S7-1500实训平台指导书分解

1、S7-1500实训平台指导书燕山大学电气工程学院目录第一章S7-1500实训平台挂屏简介 3第二章控制回路及主回路5.第三章 S7-1500PLC 及 ET200SP简介63.1 S7-1500PLC 简介6.3.2 ET200SP 简介10第四章编程软件简介及指令介绍1.24.1 TIA 简介1.24.2 TIA 的安装1.24.3 TIA 的硬件配置和程序结构1.2第五章420变频器主要参数设置及通讯简介 1 55.1 固定频率调速155.2 模拟量调速17第六章HMI组态软件简介 2.16.1、 PROFINETS述216.2、 硬件配置216.3、 新建一工程 216.4、 界面设计2

2、56.5、 保存界面256.6、 下载程序25第七章实训项目27实训一 熟悉TIA博途编程环境 27实训二S7-1500PLC数字量模才H量实验 29实训三 S7-1500 与 ET200SP勺 PROFINET!讯实验31实训四S7-1500与MM42改频器的端子通讯实验 32实训五Utility Manager 监控界面组态3 3附录134附录237附录352第一章S7-1500实训平台挂屏简介S7-1500实训平台符合 可编程序控制器的编程方法与工程应用”、用编程控制器及其应用”等课程教学实验大纲的要求，通过 S7-1500实训平台的实训， 应使学生掌握以下基本技能：1 .对S7-150

3、0的结构有一定的了解；2 .能完成S7-1500各模块的接线；3 .学会使用S7-1500编程软件，掌握一些基本的编程指令；4 .会使用S7-1500数字输入输出模块、模拟输入输出模块，并通过编程实 现一些基本功能；5 .通过PROFINRT,实现S7-150R ET200SP、变频器之间的通讯，并能通 过程序改变异步电动机转速等；6 .学会使用Utility Manager对S7-1500进行组态，实现基于Utility Manager 的人机界面的设计。S7-1500实训平台的实训台高175CM,宽为50CM ,如下图:75LC125175300KM1KM2400MOTORDC5 、 24

4、VL1L2L3L4L5L6L7L8ooooooooSB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6 SB7 SB8H1H2H3-H4S1S2S3S4ST1 RP1 HB1注：单位MM1750175300200L9 L10 L11L12L13 L14 L15 L16t ；:)r ； L ；)二 > ISB16SB9 SB10 SB11 SB12 SB13 SB14 SB15OOOOQOOOH5 H6 H7 H8 S5 S6 S7 S8口 q| i i i i iRP2 RP3图1.1 S7-1500实训平台元件布局图根据S7-1500实训平台的设计要求，设计的 S7-1500实训平台包括实训

5、台, 电源部分，S7-1500 PLC、ET200SP、变频器、实训板、三相异步电动机、稳压 直流电源等。具体元件清单如下表：序号符号名元件名序号符号名元件名1L幻相31SB4、 SB12按钮2QF1总空开32SB5、SB113按钮3QF2控制电路空升33SB6、 SB14按钮4QF3灯柜空开34H1、H5启动接近开关5QF4总空开35H2、H6停止接近开关6C插座36H3、H7接近开关7PS307电源模块37H4、H8接近开关8S7-300CPU模块38S1、S5钮子开关9DI16数字输入模块39S2、S6钮子开关10DO16数字输出模块40ST1钥匙开关11AI8模拟输入模块41RP1、R

6、P2电位器12AO4模拟输出模块42HB1、HB3数显模块13DC5、24V稳压电源43HB2、HB4数显模块14KM1主电路接触器44VVVFMM420变频器15KM2控制接触器45MOTOR异步电动机16PS307电源模块46L7、L15指示灯17ET200MET200M47L8、L16指示灯18DI16数字输入模块48SB7、 SB15按钮19DO16数字输出模块49SB8、SB16按钮20AI8模拟输入模块21AO4模拟输出模块50S3、S7钮子开关22L1、L9指示灯51S4、S8钮子开关23L2、L10指示灯52RP3电位器24L3、L11指示灯53HB5数显模块25L4、L12指

7、示灯26L5、 L113指示灯54FU1 、 FU2熔断器27L6、L114指示灯28汨1、SB9按钮29SB2 、 SB10按钮30SB3、SB11按钮表1 S7-1500实训平台元件清单表第二章控制回路及主回路电源电路为整个S7-1500实训平台提供所需电源，其电源回路及主回路的接 线图需要学生根据实训挂屏具体接线来绘制。S7-1500实训平台采用三相四线制电源，其中，从 L3直接引出的单相电， 供该平台照明使用，并连接了插座作备用电源，及断路器QF1之后引出的单相电，一路经钥匙开关ST1连接接触器线圈KM2,并上接触器线圈KM1 ,当闭合 ST1, KM2得电，相应的另一品&单相

8、电在闭合 QF1,QF2的情况器得电，可以为 S7-1500电源模块、ET200SP电源模块以及DC5、24V直流稳压电源供电，供控 制电路使用，同时KM1得电，进而控制主回路。第三章S7-1500PLC及ET200SP简介3.1 S7-1500PLC 简介S7-1500PLC是一种通用型PLC,能适合自动化工程中的各种应用场合，尤 其是在生产制造工程中的应用。S7-1500采用模块化结构、无风扇结构设计，采 用DIV标准导轨安装，配置灵活、安装简单、维护容易、扩展方便。S7-1500采用模块化结构，根据控制要求的不同，可选用不同型号和不同数 量的模块，各种模块及人机界面可进行广泛的组合和扩展

9、。其主要模块：包括电源模块、CPU模块、数字输入模块、数字输出模块、模拟输入模块、模拟输出 模块、功能模块、接口模块等。一、PS模块(电源模块)电源模块用来将交流120V/230V电压转为24V直流工作电压，为 S7-1500CPU和24V直流负载电路提供电源。本 S7-1500电源模块采用 PS 25W(5A) 0 二、CPU1块S7-1500 CPU模块主要用来执行用户程序，同时还为 S7-1500背板总线提供 5V电源。本S7-1500CPU模块型号为1511-1 PN,属于标准型CPU,包括后备电 池、DC24V连接器，模式选择开关，状态及故障指示器、PROFINET。其中，CPU通过

10、24V连接器与电源模块相连，通过PROFINET完成与ET200SP以及变 频器间的通讯。PS、CPU接线图如下图所示：图3-1 PS CPU接线图 三、SM真块（信号模块）1 .DI和DO模块（数字量输入和输出模块）本 S7-1500数字输入模块为 DI 16x24VDC/DQ 16x24VDC/0.5A BA ,16 点数 字输入和16点数字输出，各两组，每组 8个点，分别接8个按钮、4个接近开 关和四个钮子开关，不需外部电源就可以完成相应功能。其中模块自身要由电源模块供电，同时接近开关需要外接电源，采用 24V直流稳压电源即可。根据具 体的控制要求，进行相应的编程，可以完成一定的功能。D

11、I接线图如下图所示：CHOCH1CH2CH7CH8CH9CH14CH15I CH1Ob CH11 CH121cHi 3a .3 CH4i CH5 CH624 廿一IMCH16CH17CH10CH2324 VCH2dCH251ktCH3OCH31CH19CH2QCH21CH22CH26 CH27 'CH2BCH29 ICZH 31 + -I. 3M工CZH2L+图3-2 DI接线图2 .AI模块（模拟输入模块）本S7-1500模拟输入模块采用AI 8x12BIT,8AI , 4通道组，本实验只用了第 一组，接了一个电位器，同时还有一个显示器与电位器相连，它们需外部提供5V直流电源该模块配

12、有量程卡，分 A、B、C、D,本实验选B即为电压，表示 测量的是电压，通过调节电位器，改变模拟输入电压，并显示在显示器上。CHOCH1_ ，: u+<Y)JCH2CH3©TUJUj561277 8g 1021 c22 023 24 % 026 027TT° 苛 13° 14° 讨 16* 17 10- 190 20 口202930 手r 交333us-®4W© CHix ± - iRuNPWR匕中 ERROR 一"034°37030，9、0CH7d 60 64243 44 卜 DC 24V I图3-

13、3 AI接线图3 .AO模块（模拟量输出模块）本S7-1500模拟输出模块为AQ 4x U/I ST ,该模块具有下列技术特性：4个 模拟量输出、选择电压输出的通道、选择电流输出的通道、精度： 16位（包含 符号）、可组态的诊断（每个通道）。本试验使用了第一通道组，接了一个显示器，并需外部提供 5V直流电源 通过相应的编程，可以实现通过调节电位器， 来改变模拟输出电压，并显示在显 示器上的功能。oQI.r"AnI ICHOII >1T；qiTIIcm n'I III1 / Mjm,工Ql2Jl %土I 11CH2 r I IL JMjm.二:、QLI 1CH3 n:;4

14、24<<1fl- 9010 IO-_12 1 一宜1617<1尹 28030031为2 03318 019 “2041RUN巨月品QR 工1上PWR 34035037Q-p I 425543 44DC 24V图3-6 AO接线图3.2 ET200SP 简介SIMATIC ET200SP分布式I/O系统是SIEMENS公司SIMATIC S7自动化 系统的一部分，它基于开放式 PROFIBUS总线技术，可实现从现场信号到控制 柜的数据通讯，凭借其高数据传输率的特点，确保在控制器CPU和ldO设备之问通讯顺畅。在工厂自动化中，组建系统时，通常需要将过程的输入和输出集 中集成到该自

15、动化系统中。如果输入和输出远离可编程控制器，将需要铺设很 长的电缆，这样不易实现，并且可能因为电磁干扰而使得可靠性降低。应用 SIMATICET200SP分布式I/O是解决这些问题的一个优秀方案。使用ET200SP 分布式I/O可以明显的降低接线成本，提高数据安全性，增加系统灵活性。ET200SP分布式I/O设备是具有IP20防护等级的模块化PN从站，是S7-1500 自动化系统的组态技术，由一个IM155-6PN和多个分布式的I/O模块组成。本 S7-1500实训平台所用的ET200SP的接口模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块以及实验板与1500相应的接口电

16、路大体相同。其具体接线图可参照 S7-1500PLC个模块接线图。第四章编程软件简介及指令介绍4.1 TIA 简介TIA是可用于SIMATIC S7-1500/1200/400/300站创建可编程逻辑控制程序的 软件，可使用梯形逻辑图、功能块图和语句表。它是SIEMENS SIMATIC工业软 件的组成部分。TIA以其强大的功能和灵活的编程方式广泛应用于工业控制系 统，总体说来，它有如下功能特性：可通过选择SIMATIC工业软件中的软件产品进行扩展为功能模板和通讯处理器赋参数值强制和多处理器模式全局数据通讯使用通讯功能块的事件驱动数据传送组态连接4.2 TIA 的安装包含五种语言的TIA V1

17、3版本能够在 Windows 7 Professional操作系统上运 行。将TIA CD放入PC机的CD-ROM驱动器，安装程序将自动启动，根据安装 程序界面的提示即可安装完毕。如果安装程序没有自动启动，可在 CD-ROM的以下路径中找到安装程序驱动器：/TIA/Disk1/setup.exe.管理一旦安装完成并已重新启动计算机，“TIA Portal V13（SIMATIC器）的图标将显示在Windows桌面上4.3 TIA的硬件配置和程序结构一般来说，要在TIA中完成一个完整自动控制项目的下位机程序设计，要 经过设计自动化任务解决方案、生成项目、组态硬件，生成程序、传送程序到 CPU并调

18、试等步骤。从其流程来看，设计自动化任务解决方案是首要的，它是根据实际项目的 要求进行设计，本实验对此不做过多地阐述。下面从生成项目开始，逐步介绍如 何完成一个自动化控制项目的下位机程序设计。（一）生成项目并组态硬件、编程具体的硬件组态过程可参考课件 深入浅出S71500O注意：1.PC机和CPU的通讯接口选择：设置 PG/PC接口为Realtek PCIe GBE Familier ；2.硬件组态ET200SP时，设置的地址须和ET200SP硬件上的地址相同。（二）程序结构配置好硬件之后，回到TIA管理器界面窗口，鼠标左键单击窗口左边的程序”选项，则右边窗口中会出现“OB1W标，“OB了是系统

19、的主程序循环块，“OB5 里面可以写程序，也可以不写程序，根据需要确定。TIA中有很多功能各异的块， 分别描述如下：1、组织块（Oganization Block,简称OB）。组织块是操作系统和用户程序问 的接口，它被操作系统调用。组织块控制程序执行的循环和中断、PLC的启动、发送错误报告等。你可以通过在组织块里编程来控制CPU的动作。2、功能函数块（Function Block,简称FB）。功能函数块为TIA系统函数， 每一个功能函数块完成一种特定的功能，你可以根据实际需要调用不同的功能函 数块。3、函数（Function,简称FC）。函数是为了满足用户一种特定的功能需求而 由用户自己编写的

20、子程序，函数编写好之后，用户可对它进行调用。4、数据块（Data Block,简称DB）。数据块是用户为了对系统数据进行存储 而开辟的数据存储区域。如果你要加入某种块，可在左边窗口（即出现“OB伯勺窗口）空白处双击 添 加新块”选项，在其下子菜单中鼠标左键单击你所要的块即可。添加好了你所要的块之后就是程序编写了， 鼠标左键双击你所要编写程序的 块即可编写程序了。还可以给使用的变量和常量定义变量名， 在左侧项目数栏中，找到plc变量” 一项，单击展开，然后双击 添加新变量表”创建新变量表。可以在变量表中定义 变量的名称。程序写好并编译通过之后点击TIA管理器界面窗口中的 卫图标，下载到CPU中，

21、把CPU置于RUN状态即可运行程序。（三）编程语言TIA标准软件包支持三种编程语言：梯形图 LAD ,语句表STL和功能块图 FBDo不同的编程语言为具有不同的知识背景的编程人员提供了选择。LAD :梯形图和电路图很相似，采用诸如触点和线圈等符号。这种编程语言 适用于对接触器控制电路比较熟悉的技术人员。STL:语句表包含了丰富的 TIA指令，采用文本编程方式。熟悉其他编程 语言的程序员对这种编程语言比较容易理解。FBD:功能块图使用不同的功能 篁”。盒中的符号表示功能例如：&指 与"逻辑操作。即使像过程工程师一样"非程序员”也可以使用这种编程语言。这三种编程语言中，

22、LAD和FBD都是图形化的编程语言，特点是容易理 解，易使用，但是灵活性相对较差，STL是更接近程序员的语言，能够实现指 针等非常灵活的控制，TIA还支持将符合一定语法规则的STL文本源程序直接 导入。但是STL不够直观，需要记忆大量的编程指令，而且要求对CPU内部的寄存器等结构了解比较深刻。为了充分发挥不同编程语言的优势，TIA支持这三种语言的混合编程以及之间的转化。一般来说，LAD和FBD程序都可以通过TIA自动转换成STL程序，但是并非所有的STL语句都可以转换成LAD和 FBD。第五章420变频器主要参数设置及通讯简介5.1固定频率调速1、MM42度频器参数设置使用变频器前应该先进行相

23、关参数的设置，包括快速调试以及通讯相关参数设置。进行快速设置时应将 P0010设置为1,并设置P0003来改变用户访问级， 最后将P3900设置为1,完成必要的电动机参数计算，并使其它所有的参数恢 复为工厂设置。快速设置参数如表 5.1所示。表5.1快速设置参数表P0003参数内容缺省值设置值说明1P0100使用地区00欧洲：功率单位KW 频率缺省值50Hz1P0304额定电压230380额定电压为380V1P0305额定电流3.250.23额定电流为0.23A1P0307额定功率0.750.04额定功率为0.04KW2P0310额定枷率50.0050.00额定枷率为50.00Hz1P0311

24、额定速度01400额止速度为1400r/min1P0700命令源22端子排1P1000频率设定 选择23固定枷率调速1P1080最小频率0.000.00允许最低的电动机频率1P1082取大频率50.0050.00允许最局的电动机频率与通讯配置相关参数设置如表5.2所示，参数由P0003和P0004过滤表5.2通讯配置参数表P0003/P0004参数内容缺省值设置 值说明3/0P0701数字输入111ON/OFF3/0P0702数字输入21215固定给定值（直接选择）3/0P0703数字输入3915固定给定值（直接选择）3/0P1001固定枷率1010固定枷率为103/0P1002固定枷率252

25、0固定枷率为203/0P1003固定枷率31025固定枷率为252、MM42晒讯MM420采用端子排与S7-1500连接，实现PLC对变频器的控制，通过运行、停止端子的高低电平变换实现对变频器运行、停止、速度的控制，因此，在 PLC 编程中对变频器的端子排进行正确控制，即可实现对变频器的控制。3、简单编程举例编程要求：编程实现电机转速控制。（2）编程步骤：1）硬件配置，组态 S7-1500O2）建立变量表。具体如下：如下图 5-1所示：变频，PLC_1 CPU 1511-1 PNI 卜 PLC 变量>变量表_1 I6I- «, X国变量百'用户堂量变量表名称数据类典幽址

26、保持在H_司M一逆辉1甸开关1Bool%M0.D开美2Bool%M0.13包开却BoOl%M0.24<1数字里1Bool%Q0.05救享蜜Eool%Q0.10四毅烹电cool%Q0J1J7通加图1图5-1变量表3）编程：在OB1里编程如下图所小：程片段1:注释'VMO.O'1QO.O开关丁款争量黄 程存用2 ：注释,MO.11Q0.1.开关才.数亨里丁， 程序段3 ：注秤蟹肛2XK9.2开关3，.数字里T I( )_-图5-4编程图对于本例而言：q0.0导通固定频率1,q0.1导通固定频率2, q0.1和q0.2同时导通，固定频率1 + 固定频率2.5.2模拟量调速1.M

27、M42吸频器参数设置表5.1快速设置参数表P0003参数内容缺省值设置值说明1P0100使用地区00欧洲：功率单位KW 频率缺省值50Hz1P0304额定电压230380额定电压为380V1P0305额定电流3.250.23额定电流为0.23A1P0307额定功率0.750.04额定功率为0.04KW2P0310额定枷率50.0050.00额定枷率为50.00Hz1P0311额定速度01400额止速度为1400r/min1P0700命令源22端子排(工厂缺省设定)1P1000频率给定22模拟给定值选择1P1080最小频率0.000.00允许最低的电动机频率1P1082取大频率50.0050.0

28、0允许最局的电动机频率与通讯配置相关参数设置如表5,2所示，参数由P0003和P0004过滤表5.2通讯配置参数表P0003/P0004参数内容缺省值设置 值说明3/0P0701数字输入111ON/OFF3/0端了 3、4模拟量输入模拟量输入3/050 5数字输入1作为ON/OF开关3、简单编程举例编程要求：编程实现电机转速控制。（2）编程步骤：1）硬件配置，组态 S7-1500。2）建立变量表。具体如下：如下图 5-1所示:43变量 习用户常电名称料据类受地址保挣3攫1员更铺出int%QW223开始BqdI%M2.03旬手动着翠BdoI%M2.14旬开始嗔拟量输出Bool%M2.25国）输出

29、中心Bool6包痢出皎正BoolMil7甸比牍清零Bool911JB包但拟量能入DMrd9旬启动黄须器Bool回SfeQO-O，10瀛加,- _今冲况变量表_2可H 7 0 B际网网叼图5-1变量表3）编程：在OB1里编程如下图所小：程序段3:模拟里献 注桂.开始模拟里输出.箱出中断,I IMMOVEEM 输出维.*UJD100.榛限里输;Vin 冲 oim'模拟里输出.额搠&1FME2_i ION i_ lime I'11? Ss蚊据快，HME1.Q 程序已S ：频利艮制 注春对于本例而言：是要变频器的频率逐步增大，直到达到设定的最大值，然后自动 清零，再从新开始加速

30、。第六章HMI组态软件简介EasyBuilder Pro是一套上位机开发环境，结构简单，功能强大，是一种面向 工业自动化的通用数据采集和监控软件， 管理人员在办公室就可以看到生产流程 的动态画面，从而更好的调度生产指挥。建立EasyBuilder Pro与S7-1500PLC问通讯的步骤主要包括；1 .建立一个新的 EasyBuilder Pro项目2 .建立EasyBuilder Pro站与自动化系统间的物理连接，如通过PROFINET;3 .在EasyBuilder Pro项目中选择触摸屏的型号，本例中触摸屏型号为： MT8101IE。4 .新增一个S7-1500的对象，设好IP地址。5

31、.正确导入标签。6 .创建过程画面，编辑画面；7 .下载程序到触摸屏8 .运行工程。具体工程建立如下所示：6.1、 PROFINE概述PROFINET是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。作为一项战略 性的技术创新，PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案， 囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等。PROFINET是适用于不同需求的完整解决方案， 其功能包括8个主要的模块，依 次为实时通信、分布式现场设备、运动控制、分布式自动化、网络安装、 IT标 准和信息安全、故障安全和过程自动化。可通过PROFINET连接的设备有：S7-1500/S

32、7-12006.2、 硬件配置先用PFOFINET通讯线把 PC机的PROFINET接口与维伦通 MT8101IE的 PROFINET接口连接起来，将编好的程序下载进触摸屏，之后断开PC与MT8101IE 的连接。再将 S7-1500的 PROFINET 接口与 MT8101IE 的 PROFINET 接口连接起来。硬件连接完成后，剩下的工作就是软件配置了。6.3、 新建一工程点击菜单 文件”-> 新建”，打开如图6-1所示窗口。在打开的窗口中，选择 MT8101IE”，点击确定按钮，打开图6-2所示窗口。单击 新增”按钮。图6-1图6-2将 PLC类型设置为 SIEMENS S7-12

33、00/S7-150O,将IP地址设置为192.168.0.1。如图 6-3 所示。图6-3单击 确定”按钮回到上一界面。下面就要导入标签了，在导入标签之前，要在TIA中导出标签，打开TIA中的变量表，单击导出，出现窗口如图 6-4所示,图6-4确定导出后，导出文件PLCTags.xlsx,再选中用户自己创建的数据块，单击右键 选择从块生成源”将格式保存为.scl类型。保存后生成文件l.sclo然后打开EasyBuilder Pro界面单击 导入标签”按钮，将从TIA中导出的2个标签导入。如 图6-5所示。导入诳L 23 JPLC tags_标笠名称使用S7-1200格式'For pro

34、per ccnrnnuniutionT tnakt sure that m TIAi1. pB LTHrTAIRES -> Attributes -> Optimized block access is tn check ed.2, General protection -> permit access with PUT/GET communication from remote partner. is checked.导入 (保留现有标釜辐亚 而青图6-5单击 导入”按钮，在 导入状态”框中出现，导入成功提示。如图 6-6所示图6-6之后单击确定”按钮，出现导入书签选择界面

35、，将标签全部选中，之后单击 定”按钮。如图6-7所示。W Toc-1I5dl:d：触堀坳 _1 Qwqwd位位位位用出上株稔名称地耻:_淮一生,j 造腔全郃|4E|期）:谪图6-7这样就创建了一个新的，S7-1500项目。6.4、 界面设计界面设计参考附录3和EasyBuilder Pro使用说明6.5、 保存界面点击菜单 文件”一 保存"，保存组态画面。6.6、 下载程序单击菜单栏的 工具“选择 下载”选项，出现下载界面，在“IP2栏中输入触 摸屏的地址。单击 下载”按钮。如图6-8所示图6-8第七章实训项目实训一 熟悉TIA博途编程环境1.1创建新程序（参考附录一）一、实验目的：

36、1 .熟悉TIA博途2 .掌握S7-1500的程序创建3 .熟悉TIA博途的界面布局、工具栏按钮和快捷键。4 .熟悉博途的Portal视图和项目视图。二、实验预习要求1 .安装了 TIA博途软件。2 .预习了 TIA博途使用说明。（附录2）三、实验内容使用TIA博途新建一个S7-1500的项目，组态各个模块，并将组态的模块下 载到cpu中去。新建变量表并定义变量。四、实验设备S7-1500PLC、个人计算机PC、PROFINET通讯线五、实验步骤1 .新建一个项目。2 .组态硬件。3 .将组态好的项目下载到CPU中去。1.2常用指令的使用（参考附录2）一、实验目的熟悉常用指令的使用。熟悉梯形图

37、编程。为之后的实验打好基础。二、实验预习要求提前预习S7-1500的编程基础。三、实验内容在TIA博途中运用常用的指令进行梯形图编程。四、实验设备S7-1500PLC、个人计算机PC、PROFINET通讯线五、实验步骤1 .先组态好硬件。2 .打开OB1再去中编写程序。3 .在编写好程序之后，将程序下载到 CPl去实训二S7-1500PLC数字量模拟量实验2.1循环灯实验（数字量）一、实验目的：1 .掌握S7-1500PLC中数字量输入输出模块的基本工作原理。2 .熟悉TIA软件的基本使用方法，学会运用一些基本指令进行编程。3 .根据实验设备，熟悉掌握 S7-1500PLC的外围DI、DO设备

38、接线方法。4 .能根据 系统设计要求”进行程序设计和程序调试，养成良好的设计习惯， 培养基本的设计能力，学会逐步优化程序算法和积累编程技巧。 二、实验预习要求：1 .熟悉S7-1500PLC上DI、DO模块的主要特性、基本功能及使用方法。2 .熟悉I/O 口的地址分配和PLC接线图的绘制。3 .熟悉使用TIA软件进行硬件组态，程序输入，下载，调试。 三、实验内容：S7-1500PLC DI模块使用两个按钮或接近开关，分别为启动和停止，或一个 钮子开关控制启动和停止，DO模块选择三个指示灯，当按下启动按钮，三个指 示灯循环点亮，按下停止按钮，则都熄灭。 四、实验设备：S7-1500PLC、个人计

39、算机 PC、PROFINET通讯线。五、实验步骤（参照第四章相关内容）：1.S7-1500系统硬件组态；2 .软件编程；3 .程序下载、调试。1.2电位器控制电压输出变化实验（模拟量）一、实验目的：1 .掌握S7-1500PLC中模拟量输入输出模块的基本工作原理。2 .熟悉TIA软件的基本使用方法3 .根据实验设备，熟悉掌握 S7-1500PLC的外围AI、AOS备接线方法。4 .能根据“系统设计要求”进行程序设计和程序调试，养成良好的设计习惯, 培养基本的设计能力，学会逐步优化程序算法和积累编程技巧。二、实验预习要求：1 .熟悉S7-1500PLC上AI、AO模块的主要特性、基本功能及使用方

40、法。2 .熟悉模拟量输入/输出的使用。3 .熟悉I/O 口的地址分配和PLC接线图的绘制。4 .熟悉使用TIA软件进行硬件组态，程序输入，下载，调试。三、实验内容：1 .AI模块接了电位器和数显模块，AO模块接了数显模块，通过调节电位器, 可以调节模拟输出模块的电压，并显示出来。2 .通过转换器、位移以及加减法等指令，将输入输出电压表示出来，并能 正确监测电压变化。四、实验设备：S7-1500PLC、个人计算机PC、PROFINET通讯线。五、实验步骤（参照第四章相关内容）：3 .S7-1500系统硬件组态；2 .软件编程；3 .程序下载、调试。实训三S7-1500与ET200S用勺PROFI

41、NETS讯实验一、实验目的：1 .掌握通过PROFINE饮现S7-1500、ET200S吆问的通讯；2 .进一步巩固STEP7®程软件和一些基本指令的使用；3 .根据实验设备，熟悉掌握ET200SP勺外围DI、DO AI、AO设备接线方法。 二、实验预习要求：1 .熟悉ET200SP上DI、DO、AI、AO模块的主要特性、基本功能及使用方 法。2 .熟悉I/O 口的地址分配和PLC接线图的绘制。3 .熟悉使用TIA软件进行硬件组态，程序输入，下载，调试。 三、实验内容：1 .练习ET200SP的DI、DO模块的使用，编程实现：8个按钮，4个接近 开关和4个钮子开关能分别控制8个指示灯

42、的亮灭。2 .练习ET200SP的AI、AO模块的使用，编程实现：调节电位器，满足输 入输出电压相同。四、实验设备：S7-1500PLC、ET200SP、个人计算机 PC、PROFINET 通讯线。五、实验步骤：3 .S7-150R ET200SP 的硬件组态;2 .软件编程；3 .程序下载、调试。实训四S7-1500与MM42度频器的端子通讯实验一、实验目的：1 .熟悉MM42度频器的参数设置；2 .掌握实现S7-1500、MM42之间的端子控制的方法；3 .掌握MM420S过编程来控制电机的运行。二、实验预习要求：1 .熟悉MM42参数表，熟悉主要参数代表的意义；2 .熟悉MM42端子的功

43、能，并掌握简单的编程。 三、实验内容：1 .设置变频器参数；2 .实现 S7-1500、ET200SP MM4200的通讯；3 .编程实现：电机能启动、停止、正转、反转，并能设置电机速度。 四、实验设备：S7-1500PLC、ET200SP、MM420、异步电机，个人计算机 PC、PROFINET 通 讯线。五、实验步骤（参照第四章及第五章相关内容）：1 .设置MM42度频器参数；2 . S7-1500、ET200SP勺硬件组态；3 .软件编程；4 .程序下载、调试。实训五Utility Manager监控界面组态一、实验目的：1.熟悉 Utility Manager 软件；2,熟悉Utili

44、ty Manager与S7-1500建立通讯的步骤；3.通过设置IP地址、导入标签和下载程序，实现Utility Manager与S7-1500 的PROFINET通信，实现在线监控。二、实验预习要求：1,熟悉Utility Manager软件环境及Utility Manager与S7-1500建立通讯的步 骤；2,掌握一些基本的界面编写知识。三、实验内容：1 .完成实训一中循环灯实验和电位器控制电压输入输出实验的Utility Manager在线监控；2 .完成实训二中按钮控制灯及电位器控制电压输入输出实验的Utility Manager在线监控；3 .完成实训三中电机运行的 Utility

45、 Manager在线监控。四、实验设备：S7-1500PLC、ET200SP、MM420、异步电机，个人计算机 PC、PROFINET 通讯线。五、实验步骤（参照第六章相关内容）：1 .建立一个新的 Utility Manager项目；2 .建立Utility Manager站与自动化系统间的物理连接，如通过 PROFINET；3 .在Utility Manager项目中选择适当的接口类型，因为是与 S7-1500的通讯， 所以选择以太网”；5 .设定在项目中设定PLC的地址，并导入标签；6 .分别创建前三个实训的监控界面，编辑画面，实现对实验的监控；7 .下载程序。8 .运行工程。附录1新建

46、TIA博途项目：打开TIA博途，在Portal视图界面选择“创建新项目”选项，在右侧可以 输入“项目名称”，设置项目的“保存路径”，如图 1所示。之后点击“创建” 按钮。然后点击“组态设备”，如图2所示。再点击“添加新设备”，在左侧选 择“控制器” 一> "SIMATIC S7-1500” > “CPU > “非指定的 CPU 150(5 然 后点击右下角的“添加”按钮，如图3所示。现在进入了项目视图，单击设备视 图中的“获取”按钮，如图4所示。进入搜索界面，将“ PC/PG接口的类型”设 置为 “PN/IE"，“PC/PGg口” 设置为 “Realtek

47、 PCLeGBEFamily Controller ” 。 点击“搜索”按钮。在搜索完成后，点击“检测”按钮，如图 5所示。完成设备 的组态。再点击“下载”按钮将组态好的程序下载到 CPLfr,如图6所示。这样, 一个新的项目就建好了。图1 打开双有项曰 创建新题目 林指事目 美闻两目 同理就移 哥手上珞 已安笑的产后 0助盟手上路.将目：嘲建已制打Jb中迭持下一步:湾用户界面语普未指定该设备.T清使用硬件目录指定CPU.T或谨相连设备的组态一ISAO）在虢® 选喷®±Acd省口他器助®2f 15 H隹存项目县乂这N箕f ±。±3邺国

48、Bl E»在送!4,离挂融上第x d 11附录2熟悉常用指令：1.常闭触点常闭触点的激活取决于相关操作数的信号状态。当操作数的信号状态为“1时，常闭触点将打开，同时该指令输出的信号状态复位为“0：当操作数的信号状态为“0时，不会启用常闭触点，同时将该输入的信号状态传输到输出。两个或多个常闭触点串联时，将逐位进行 与"运算。串联时， 所有触点都闭合后才产生信号流。常闭触点并联时，将进行 或”运算。并联时， 有一个触点闭合就会产生信号流。示例：Fgln 1* Fgln 2* *T&gOut"I P1 P-|C X满足以下条件之一时,将置位 “TagOu臊作数：

49、操作数“TagIn_1”和“TagIn_2”的信号状态为“ 1”。操作数“TagIn_3”的信号状态为“ 0”。2 .常开触点常开触点的激活取决于相关操作数的信号状态。当操作数的信号状态为“1时，常开触点将关闭，同时输出的信号状态置位为输入的信号状态。当操作数的信号状态为“ 0”时，不会激活常开触点，同时该指令输出的信 号状态复位为“ 0”。两个或多个常开触点串联时，将逐位进行“与”运算。串联时，所有触点都闭合后才产生信号流。常开触点并联时，将逐位进行“或”运算。并联时，有一个触点闭合就会产生信号流。示例：FgM 优 Haglr 2* Tag Cut*1 PI P-iC I,lasln_3*I

50、k满足以下条件之一时，将置位“ TagOut”操作数：操作数“TagIn_1”和“TagIn_2”的信号状态为“ 1操作数“TagIn_3”的信号状态为“ 1”。3 .线圈可以使用“赋值”指令来置位指定操作数的位。如果线圈输入的逻辑运算结果(RLO)的信号状态为“ 1”，则将指定操作数的信号状态置位为“ 1”。如 果线圈输入的信号状态为“ 0”，则指定操作数的位将复位为“ 0”。该指令不会 影响RLQ线圈输入的RLO将直接发送到输出。储存区域：I、Q M D L。示例：叮的 drtjrIPIH-iC JHag In 丁*lagln_4* 叮曰 gOUt?I HC J满足以下条件之一时，将置位“

51、 TagOut_1”操作数：操作数“TagIn_1”和“TagIn_2”的信号状态为“ 1”。操作数“TagIn_3”的信号状态为“ 0”。满足以下条件之一时，将置位“ TagOut_2'操作数：操作数 “TagIn_1"、“TagIn_2” 和 “TagIn_4” 的信号状态为 “ 1”。“TagIn_3”操作数的信号状态为“0”且“TagIn_4”操作数的信号状为“1”。 4.计数器CTU加计数:可以使用加计数”指令，递增输出 CV的值。如果输入CU的信号状态 从“吸为“1”(信号上升沿)，则执行该指令，同时输出 CV的当前计数器值 加1。每检测到一个信号上升沿，计数器值就会递增，直到达到输出 CV中所 指定数据类型的上限。 达到上限时，输入 CU的信号状态将不再影响该指令。可以查询Q输出中的计数器状态。输出Q的信号状态由参数 PV决定。如果当前计数器值大于或等于参数PV的值，则将输出 Q的信号状态置位为“1：'在其它任何情况下，输出 Q的信号状态均为“0：'输入R的信号状态变为“1时，输出CV的值被复位为“0；'只要输入R的 信号状态仍为“1；输入CU的信号状态就不会影响该指令。示例:FglnJ”Fg_p当“TagIn_1”操作数的信号状