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
0
1
楼下开关
楼上开关
开关信号区
开关信号区
输出信号
控制对象及作用
元件或端子位置
0
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
0
1
2
走廊东侧开关
走廊中间开关
走廊西侧开关
开关信号区
开关信号区
开关信号区
输出信号
控制对象及作用
元件或端子位置
0
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
0
1
2
正转信号按钮
反转信号按钮
停止信号按钮
直线区任选
直线区任选
直线区任选
输出信号
控制对象及作用
元件或端子位置
0
1
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
0
1
2
3
4
5
6
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
直线区任选
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
0
1
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
0
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
0
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
0
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
0
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
0
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
0
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
0
1
2
起动按钮
停止按钮
位置检测信号
直线区任选
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
0
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
0
1
起动按钮
停止按钮
直线区任选
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
0
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
0
1
信号灯
信号灯
声光显示区
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
0
1
位移按钮
复位按钮
直线区任选
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
0
1
2
点动位移按钮
连续位移按钮
复位按钮
直线区任选
直线区任选
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
0
1
起动按钮
停止按钮
直线区任选
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
0
1
起动按钮
停止按钮
直线区任选
直线区任选
输出信号
控制对象及作用
元件或端子位置
0
1
2
3
数码显示
数码显示
数码显示
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
0
1
2
加计数按钮
减计数按钮
复位按钮
直线区任选
直线区任选
直线区任选
输出信号
控制对象及作用
元件或端子位置
0
1
2
3
数码显示
数码显示
数码显示
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
0
1
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
0
1
2
3
4
5
6
7
信号灯
信号灯
信号灯
信号灯
信号灯
信号灯
信号灯
信号灯
PLC输出指示灯
PLC输出指示灯
PLC输出指示灯
PLC输出指示灯
PLC输出指示灯
PLC输出指示灯
PLC输出指示灯
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
0
1
起动按钮
停止按钮
直线区任选
直线区任选
输出信号
控制对象及作用
元件或端子位置
0
1
2
3
4
5
6
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
交通信号灯实验区
交通信号灯实验区
交通信号灯实验区
交通信号灯实验区
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
0
1
2
3
4
5
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
直线区任选
混料罐实验区
混料罐实验区
混料罐实验区
混料罐实验区
输出信号
控制对象及作用
元件或端子位置
0
1
2
3
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
混料罐实验区
混料罐实验区
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
0
1
2
3
起动按钮
停止按钮
料欠传感器
料满传感器
直线区任选
直线区任选
输料线实验区
输料线实验区
输出信号
控制对象及作用
元件或端子位置
0
1
2
3
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
输料线实验区
输料线实验区
输料线实验区
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