PLC课程实验
实验指导书
涂兵编著
信息与通信工程学院自动化教研室
实验基础
(一) 与或非逻辑功能实验
在S21 S7-200模拟实验挂箱（一）上完成本实验。
一、实验目的
1、熟悉PLC实验装置，S7-200系列编程控制器的外部接线方法
2、了解编程软件STEP7的编程环境，软件的使用方法。
3、掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。
二、基本指令编程练习的实验面板图
左图中的接线孔，通过防转座插锁紧线与PLC的主机相应
输入输出插孔相接。
I为输入点，Q为输出点。
上图中下面两排I0.0～I1.5为输入按键和开关，模拟开关量的输入。
上边一排Q0.0～Q1.1是LED指示灯，接PLC主机输出端，用以模拟
输出负载的通与断。
三、梯形图参考程序
通过程序判断Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4的输出状态，然后再输入并运行程序加以验证。
梯形图
四、实验步骤
梯形图中的I0.1、I0.3分别对应控制实验单元输入开关I0.1、I0.3。
通过专用PC/PPI电缆连接计算机与PLC主机。
打开编程软件STEP7，逐条输入程序，检查无误后，将所编程序下载到主机内,并将可编程控制器主机上的STOP/RUN开关拨到RUN 位置，运行指示灯点亮，表明程序开始运行，有关的指示灯将显示运行结果。
拨动输入开关I0.1、I0.3，观察输出指示灯.Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4是否符合与、或、非逻辑的正确结果。
（二）定时器/计数器功能实验
在S21 S7-200模拟实验挂箱（一）上完成本实验。
一、实验目的
掌握定时器、计数器的正确编程方法，并学会定时器和计数器扩展方法,用编程软件对可编程控制器的运行进行监控。
1.定时器的认识实验
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。
其控制作用同一般继电器。
2．定时器扩展实验
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。
3．计数器认识实验
西门子S7-200系列的内部计数器分为加计数器,减计数器和加减计数器三种。
4.计数器的扩展实验
计数器的扩展与定时器扩展的方法类似（梯形图略）
实验一PLC控制交流异步电动机正反转一、实验目的
●学会用可编程序控制器实现交流异步电动机正反转过程的编程方法，并对电动机正反转
进行接线；
●加深对PLC控制系统各种保护、自锁、互锁等环节的理解；
●学会分析并排除控制线路故障的方法。
二、实验原理
在三相鼠笼式异步电动机连锁正反转控制中，通过PLC程序和接线相序的更换来改变电动机的旋转方向。
三、实验设备
计算机1台
THSMS-C型网络型可编程控制器高级实验装置1台
S21实验挂箱1台
S32实验挂箱1台
三相鼠笼式异步电动机 1台
四、实验内容
在鼠笼电机正反转控制线路中，通过相序的更换来改变电动机的旋转方向。
理解PLC梯形图、实验挂箱的接线方法；抄录电动机铭牌数据；鼠笼电机接成Δ接法。
1.接触器联锁的正反转控制线路
按图1.1接线，经指导教师检查后，方可进行通电操作。
图1.1
(1) 开启控制屏电源总开关，打开电源。
(2) 按正向起动按钮SB1，观察并记录电动机的转向和接触器的运行情况。
(3) 按反向起动按钮SB2，观察并记录电动机和接触器的运行情况。
(4) 按停止按钮SB3，观察并记录电动机的转向和接触器的运行情况。
(5) 再按SB2，观察并记录电动机的转向和接触器的运行情况。
(6) 实验完毕，按控制屏停止按钮，切断三相交流电源。
2.PLC参考梯形图
三相异步电动机连锁正反转控制参考梯形图如图1.2所示。
图1.2
五、实验报告
1. 对实验过程中出现的故障进行分析。
2.记录实验步骤，完成实验报告。
实验二四节传送带的模拟
在S21 S7-200模拟实验挂箱（一）上完成本实验。
一、实验目的
通过使用各基本指令，进一步熟练掌握PLC的编程和程序调试。
二、控制要求
有一个用四条皮带运输机的传送系统，分别用四台电动机带动，控制要求如下：启动时先起动最末一条皮带机，经过5秒延时，再依次起动其它皮带机。
停止时应先停止最前一条皮带机，待料运送完毕后再依次停止其它皮带机。
当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。
例如M2故障，M1、M2立即停，经过5秒延时后，M3停，再过5秒，M4停。
当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面的皮带机停止，该皮带机运行5秒后停，而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。
例如，M3上有重物，M1、M2立即停，再过5秒，M4停。
三、四节传送带的模拟实验面板图：
五、梯形图参考程序
六、报告要求
整理出调试过程中出现的现象。
对自己的程序进行分析七、思考题
若是逆向运行程序该如何写
实验三自动配料系统模拟实验
在S21 S7-200模拟实验挂箱（一）中完成本实验。
一、实验目的
（1）熟练掌握PLC的编程和程序调试。
（2）了解掌握现代工业中自动配料系统的工作过程和编程方法。
二、控制要求
系统启动后，配料装置能自动识别货车到位情况和能够自动对货车进行配料，当车装满时，配料系统能自动关闭。
二、自动配料系统模拟实验面板图
五、工作过程
（1）初始状态
红灯L2灭，绿灯L1亮，表明允许汽车开进装料。
料斗出料口D2关闭，若料位传感器S1置为OFF（料斗中的物料不满），进料阀开启进料（D4亮）。
当S1置为ON（料斗中的物料已满），则停止进料（D4灭）。
电动机M1、M2、M3和M4均为OFF。
（1）装车控制
装车过程中，当汽车开进装车位置时，限位开关SQ1置为ON，红灯信号灯L2亮，绿灯
L1灭；同时启动电机M4，经过2S后，再启动启动M3，再经2S后启动M2，再经过2S最后启动M1，再经过2S后才打开出料阀（D2亮），物料经料斗出料。
当车装满时，限位开关SQ2为ON，料斗关闭，2S后M1停止，M2在M
1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，M4在M3停止2S后最后停止。
同时红灯L2灭，绿灯L1亮，表明汽车可以开走。
（3）停机控制
按下停止按钮SB2，自动配料装车的整个系统终止运行。
六、梯形图参考程序
七、思考题
本实验可否与实验二结合起来，程序如写？
实验四十字路口交通灯控制的模拟
在S22 S7-200模拟实验挂件（二）完成本实验。
一、实验目的
熟练使用各基本指令，根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法，使学生了解用PLC解决一个实际问题的全过程。
二、控制要求
信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。
当启动开关断开时，所有信号灯都熄灭。
南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒。
到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。
在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。
到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。
东西红灯亮维持30秒。
南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮3秒后熄灭。
同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。
周而复始
三、十字路口交通灯控制的实验面板图：
五、工作过程
当启动开关SD合上时，I0.0触点接通，Q0.2得电，南北红灯亮；同时Q0.2的动合触点闭合，Q0.3线圈得电，东西绿灯亮。
1秒后，T49的动合触点闭合，Q0.7线圈得电，模拟
东西向行驶车的灯亮。
维持到20秒，T43的动合触点接通，与该触点串联的T59动合触点每隔0.5秒导通0.5秒，从而使东西绿灯闪烁。
又过3秒，T44的动断触点断开，Q0.3线圈失电，东西绿灯灭；此时T44的动合触点闭合、T47的动断触点断开，Q0.4线圈得电，东西黄灯亮，Q0.7线圈失电，模拟东西向行驶车的灯灭。
再过2秒后，T42的动断触点断开，Q0.4线圈失电，东西黄灯灭；此时起动累计时间达25秒，T37的动断触点断开，Q0.2线圈失电，南北红灯灭，T37的动合触点闭合，Q0.5线圈得电，东西红灯亮，Q0.5的动合触点闭合，Q0.0线圈得电，南北绿灯亮。
1秒后，T50的动合触点闭合，Q0.6线圈得电，模拟南北向行驶车的灯亮。
又经过25秒，即起动累计时间为50秒时，T38动合触点闭合，与该触点串联的T59的触点每隔0.5秒导通0.5秒，从而使南北绿灯闪烁；闪烁3秒，T39动断触点断开，Q0.0线圈失电，南北绿灯灭；此时T39的动合触点闭合、T48的动断触点断开，Q0.1线圈得电，南北黄灯亮，Q0.6线圈失电，模拟南北向行驶车的灯灭。
维持2秒后，T40动断触点断开，Q0.1线圈失电，南北黄灯灭。
这时起动累计时间达5秒钟，T41的动断触点断开，T37复位，Q0.3线圈失电，即维持了30秒的东西红灯灭。
上述是一个工作过程，然后再周而复始地进行。
六、梯形图参考程序。