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实验2 PLC的基本指令和计数控制应用1实验目的1、了解S7-200PLC的结构组成,掌握S7200PLC的I/O接线;2、熟悉和掌握STEP7-Micro/WIN32编程软件的使用,掌握PC与PLC的连接通讯及参数设置的方法,掌握编辑、调试PLC程序的方法;3、掌握基本逻辑指令中LD、LDN、A、AN、O、ON、指令的应用;4、掌握基本指令中S、R指令的应用;、了解计数器的工作原理,掌握PLC的基本指令和计数器指令的应用,掌握梯形图程序的设计与调试方法。2实验仪器与设备PC,S7-200,STEP 7-Micro/WIN编程软件3实验内容与步骤(一)、相关软硬件的介绍、S7-200 CPUS7-200 CPU将一个微处理器、一个集成电源和数字量I/O点集成在一个紧凑的封装中,从而形成了一个功能强大的微型PLC。 图1 S7-200 CPU结构外形组成:w CPU模块的顶部端子盖内 :电源及输出端子w 底部端子盖内 :输入端子及传感器电源 w 中部右侧前盖内 :CPU工作方式开关(RUN/STOP)、模拟调节电位器和扩展I/O接口 左侧 :状态指示灯LED、存储卡、及通讯口 、STEP 7-Micro/WIN编程软件STEP 7-Micro/WIN编程软件为用户开发、编辑和监控自己的应用程序提供了良好的编程环境。为了能快捷高效地开发应用程序,STEP 7-Micro/WIN软件提供了三种程序编辑器。(二) 基本逻辑控制指令及其编程实例例1:在STEP 7-Micro/WIN编程软件中输入以下程序步骤如下:在断电状态下,连接好PC/PPI电缆;打开PLC的前盖,将运行模式选择开关拨到STOP位置,此时PLC处于停止状态,或用鼠标单击编程软件中的STOP按钮“”,可以进行程序的编写;运行STEP 7-Micro/WIN编程软件;用菜单命令“文件新建”,生成一个新项目,或者用菜单命令“文件打开”,打开一个已有的项目,或者用菜单命令“文件另存为”,可修改项目的名称;用菜单命令“PLC类型”,设置PLC的型号;设置通信参数:S7200的缺省站地址如下通信设置界面设置如下: 双击右上角的“双击刷新”,如PC机和PLC能正常建立通信的话,会显示如下:编写控制程序用鼠标单击工具条上的“编译”或“全部编译”按钮来编译输入的程序;下载程序文件到PLC;将PLC运行模式设置为运行状态(RUN),改变连接在PLC I/O点上的开关状态,观察相应输出点的状态。学会用状态图来监控用户程序。例2:实现电动机启动/停止控制1、实验原理及实验电路电动机启动/停止控制电动机单向运行的启动/停止控制是最基本、最常用的控制。按下启动按钮,电动机启动运行,按下停止按钮,电动机停车。由于PLC的带负载能力有限,一般不能直接驱动电动机,而是通过接通接触器的线圈来控制接通电动机的主电路的。为了了解电动机的运行状况,可以分别用不同颜色的指示灯表示电动机的运行和停止状态。编程元件的地址分配对于PLC控制系统而言,明确了控制要求后,首先要做的工作是对编程元件进行地址分配。在电动机单向运行的启动/停止控制中,有两个输入控制器件:启动按钮SB1和停止按钮SB2。有三个输出器件:接触器线圈KM、电动机运行指示灯HL1和电动机停止指示灯HL2。编程元件的地址分配如下表1:表1 电动机启动/停止控制的编程元件地址分配表编程元件I/O端子电路器件作用输入继电器I0.0SB1启动按钮I0.1SB2停止按钮输出继电器Q0.0KM电动机接触器Q0.1HL1电动机运行指示灯Q0.2HL2电动机停止指示灯 实验电路本实验采用CPU226,其I/O接线图如下图所示:2、参考梯形图程序或3、程序输入及调试 与例1的步骤1-10相同; 观察PLC上的Q0.2的灯是否点亮,点亮表明电动机处于停止状态; 按下启动按钮SB1,如电动机能启动,则启动程序正确; 按下停止按钮SB2,如电动机能停止,则停止程序正确; 再次按下启动按钮,如系统能重新启动运行,并能在按下停止按钮后停车,则程序调试结束。4、 讨论对于停止按钮SB2,如在I/O接线图中以常闭触点的形式接到输入端子I0.1上,此时,在程序中应如何出理?(三)、计数器指令及编程实例S7200系列PLC有加计数器(CTU)、加/减计数器(CTUD)、减计数器(CTD)等3种计数指令。1、指令格式梯形图指令符号中CU为增1计数脉冲输入端;CD为减1计数脉冲输入端;R为复位脉冲输入端;LD为减计数器的复位脉冲输入端。编程范围C0C255);PV设定值最大范围32767。2工作原理(1)加计数指令(CTU) 加计数器在CU端输入脉冲上升沿,计数器的当前值增1计数。当前值大于或等于设定值(PV)时,计数器状态位置1。当前值累加的最大值为32 767。复位输入(R)有效时,计数器状态位复位(置0),当前计数值零。 (2)加/减计数器(CTUD) 加/减计数器有两个脉冲输入端,其中CU端用于加计数,CD端用于减计数,执行加/减计数时,CU/CD端的计数脉冲上升沿加1/减1计数。当前值大于或等于计数器设定值(PV)时,计数器状态位置位。复位输入(R)有效或执行复位指令时,计数器状态位复位,当前值清零。 加/减计数器应用程序: (3)减计数指令(CTD) 复位输入(LD)有效时,计数器把预置值(PV)装入当前值存储器,计数器状态位复位(置0)。CD端每一个输入脉冲上升沿,减计数器的当前值从预置值开始递减计数,当前值等于0时,计数器状态位置位(置1),停止计数。 减计数指令应用程序 减计数器在计数脉冲I3.0的上升沿减1计数,当前值从预置值开始减至0时,定时器输出状态位置1,Q0.0通电(置1),在复位脉冲I1.0的上升沿,定时器状态位置0(复位),当前值等于预置值,为下次计数工作做好准备。在做具体实例之前,请先调试完上述计数器指令的简单应用程序,以更好地理解计数器指令的工作原理。例: 1、设备控制要求 有一计数装箱设备,计数装箱到箱1中零件满5件时,活门关闭,零件进入箱2,重新放上空箱1后,活门打开,重新开始装箱1计数。 2、设备控制信号及工作循环图 该设备有如下控制信号:设备起动信号,设备停止信号,计数信号,活门打开到位信号,活门关闭到位信号,工作显示灯输出,驱动活门打开阀电磁铁,驱动活门关闭阀电磁铁。根据这些信号进行I/O分配。 工作循环过程为:活门打开到位装箱计数,满5件活门关闭到位,延时放入空箱1回到活门打开的状态,依次循环。 3、根据工作循环流程编制设备控制梯形图 4、把编制好的梯形图下载到PLC进行调试运行,记录过程变量的状态变化,检查程序是否正确。
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