西门子PLC实验指导书

1、0可编控制器技术可编控制器技术实验实验及工程应用综合设计及工程应用综合设计实实验验 指指导导书书中南大学信息科学与工程学院中南大学信息科学与工程学院2010 年年 3 月月I目目 录录第一章第一章 可编程控制器实验装备使用介绍可编程控制器实验装备使用介绍.11.1 TVT-90 系列可编程控制器训练装置简介.11.2 电源模块的使用.41.3 电源模块、CPU 单元和继电器扩展模块的使用.61.4 输入输出模块的使用.71.5 实验单元板的使用.8第二章第二章 实验实验.10实验一实验一 熟悉熟悉 STEP7 V5.3 编程软件的使用及基本逻辑指令的编程方法编程软件的使用及基本逻辑指令的编程方

2、法.10实验二、比较指令与定时指令的基本编程及应用实验二、比较指令与定时指令的基本编程及应用.22实验三、计数指令的基本编程及应用实验三、计数指令的基本编程及应用.25实验四实验四 传送指令和移位以及循环移位指令的基本编程及应用传送指令和移位以及循环移位指令的基本编程及应用.27实验五实验五 浮点型数学运算基本指令的编程及应用浮点型数学运算基本指令的编程及应用.31第三章第三章 综合程序设计训练综合程序设计训练.33综合设计实验一 电动机控制.33综合设计实验二 天塔之光.36综合设计实验三 交通灯自控与手控.38综合设计实验四 水塔水位自动控制.45综合设计实验五 多种液体自动混合系统.47

3、综合设计实验六 自动装车送料系统.49综合设计实验七 邮件分拣.50综合设计实验八 电梯控制.51综合设计实验九 自动售货机.53综合设计实验十 温度控制系统.54综合设计实验十一 电镀流水线.55综合设计实验十二 霓虹灯控制.57综合设计实验十三 自动化仓库系统.63综合设计实验十四 机械手装配搬运流水线.65综合设计实验十五 自控飞锯.67综合设计实验十六 自动扶梯系统.69综合设计实验十七 无塔供水系统.71综合设计实验十八 接触器联锁正反转三相异步电机控制.72综合设计实验十九 三相电机顺序控制.74综合设计实验二十 时间继电器控制 Y-三相电机降压起动控制 .76综合设计实验二十一、

4、触摸屏使用实验.80综合设计实验二十二、变频器控制异步电机实验.901第一章第一章 可编程控制器实验装备使用介绍可编程控制器实验装备使用介绍1.1 TVT-90 系列可编程控制器训练装置简介系列可编程控制器训练装置简介TVT-90 系列可编程控制器训练装置由可编程序控制器主机、编程用计算机、电源模块、输入输出模块和 16 块模拟控制对象单元实验板组成。用实验连接导线将主机板上的有关部分与输入输出模块连接可完成指令系统训练，用实验连接导线将主机板与模拟实验板有关部分连接可以完成程序设计训练，用连接导线将主机与实际系统的部件连接可作为开发机使用，进行现场调试。1 1TVT-90TVT-90 系列可

5、编程控制器训练装置的基本配置及其结构系列可编程控制器训练装置的基本配置及其结构主机（S7-300 CPU314C-2DP）及电源模块 PS307 1 个变频器（MM420） 1 个触摸屏（MT5600V） 1 个三相电源模块 1 块输入输出模块 1 块实验单元板 16 块通讯适配器 1 套实验台 1 张实验连接导线 1 套 2 2主要技术参数主要技术参数1 1） CPUCPU 单元模块单元模块 主机采用德国西门子 S7-314C-2DP 型，其主要技术数据如下: 数字输入点数 24（缺省地址：I124.0I126.7）数字输出点数 16 (缺省地址：Q124.01125.7)模拟输入通道 5（

6、缺省地址：AI752AI761）模块输出通道 2（缺省地址：AO752AO755）计数器/频率计数器 4 个通道频率计数器 3 个通道，最大 60KHz脉冲输出 1 个通道2 2）电源单元）电源单元 PS307PS307额定输入电压：170-264V AC额定输入电流：0.6A额定输出电压：24V3 3）实验板单元）实验板单元额定输入电压：24V DC4 4）扩展继电器单元 扩展八个继电器输出，继电器输出 24 VDC / 2 A，230 VAC / 2 A，分成 2 组5 5）电力拖动及继电器控制单元）电力拖动及继电器控制单元 三相断电器单元 1 套 倒顺开关 1 套 按钮组合单元 1 套

7、行程开关 1 组 定时器单元 1 组 三相继电器单元 1 组2 交流电动机单元 1 台 直流电动机单元 1 台6 6）变频器单元）变频器单元 变频器主要技术参数见表 1-1 所示。表 1-1 变频器技术参数特性技术规格200 V 至240 V 10 %单相，交流0.12 kW 3.0 kW（0.16 hp 4.0 hp）200 V 至240 V 10 %三相，交流0.12 kW 5.5 kW（0.16 hp 7.5 hp）电源电压和功率范围380 V 至480 V 10 %三相，交流0.37 kW 11.0 kW（0.50 hp15.0 hp）输入频率47 Hz 至63 Hz输出频率0 Hz

8、至650 Hz功率因数0.98变频器效率96 % 至97 %过载能力在额定电流基础上过载50 %，持续时间60 s，间隔周期时间5 分钟合闸冲击电流小于额定输入电流控制方法线性V/f 控制；带磁通电流控制（FCC）的线性V/f 控制，平方V/f 控制；多点V/f 控制脉冲调制频率2 kHz 至16 kHz（每级调整2 kHz ）固定频率7 个，可编程跳转频率4 个，可编程0.01 Hz 数字输入；0.01 Hz 串行通讯输入；10 位二进制的模拟输入设定值的分辩率（电动电位计0.1 Hz 0.1%（ PID 方式）数字输入3 个可编程的输入（电气隔离的），可切换为高电平/ 低电平有效（PNP/

9、NPN）模拟输入1 个，（0 至10 V）用于频率设定值输入或PI 反馈信号，可标定或用作第4 个数字输入继电器输出1 个，可编程，30 V DC / 5 A（电阻性负载），250 V AC / 2 A（电感性负载）模拟输出1 个，可编程（0 mA 至20 mA）串行接口RS-485，选件RS-232电磁兼容性可选EMC 滤波器，EN55011 标准A 或B 级，也可选内部A 级滤波器制动直流注入制动，复合制动防护等级IP20温度范围-10 C 至+50 C （14 F 至122 F）存放温度-40 C 至+70 C （-40 F 至158 F）相对湿度Simatic -SIMATIC Man

10、ager，进入 STEP7 编程界面。图 2-1 进入 STEP7 编程界面图图 2-2 项目向导图11 系统默认的首选项是“新建项目向导” ，在对软件使用不太熟悉的情况下可以跟随向导进行下一步的操作。在这里，为了操作方便，省略此项步骤。点击取消按钮。2 2新建工程新建工程图 2-3 工程建立界面点击文件-新建 菜单，出现上面的界面，输入项目的文件名与路径，建议以“名字”缩写加“学号” ，在这里面，输入“f01”作为工作文件名。新建完成后，就会弹出一个界面框，出现以“f01”命名的工程文件夹。针对当前使用的硬件设备，需要插入站点，站点为“S7-300 站点” ，操作如工程界面图所示：图 2-4

11、 工程界面插入站点2 SIMATIC 300 站点图 2-5 插入站点更改站点名称，如 TVT90HC-112图 2-6 站名更改3 3 CUP314C-2DPCUP314C-2DP 硬件配置硬件配置1）进入配置界面图 2-7 进入配置界面双击 TVT90HC-1 站点图 2-8 双击 TVT90HC-1 站点双击硬件进入硬件配置界面图 2-9 硬件配置界面2）选择硬件 选择底板13图 2-10 选择底板展开 SIMATIC 300RACK-300 后双击 Rail图 2-11 双击 Rail 展开图 选择电源图 2-12 电源选择图展开 SIMATIC 300PS-300 后选择“PS 30

12、7 2A”并双击。必须与实际硬件一致 选择 CPU14图 2-13 CPU 选择图展开 SIMATIC 300CUP-300 后选择“CUP 314C-2DP6ES7 314-6CG03-0AB0”并双击“V2.6” 。必须与实际硬件一致。 选择继电器模块选择订货号为 6ES7 322-1HF01-0AA0 的模块（SM-300DO-300 下的倒数第 4 个模块） ，把它拖放到4 号槽中。如图 2-15 所示。图 2-14 选择继电器模块3）I/O 配置（依据接线端子板设置 I/I 地址）图 2-15 I/O 配置图 首先双击 D08X 继电器输出，设置地址为 2。15图 2-16 D08X

13、 继电器输出的地址设置 再双击 DI24/DO16，设置输入、输出地址，一般都从 0 开始。注意设置输入、输出地址时要先设置输出继电器的地址，再设置输入、输出地址，否则输出地址无法从 0 开始设置，由于它与继电器的地址设置有关，继电器的地址设置不能与它相同。图 2-17 数字模块地址配置图 双击 AI5/A02，设置 AD、DA 地址，可以从 I/O 之后连续的地址或从 10 开始16图 2-18 模拟量模块地址配置图图 2-19 输入输出信号参数设置 双击计数，设置高速计数器的地址。高速地址可以从 AD/DA 之后连续的地址或从 32 开始，17图 2-20 高速计数器的地址设置 4）保存与

14、编译按键保存与编译图 2-21 保存界面图 2-22 编译界面4 4 符号编辑符号编辑在工程界面下，双击“CPU 314C-2DP”“S7 程序(1)”“符号”进入符号编辑器，输入符号与地址，输入注释。保存退出。图 2-23 符号编辑界面185 5 程序编写程序编写双击“CPU 314C-2DP”“S7 程序(1)”“块” “OB1” ，选择创建语言为梯形图“LAD（D） ” 点击“确定”图 2-24 程序编写填写符号名与符号注释，便于程序的阅读。点击“确认”进入编程的画面。输入程序并保存。图 2-25 程序编写界面1） 设计练习程序设计练习程序 1编程控制要求编程控制要求： 当 SA1、SA

15、2 输入开关都断开时，L1 灭，L2 亮。 将 SA1 输入开关闭合，PLC 主机上输入显示灯“I0.0”亮，L1、L2 均保持原状态。 再将 SA2 输入开关闭合，PLC 主机上输入显示灯“I0.1”亮，同时 L1 亮，L2 灭。 只要 SA1、SA2 任何一个断开，L1 灭，L2 亮。实验实验 I/OI/O 分配分配：实验硬件需用一块输入输出模块和一块 TVT90HC-2 天塔之光模拟实验板，其 I/O 口的地址分配与接线如表 2-1 所示：表 2-1 I/O 地址分配表输入（接输入输出模块）输出（接天塔之光模拟实验板）PLC 端外接端口注释PLC 端外接端口注释I0.0SA1输入开关Q0

16、.0L1灯 1I0.1SA2输入开关Q0.1L2灯 219将下列程序输入到计算机中并下载到 PLC 中，点击“”监视（开/关）按钮进行程序实时运行监视，观察并描述运行结果观察并描述运行结果。2） 设计练习程序设计练习程序 2将第三章 综合设计实验一 电动机控制程序输入 PLC 中运行，观察并描述运行结果。6 6 项目下载项目下载项目下载包含程序与硬件配置。回到 SIMATIC Manager 窗口，如光标停在“TVT90HC-1” ，点击键，下载项目运行。下载之前必须把硬件连接完成并通上电源。图 2-26 项目下载注意：如果下载时，不能正常连接，弹出如图 2-27 对话框。则程序配置硬件 MP

17、I 节点地址与实际硬件设备不符合，请按以下步骤进行操作，重新设置程序硬件的 MPI 节点地址。图 2-27 程序下载 （1）在硬件配置页面，点击下载到模块按钮，如图 2-28 所示。20图 2-28 下载到模块（2）弹出选择目标模块对话框，点击确定，如图 2-29 所示。图 2-29 选择目标模块 （3）在弹出的选择节点地址对话框中，点击视图按钮，查看程序配置的硬件 MPI 节点地址与实际硬件设备是否相同。然后点击确定按钮，如图 2-30 所示。21图 2-30 选择节点地址对话框 （4）硬件配置下载完后，弹出如图 2-31 所示的对话框。点击“是”按钮。图 2-31 配置下载对话框 这样，硬

18、件配置就下载成功了。22实验二、比较指令与定时指令的基本编程及应用实验二、比较指令与定时指令的基本编程及应用一实验目的一实验目的了解 PLC 中比较指令与不同定时器指令的使用方法，掌握比较指令和基本定时器指令的应用。二实验设备1. TVT-90GT 实验装置一台 2. 计算机一台3. 输入输出模块一块4. TVT90HC-2 天塔之光模拟实验板一块5. 连接导线若干三实验内容与操作三实验内容与操作1比较指令的使用说明比较指令的使用说明比较指令使用说明，下述比较指令可供使用CMP？I 整数比较CMP？D 双整数比较CMP？R 实数比较 以整数比较为例，其整数比较指令符号如图 2-35 所示.：图

19、 2-32 整数比较指令符号其整数比较指令参数说明如表 2-6 所示：表 2-6 整数比较指令参数说明参数参数数据类型数据类型存储区域存储区域说明说明方块图输入BOOLI,Q,M,L,D先前逻辑运算的结果方块图输出BOOLI,Q,M,L,D只有在方框图输入的 RLO 为“1”时才能处理比较结果IN1INTI,Q,M,L,D 或常数第一个参与比较的数值IN2INTI,Q,M,L,D 或常数第二个参与比较的数值整数比较指令的使用方法如例 3 所示。 例 1：如果条件成立，则输出 Q0.0 置位：1)在输入 I0.0 和 I0.1 的信号状态为“1”2)并且 MW0=MW1232定时器指令的使用说明

20、定时器指令的使用说明下述定时器指令可供使用S_PULSE 脉冲 S5 定时器 (SP) 脉冲定时器线圈S_PEXT 扩展脉冲 S5 定时器 (SE) 扩展脉冲定时器线圈S_ODT 接通延时 S5 定时器 (SD) 接通延时定时器线圈S_ODTS 保持型接通延时 S5 定时器 (SS) 保持型接通延时定时器线圈S_OFFDT 断电延时 S5 定时器 (SA) 断开延时定时器线圈各定时器符号如图 2-32 所示。图 2-33 各定时器符号 定时器的标识号定时器的标识号 Tno 为为 T0T255,一共一共 256 个。个。在以后的实验中主要是用到了接通延时 S5 定时器，其参数说明如表 2-2 所

21、示。表 2-2 接通延时 S5 定时器参数说明参数参数数据类型数据类型存储区域存储区域说明说明TnoTIMERTT 定时器标识号，no(编号)范围与 CPU 有关SBOOLI,Q,M,L,D启动输入端TVS5TIMEI,Q,M,L,D预置时间值RBOOLI,Q,M,L,D复位输入端BIWORDI,Q,M,L,D剩余时间值，整数格式BCDWORDI,Q,M,L,D剩余时间值，BCD 格式QBOOLI,Q,M,L,D定时器的状态 接通延时 S5 定时器的使用方法如例 1 所示。 例 2：如果输入端 I0.0 的信号状态从“0”变为“1” （RLO 出现上升沿） ，则启动定时器 T1，如果规定的 2

22、 秒时间已结束，输入端 I0.0 的信号状态仍为“1” ，则输出 Q0.0 为“1” ，如果输入端 I0.0 的信号状态从“1”变为“0” ，则定时器停止运行，Q0.0 为“0” （如果输入端 I0.1 的信号状态从“0”变为“1” ，则定时器复位，而不管定时器是否正在工作。 ）24其他各定时器的功能和用法可按 F1 键参考各功能块的说明。3编程设计要求编程设计要求1）设计练习程序）设计练习程序 1设某工件加工过程分为 4 道工序完成，共需 30s，其时序要求如图 2-33 所示，I0.0=ON 时，启动和运行；I0.0=OFF 时停机。而且每次启动均从第一道工序开始。图 2-34 时序图编程

23、控制要求：编程控制要求：以上可用二种方法实现： 用 4 个定时器分别设置 4 道工序的时间，通过程序依次启动之。 用一个定时器设置全过程时间，再用若干条比较指令来判断和启动各道工序。实验实验 I/OI/O 分配分配：实验硬件需用一块输入输出模块和一块 TVT90HC-2 天塔之光模拟实验板，其 I/O 口的地址分配与接线如表 2-3 所示：表 2-3 I/O 地址分配表输入（接输入输出模块）输出（接天塔之光模拟实验板）PLC 端外接端口注释PLC端外接端口注释I0.0SA1启动工序Q0.0L1工序 1Q0.1L2工序 2Q0.2L3工序 3Q0.3L4工序 42）设计练习程序）设计练习程序 2

24、做综合设计实验二 天塔之光控制程序，用定时器设计程序，并将设计程序输入 PLC 中进行调试和运行，观察并描述运行结果。四、实验报告要求四、实验报告要求编写程序并描述运行结果，画出时序图。25实验三、计数指令的基本编程及应用实验三、计数指令的基本编程及应用一实验目的一实验目的了解 PLC 中计数指令的使用方法，并掌握计数指令的应用。二实验设备二实验设备1TVT-90GT 实验装置一台。 2计算机一台。3输入输出模块一块4TVT90HC-2 天塔之光模拟实验板一块5连接导线若干。三实验内容与操作三实验内容与操作1计数器指令使用说明计数器指令使用说明下述计数器指令可供使用S_CUD 加-减计数器 (

25、SC) 计数器线圈置位S_CD 减计数器 (SU) 加计数器线圈S_CU 加计数器 (SD) 减计数器线圈各计数器的符号如图 2-34 所示。图 2-35 各计数器符号计数器的标识号计数器的标识号 Tno 为为 T0T255,一共一共 256 个。个。 在本次实验中主要是以减计数器为例，其参数说明如表 2-4 所示。表 2-4 减计数器参数说明参数参数数据类型数据类型存储区域存储区域说明说明CnoCOUNTERCC 计数器标识号，no（编号）范围与 CPU 有关CDBOOLI,Q,M,L,D减计数器输入端SBOOLI,Q,M,L,D计数器预置输入端PVWORDI,Q,M,L,D 或常数计数器输

26、入值的范围 0-999，以 C#形式表示PVWORDI,Q,M,L,D计数器预置值RBOOLI,Q,M,L,D复位输入端CVWORDI,Q,M,L,D当前计数器值，16 进制数值CV_BCDWORDI,Q,M,L,D当前计数器值，BCD 码QBOOLI,Q,M,L,D计数器的状态S_CD（减计数器）在输入端 S 出现上升沿时使用输入端 PV 上的数值预置。26如果在输入端 R 上的信号状态为“1” ，则计数器复位，计数器被置为“0” 。如果输入端 CD 上的信号状态从“0”变为“1” ，并且计数器的值大于“0” ，则计数器减“1” 。如果计数器被置位，并且输入端 CD 上的 RLO=1，计数器

27、将相应的在下一扫描循环计数，即使没有从上升沿到下降沿的变化或从下降沿到上升沿的变化。如果计数值大于“0” ，则输出 Q 上的信号状态为“1” ；如果计数值等于“0” ，则输出 Q 上的信号状态为“0” 。减计数器的使用方法如例 2 所示。例 3：如果 I0.2 从“0”变为“1” ，计数器使用 MW10 的值预置，如果 I0.0 的信号状态从“0”变为“1” ，计数器 C1 的值将减 1，C1 的值等于 0 除外。如果 C1 的值不等于 0，则 Q0.0 为“1” 。其他各计数器的功能和用法可按 F1 键参考各功能块的说明。2编程设计要求编程设计要求1）用一个按钮开关（I0.0）控制 3 个灯

28、（1 号 灯 Q0.0、2 号 灯 Q0.1、3 号 灯 Q0.2） ，按钮按 3 下1#灯亮，再按 3 下 2#灯亮，再按 3 下 3#灯亮，以此反复。实验实验 I/OI/O 分配：分配：实验硬件需用一块输入输出模块和一块 TVT90HC-2 天塔之光模拟实验板，其 I/O 口的地址分配与接线如表 2-5 所示：表 2-5 I/O 地址分配表输入（接输入输出模块）输出（接天塔之光模拟实验板）PLC 端外接端口注释PLC端外接端口注释I0.0SA1控制开关Q0.0L21 号灯Q0.1L32 号灯Q0.2L43 号灯2）做综合设计实验二 天塔之光控制程序，用定时器和计数器设计程序，并将设计程序输

29、入 PLC 中进行调试和运行，观察并描述运行结果。四、实验报告要求四、实验报告要求编写程序并描述运行结果，画出时序图。 27实验四实验四 传送指令和移位以及循环移位指令的基本编程及应用传送指令和移位以及循环移位指令的基本编程及应用一实验目的一实验目的了解 PLC 中比较指令和传送指令的使用方法，并掌握其指令的应用。二实验设备二实验设备1TVT-90GT 实验装置一台。 2计算机一台。3输入输出模块一块4TVT90HC-12 霓虹灯模拟实验板一块5连接导线若干。三实验内容与操作三实验内容与操作1. 传送（赋值）指令的使用说明传送（赋值）指令的使用说明 传送指令的符号如图 2-36 所示。MOVE

30、ENINENOOUT图 2-36 传送指令符号其传送参数说明如表 2-7 所示。表 2-7 传送指令参数说明参数参数数据类型数据类型存储区域存储区域说明说明ENBOOLI,Q,M,L,D使能输入ENOBOOLI,Q,M,L,D使能输出IN所有数据类型，长度可为 8、16 或 32位I,Q,M,L,D 或常数源数值OUT所有数据类型，长度可为 8、16 或 32位I,Q,M,L,D 目的地址MOVE（传送指令）可以由使能 EN 输入端的信号激活，将在输入端 IN 的特定值复制到输出端 OUT上的特定地址中。ENO 和 EN 具有相同的逻辑状态。MOVE 只能复制 BYTE（字节） 、WORD（字

31、） 、或DWORD（双字）数据对象。用户定义的数据类型（例如数组或结构）必须使用系统功能“BLKMOVE”（SFC20）进行复制。传送指令的使用方法如例 4 所示。例 4：如果 I0.0=1，则执行指令。MW10 的内容被复制到当前打开的数据块的数据字 12 中。28如果执行指令则 Q.0 为“1” 。2. 移位指令的使用说明移位指令的使用说明下述移位指令可供使用SHR_I 整数右移 SHR_DI 长整数右移 SHL_W 字左移 SHR_W 字右移 SHL_DW 双字左移 SHR_DW 双字右移各移位指令的符号如图 2-37 所示。 图 2-37 移位指令符号在本次实验中主要是以字左移指令为例

32、，其参数说明如表 2-8 所示。表 2-8 字左移指令参数说明参数参数数据类型数据类型存储区域存储区域说明说明 ENBOOLI,Q,M,L,D使能输入ENOBOOLI,Q,M,L,D使能输出 INWORDI,Q,M,L,D要移位的值 NWORDI,Q,M,L,D要移动的位数OUTWORDI,Q,M,L,D移位指令的结果 SHL_W (字左移)指令通过使能(EN)输入位置上的逻辑1来激活。SHL_W 指令用于将输入 IN 的 0 至15 位逐位向左移动。16 到 31 位不受影响。输入 N 用于指定移位的位数。若 N 大于 16，此命令会在输出OUT 位置上写入0，并将状态字中的 CC 0 和

33、OV 位设置为0。将自右移入 N 个零，用以补上空出的位位置。可在输出 OUT 位置扫描移位指令的结果。如果 N 不等于 0，则 SHL_W 会将 CC 0 位和 OV 位设为0。ENO与 EN 具有相同的信号状态。字左移指令的使用方法如例 5 所示。例 5：29SHL_W 框由 I0.0 位置上的逻辑1激活。装载 MW0 并将其左移由 MW2 指定的位数。结果将被写入MW4。置位 Q0.0。其他各移位指令的功能和用法可按 F1 键参考各功能块的说明。3. 循环移位指令的使用说明循环移位指令的使用说明下述循环移位指令可供使用ROL_DW 双字循环左移ROR_DW 双字循环右移各循环移位指令的符

34、号如图 2-38 所示。 图 2-38 循环移位指令符号在本次实验中主要是以双字循环左移指令为例，其参数说明如表 2-9 所示。表 2-9 双字循环左移指令参数说明参数参数数据类型数据类型存储区域存储区域说明说明 ENBOOLI,Q,M,L,D使能输入ENOBOOLI,Q,M,L,D使能输出 INDWORDI,Q,M,L,D要循环移位的值 NWORDI,Q,M,L,D要循环移位的位数OUTDWORDI,Q,M,L,D双字循环指令的结果ROL_DW (双字循环左移)指令通过使能(EN)输入位置上的逻辑1来激活。ROL_DW 指令用于将输入IN 的全部内容逐位向左循环移位。输入 N 用于指定循环移

35、位的位数。如果 N 大于 32，则双字 IN 将被循环移位(N-1)对 32 求模，所得的余数) +1 位。自右移入的位位置将被赋予向左循环移出的各个位的逻辑状态。可在输出 OUT 位置扫描双字循环指令的结果。如果 N 不等于 0，则 ROL_DW 会将 CC 0 位和 OV 位设为0。ENO 与 EN 具有相同的信号状态。双字循环左移指令的使用方法如例 6 所示。例 6：30ROL_DW 框由 I0.0 位置上的逻辑1激活。装载 MD0 并将其向左循环移位由 MW4 指定的位数。结果将被写入 MD10。置位 Q0.0。其他各双字循环移位指令的功能和用法可按 F1 键参考各功能块的说明。4编程

36、设计要求编程设计要求（1）用移位指令或循环移位指令控制 8 盏灯从 L1L8 按顺序循环亮灭。（2）做综合设计实验十二霓虹灯控制，用比较指令和传送指令设计程序，并将设计程序输入 PLC 中进行调试和运行，观察并描述运行结果。四、实验报告要求四、实验报告要求设计程序并描述运行结果，画出时序图。31实验五实验五 浮点型数学运算基本指令的编程及应用浮点型数学运算基本指令的编程及应用一实验目的一实验目的了解 PLC 中浮点型数学运算基本指令的使用方法，并掌握其指令的应用。二实验设备二实验设备1TVT-90GT 实验装置一台。 2计算机一台。3输入输出模块一块4连接导线若干。三实验内容与操作三实验内容与

37、操作1. 浮点型数学运算基本指令的使用说明浮点型数学运算基本指令的使用说明 浮点型数学运算基本指令的符号如图 2-39 所示。 图 2-39 浮点型数学运算基本指令符号以浮点型数学运算基本指令为例，其参数说明如表 2-10 所示。表 2-10 浮点型数学运算基本指令参数说明参数参数数据类型数据类型存储区域存储区域说明说明 ENBOOLI,Q,M,L,D启用输入ENOBOOLI,Q,M,L,D启用输出 IN1REALI,Q,M,L,D被加数或常数 IN2REALI,Q,M,L,D加数或常数OUTREALI,Q,M,L,D相加的结果在启用(EN)输入端通过一个逻辑1来激活 ADD_R (实数加)。

38、IN1 和 IN2 相加，其结果通过 OUT 来查看。如果结果超出了浮点数允许的范围(溢出或下溢)，OV 位和 OS 位将为1并且 ENO 为0，这样便不执行此数学框后由 ENO 连接的其它功能(层叠排列)。32浮点型数学运算基本指令的使用方法如例 7 所示。 例 7： 由 I0.0 处的逻辑1激活 ADD_R 框。MD0 + MD4 相加的结果输出到 MD10。如果结果超出了浮点数的允许范围，或者如果没有处理该程序语句(I0.0 = 0)，则设置输出 Q0.0。其他各浮点型数学运算基本指令的功能和用法可按 F1 键参考各功能块的说明。 2编程设计要求编程设计要求 （1）运用浮点型数学运算基本

39、指令，编写一个简单的增量式 PID 运算程序来控制实验十中的温度系统。 （2）做综合设计实验十温度控制，并将设计程序输入 PLC 中进行调试和运行，观察并描述运行结果。四、实验报告要求四、实验报告要求设计程序并描述运行结果，画出时序图。33第三章第三章 综合程序设计训练综合程序设计训练程序设计训练用本系统的主机和 16 块模拟实验板，培养学生利用 PLC 技术设计和开发控制装置的综合运用能力。这部分训练包括 22 个综合设计实验。 每一实验中的设计内容都给出了控制要求和 I/O 分配表及参考程序，要求学员在实验之前必须预习，编程设计好程序，再到实验室上机调试程序。编程练习中只给了控制要求，未给

40、出程序清单。学员在掌握了实验内容给出的程序后，可根据编程练习中的控制要求编写程序。经仔细推敲并修改后，上机调试。实验七到实验十编程难度较大，属于提高训练。综合设计实验一综合设计实验一 电动机控制电动机控制一设计要求一设计要求1、系统组成该系统由二台三相交流异步电动机、二组三相交流接触器（KM1、KM2） 、4 个开关SB1、SB2、SB3、SB4 组成和两个热继电器器所组成。三相交流接触器 KM1 用于控制电动机 M1 的启动和停止运行；三相交流接触器 KM2 用于控制电动机 M2 的启动和停止运行方式。同时，为了保护系统的正常运行，在电机的控制回路中加入了热继电器 FR1、FR2，用于防止电

41、机过载。按钮 SB1SB4 是分别用于电机 M1、M2 的启动和停止操作。其电机控制验面板的结构示意图如图 3-1 所示：34图 3-1 电机控制验面板的结构示意图2、控制要求（1）按下启动按钮 SB1(I0.0)，KM1 1 接通，电动机 M1 运行,按停止按钮 SB2（I0.1） ，电机停止运行。（2）按下启动按钮 SB3（I0.2） ，KM2 接通，电机 M2 运行，按停止按钮 SB4（I0.3） ，电机 M2 停止运行。（3）当电机 M1 运行时，按下 SB3 按钮，电机 M2 运行；当电机 M2 运行时，按下 SB1，电机 M1 开始运行，形成 M1、M2 的互锁运行电路。（4）当热

42、继电器 FR1、FR2 动作时，相应回路的电机停止运行。二二I/O 口的接线口的接线实验硬件需用一块 TVT90HC-1 电机控制模拟实验板，输入输出接线端子表如表 3-1 所示。表 3-1 I/O 口的接线表输入输出PLC 端外接端口注释PLC 端外接端口注释I0.0SB1电机 M1 启动信号Q0.0KM1电机 M1 动作I0.1SB2电机 M1 停止信号Q0.1KM2电机 M2 动作I0.2SB3电机 M2 启动信号I0.3SB4电机 M2 停止信号I0.4FR1电机 M1 热继电器I0.5FR2电机 M2 热继电器按上面 I/O 口完成，检查无误后通电。35三进入三进入 Step7 v5

43、.3 软件软件见西门子软件入门（第二章 实验一 实验内容及操作 1. 进入进入 Step7 v5.3 软件软件） 。四新建工程四新建工程见西门子软件入门。 （第二章 实验一 实验内容及操作 2. 新建工程新建工程） 。五五CUP314C-2DP 硬件配置硬件配置见西门子软件入门。 （第二章 实验一 实验内容及操作 3. CUP314C-2DP 硬件配置硬件配置） 。六符号编辑六符号编辑（可以省略）见西门子软件入门。 （第二章 实验一 实验内容及操作 4. 符号编辑符号编辑） 。七程序编写七程序编写1、 使用符号编辑器时，程序显示有两种方式可以自由切换如图 3-2 与图 3-3：图 3-2 符号

44、编辑器时显示的程序2、 没有使用符号编辑器时程序显示如下：36图 3-3 没有符号编辑器时显示的程序二、下载项目并调试见西门子软件入门。 （第二章 实验一 实验内容及操作 6. 项目下载） 。在编程的画面可以在线监控与在线修改。综合设计实验二综合设计实验二 天塔之光天塔之光1 1、 系统组成系统组成该系统是模拟天津电视塔夜灯控制系统而设计的，主要由九个环形设计的彩灯组成，通过控制彩灯亮、灭先后的顺序控制，来实现五彩灯光的点缀效果。其天塔之光面板结构示意图如图 3-4 所示：2 2、控制要求、控制要求（1）按下启动按钮（I0.0） ，灯 L1 亮，延时 2S 后灯灭；灯L2、L3、L4、L5 一

45、起亮，延时 2S 后灯灭，灯L6、L7、L8、L9 一起亮，延时 2S 后灯灭，灯 L1 又亮，按下停止按钮（I0.1） ，所有灯灭。（2）按下启动按钮（I0.0） ，灯 L1 亮并闪烁 4 次后灭，灯L2、L3、L4、L5 一起亮，闪烁 4 次后灭，灯 L6、L7、L8、L9一起亮，闪烁 4 次后灭，按下停止按钮（I0.1） ，所有灯灭。（3）把（1）和（2）两种灯的状态做成循环。用定时器或定时器、计数器编写应用程序并运行和调试。3 3、 系统系统 I/OI/O 分配表分配表由于实验面板上无输入按钮，需要使用“输入输出单元”37模块，占用两个钮子开关的输入口，注意开关的公共端“C”应接直流电

46、源“”极。输入输出接线端子表如表 3-2 所示。 图 3-4 天塔之光面板结构示意图表 3-2 输入输出接线端子表输入（接输入输出模块）输出（接天塔之光模拟实验板）PLC 端外接端口注释PLC 端面板接口注释I0.0SA0启动按钮Q0.0L1控制灯 L1 亮I0.1SA1停止按钮Q0.1L2控制灯 L2 亮C接 24V 电源地（0V）Q0.2L3控制灯 L3 亮Q0.3L4控制灯 L4 亮Q0.4L5控制灯 L5 亮Q0.5L6控制灯 L6 亮Q0.6L7控制灯 L7 亮Q0.7L8控制灯 L8 亮Q1.0L9控制灯 L9 亮4 4、 参考程序参考程序用定时器设计天塔之光参考程序 1：38 综

47、合设计实验三综合设计实验三 交通灯自控与手控交通灯自控与手控1 1、系统组成、系统组成该系统由模拟十字路口交通灯的控制系统而设计制作，主要由 2 个红灯、2 个绿灯、2 个黄灯以及用于显示路口等待时间的八段码显示屏所组成。其十字路口交通灯控制面板结构示意图如图 3-6 所示。2 2、控制要求、控制要求（1）按启动按钮后，东西向红绿黄灯的控制如下：东西绿灯亮 4s 后闪 2s 灭；黄灯亮 2s 灭；红灯亮 8s，依此循环。对应南北向的红绿黄灯的控制如下：39南北向的红灯亮 8s，接着绿灯亮 4s 后闪 2s 灭；黄灯亮 2s 后，依此循环。(2) 按下手动按钮,自动运行停止，南北向绿灯亮，东西向

48、红灯亮。 图 3-6 十字路口交通灯控制面板结构示意图其交通灯自动控制的时序图如图 3-7 所示。 图 3-7 交通灯自动控制的时序图3 3、系统输入输出分配、系统输入输出分配由于实验面板上无输入按钮作启动控制，故缺少启动按钮，需要使用“输入输出单元”模块，占用1 个 SA0 钮子开关作为启动按钮，注意开关的公共端“C”应接直流电源 24V 的“”极。交通灯实验面板输入输出接口接线端子如表 3-3 所示。表 3-3 交通灯实验面板输入输出接口输入接口输出接口PLC 端外接端口注释PLC 端面板接口注释I0.0SA0启动运行Q0.0东西绿控制灯东西绿亮I0.1S1手动运行Q0.1东西黄控制灯东西

49、黄亮Q0.2东西红控制灯东西红亮Q0.3南北绿控制灯南北绿亮Q0.4南北黄控制灯南北黄亮Q0.5南北红控制灯南北红亮4 4、实验参考程序实验参考程序4041424344图 3-8 交通灯自动控制参考程序五、实验报告要求1、若用步进顺控指令实现该控制，其程序又如何？ 45综合设计实验四综合设计实验四 水塔水位自动控制水塔水位自动控制1 1、系统组成、系统组成该系统由储水池、水塔、进水电磁阀、出水电磁阀、水泵及四个液位传感器 S1、S2、S3、S4 所组成。液位传感器用于检测储水池和水塔的临界液位,其水塔水位结构示意图如图 3-9 所示。图 3-9 水塔水位结构图2 2、控制要求、控制要求 按下启

50、动按钮，进水电磁阀 Y 打开，水位开始上升。 当储水池的水位达到其上水位界时，其上水位检测传感器（S3）输出信号，进水电磁阀 Y 关闭，水位停止上升。 当储水池的水满时，水泵 M 开始动作，将储水池的水传送到水塔中去。 当水塔的水位上升到其上水位界时，其上水位检测传感器（S1）输出信号，水泵 M 停止抽水。 水塔的出水电磁阀根据用户用水的大小可进行调节，当水塔的水位下降到其下水位时，其下水位检测传感器（S2）停止输出信号，水泵会再次打开。为了保证水塔的水量，储水池也会在其水位处于下水位界（液位传感器 S4 没有信号）时，自动打开进水电磁阀 Y。3 3、 系统输入输出分配系统输入输出分配由于实验

51、面板上无输入按钮为手动控制，故缺少启动按钮，需要使用“输入输出单元”模块，占用462 个钮子开关的输入口，注意开关的公共端“C”应接直流电源“”极。水塔系统实验面板输入输出接口接线端子如表 3-4 所示。表 3-4 水塔系统输入输出分配表输入接口输出接口PLC 端外接端口注释PLC 端面板接口注释I0.0SA0启动按钮Q0.0Y控制进水电磁阀I0.1SA1停止按钮Q0.1M控制水泵运行I0.2S1检测水塔水位上限位I0.3S2检测水塔水位下限位I0.4S3检测水池水位上限位I0.5S4检测水池水位下限位4 4、实验参考程序、实验参考程序47图 3-10 水塔水位控制程序综合设计实验五综合设计实

52、验五 多种液体自动混合系统多种液体自动混合系统1 1、系统组成、系统组成该系统由储水器 1 台，搅拌机一台，加热器一台，三个液位传感器，一个温度传感器，三个进水电磁阀和一个出水电磁阀所组成。其多种液体自动混合系统示意图如图 3-11 所示。2 2、控制要求、控制要求（1）初始状态 储水器中没有液体，电磁阀Y1，Y2，Y3，Y4 没有接通，搅拌机 M 停止动作，液面传感器 S1，S2，S3 均没有信号输出。（2）动作要求 按下启动按钮 SA0，开始下列操作： 电磁阀 Y1 闭合，开始注入液体 A，至液面高度为 H1 时，液位传感器 S3 输出信号，停止注入液体 A，电磁阀 Y1 断开，同时电磁阀

53、 Y2 闭合，开始注入液体 B，当液面高度为 H2 时，液位传感器 S2 输出信号，电磁阀 Y2 断开，停止注入液体 B，同时电磁阀 Y3 闭合，开始注入液体 C，当液面高度为 H3 时，液位传感器 S1 输出信号，电磁阀 Y3 断开，停止注入液体 C。 停止液体 C 注入时，搅拌机 M 开始动作，搅拌混合时间为 30s。 当搅拌停止后，按 SB0 开始放出混合液体，此时电磁阀 Y4 闭合，液体开始流出，至液体高度降为 H1 后，再经 5s 停止放出，电磁阀 Y4 停止动作。 当按下 SB1 时，停止装车，回到初始状态。 图 3-11 多种液体自动混合系统图 2 2、 系统输入输出分配系统输入

54、输出分配由于实验面板上无输入按钮为手动控制，故缺少启动按钮，需要使用“输入输出单元”模块，占用2 个按钮开关的输入口，注意开关的公共端“C”应接直流电源“”极。多种液体混合系统实验面板输入输出接口接线端子如表 3-5 所示。表 3-5 多种液体混合系统输入输出分配表输入接口输出接口PLC 端外接端口注释PLC 端面板接口注释48I0.0S1检测水位高度 H1Q0.0Y1控制进水电磁阀 Y1I0.1S2检测水位高度 H2Q0.1Y2控制进水电磁阀 Y2I0.2S3检测水位高度 H3Q0.2Y3控制进水电磁阀 Y3I0.3SA0液体开始输入并自动搅拌Q0.3Y4控制出水电磁阀 Y4I0.4SB0

55、常开开始放液体并装车Q0.4M控制搅拌机 MI0.5SB1 常开停止放液体SB0 公共端接 24V 电源地（0V）SB1 公共端接 24V 电源地（0V）4、程序设计4950综合设计实验六综合设计实验六 自动装车送料系统自动装车送料系统1、系统组成该系统由传送带（M1、M2、M3） 、斗形的储料器、进料电磁阀（K1） 、一个出料电磁阀（K2） 、液位传感器（S1）及压力传感器（S2）所组成，同时为了工作的有序性，还设计了两个指示灯（L1、L2） ，用于指示当前工作状态。其自动装车送料系统结构示意图如图 3-12 所示。2、控制要求（1）当系统启动后，红灯 L1 亮，绿灯 L2 灭，表明系统处于

56、初始状态，料斗中没有货物。此时进料电磁阀 K1打开，储料器开始装载货料，其液面高度开始增加。（2）当液位达到设定高度后，液位传感器 S1 输出信号，传送带 M3 运行， M3 运行 2s 后传送带 M2 运行，M2 运行 2s 后 M1 也开始运行，出料电磁阀K2 在 M1 接通 2s 后打开，货料开始进行传送。（3）当汽车装满料后压力传感器 S2输出信号，出料电磁阀 K2 关闭，传送带 M1 运行 2s 后停止，M1 停止 2s后 M2 停止，M2 停止 2s 后 M3 停止，此时红灯灭，绿灯亮，汽车可以开走，进行下一轮的装载工作。（4）按 SB1 按钮系统停止工作。3 3、系统输入输出分配

57、、系统输入输出分配由于实验面板上无输入按钮为手动控制，故缺少启动按钮，需要使用“输入输出单元”模块，占用 2 个按 图 3-12 自动装车送料系统结构示意图钮开关的输入口，注意开关的公共端 “C”应接直流电源“”极。自动装车送料系统实验面板输入输出接口接线端子如表 3-6 所示。表 3-6 自动装车送料系统输入输出分配表输入接口输出接口PLC 端外接端口注释PLC 端面板接口注释I0.0S1料斗装满Q0.0K1往料斗中上料I0.1S2车装满Q0.1K2从料斗中放料I0.2SB0 常开开始装车Q0.2M1第一条传输带运行I0.3SB1 常开停止装车Q0.3M2第二条传输带运行SB0 公共端接 2

58、4V 电源地（0V）Q0.4M3第三条传输带运行SB1 公共端接 24V 电源地（0V）Q0.5L1 红灯料斗料未满Q0.6L2 绿灯料斗料满3、 梯形图程序5152综合设计实验七综合设计实验七 邮件分拣邮件分拣1 1、系统组成、系统组成该系统由传送带 M5、气缸（M1、M2、M3、M4） 、光电码盘 BV、光电传感器 S1 和一组邮箱筒所组成，其邮件分拣系统结构示意图如图 3-13 所示。53图 3-13 邮件分拣系统结构图2 2、控制要求、控制要求启动后，绿灯 L2 亮表示可以进邮件，S1 为 ON 表示检测到了邮件，拨码器(I1.0I1.3) 模拟邮件的邮码，从拨码器读到邮码的正常值为

59、1、2、3、4、5，若非此 5 个数，则红灯 L1 亮，表示出错，电动机M5 不启动，重新按下启动按钮后，绿灯 L2 亮，表示可以再进邮件，若是这 5 个数中的任一个，则电动机 M5 运行，各类型的邮件检测到相应的脉冲数后，气缸将邮件分拣至箱内同时电动机停止运行，若是广州邮件则直接运行至传输带末端的邮箱内，无须气缸推入。完成该轮检测后如果绿灯 L2 一直亮则表示可以继续分拣邮件。3 3、系统输入输出分配、系统输入输出分配邮件分拣系统实验面板输入输出接口接线端子如表 3-7 所示。 （本试验直接用 BCD 码数字开关设置模拟邮件码的值）表 3-7 邮件分拣系统输入输出分配表输入接口输出接口PLC

60、 端外接端口注释PLC 端面板接口注释I0.0BV高速脉冲输入Q0.0M1北京邮件I0.1SA0启动Q0.1M2上海邮件I0.2S1邮件检测Q0.2M3天津邮件I1.0BCD 码“1”模拟邮件码Q0.3M4武汉邮件I1.1BCD 码“2”模拟邮件码Q0.4M5传输带运行I1.2BCD 码“4”模拟邮件码Q0.5L1 红灯非工作、或报错I1.3BCD 码“8”模拟邮件码Q0.6L2 绿灯工作正常4 4、梯形图程序、梯形图程序OB1（主程序块）：545556FC1（脉冲计数器功能）：57SFB47(系统计数器功能块)FB1（此处为自编的一个计数器功能块，引用了 SFB47 的一些参数，其具体的程序