国开电大-可编程控制器应用实训-形考任务6实训报告.docx

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1、可编程控制器应用实训形考任务六实训报告交通信号灯PLC控制系统的实现一、实训目的：掌握PLC在实际生产中的典型应用，并能够独立进行简单控制系统的系统设计(系 统配置及输入/输出继电器地址分配、系统的I/O接线图、系统的流程图、控制程序的 设计、编程及调试)。二、实训要求：1 .选择社会生活或生产实践中某一种典型的PLC控制系统或产品，并能够独立 进行简单控制系统的系统设计(系统配置及输入/输出继电器地址分配、系统的I/O接 线图、系统的流程图、控制程序的设计、编程及调试)；2 .设计选用西门子S7-200系列PLC,对其I/O 口进行分配，列出PLC控制程序 (梯形图进行截图，语句表可直接拷贝

2、)并对程序作出解释。三、实训内容：应用PLC控制交通灯各灯按要求亮灭，并通过七段LED数码管对红灯点亮时间进行 倒计时显示，并且可以重复循环。按下起动按钮交通灯开始工作，南北向红灯亮起并维持10s,南北向红灯工作同时 东西向绿灯亮4s,接着以1Hz频率闪烁3s最后熄灭，绿灯熄灭同时东西向黄灯亮并维 持3s；黄灯熄灭时东西向红灯开始公主并维持10s,东西向红灯工作同时南北向绿灯亮 4s闪3s以1Hz频率最后熄灭，绿灯熄灭同时南北向黄灯亮并维持3s,黄灯熄灭时南北 向红灯再次亮起循环反复。交通灯工作同时一个七段LED数码管对红灯点亮时间进 行倒计时显示，先对南北向红灯倒计时，显示987654321

3、0,然后对 东西向红灯倒计时。四、主要实训软件硬件(1)常用电工工具、万用表等。(2) PC机(3)所需设备、材料见表lo序训标准代号匾件名称|型号规格|阿圜| 备注国 STEP 7-Iicro/fIH -交通灯9. 24 - SIIATIC LAD区文件任）编挹盘）看看W） PI&） 酗 9）工且d）因口 Q）相助Qj）II：1-T 卜Ib I 卜 1 附区文件任）编挹盘）看看W） PI&） 酗 9）工且d）因口 Q）相助Qj）II：1-T 卜Ib I 卜 1 附B.24抵22块表表块块引 舆物 器数计运控雁串器子 T9身PU序号宓据统叉信导且总逻料信较换数点数斯箱送序位符时用 知哥出程符状

4、数系交通向工令收位时通比转计浮整中遗传程称字表定序调 功9a回m a擀出口 2Jq 71*2四IIJWHH 3Z 凶到血 abl111 -12 131 -14-1 -15- -16- -17- -18-1 -IS- -20- -0-T37 iFi TONPT 100 ms就绪PC/PP1 gblopwg 6 kb”本地：0, COfll远程：7,端口 1RIN（匹汀）IINS0程序0 图-Hicrosoft Word 匚 STEP 7-Hicro/VIMES3 0 f二 713.00|下毅成功-图8程序调试监控图七、观察实训结果1 .运行交通灯。按下起动按钮SF2,观察输出线圈Q0.0Q0.

5、5、QL 0Q1. 6和所 有指示灯和数码管的现象，南北向红灯亮起并维持10s,南北向红灯工作的同时东西绿 灯向亮4s,接着以1Hz频率闪烁3s最后熄灭，绿灯熄灭同时东西向黄灯亮并维持3s； 黄灯熄灭时东西向红灯开始公主并维持10s,东西向红灯工作同时南北向绿灯亮4s闪 3s以1Hz频率最后熄灭，绿灯熄灭同时南北向黄灯亮并维持3s,黄灯熄灭时南北向红 灯再次亮起循环反复。交通灯工作时数码管对红灯点亮时间进行倒计时显示，先对 南北向红灯倒计时，显示9876543210,然后对东西向红灯倒计时。2 .停止交通灯运行。按下停止按钮SF1,观察PLC输出线圈Q0.0Q0.5、QL 0 Q1.6,线圈Q

6、0.0Q0. 5、QL0QL6全部失电，交通灯灯全部熄灭，数码管熄灭。 八、心得体会通过本课程的学习能够使我们掌握PLC的基本结构，工作原理，PLC控制系统程序 设计与调试方法.其中，PLC控制系统的程序设计是教学的重点，由于PLC课程的实践性 很强，所以上好PLC的实验课很重要。以S7-200PLC为讲授对象，应用比较总结法教学, 把理论教学与实践教学融为一体，使学习容易理解记忆，极大的激发了我们的学习兴趣。可编程控制器应用实训形考任务七实训报告S7-200实现电机正反转PLC控制一、实验目的1 .能够正确理解三相异步电动机的正反转控制工序及控制要求，应用PLC技术实 现对电动机的控制。2

7、.训练PLC控制系统编程的思想和方法。3 .熟悉PLC的使用，提高应用PLC的能力。二、实验要求1）通过查找相关资料和教师讲解了解步进电机运转的基本原理和步进电机控制系 统的基本组成；2）以实验室西门子SIMATIC S7-200为硬件设备，认识掌握用PLC控制系统控制 步进电机正反转的方法；3）学习STEP7-Micro/WIN4.0软件，运用梯形图语言进行编程。三、实验设备1序号名称型号规格数量单位备注1万用表MF47 型1块可编程控制器S7-200/2241只3_计算机1台4_S7 200编程软件V3.1STEP-71套5_空气断路器C65N D201只6_交流接触器NC309/2204

8、只7_控制变压器JBK3-1001只380V/220V按钮、导线、端子等三相交流异步电动机JW6324-380V1台250W, 0. 85A四、实验内容1、实验原理各种生产机械常常要求具有上下、左右、前后等相反方向的运动，这就要求三相交 流异步电动机能正反向转动。如下图所示，将三相电源进线（LI、L2、L3）依序与电动 机的三相绕组首端（U、V、W）相连，就可使电动机获得正序交流电而正向旋转；只要 将三相电源进线中的两个边相对调，就可改变电动机的通电相序，使电动机获得反序交 流电而反向旋转。PLC可以非常方便地对三相交流异步电动机进行“正反转”控制。需要进行硬件设 计和I/O分配。(1)正转：

9、按下正转按钮SF2,接触器QA1控制电动机正转线圈得电，QA1常开触 点闭合自锁，SF2动断触点断开，控制电动机反转线圈无法得电，电动机锁定正转；(2)反转：按下反转按钮SF3,接触器QA2控制电动机反转线圈得电，QA2常开触 点闭合自锁，SF3动断触点断开，控制电动机正转线圈无法得电，电动机锁定反转。(3)停止：按下停止按钮SF1,电动机停止旋转。因此,PLC需要3个输入触点分别连接停止按钮SF1、正转按钮SF2和反转按钮SF3, 同时需要2个输出触点分别连接正转接触器QA1和反转接触器QA2O通常，PLC实现对三相异步电动机的“正反转”控制的过程中，配合硬件接线图， 我们需要编制梯形图程序

10、，即可完成电动机正反转控制程序的编制。2、系统原理图(1)分配I/O通道根据任务分析可知，选用西门子公司的S7-200系列小型PLC-CPU 222。使用其两个 输出点和三个输入点，进行PLC的输入/输出分配表。图西门子公司的S7-200地址分配表输入输出主机实验模块注释主机实验模块注释10.0输入口正转Q0.0J1 ( QA1 )电机正转I0J输入口反转Q0JJ2 ( QA2 )电机反转10.2输入口停止1L0V1M24 V直流电源24V实验区24V电源区24V0V0V图2地址分配表(2) PLC硬件控制电路设计用PLC实现对交流电动机的“正反转”控制，需要停止按钮SF1、正转按钮SF2、反

11、转按钮SF3、热继电器BB、正转接触器QA1、反转接触器QA2等。3、编写程序代码正转启动反转启动停止rrnDC24VQ0.0iaiHL2ACNLIQ0.2Q0.31LS7-2OO226CN图3系统原理图对(QAI)电机正转J2 (QA2)电机反转-DC24V(1)梯形图图4电机停止梯形图1)按下停止键，10.0接通，脉冲输出功能关闭，电机停止。Network 210.1Q0.2图5电机正转梯形图2)按下正转键，10.1接通，方向电平复位，脉冲输出功能PWM输出脉冲周期为2000um,脉宽为lOOOum的脉冲，电机正转。图6电机反转梯形图3)按下反转键，10.2接通，方向电平置位，脉冲输出功能

12、PWM输出脉冲周期为 2000um,脉宽为lOOOum的脉冲，电机反转。(2)语句表程序LD 10.00 Q0. 0AN 10.2AN 10. 1AN Q0. 1=Q0. 0LD 10. 10 QO. 1AN 10.2AN 10. 0AN QO. 0=QO. 10五、观察实训结果（1）点击“开始”按钮后，点击“正转”电机快速正转；（2）点击“开始”按钮后，点击“反转”电机快速反转；（3）正转和反转可随时通过按钮切换电机运行状态；（4） “开始”按钮变成“停止”按钮后，运行过程中，无论是处于正转还是反转 运行转台，只要按下“停止”按钮，电机即停止运行。六、实验总结1. “自锁”编程技巧依靠接触器

13、自身的辅助触点而使其线圈保持通电的现象。例如，按下启动按钮SF2, PLC得到启动信号后输出一个数字量信号Q0. 0启动控制电机运行的接触器QAL程序中 可以用这个数字信号Q0.0进行自锁。这样松开启动开关后，电机启动仍然保持正转运 行。2. “互锁”编程技巧使用PLC进行多个用电器互锁控制时，必须同时使用软互锁和硬互锁，以确保安全。 例如，为了可靠地对正反转接触器进行互锁，在PLC输出端两个接触器之间仍然采用常 闭触点构成互锁，这种互锁称为外部硬互锁。在梯形图程序中，两个输出线圈Q0.0和 Q0.1之间，还相互构成互锁，这种互锁称为内部软互锁。3. 停止按钮的选择使用PLC控制电动机的启停，

14、还可以使用常开按钮作为停止按钮，只需要将SF1换 成常开按钮，修改一下梯形图程序即可。Q0.1QO.OQO.O()QO.1()图7常开按钮作停止按钮实现电动机正反转的PLC控制程序但要注意的是，这样做存在一定的安全隐患。使用常开按钮作为停止按钮时，如果 因停止按钮接触不良或断线等原因使停止按钮失效，程序中对应的常闭触点10.0也会 失效，一直处于常闭状态，这将可能引起生产安全或人身事故。因此，在现场设备的控 制电路中，从安全角度出发，停止按钮通常选用常闭按钮，则程序中对应使用常开触点 10.0,保证停止按钮失效时，网络1和2无输出。七、实验心得通过做本课题，我巩固并掌握了三相异步电动机的基本理

15、论知识，较为全面地应用 了控制电路的知识，熟悉了现代中小型电动机的发展，加深了对课本知识的进一步了解, 同时也对PLC有了更深的掌握。深入地学习和分析了三相异步电动机的正反转控制电路, 掌握了其PLC控制的设计方法。这次大作业设计的完成为以后从事电控类或其他的电子 硬件产品的设计开发打下了良好的基础，树立独立从事产品研发的信心，并在这种能力 上得到了较为充分的锻炼。1PLCS7-200CNCPU226AC/DC/RLA16ES 7216-28D23-0XB82SF1停止按钮LA10-2H1红色3SF2起动按钮LA10-2H1绿色4PG1-6指示灯24V直流电源指示灯6红黄绿5LED数码管LG2

16、3011AH6QB隔离开关DZ47LE-3P+N17UR电源DR-120-24124V直流电源8PPI通信电缆RS232-48519XT接线端子JX2-Y010若干表1设备、材料明细表五、实训步骤（一）硬件设计.系统原理图按下停止按钮，交通灯控制系统停止工作。交通信号灯控制PLC接线图如图1所示为交通信号灯控制系统PLC接线图。交通信号灯控制PLC接线图I0010 1DC24V1MAC220VACCPU226CNN L1Q00Q0 1Q02Q0 3Q0.4Q05DC24V2L 3L闵南北红灯 南北绿灯 南北黄灯 东西红灯 东西绿灯 东西黄灯LED0LED1LED2LED3LED4LED5LED

17、6图1交通信号灯PLC控制接线图Q1 0Q1 1Q1.2Q1 3 Q1.4 Q1 5Q1 61 .硬件连接操作（1）根据表1配齐电器元件，并检查各电器元件的质量。（2）根据PLC接线图2,画出电器元件布置图2。数码管红00 0 0黄绿红红绿红绿黄区）黄0 0 0S7-200XT图2电器元件布置图（3）根据图2电器元件布置图安装元件，各元件的安装位置整齐、匀称、间距合 理，便于元件的更换，元件紧固时用力均匀，紧固程度适当。（4）接线。按照图3电气接线图，先接PLC、开关电源的电源和PLC输入输出点的 电源，再接输入电路，最后接输出电路。完成后的电气接线板如图4所示。 oocaooDoao Doc

18、acDDoaUR进线S7-2003Q4O。）。c。）o。1L1XE XE L1|l2 L3 N 也瓦反4图3交通信号灯PLC控制接线图电源装置按钮指示灯盒信号灯装苴24V电源图4交通信号灯PLC控制实物图CPU 226CN(5)检查电路。通电前，认真检查有无错接、漏接等现象。(二)编写实训程序本设计可以采用经验设计法来完成。经过分析本设计任务可以分成两部分来完成， 控制交通灯转换部分和红灯倒计时显示部分。分析交通灯转换部分可以发现，交通灯一次完整的工作周期为20s,每一组灯都在 这20s中固定时间段进行工作，由此我们可以把每组灯的工作时间用比较指令标示出来, 并控制相应的灯组在该时间段点亮工作

19、，程序如图5所示。另外20s的工作周期可以用 定时器指令来实现。网络3MO.OT37T37Q0.0II1 |1 1网络3Q0 0 ：M0 0M0 0T37SM05T371 40 T371MOOT37170T37 1 100Q0 21100T37 l 200Q0 3l170T37 M 200Q0 51uT37100T37MOO1I T7I-I 110SEGENENOOUTkQBIT37T37MOO-1 i 11 l I-11 F2030T37T371 11 11120130SEG ENENO9INOuJqBI河格12137 l 30 T37113013T37140T371140MOO9-SEGE

20、N ENOOUT-QB1T37MOO2TT37i I1150SEGEN ENOOUT-QB1网绪15SEG 一ENENO 9- INOUT - QB1网络16SEG 一ENENO 9- INOUT -QB1SEG-ENENO9- INOUT -QB1网结17T37T37l |1 l90100T371371 |1 190200SEGENENO 9- INOUT -QB1图7交通信号灯PLC控制程序六、调试实训程序根据图3进行安装接线，然后将编制好的交通灯PLC控制程序下载到PLC中，并进 行程序调试直到设备运行满足设计要求。1 .工作模式选择。将PLC的工作模式开关拨至运行或者通过STEP7-Micro/WIN编 程软件执行“PLC”菜单下“运行”子菜单命令。2 .监控。单击执行“调试”菜单下的“开始程序状态监控子菜单命令，梯形图 程序进入监控状态。程序调试监控图如图8所示。