cxx：
xx是计数器号00～255；
PV：
是计数设定值，用4位十进制数表示，计数范围是1～32767。
R、LD：
为复位端。
CTU为增计数器；CTD为减计数器。
功能：
增计数器：
从当前计数值开始，在每一个（CU）输入状态从低到高时递增计数。
当Cxx的当前值大于等于预置值PV时，计数器Cxx置位。
当复位端（R）接通或者执行复位指令后，计数器被复位。
当它达到最大值（32767）后，停止计数。
减计数器：
从当前计数值开始，在每一个（CD）输入状态从低到高时递减计数。
当Cxx的当前值等于0时，计数器Cxx置位。
当装载输入端（LD）接通时，计数器被复位，并将计数器的当前值设置为预置值PV。
当计数值到0时，计数器停止计数，计数器位Cxx接通。
四、实验步骤
1、实验前，先用下载电缆将PC机串口与S7-200-CPU226主机的PORT1端口连好，然后对实验箱通电，并打开24V电源开关。
主机和24V电源的指示灯亮，表示工作正常，可进入下一步实验。
2、进入编译调试环境，用指令符或梯形图输入下列练习程序。
3、根据程序，进行相应的连线。
（接线可参见第一章中“输入/输出端口的使用方法”）
4、下载程序并运行，观察运行结果。
练习1：
延时器
Network1LDI0.2
ANI0.3
TONT37,+30
Network2
LDT37
=Q0.0
练习2：
秒脉冲发生器
Network1
LDNT38
TONT37,+5
Network2
LDT37
TONT38,+5
=Q0.0
练习3：
增计数器
Network1
LDSM0.0
ANT38
TONT37,+5
Network2
LDT37
TONT38,+5
=Q0.0
Network3
LDQ0.0
LDI0.0
CTUC0,+10
Network4
LDC0
=Q0.1
练习4：
自行设计减计数器（参照增计数器）
实验三跳转指令实验
一、实验目的
1、掌握跳转指令及标号指令的使用方法。
2、熟悉编译调试软件的使用。
二、实验器材
1、PC机一台
2、PLC实验箱一台
3、编程电缆一根
4、导线若干
三、实验内容
1、跳转指令
指令符：
JMP（N）梯形图符：
2、标号指令
指令符：
LBL（N）梯形图符：
跳转指令：
可以使程序流程跳转到指定的标号N处的程序分支。
可用于工作方式的选择。
标号指令：
标记跳转目的地的位置N。
四、实验步骤
1、实验前，先用下载电缆将PC机串口与S7-200-CPU226主机的PORT1端口连好，然后对实验箱通电，并打开24V电源开关。
主机和24V电源的指示灯亮，表示工作正常，可进入下一步实验。
2、进入编译调试环境，用指令符或梯形图输入下列练习程序。
3、根据程序，进行相应的连线。
（接线可参见第一章中“输入/输出端口的使用方法”）
4、下载程序并运行，观察运行结果。
练习1：
Network1
LDSM0.0
ANT38
TONT37,+5
Network2
LDT37
TONT38,+5
=M0.0
Network3
LDI0.0
JMP1
Network4
LDM0.0
=Q0.0
Network5
LBL1
Network6
LDM0.0
=Q0.1
练习2：
自行设计一个使用跳转指令的程序，并上机验证。
实验四置位/复位及脉冲指令实验
一、实验目的
1、掌握S、R、EU、ED指令的使用方法。
2、熟悉编译调试软件的使用。
二、实验器材
1、PC机一台
2、PLC实验箱一台
3、编程电缆一根
4、导线若干
三、实验内容及步骤
1、置位指令
指令符：
S梯形图符：
2、复位指令
指令符：
R梯形图符：
功能：
相当于锁存器，当其置位（ON）后，将一直保持，直至复位为止。
置位（S）或复位（R）指令将从Bit指定的地址开始的N个点置位或复位。
你可以一次置位或复位1-255个点。
如果复位指令指定的是定时器或者计数器，指令不但复位定时器位或计数器位，而且清除定时器或者计数器的当前值。
3、正跳变指令：
指令符：
EU梯形图符：
4、负跳变指令：
指令符：
ED梯形图符：
功能：
正跳变指令在输入脉冲的前沿（由0到1），使指定的继电器接通一个扫描周期后又释放，即把输入状态的前沿微分输出到指定的继电器。
负跳变指令在输入脉冲的后沿（由1到0），使指定的继电器接通一个扫描周期后又释放，即把输入状态的后沿微分输出到指定的继电器。
这两条微分指令都是在输入状态发生变化时才起作用。
在程序运行中，一直接通的输入条件，不会引起EU的执行；一直处于断开的输入不会引起ED的执行。
四、实验步骤
1、实验前，先用下载电缆将PC机串口与S7-200-CPU226主机的PORT1端口连好，然后对实验箱通电，并打开24V电源开关。
主机和24V电源的指示灯亮，表示工作正常，可进入下一步实验。
2、进入编译调试环境，用指令符或梯形图输入下列练习程序。
3、根据程序，进行相应的连线。
（接线可参见第一章中“输入/输出端口的使用方法”）
4、下载程序并运行，观察运行结果。
练习1：
置位（S）或复位（R）指令的编程
Network1
LDI0.0
SQ0.0,1
Network2
LDI0.1
RQ0.0,1
练习2：
正负跳变指令的编程
Network1
LDI0.0
EU
SQ0.0,1
Network2
LDI0.0
ED
RQ0.0,1
例中：
I0.0接到按钮，
当按钮按下时，相当于在I0.0上产生一个由0到1的跳变，因此输入接通一个扫描周期，Q0.0置位，即点亮。
当按钮松开时，相当于在I0.0上产生一个由1到0的跳变，因此输入接通一个扫描周期，Q0.0复位，即熄灭。
实验五移位寄存器指令实验
一、实验目的
1、掌握移位指令的使用方法。
2、熟悉编译调试软件的使用。
二、实验器材
1、PC机一台
2、PLC实验箱一台
3、编程电缆一根
4、导线若干
三、实验内容
S7-200提供丰富的移位指令，有左移、右移指令，循环左移、循环右移指令，以及字节移位、字移位、双字移位指令。
这里介绍几个常用的指令，其它的请参见有关手册。
1、左移字指令
指令符：
SHL_W
梯形图符：
2、右移字指令
指令符：
SHR_W
梯形图符：
移位指令将输入值IN右移或者左移N位，并将输出结果装载到OUT中。
移位指令对移出的位自动补零。
如果位数N大于或等于最大允许值（对于字节操作为8，对于字操作为16，对于双字操作为32），那么移位操作的次数为最大允许值。
如果移位次数大于0，溢出标志位（SM1.1）上就是最近移出的位值。
如果移位操作的结果为0，零存储器位（SM1.0）置位。
字节操作是无符号的，对于使用字或双字操作，当使用符号数据类型时，符号位也被移动。
3、循环左移字指令
指令符：
ROL_W梯形图符：
4、循环右移字指令
指令符：
ROR_W梯形图符：
循环移位指令将输入值IN循环右移或者循环左移N位，并将输出结果装载到OUT中。
如果位数N大于或等于最大允许值（对于字节操作为8，对于字操作为16，对于双字操作为32），S7-200在执行循环移位之前，会执行取模操作，得到一个有效的移位次数。
取模操作的结果对于字节操作为0到7，对于字操作为0到15，对于双字操作为0到31。
如果移位次数为0，循环移位指令不执行。
如果循环移位指令执行，最后一位的值会复制到溢出标志位（SM1.1）。
如果移位次数不是8（对于字节操作），16（对于字操作），32（对于双字操作）的整数倍，最后被移出的位会被复制到溢出标志位（SM1.1）。
当循环移位的结果为0时，结果为零标志位（SM1.0）被置位。
字节操作是无符号的，对于使用字或双字操作，当使用符号数据类型时，符号位也被移动。
四、实验步骤
1、实验前，先用下载电缆将PC机串口与S7-200-CPU226主机的PORT1端口连好，然后对实验箱通电，并打开24V电源开关。
主机和24V电源的指示灯亮，表示工作正常，可进入下一步实验。
2、进入编译调试环境，用指令符或梯形图输入下列练习程序。
3、根据程序，进行相应的连线。
（接线可参见第一章中“输入/输出端口的使用方法”）
4、下载程序并运行，观察运行结果。
练习1：
下面是一个左移字指令的练习，阅读并理解程序，并将程序下载到主机中验证。
Network1
LDSM0.1
LDQ0.7
ED
OLD
MOVW16#0001,QW0
Network2
LDI0.0
EU
S
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