设计成绩 批阅教师 日 期 实训报告 课程名称 可编程控制器原理及应用 专业年级 焊接1311 学 号 20 学生姓名 张华荣 指导教师 沈正彪 2015 年 12 月 26日
实验一 硬件组态
一 、实验目的
进一步学习SIMATIC S7的使用-熟悉STEP7的系统操作，掌握硬件组态。
二 、实验设备
实验用S7-300 PLC系统，计算机若干，连接线若干，计算机相关组件若干。
三 、实验内容与步骤
1.实验内容
（1）练习在项目中插入站。 （2）硬件站的组态。
（3）熟悉S7-300输入和输出模块。 2.实验步骤
（1）双击桌面图标STEP7 ，打开SIMATIC-300管理器。
（2）执行菜单命令“File/New”，在打开的对话框中单击“Browse”按钮选择文件夹，设置项目的存储位置，建立一个新项目名为“zfzl”的文件。
（3）单击“OK”按钮后，在SMATIC管理器中只显示出一个新建立的项目名称“zfzl”。在这个项目名上右击选择“Insert New Object”（插入新对象）项，可以看到这里供用户插入多种资源，包括300站或400站、网络和程序等。这里，选择插入一个“ SIMATIC 300 Station”。
（4）选择插入的300站，双击右侧窗口中包含的Hardware图标，打开“HW Config”（硬件组态）窗口。
（5）在右侧的硬件目录找“SIMATIC 300/RACK-300”，双击“Rail（机架）”，一个机架就出现在左侧的窗口中。
（6）机架中的第一槽放置电源模块，根据实际的硬件序列号插入。 （7）第二槽放置CPU模块，根据实际的序列号插入。
（8）第三槽放置接口模块，用于扩展更多的机架，以适应更加复杂的实际应用（不用可以空出）。
（9）从第四槽开始，根据实际硬件放置信号模块。
（10）硬件添加好后，确保S7-300的状态在STOP状态时，送S7-300的电源。
（11）确保S7-300的CPU处于STOP状态时，保存硬件组态，确保在MPI通信方式下进行下载。
（12）若下载不成功，则根据提示进行修改并下载。
（13）实验结束后，拆线的顺序为：先将PLC的状态开关打到STOP状态，关闭PLC的电源，再关闭交流电源。最后拆线。
四、总结
在S7—300的硬件组态中最难的也就是硬件组态的安装比较困难，如果STEP7的安装成功，接下来我们就需对共接后我们所需做实验的设备，进行组件的安装。在第一个模块上安装电源（PS-307-2A），在CPU操作模块安装（CPU-315-2DP），在通信处理器（CP）连接上装上（CP-343-1 Lean）,在SM模块上装上（SM-DI/DO/16λDC24V），在这些模块安装完成后，下载保存。在以上所有步骤完成后，只需连接设备编译后就能实现组态的运行。
本次实训体会最深的就是LAD图的编译，只要其中有一个错误那就不能实现机子的运行。当然，硬件组态如果配对与设备不对应，那在LAD的运行将不能正常运作。可以说硬件组态是STEP的基础。
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实验二PLC试训台操作
一、实验目的
认识PLC试验台的结构，掌握PLC实训的接线方法。
二、实验设备
1.实训用S7-300实训系统。 实训操作台。
3.电脑一台，相关配件若干。
三、实验内容及步骤
1.观察PLC实训台的结构，画出系统框图
2.观察PLC结构，画出框图。
3.观察模块的结构，画出DC24V的电路及输入输出接线圈。
I-指输入，其中I表示输入代码。 Q-指输出，其中Q表示输出代码。
15-48的数字表示输入或输出代码在PL实操操作台对应的号码。 2.PLC外部接线图。
四、总结
从本次试验中我发现PLC实训操作台是我们完成可控编程器运行的关键。它包含实训S7-300实训台应用、硬件组态应用和LAD西门子梯形图的编译应用均是重中之重。只要以上全部掌握那针对可编程控制器应用我们就基本掌握。
实验三（1）逻辑符号表和变量表
一、实验目的
进一步学习SIMATIC S7的应用，熟悉STEP7的系统操作，熟悉符号表。
二、实验设备
1.试验用S7-300PLC系统。 2.电脑及相关配件。 三、实验内容及步骤 1.实验内容
（1）练习硬件组态。
（2）熟悉S7-300输入和输出模块的地址。 （3）练习在硬件组态中直接建立符号表。 （4）练习建立变量表。 2.实验步骤
（1）练习硬件组态。
（2）硬件添加好后，先送交流380V电源，然后送直流24V电源，确保V7-300的状态在STOP状态时，送S7-300的电源。
（3）确保S7-300的CPU处于STOP状态时，保存硬件组态并下载。 （4）若下载不成功，则根据提示进行修改并下载。 （5）在屏幕后面，打开“Edit Symbols”符号表。 （6）输入各个符号在程序中的意义。
（7）单击“Apply”按钮，建立数字量输入/输出模块的符号表。 （8）重复以上步骤建立与程序有关的其他信号的符号表。
（9）打开“Block”文件夹，使用菜单命令“Insert/S7 Block/Variable Table”，或在右视图中右击选择菜单命令“Insert New Object/ Variable Table”，打开变量表的属性对话框，可以为新建的变量表命名，如VAT-1，单击“OK”按钮建立一个新的变量表。 （10）通过双击对象打开新建的变量表。每个变量表中有五栏，分别显示每个变量的五个属性：地址（Address)、符号（Symbol）、显示格式（Monitor format）、状态值（Status Value）和修改值（Modify Value）。
（11）根据需要输入要监视的变量。 （12）建立与CPU的连接。
（13）监视变量。首先将CPU的模式开关拨到RUN的位置，使用菜单命令“Variable/Monitor”，单击工具栏中的相应的按钮（称为“戴眼镜”），启动变量监视功能。
（14）修改变量。首先启动变量监视功能，随时观察变量值，然后在变量表中修改变量值（Modify Value）栏中输入新的变量值，执行菜单命令“variable/Modify”,将修改值立即送人CPU，观察并记录程序中变量及输出的改变。可以用菜单命令“Variable/Activate Modify values”,对所选变量的修改数据进行一次立即刷新。 （15）重复（13）（14）步内容，并用表格记录下来。
（16）试验结束后，拆线的顺序为 ：先将PLC的状态开关打到STOP状态，关闭PLC电源，再关闭交流电源，最后拆线。
四、思考题
1.在组态中CPU的选择应与操作台相对应，且在连接中应将位置存卡插入，选定一定CPU接口与之电脑主机实现相连线。在组态完成时应下载保存通过主机STEP7的系统操作与操作台CPU实现连系的建立。
2.输入变量红色时表示该变量下符号需修改变量值。?? 3.需要与CPU建立连接。
五、总结
在本次实验中硬件组态不变，只是在输入符号表和变量表时应十分小心。尤其是输入变量表，因为我们重点以符号表以2AD形式编辑程序用变量表方法不常用，故在操作中应小心谨慎，严格按照操作指示一步一步进行。
实验三（2）硬件测试
一、实验目的
熟悉S7-300电源模块上的LED指示灯的含义：熟悉S7-300 CPU模块上的各LED指示灯的含义。建立变量表，监视和修改变量。
二、实验要求
掌握STEP 7的系统操作和硬件组态。
（1）SF（红色）：程序错误时亮，或带有诊断功能的模块错误时亮。 （2）BF（红色）：网络组态时总线错误指示灯。 （3）DC5V（绿色）：指示5V的直流被强制时亮。 （4）FRCE（黄色）：有变量被强制时亮。
（5）RUN(绿色)：CPU处于运行状态时灯亮。当重新启动CPU时，以2HZ的频率闪亮；当CPU处于HOLD状态时，以的频率闪亮。
（6）STOP（黄色）：CPU处于停机状态、HOLD状态或重新启动时常亮；请求存储器时以的频率闪光；正在执行存储器复位时以2Hz的频率闪亮。
三.实验设备
实验用S7-300 PLC系统、PLC操作台、计算机。
四.实验内容及步骤
1.实验内容
(1)熟悉S7-300电源、CPU模块上的LED指示灯的含义。 (2)熟悉PLC实验台上开关量设备的用法。 2.实验步骤
（1）硬件组态好后，先送直流380V电源，然后送交流24V电源，确保S7-300的状态在STOP状态时，送S7-300的电源。
（2）确保S7-300的CPU处于STOP状态时，保存硬件组态并下载。 （3）若下载不成功，则根据提示进行修改。
（4）S7-300 PLC设备的测试。在对硬件组态进行保存编译并下载的时候，观察S7-300 PLC的各个指示灯状态。
（5）开关量设备的测试。
1）先关闭S7-300 PLC的电源，然后关闭24V的电源。
2）接线。将24v的正极接SBI按钮的一段=端，SB1按钮的另一端接S7-300 PLC的。将接LED指示灯的一端，另一端接24V的负极。
3）先打开24V的电源，按下按钮SB1，观察S7-300 PLC上的对应的灯是否亮。如果它的灯亮和灭与按钮SB1的通与断是否一致，则S7-300 PLC的正常，按钮SB1也正常。打开变量表进行调试及LED指示灯是否正常。
4）试验结束后，先关闭S7-300PLC的电源，然后关闭24v电源。
5）重复以上步骤，依次测试S7-300PLC的其他输入端及输出端是否正常，以及各个开关是否正常。
6）实验结束后，拆线的顺序为：先将PLC的状态开关打到STOP状态，关闭PLC电源，接着关闭直流电源，然后，再关闭三相交流电源，最后拆线。
五、思考题
1.开关与按钮的区别是：开关一般主要用于总电控制三相或更高的高压电，而按钮常用于一些小型设备或电路引起支路通断控制。
2.（1）开关一般如厂房或车间380V电源的开关控制就用它。
（2）按钮一般用于实验用的小型电路中24V电源支路的控制。如：PLC电路板上输入控制按钮“SB”。
实验四 基本指令训练
一、实验目的
（1）掌握SIMATIC S7的最基本和常用的指令。 （2）熟悉STEP 7编程软件的应用。
二、实验设备
（1）电源模块(AC-DC)。
（2）PLC基本模块，数字量输入模块。
（3）数字量输出模块，按钮，发光二极管（灯泡）。 （4）PC/MPI电缆计算机等。 三、实验内容与步骤 1.实验内容 （1）位逻辑指令：
1) 控制要求：设计一键启停电路，按动按钮，使灯泡亮，再按按钮，灯泡灭。 2) 画出输入及输出的端子接线图。 3) 给出I/O表。 4) 画出梯形图。 （2）传输比较指令：
1)控制要求：设计一传输比较程序，用传输指令，将整数100传送给MW10，整数,200传送给MW20，用整数比较指令MW10和MW20的大小，当MW20大于MW10时，输出亮。 2）画出输入及输出的端子接线图。 3）给出I/O表。 4）画出梯形图。 2.实验步骤 （1）接线。
1）电源连接：通过专用电线连接AC220V电源，DC24V电源。 2）输入及输出的连接：根据控制要求及设计程序进行接线。 3）检查以上接线，无误后可以送电。
（2）对PLC进行硬件组态，经检查无误后，保存编译并下载。
（3）用STEP 7编程软件，输入编好的程序，经检查无误后，保存并下载到PLC上。 （4）调试运行程序：操作输入信号控制板上相对应的按钮，观察相应输出指示灯的状态。 （5）试验结束后，关闭电源的程序为：先将PLC的状态开关打到STOP状态，关闭PLC电源，再关闭DC24V电源，然后，再关闭交流电源，最后拆线。
四、位逻辑指令练习
例题1：位逻辑指令
(1)控制要求：用按钮1和按钮2来控制3个灯泡，按钮1为1时，灯泡0亮；按钮1为0时，灯泡1亮；按钮2为1时，灯泡2闪一下。 (2)PLC外部接线图如图9-1所示.
(3)I/O地址分配表见表9-1。
(4)梯形图9-2所示。 OB1：基本指令 Comment: Network 1:Title: Comment:
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(5)步骤
1）接线。根据PLC的外部接线图进行接线。 2）经指导教师检查无误后，方可通电。
3）对PLC进行硬件组态，经检查无误后，保存编译并下载。
4）打开STEP7的编程软件，输入9-2梯形图，检查无误后，保存并下载到PLC上。 5）将PLC的状态开关打到RUN状态后，运行该程序：操作输入信号控制板上相对应的按钮，使，为1，观察，，的状态。若不正确，则进行调试，直至符合要求。 6）分析图9-2的动作过程，画出时序图。 7）实验结束后，顺序关闭电源。
五、总结
在本次试验中，我们重点是LAD图的绘制，我们只需按图9-2绘制梯形图，然后下载到PLC操作台，在操作台操作相关按钮即可，实现相应的灯亮与灭的闪耀控制。
实验五 定时器、计数器指令练习
一、实验目的
（1）掌握SIMATIC S7的最基本和常用的指令。 （2）熟悉编程软件STEP 7的应用。
二、实验设备
电源模块（AC-DC）,PLC基本模块，数字量输入模块，数字量输出模块，按钮，发光二极管（灯泡），PC/MPI电缆，计算机等。
三、内容及步骤
1.实验内容
（1）控制要求。设计一报警电路，满足一下要求： 1）警灯测试开关S1接通，则警灯亮。
2）报警开关S2闭合时，要求报警，此时警灯闪烁、警铃响。
3）报警响应开关S3接通后，报警灯由闪烁变为常亮，同时，报警铃关闭。 （2）画出输入及输出的端子接线图。 （3）给出I/O表。 （4）画出梯形图。 2.实验步骤
（1）电源连接：通过专用电线连接AC 220V电源、DC 24V电源。 （2）输入及输出的连接：根据控制要求及设计程序进行接线。 （3）检查以上接线，无误后可以送电。
（4）对PLC进行硬件组态，练习在硬件组态上直接建立符号表，练习建立变量表。经检查无误后，保存、编译并下载。
（5）用STEP7编程软件，输入编好的程序，经检查无误后，保存并下载到PLC上。 （6）调试运行程序：操作输入信号控制板上相对应的按钮，观察相应输出指示灯的状态。他们的状态可以从PLC本机上与输出点相对应的发光二极管看出，也可以通过操作程序状态“调试监测”来观看。
（7）实验结束后，关闭电源的顺序为：先将PLC的状态开关打到STOP状态，关闭PLC电源，再关闭DC24V电源，然后再关闭交流电源，最后拆线。
四、定时器指令练习
1.指令说明
定时器是用于产生时间序列的，定时器的种类可分为脉冲定时器（SP）、扩展脉冲定时器（SE）、接通延时定时器（SD）、保持性接通延时定时器（SS）和断开延时定时器（SF）。 定时器可以通过逻辑框或单个程序元件编写程序完成定时操作。定时时间由时间值和时间基构成：定时时间=时间值x时基。定是时间是定时器运行时间。
定时器的定时时间由TV端输入，或者由线圈/逻辑框下面的值决定。定时时间有以下两种表达方式：
（1）S5时间格式。
格式为：S5T#aH-bM-cS-dMS，其中：a表示小时，b表示分钟，c表示秒，d表示毫秒。 （2）十六进制数。
格式为：W#16#wxyz，其中w时间基准，xyz是BCD码格式的时间。这里，时基准小，分辨率越高；时基越大，则分辨率越低，但定时时间越长。 2、指令练习
先读懂下图9-3所示的梯形图，并下载到PLC上，将其依次输入，并观察输出状态。 Network: Comment:
3.重点
本次实验重点：主要明白图中“|/|”在连接中只需用下开开关替代即可。
实验六 实际程序的调试
一、实验目的
通过本项目的学习和实验操作能够让学生掌握以下内容：知道PLC控制系统与继电器相互挠合组成复杂控制系统的操作。知道S7-300/400系统PLC系统结构、工作原理及工作过程：能正确解读西门子S7-300/400系列PLC推荐手册，能合理选配西门子S7-300/400系列PLC硬件模块，能学习安装、调试西门子S7-300/400系列PLC硬件系统；会使用STEP7编程软件，能在STEP7软件环境下独立完成电动机基本控制系统的硬件组态，软件编程，数据下载及系统调试。
二、实验设备
（1）PLC系统操作台 ，计算机。
（2）主回路需要刀开关1个，交流接触器2个，熔断器3个，热继电器1个，控制回路常用按钮1个，常开按钮2个，熔断器2个，PLC模块。 （3）实验用STEP7-300系统。
三、实验内容
图1 主回路原理图 图2 控制回路原理图
（1）控制要求。通过三个按扭控制电动机的正转、反转及停止，具体实现功能如下： 1）当电动机处于停止状态时，按下正转按钮SB2，电机正转。若此时按下SB3，则电动机运行状态不变。
2）当电动机处于停止时，按下反转按钮SB3，电机反转。若此时按下按钮SB2，电机不变。 3）在电机运行状态下，按下停止按钮SB1，则电动机停转。 (2)PLC外部接线图。PLC控制原理图如图3所示。
图3 PLC控制原理图
(3)输入/输出地址分配表。
四、实验步骤
（1）根据主回路原理图和控制回路原理图进行接线。 （2）经指导老师检查无误后，方可通电。
（3）通电顺序：先送交流电源，然后再送交流220V的电源，接下来再送PLC的电源。 （4）对PLC进行硬件测试，保存编译并下载。
（5）将编写好的程序输入PC机，检查无误后，保存并下载到PLC。此时PLC状态开关一定是在STOP状态。
（6）将PLC状态打到RUN状态后，按下正转按钮，检查是否按要求进行，若不对，则关闭电源，排除故障后，在通电调试，直至符合要求。
（7）实验结束，拆线顺序为：先关闭PLC，再关PLC电源，再关闭220V电源，然后再关闭三相交流电源。
（8）拆线。拆除主回路及控制回路连接线。 （9）电机由于考虑到安全因素用24V小灯泡代替。
五、实验结果
图4 PLC的LAD正反转控制梯形图 1.程序编辑与运行
（1）在实验中我们首先应将在PLC-300系统的程序上编辑出来。
（2）对其进行保存，然后激活RUN将其下载到PLC操作台上，同时对其进行检测。 （3）按照要求对其进行顺序操作看是否满足要求，注意：该实验十分危险应在老师指导下完成。 2.结果分析
（1）在PLC控制系统中，其中正、反转的自锁均是靠继电器KM1和KM2实现。如：“KM1继电器通电，那KM1常开触电闭合通电，KM1常闭触点断开。”同理KM2也是这样。 （2）在运行中同时按下SB2和SB3电机是不会转，如若停止，只需按下SB1按钮。
六、总结
在本次实验中让我明白继电器的操作功能和自锁电路的编辑。更重要让我明白三相电动机正、反转的控制原理，使我在日后对电机的学习中有了更高层次的认识。同时也让我发现PLC系统的优点和操作难点，使我对PLC操作能力更上一层楼。
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