西门子学习箱使用指导书

使用注意事项检查元器件在安装板上的固定是否牢固，防止在运输过程中造成的松动。检查主电源开关中保险丝是否完好，开关是否完好。本产品中的所有元器件包括PLC及模拟量模块的供电均为DC24V供电，使用时勿将AC220V直接接到元器件上，特别是PLC及模块上。本学习箱中的变频器为单相AC220V供电目录TOC\o"1-4"\f\h\z\u前言 6如何学习自动化控制技术？ 6第一章学习箱基本功能描述 71.1设备描述 71.2主要设备应用描述 81.3、学习箱控制功能说明 9第二章、软件的安装及通信连接 102.1软件的安装与卸载 102.2S7-200SMARTPLC的程序上载和下载 112.2.1建立通信连接 112.2.2常见PLC与编程软件连接不成功时的几种操作 172.2.3程序的下载上载 18第三章学习箱中PLC基本指令学习训练 203.1自保持回路与SET/RST应用 203.2一个按钮控制一个灯 213.3两个按钮控制一个灯 223.4一个按钮控制两个灯 233.5一个按钮控制三个灯 253.6抢答器应用举例 263.7小车运行控制举例 283.8定时器计数器的使用练习 322.8.1延时控制 322.8.2使用定时器设计脉冲输出波形 332.8.3用计数器方式使灯自动亮、自动熄灭，循环进行 34第四章学习箱中PLC基本功能指令学习训练 354.1、简易交通灯程序设计 354.2、多级传送带控制举例 384.3多种混合液体应用举例 414.4循环指令使用练习 454.5带参数子程序应用练习 464.6间接寻址使用练习 494.7顺控指令的练习 514.8循环指令间接寻址带参数子程序综合应用举例 55第五章功能应用练习 605.1、步进电机运行控制（一） 605.2、步进电机运行控制（二） 685.3编码器应用举例 705.4S7-200S7-200SMART与变频器通信 73第六章变频器实操训练 796.1变频器介绍 796.2操作面板启停，操作面板数字设定频率 796.2.1.功能说明 796.2.2.控制电路 806.3.3.参数设置 806.3操作面板启停，面板上电位器设定频率调节电机速度 806.3.2.控制电路 816.3.3.参数设置 816.4操作面板启停，A1端子外接电位器设定频率 816.4.1.功能说明 816.4.2.控制电路 826.4.3.参数设置 826.5端子控制启停，A1端外接电位器调节速度 826.5.1.功能说明 826.5.2.控制电路 836.5.3.参数设置 836.6三线式控制方式，端子启停，A1端子外接电位器设定频率 846.6.1.功能说明 846.6.2.控制电路 846.6.3.参数设置 856.7端子控制启停，端子up/down设定频率 856.7.1.功能说明 856.7.2.控制电路 866.7.3.参数设置 866.8端子启停，多段速设置频率 876.8.1.功能说明 876.8.2.控制电路 876.8.3.多段速频率设定表 876.8.4.参数设置 886.9PID闭环控制功能 896.9.1.功能说明 896.9.2.控制电路 906.9.3.参数设置 90第七章PLC编程练习习题 917.1基本位逻辑指令练习题 917.2基本功能指令练习习题 967.3功能应用练习习题 1017.4综合应用练习习题 104结束语 107前言如何学习自动化控制技术？当前，我国在从制造大国向制造强国奋进。先进的自动化控制设备，自动化控制技术一日千里，发展迅猛异常。新设备层出不穷，它已开始向高性能、高速度、数字化、智能化和网络化方向发展。要想适应新的发展，就必须不断的学习，不断实践。那么采用什么形式才能尽快的学习好掌握好自动化控制技术呢？在长期的教学实践中，我们总结出“四边”学习方法，获得广大学员的认可，也取得了很好的学习效果。1.看视频课程2.用设备实际操作3.看书进一步消化4.通过论坛和电话获得老师的指导以上简称为“四边”学习方法，即一边看视频课程，一边实际操作；边看书进一步消化、理解。遇到学习问题或实际生产中设备出现的故障，控制技术方案等等，可以通过我们官方网站专家论坛、电话或其他方法，获得专业老师的指导和解答。自动化课程是一种实用技术，实操性很强。所以，这种“四边”结合的学习方法，节省时间，效率高，收效大，成果显著。首先要听老师讲，看老师的视频讲座。因为这些讲课老师都深刻理解，彻底弄懂了所讲技术课程的内容，并且有丰富的实践经验。所涉及到的指令、参数和命令在生产实践中得到了验证，并且有些技术参数在使用中得到了改进、创新。讲课老师在理解、实践、总结的基础上把课程的技术重点，内在的复杂联系讲的透彻，明了，有条理。学员只要花费很少的精力和很少的时间，就能掌握技术要点，很快能上手操作。配合视频讲座，再看学习材料和编写的书籍。再配合相应的产品设备练习，实践。在实践理解的基础上总结。在学习自动化控制技术这些课程中，实践是非常重要的。在学习，领会的基础上上机实际操作，验证所学的指令和参数的应用；就能加深理解其中的技术含意。将知识技术转变为自己理解的东西，这样才能灵活应用，举一反三。很快成为行业的能人，行业的精英。第一章学习箱基本功能描述1.1设备描述对照（图1-1-1）所示进行检查，检查安装板上的安装设备是否完好，安装板上主要设备有：一台CPU为ST20的PLC，一个AM03的模拟量输入输出模块，带步进电机的丝杆，丝杆上安装有（正限位L+），负限位（L-），原点（RS），一个步进驱动器。丝杆另一头安装有同步轮与编码器进行连接。一台变频器。以及线槽和线槽上安装的指示灯及开关，安装板上安装的配件如下图所示：（图1-1-1）1.2主要设备应用描述1、PLC与模拟量模块均为DC24V供电，禁止接入AC220V电源，变频器为单相AC220V供电。2、PLC上标有inputs的一端为信号输入端，输入端的信号支持源型输入和漏型输入两种输入方式。3、PLC上标有outputs的一端为信号输出端，输出端的信号只支持源型输出，同时负载电源需要使用DC24V电源供电，禁止带大负载。4、AM03模块支持2路模拟量输入1路模拟量输出，输入和输出类型可以是电压也可以是电流信号，需要在软件的系统块中进行模块的组态及设置。禁止接入非标准的电压或电流信号，以防损坏模块通道。模块接线需要按照模块上标明接线，切记不要把电源接到模块上标黑点的端子上，此端子为空端子，禁止接线。5、变频器为单相AC220V输入，接线时注意变频器的输入电源和输出不要接反，L1、L2、L3/N为变频器的电源接线端，U、V、W为变频器连接电机的接线端，当使用单相电源接入变频器时候，请接L1、L3/N这两个接线端子。详情可见变频器佩带的说明书。。1.3、学习箱控制功能说明1、PLC基本指令及功能指令的练习：学习箱中有配置相应的开关按钮、指示灯。方便大家用于对PLC指令学习过程中的练习。2、模拟量控制功能的学习：可以使用PLC加模拟量模块、模拟电位器、变频器组合练习模拟量控制的功能，通过模拟量更改变频器频率。采集变频器输出的模拟量信号，显示变频器运行的频率等。3、运动控制功能：通过学习箱中所带的丝杆练习运动控制，使用丝杆练习相对定位，绝对定位，回原点等功能。4、高速计数器应用：在丝杆后面带有高速计数器，丝杆在转动的过程中带动编码器旋转，编码器输出高速脉冲，PLC通过高速计数器记录编码器反馈的高速脉冲，可以通过高速脉冲计算出运行的转速，以及运行的距离。5、通信功能：通过变频器与PLC的配合，可以实现PLC通过通信的方式对变频器进行控制。6、变频器功能实操训练：使用变频器加拨码开关，实现对变频器运行的操作控制。使用学习机箱进行实操训练，对于课程理解，功能参数的设置，基本指令及功能指令的应用，掌握功能参数及指令的编程技巧，会起到非常重要的作用，也是学习自动化课程的必经之路。三分学习，七分实践，是学习和掌握自动化技术的捷径，是在几年的教学实践中，总结出来的有效学习方法。希望大家能够学有所成，学有所用，成为自动化行业的精英。第二章、软件的安装及通信连接设置2.1软件的安装与卸载软件安装对计算机要求：操作系统：WindowsXPSP3(仅32位)、Windows7（支持32位和64位）至少350M字节的空闲硬盘空间安装方法：首先关闭电脑杀毒软件，然后打开编程软件安装包。找到安装程序SETUP.exe双击运行直接安装（如图2-1-1所示）双击运行setup.exe的运行图标后，接下来按照默认的方式一步一步往下安装。软件的卸载：打开电脑的控制面板，找到添加删除程序的选项，从添加删除程序的选型中找到安装好的S7-200SMART的编程软件，名称为step7micro/winsmart，然后点击卸载进行卸载。如图2-1-2所示：（图2-1-1）（图2-1-2）2.2S7-200SMARTPLC的程序上载和下载2.2.1建立通信连接需要下载或是上载S7-200SMARTCPU的程序，首先需要建立通信连接。S7-200SMARTCPU可以通过以太网电缆与安装有STEP7Micro/WINSMART的编程设备进行通信连接。注意：一对一通信不需要交换机，如果网络中存在两台以上设备则需要交换机或路由器。（1）硬件连接（编程设备直接与CPU连接）首先，准备好一条普通的电脑上网网线；其次，将网线的一端插入PLC的以太网口，PLC以太网口位置如图2-2-1所示。最后，将以太网电缆连接到编程设备的以太网口上。（图2-2-1）（2）建立Micro/WINSMART与CPU的连接首先，在STEP7-Micro/WINSMART中，点击“通信”按钮打开“通信”对话框（如图2-2-2和2-2-3所示）；（图2-2-2）（图2-2-3）然后进行如下操作进行软件中的连接设置：在网络接口卡处选择电脑的网卡（图2-2-3中a位置所示），根据网线所连接的网卡正确选择电脑网卡，选择后，软件会自动的去查找PLC的IP地址，如2-2-3所示，在图2-2-3中b处位置显示出查找出来的PLC的IP地址。若默认的网卡就为电脑的连接网卡，可以点击左下角的查找CPU按钮查找CPU的IP地址。电脑网络接口卡的确定方法如图2-2-4所示（图2-2-4）确认电脑的IP地址与PLC的IP地址是否在同一个网段，如果不在通一个网段需要对IP地址进行修改，修改其为同一个网段。电脑IP地址的查询，可以自己在本地连接的TCP/IP的属性中查看，针对于XP系统或是win7系统的查看方式不一样。（这里以XP系统的为例进行说明，对应win7系统可自行百度查询设置方法）1、打开“本地连接状态”对话框，如图2-2-5所示；方法1：单击“开始”按钮->单击“控制面板”->双击打开“网络连接”->双击“本地连接”方法2：在任务栏右下角单击“本地连接”图标（图2-2-5）单击“属性”按钮，打开“本地连接属性”对话框，如图2-2-6所示；（图2-2-6）在“此连接使用下列项目”区域中，滑动右侧滚动条，找到“Internet协议（TCP/IP）”并选中该项，单击“属性”按钮，打开“Internet协议（TCP/IP）属性”对话框，如图2-2-7所示；（图2-2-7）选中“使用下面的IP地址”前面的单选按钮然后进行如下操作：a.输入编程设备的IP地址（必须与CPU在同一个网段）；b.输入编程设备的“子网掩码”（必须与CPU一致）；c.输入默认网关（必须是编程设备所在网段中的IP地址）；d.单击“确定”按钮，完成设置。注意：IP地址的前三个字节必须同CPU的IP地址一致，后一个字节应在"1-254"之间（避免0和255），避免与网络中其它设备的IP地址重复③若发现电脑与PLC的IP地址不在同一网段的情况下，可以对PLC的IP地址进行更改。当有多台PLC通信路由器或是交换机与电脑连接时，可以通过点击（图2-2-3中的C处）的闪烁指示灯按钮，通过观察PLC上指示灯的闪烁情况来确定所选择的IP地址对应的PLC，如果需要更改IP地址，选择需要更改的IP地址后，点击（图2-2-3中的d处）的编辑按钮对IP地址进行设置好后点击确认即可，如果需要对PLC命名，比如说命名为A，可以在编辑IP地址是在图2-2-3中的e处位置输入你需要命名的PLC的名称A即可。2.2.2常见PLC与编程软件连接不成功时的几种操作1、检查硬件连接网络电缆是否连接好，在CPU本体左上角以太网接口处有“以太网状态”指示灯“LINK”，此灯常亮表示以太网连接成功。2、检查编程设备的IP地址是否与CPU的IP地址在同一网段中。编程设备必须与CPU在同一网段中。S7-200SMARTCPU预置的IP地址为：192.168.2.1。3、通信参数不匹配若下载系统块，注意用户项目系统块中的CPU类型是否与实际CPU类型相符合，若不符合则会报错。4、在控制面板里面的设置PC/PG接口处的应用访问程序设置为“MWSMART………”这选项5、在设置PC/PG接口中的LLDP/DCP中，确认当前的PC网卡以勾选。6、在电脑的任务管理器的进程中，看看是否有S7oiehsx.exe这个进程，如果没有可能是因一些杀毒软件的阻止等原因造成的没有启动。如发现没有启动需要手动通过路径C:\ProgramFiles\CommonFiles\Siemens\S7IEPG把它启动起来。7、检测当前系统的启动项中是否禁止了PNIOMGR，如果禁用了，请使能该启动项。8、如果还是不能访问到设备，建议重装操作系统。2.2.3程序的下载上载在Micro/WINSMART中点击“下载”按钮，如图2-2-8所示；（图2-2-8）打开下载对话框（如2-2-9图），选择需要下载的块（系统块中设置的任何参数，需要下载到PLC后才能够生效），单击“下载”按钮进行下载（图2-2-9）注意：如果CPU在运行状态，Micro/WINSMART会弹出提示对话框，提示将CPU切换到STOP模式，点击“YES”。（图2-2-10）下载成功后，“下载”对话框会显示“下载成功”，点击（图2-2-10）中“关闭”按钮关闭对话框，完成下载。若需要把PLC的程序上载到编程软件中，可以点击（图2-2-8）中的上传按钮对程序进行上传，与下载的方式类似，这里不在做过多的介绍。第三章学习箱中PLC基本指令学习训练本章节中主要对基本位逻辑指令进行实操训练，通过下面的例子的学习，希望大家能够掌握基本位逻辑指令的使用并实现举一反三的效果。3.1自保持回路与SET/RST应用【控制要求】按一下S1启动按钮，H1灯亮；按一下S2停止按钮，H1灯熄灭。【电路接线图】【控制程序方法一】【控制程序方法二】3.2一个按钮控制一个灯【控制要求】按一下S1按钮时，H1灯亮，再按一下S1按钮，H1灯熄灭，可重复试验。【电路接线图】【控制程序方法一】【控制程序方法二】两个按钮控制一个灯【控制要求】按下S1或S2按钮，H1灯亮，再按一下S1或S2任意按钮，H1灯熄灭，可重复按S1或S2按钮，H1灯的状态反转，即灯亮时就熄灭，灯熄灭时就点亮。【电路接线图】【控制程序】一个按钮控制两个灯【控制要求】按一下按钮S1，H1灯亮，再按一下按钮S1，H1灯熄灭，H2灯点亮。每次按下按钮S1，熄灭的灯就点亮，亮的灯就熄灭。【电路接线图】【控制程序】一个按钮控制三个灯【控制要求】按一下S1按钮，H1灯亮；再按一下S1按钮，H2灯亮，H1灯熄灭；再按一下S1按钮，H3灯亮，H2灯熄灭；如此循环，每按一下S1按钮，就顺序亮一个灯。【电路接线图】【控制程序】3.6抢答器应用举例【控制要求】1、有三组选手参加，主持人提出问题，三组选手必需按下桌上的抢答按钮；最快按下按钮者，方可回答问，其它后按下的按钮无效。2、若答对，则主持人会按复位键按钮进行下一题。若答错，主持人亦会按下复位按钮，三组可同时再进行抢答。【I/O分配表】名称符号地址A组抢答按钮S1I0.5B组抢答按钮S2I0.6C组抢答按钮S3I0.7主持人复位按钮S4I1.0A组指示灯H1Q0.3B组指示灯H2Q0.4C组指示灯H3Q0.5【电路接线图】【控制程序】3.7小车运行控制举例【控制要求】（1）系统上电启动是需要先让小车回原点，按下回原点按钮后小车先向左运行，碰到左限位后返回，当配到原点后停止，回原点结束。（2）按下启动按钮，小车向右运行，碰到右限位返回，小车在左右限位之间往返运行。按下停止按钮，小车停止运行，当再次按下启动按钮，小车以停止前的方向运行。【I/O分配表】名称符号地址启动S1I0.5回原点S2I0.6停止S3I0.7左限位K1I1.0右限位K2I1.1原点K3I1.2左行指示H1Q0.3右行指示H2Q0.4【电路接线图】【控制程序】回原点程序自动运行程序3.8定时器计数器的使用练习2.8.1延时控制【控制要求】当K1开关接通后延时5s，H2灯亮，当K1开关断开时，延时3s，H2灯熄灭。【电路接线图】（注：I/O分配表可以自己视情况进行调整）【控制程序】2.8.2使用定时器设计脉冲输出波形【控制要求】当K1开关接通后，延时2秒，H2灯亮3秒，然后熄灭2秒，H2灯再亮3秒，循环进行。【电路接线图】【控制程序】2.8.3用计数器方式使灯自动亮、自动熄灭，循环进行【控制要求】当K1开关接通后，计4个秒脉冲数后H2灯自动亮，再计3个秒脉冲数，H2灯自动熄灭，循环反复进行。【电路接线图】【控制程序】第四章学习箱中PLC基本功能指令学习训练4.1、简易交通灯程序设计【控制要求】如上图所示为十字路口交通灯示意图，控制过程如右侧时序图所示。【I/O分配表】名称符号地址启动按钮S1I0.5停止按钮S2I0.6东西绿灯（G1)H1Q0.1东西黄灯（Y1）H2Q0.3东西红灯（R1）H3Q0.4南北绿灯（G1）H4Q0.5南北黄灯（Y2）H5Q0.6南北红灯（R2）H6Q0.7【电路接线图】【控制程序】4.2、多级传送带控制举例【控制要求】（1）落料阀Y0打开后，传送带电机M1马上启动，经6s后，需启动传送带电机M2（2）传送带电机M2启动5s后，应启动传送带电机M3（3）传送带电机M3启动4s后，应启动传送带电机Ｍ4；（4）落料停止后，为了不让各级皮带上有物料堆积，应根据所需要传送时间的差别，分别将四台电机停车，即落料阀Y0关闭后，6s在断开电机M1，电机M1断开后5s断开电机M2，电机M2断开4s后断开电机M3，电机M3断开3s后在断电机M4。【I/O分配】名称符号地址启动按钮S1I0.5停止按钮S2I0.6落料阀Y0H1Q0.1电机M1H2Q0.3电机M2H3Q0.4电机M3H4Q0.5电机M4H5Q0.6【接线图】【控制程序】4.3多种混合液体应用举例【控制要求】（1）按下启动按钮后，打开阀门A向容器注入A液体，当达到低液位后，停止注入A液体，稳压30s后打开阀门B注入B液体，达到高液位后，关闭阀门B，启动搅拌机自动对混合液体进行2分钟搅拌，搅拌均匀后打开出料阀门让混合液体从出口流出。等待1分钟后，混合液流尽，流出口自动关闭。（2）按下停止按钮为了防止液体凝固，需要完成一个周期后才进行停止。【I/O分配表】名称符号地址启动按钮S1I0.5停止按钮S2I0.6低液位K1I0.7高液位K2I1.0阀门AH1Q0.3阀门BH2Q0.4出料阀H3Q0.5搅拌电机H4Q0.6【接线图】（接线图中的I/O对应表，可以自行调整对应）【控制程序】4.4循环指令使用练习【控制要求】编写一个计算程序，计算公式为Y=0+1+2+3+4……+100.【控制程序】4.5带参数子程序应用练习【控制要求】电动机组中有两台电动机构成，每台电动机的启动方式分别以星三角降压启动的方式进行启动，试用带参数的子程序方式编写其启动程序。【I/O分配表】名称符号地址1#电机启动信号S1I0.51#电机停止信号S2I0.62#电机启动信号S3I0.73#电机启动信号S4I1.01#电机热保护信号K1I1.12#电机热保护信号K2I1.21#电机主接触器H1Q0.11#电机星形接触器H2Q0.31#电机三角形接触器H3Q0.42#电机主接触器H4Q0.52#电机星形接触器H5Q0.62#电机三角形接触器H6Q0.7【电路接线图】【控制程序】子程序：主程序4.6间接寻址使用练习【控制要求】在橙汁生产中，根据产品成分：水、鲜榨橙汁、糖、香料、温度、速度的不同，可以生产出橙汁果汁、橙汁蜜露、橙汁饮料这三种饮料。试编写一个配方程序，是操作人员可以选择生产不同的橙汁产品。生产示意图如图所示：VW0开始的连续6个存储器存储为橙汁果汁的元素数据，VW12开始的连续6个存储器存储橙汁饮料元素的数据，VW24开始的连续的6个存储器存储橙汁蜜露的元素的数据。VW100开始的连续的6个存储器存储为生产配方的元素数据。【控制程序】4.7顺控指令的练习【控制要求】如图（4-7-1）所示，使用机械手把A位置的物体搬运到B位置。机械手初始位置为最左边，最上边，按下启动按钮后，机械手按如图所示动作，按下停止按钮后，机械手动作完一个周期后停止在原点。【I/O分配表】名称符号地址左限位信号S1I0.5右限位信号S2I0.6上限位信号S3I0.7下限位信号S4I1.0启动信号K1I1.1停止信号K2I1.2机械手下降信号H1Q0.1机械手上升信号H2Q0.3机械手夹紧信号H3Q0.4机械手左移信号H4Q0.5机械手右移信号H5Q0.6【接线图】【控制程序】4.8循环指令间接寻址带参数子程序综合应用举例【控制要求】现有五台电机，每次启动是运行一台电机，并对运行时间进行记录，当下次运行时，从运行时间最少的电机启动运行。按下停止按钮停止电机运行。【I/O分配表】名称符号地址启动信号S1I0.5停止信号S2I0.6电机1运行信号H1Q0.1电机2运行信号H2Q0.3电机3运行信号H3Q0.4电机4运行信号H4Q0.5电机5运行信号H5Q0.6【电路接线图】【控制程序】找最小值程序：电机启动子程序：主程序：（注：为了方便调试，运行时间我们使用记录秒脉冲信号）第五章功能应用练习5.1、步进电机运行控制（一）【控制要求】设置步进电机转一圈需要800个脉冲，按下启动按钮步进电机从B点往C点往返运行。（要求使用相对定位指令实现其控制过程）【I/O分配表】名称符号地址启动按钮S1I0.5停止按钮S2I0.6回原点S3I0.7正限位LMT+I0.2负限位LMT-I0.4原点RPI0.3脉冲输出PULQ0.0方向DIRQ0.2【接线图】【运动轴配置】（1）选择运动，配置运动轴，选择需要配置的轴，以及设置轴的名称。（2）选择测量系统，可以选择相对脉冲和工程单位，本例中使用相对脉冲。（3）配置脉冲输出的方式，输出方式有四种选择如图所示，本例以第一种为例。（4）分别设置好正限位，负限位及原点信号的输入。如下图所示，三者设置方式相同。（5）设置电机的运行的最大速度和启停速度。（6）设置电机的点动运行速度（7）设置电机的加减速运行时间（8）启用参考点，设置回原点（9）设置回原点的高速、低速、起始方向和结束方向。（10）选择回原点的方式，总共有四种方式选择，本例中以第一种方式为例（11）分配好相应的库存储器后，勾选生产需要用到的子程序。【控制程序】5.2、步进电机运行控制（二）【控制要求】如图所示B点为原点，设置步进电机转一圈需要800个脉冲，按下启动按钮步进电机从B点往C点运行，到达C点后，回复到A点，然后在AC点之间往返运行。【I/O分配及接线图参照上一例题】【控制程序】5.3编码器应用举例【控制要求】（图5-1-1）如（图5-1-1）所示，为学习箱中步进丝杆部分，在步进电机后面带有一个编码器，编码器转一圈为400个脉冲，试编写程序计算电机转速的程序。【I/O分配表】名称符号地址A相脉冲I0.0B相脉冲I0.1【编码器与PLC接线图】【控制程序】高速计数器设置及初始化程序：中断程序：5.4S7-200S7-200SMART与变频器通信【控制要求】使用MODBUS通信，实现PLC对变频器的启停，正反转，频率修改的控制。并读取变频器的输出电压，输出电流，输出频率。【I/O分配表】名称符号地址减速停机S1I0.5自由停机S2I0.6正转S3I0.7反转S4I1.0频率设定RPAIW16【接线图】接线图所示：运行命令和频率给定命令都通过通信的方式发送给变频器，通过模拟量输出通道输出一个10V的电压信号接到电位器上，通过旋转电位器可以对10V的电压信号调整，使模拟量输入通道1中能够得到0到10V的变化的电压信号，然后根据所得到的数字量对应成变频器的频率，通过通信的方式发到变频器中。【S7-200SMART系列PLC端口定义】PLC端口上3号管脚接变频器上的485+，8号管脚接变频器上的485-。【变频器参数设置】F00.10=2；SCI通讯方式设置频率F00.11=2；SCI通讯方式启停电机F17.00=1；1-8-1格式，偶校验，RTU，1位起始位，8位数据位，1位校验位F17.01=4；波特率设置为19200bpsF17.02=1；变频器地址为01F17.03=150；变频器本机应答时间F17.04=0；变频器不检测通讯超时F17.05=0；变频器不检测通讯错误F17.09=01；通讯方式写功能参数存入EEPROM【通信程序】主程序：运行控制子程序：MODBUS通信程序：第六章变频器实操训练6.1变频器介绍学习机箱配置的是深圳市海浦蒙特公司生产的单相变频器，我们列举一些例子，是变频器功能的基本训练。要使变频器正常运行，调节速度，主要关注两个参数，一个是运行命令参数，即电机启停开关量控制；另一个是频率设定参数，即电机转速设定。PLC与变频器的通讯控制功能，这一部分是个难点，也是重点。通过PLC与一种类型的变频器通讯功能举例的学习，可以举一反三，熟悉其他类型变频器的通讯。注：关于变频器的其他功能训练可参照变频器说明书，自行练习。6.2操作面板启停，操作面板数字设定频率6.2.1.功能说明使用变频器操作面板上“”运行按钮，启动变频器运行，使用操作面板上“”停止按钮，停止变频器运行；使用“”和“”递增按钮和递减按钮，设置变频器的频率值，在显示屏上能清晰看到设置的频率值。6.2.2.控制电路6.3.3.参数设置F00.10=0；操作面板数字设定频率，F00.11=0；操作面板运行启停命令。注意：要根据电机铭牌设置电机参数：F08.00（额定功率），F08.01（额定电压），F08.02（额定电流），F08.03（额定频率）。6.3操作面板启停，面板上电位器设定频率调节电机速度6.3.1.功能说明使用面板上“”按键启动变频器运行，使用面板上“”按键停止变频器运行。旋转面板上电位器，设定频率、调节电机速度。6.3.2.控制电路6.3.3.参数设置F00.10=3；模拟量设定频率，F00.11=0；操作面板运行启停命令，F16.01=0；A1端子输入设置无效，F16.00=2；面板电位器设定频率6.4操作面板启停，A1端子外接电位器设定频率6.4.1.功能说明使用操作面板上的启停按键，启动变频器运行，在A1端子上外接一个10kΩ电位器设定频率，调节电机速度。6.4.2.控制电路6.4.3.参数设置F00.10=3；模拟量设定频率，F00.11=0；操作面板运行启停命令，F16.00=0；面板电位器设置无效，F16.01=2；选择A1端子为频率设定。6.5端子控制启停，A1端外接电位器调节速度6.5.1.功能说明变频器的开关量输入端子接上开关K1和K2，如图所示，合上K1时，电机正转运行，合上K2时，电机反转运行，K1、K2同时闭合或断开时，变频器停机。A1端外接10kΩ电位器调节电机转速。6.5.2.控制电路6.5.3.参数设置F00.10=3；模拟量设定频率，F00.11=1；端子启停运行命令，F16.00=0；面板电位器设置无效，F16.01=2；选择A1端子为频率设定，F15.00=2；选择DI1输入端控制正转启停，F15.01=3；选择DI2输入端控制反转启停，F03.01=10；设置加速时间为10s，F03.02=10；设置减速时间为10s。6.6三线式控制方式，端子启停，A1端子外接电位器设定频率6.6.1.功能说明按下S1按钮（上升沿有效），电机正转运行；按一下S2按钮（上升沿有效），电机反转运行；K1是常闭停机按钮，我们使用K1开关代替，按下K1（下降沿有效），电机停止运行。电位器RP调节电机的转速。6.6.2.控制电路6.6.3.参数设置F00.10=3；模拟量设定频率，F00.11=1；端子启停命令，F16.00=0；面板电位器设置无效，F16.01=2；A1端子为频率设定，F15.16=2；三线式运行模式，F15.00=2；DI1输入端正转启动（上升沿有效），F15.01=3；DI2输入端反转启动（上升沿有效），F15.02=4；DI3输入端三线式运行，停机（下降沿有效），F03.01=10；设置加速时间为10s，F03.02=10；设置减速时间为10s。6.7端子控制启停，端子up/down设定频率6.7.1.功能说明K1合上，电机正转，K2合上，电机反转；K1、K2断开或同时合上，变频器停机运行。按下S1按钮，电机增速运行，按下S2按钮，电机减速运行；S1、S2按钮松开，电机恒速运行。6.7.2.控制电路6.7.3.参数设置F00.10=1；端子数字设定，F00.11=1；端子启停命令，F00.13=20；初始运行频率数字设定为20Hz，F00.14=1000；up/down数字设定控制，F15.00=2；DI1输入端正转运行，F15.01=3；DI2输入端反转运行，F15.02=17；DI3输入端增速up，F15.03=18；DI4输入端减速down，F15.12=1；端子up/down加减速率为1Hz/s，F03.01=10；设置加速时间为10s，F03.02=10；设置减速时间为10s。6.8端子启停，多段速设置频率6.8.1.功能说明K1开关正转启停变频器；K2、K3、K4开关多段速设置变频器的输出频率。即利用K2、K3、K4三个开关闭合的不同组合可实现7种不同的频率设置。6.8.2.控制电路6.8.3.多段速频率设定表K4K3K2多段速编号频率（Hz）频率设定参数0000速F00.10设定的频率0011速20HzF06.00=20Hz0102速40HzF06.01=40Hz0113速10HzF06.02=10Hz1004速50HzF06.03=50Hz1015速25HzF06.04=25Hz1106速5HzF06.05=5Hz1117速45HzF06.06=45Hz注意：表中K2、K3、K4开关中的“0”表示开关OFF状态，“1”表示开关闭合ON状态。6.8.4.参数设置F00.10=3；模拟量设定频率，F00.11=1；端子启停命令，F15.00=2；DI1端为正转启停，F15.01=13；DI2为多段速端子1，F15.02=14；DI3为多段速端子2，F15.03=15；DI4为多段速端子3，F15.16=0，1；两线式运行方式，F06.00=20；多段速1为20Hz，F06.01=40；多段速2为40Hz，F06.02=10；多段速3为10Hz，F06.03=50；多段速4为50Hz，F06.04=25；多段速5为25Hz，F06.05=5；多段速6为5Hz，F06.06=45；多段速7为45Hz，F16.00=0；面板电位器无效，F16.01=2；A1端子为频率输入端，F03.01=10；设置加速时间为10s，F03.02=10；设置减速时间为10s。6.9PID闭环控制功能。6.9.1.功能说明K1开关正转启停变频器，用面板设置参数值为PID闭环控制给定值；AI1端外接电位器作为模拟量反馈信号，用手动方式旋转RP电位器，改变反馈量，可使电机自动增速，自动减速或恒速运行。这样用手动方式模拟PID闭环控制。6.9.2.控制电路6.9.3.参数设置F00.11=1；端子启停命令，F15.00=2；DI1端为正转启停变频器，F15.16=0，1；两线式运行方式，F04.00=1；PID闭环控制有效，F04.02=0；AI端模拟量反馈输入，F16.01=5；AI端PID反馈，F04.03=45；给定量设置为45%，F04.04=3；比例增益P值设置为3，F04.05=2；积分时间I值设置为2s，F04.07=0；微分时间D设置为0，F04.09=0.2；采样周期设置为0.2s，F04.10=5.0；偏差极限设置为5%，即反馈量和给定量之差与给定量之比的百分数。其他PID参数值可取出厂值。注：当反馈值大于给定值时，电机减速，当反馈值小于给定值时，电机增速，当反馈值等于给定值时，电机恒速。第七章PLC编程练习习题7.1基本位逻辑指令练习题1、如图7-1-1所示：（图7-1-1）【控制要求】判断传送带上的物体是否超高，若超高，停止传送带移除物品。传送带有启动按钮，停止按钮，高、低检测传感器。试编写控制程序，并画出PLC的接线图。2、两个开关对一个灯进行控制：【控制要求】楼顶和楼底分别有一个开关可以对楼道中的走道灯进行点亮或是熄灭，试编写其控制程序并画出PLC的接线图。3、点动与自保持混合应用练习（如图7-1-3所示）（图7-1-3）【控制要求】按下START按钮，马达运转；按下STOP按钮，电机停止。在STOP按钮保持ON时，按下TEST按钮，可测试电机是否运转正常。试编写控制程序并画出PLC接线图。4、水塔水位控制（如图7-1-4所示）（图7-1-4）【控制要求】水塔储水控制：当按下启动按钮START或塔内储水量低于低水位时，水泵开始运行，抽水至水塔内；当按下停止按钮STOP或塔内储水量高于高水位时，水泵停止抽水工作。试编写控制程序并画出相应的PLC接线图5、电机运行状态显示（如图7-1-5所示）（图7-1-5）【控制要求】用红、绿、黄三个信号灯显示三台电机的运行情况。无电机运行时候，红灯亮、一台电机运行时显示黄灯，二台以上电机运行时显示绿灯。试编写控制程序及画出接线图6、多工位小车呼叫控制（如图7-1-6所示）（图7-1-6）【控制要求】一辆小车在一条线路上运行，线路上有1#到5#站点，每个站点各设一个行程开关和一个呼叫按钮，要求无论小车在那个站点，当某一个站点按下按钮后，小车将自动运行到呼叫点，试编写PLC控程序。7、根据时序图编写其控制程序（时序图7-1-7如下）（图7-1-7）8、根据时序图编写其控制程序（时序图7-1-8如下）（图7-1-8）9、电机延时启动控制（如图7-1-9所示）（图7-1-9）【控制要求】按下启动按钮，油泵电动机立即启动，延时10秒后主电动机启动，再延时5秒后辅助电动机启动；按下停止按钮，所有电机立刻停止运行。试编写其PLC控制程序。10、车库车辆统计控制（如图7-1-10所示）（图7-1-10）【控制要求】在车库的入口和出口处分别设置感应开用来监控车库中车辆的数目，当车库内的车辆数量达到400辆时，开始报警表示车库已满，试编写控制程序及画出PLC接线图11、利用计数器完成时钟设计【控制要求】SM0.5为1s的时钟脉冲，利用这个1s的时钟脉冲配合计数器，构成一个标准的24小时的时钟。12、小车五位自动循环往返运行（如图7-1-12所示）（图7-1-12）用三相异步电机拖动一辆小车在A、B、C、D、E五点之间自动循环往返运行，小车初始在A点，按下启动按钮后，小车依次前进到B、C、D、E点，分别钉子2s返回到A点停止。试编写其控制程序7.2基本功能指令练习习题1、比较指令应用举例：【控制要求】控制一个灯点亮过程，启动后的一个动作周期为，2s的点亮，10s的时候熄灭，15s的时候点亮，20秒后熄灭。在任何时刻按下停止按钮后，灯的状态都为熄灭状态。2、多工位小车运行控制（如图7-2-2所示）（图7-2-2）【控制要求】小车行走方向由位置号和呼叫号相比较决定。当小车所停止位置号小于呼叫号时，小车右行至呼叫处停车，反之同样，小车所停位置号等于呼叫号时，小车原地不动。小车启动前报警信号，报警5s后方可左行或是右行；小车行走时具有左行、右行定向指示，原点不动指示。小车具有正反转、点动运行功能3、传送指令应用举例（如图7-2-3所示）（图7-2-3）拨动开关到ON时，偶数和奇数的彩灯一1s的频率交替量，当拨动开关拨到OFF所有灯熄灭。4、循环/移位指令应用练习一（如图7-2-4所示）（图7-2-4）【控制要求】(1)按下右循环按钮，霓虹灯由编号小往编号大开始点亮，每个灯亮1s后熄灭(2)按下左循环按钮，霓虹灯由编号大的往编号小的开始点亮，每个灯亮1s后熄灭。(3)按下复位按钮，所有灯都熄灭。5、移位/循环指令应用练习二（如图7-2-5所示）（图7-2-5）【控制要求】四道灯饰呈拱形门，下部份灯饰呈阶梯形状。由内往外，每组轮流亮1s后熄灭。当最后一组熄灭2s后，从外向内，每组轮流亮1s熄灭。下面三组灯，从下往上，每隔1s点亮一组，当全部点亮2s后，全部熄灭，又1s后，重复前面动作6、移位/循环指令应用练习二（如图7-2-6所示）（图7-2-6）为了保证旋风分离机和螺旋输送机不出现过载情况，要求启动时的顺序如下：螺旋输送机，旋风分离机，提升机。停止是以相反的动作停止。试编写其控制程序7、四则运算及转换指令练习一将英寸转换成厘米，已知单位为英寸的长度保存在VW0中，数据类型为整数，英寸转换成厘米时乘以系数，系数为2.54存放于VD12中，数据类型为实数，要将最终的结果存放于VD20中，数据类型为双整数。试编写运算程序。8、四则运算及转换指令练习二（如图7-2-8所示）（图7-2-8）水管直径以mm为单位，水的流速以dm/s（1分米/秒）为单位，水流量以cm3/s(1毫升/秒)为单位。水管横截面积=πr2=π(d/2)2，水流量=水管横截面积×流速。要求水流量的计算结果精确到小数后的第2位。9、逻辑运算指令练习一使用逻辑运算指令编写单按钮启停控制程序10、逻辑运算指令练习二第一次按下启动按钮I0.0，则Q0.0为1、Q0.1为0、第二次按下启动按钮时Q0.0为0，Q0.1为1，当第三次按下启动按钮时回到第一次按启动按钮的状态，按下复位按钮I0.1时，Q0.0和Q0.1都为0.11、如图7-2-11所示为不良产品分解示意图（图7-2-11）传送带上有五个定点位置，通过凸轮检测开关确定。产品被传送至传送带上作检测，当光电开关检测到有不良品时（高度偏高），在第5个定点将不良品通过电磁阀排出，排出到回收箱后电磁阀自动复位。当在传送带上的不良品记忆错乱时，可按下复位按钮将记忆数据清零，系统重新开始该检测。12、如图7-2-12所示为混合产品分类检测示意图（图7-2-12）【控制要求】（1）A、B、C三种产品在传送带流通，传送带凸轮每转一周，产品从一个定点移动到另外一个定点，传送带上共可流通6个产品。（2）产品进入传送带前自动通过三个识别传感器检测出产品类型，A类型产品将在定点2通过电磁阀送到A产品箱，B类型产品将在定点4被送到B产品箱，C类型产品将在定点6被送到C产品箱。（3）每个产品被送确认送到产品箱后，电磁阀会自动复位；按下复位按钮，所有记忆数据清零，系统重新开始检测和分类的工作流程。13、【控制要求】如图7-2-13所示为一正弦波