PLC生产实习 任务书文档格式.docx
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编程器作用是将用户编写的程序下载至PLC的用户程序存储器,并利用编程器检查、修改和调试用户程序,监视用户程序的执行过程,显示PLC状态、内部器件及系统的参数等。
常用的有手持编程器和PC上位机。
5.电源
PLC电源为各模块的集成电路提供工作电源。
同时,有的还为输入电路提供24V的工作电源。
电源输入类型有:
交流电源(220VAC或110VAC),直流电源(常用的为24VAC)。
6.人机界面
最简单的人机界面是指示灯和按钮,目前液晶屏(或触摸屏)式的一体式操作员终端应用越来越广泛,由计算机(运行组态软件)充当人机界面非常普及。
2.4PLC的工作原理
PLC的工作方式:
按集中输入、集中输出,周期性循环扫描的方式进行工作的工作过程,包括上电处理、输入采样、程序执行、输出刷新、通信处理、自诊断等。
第三章硬件介绍
3.1西门子S7—200系列PLC
本次实习采用西门子S7—200系列PLC。
如图3—1所示。
西门子S7--200系列是一种可编程序逻辑控制器。
它能够控制各种设备以满足自动化控制需求。
S7--200的用户程序中包括了位逻辑、计数器、定时器、复杂数学运算以及与其它智能模块通讯等指令内容,从而使它能够监视输入状态,改变输出状态以达到控制目的。
紧凑的结构、灵活的配置和强大的指令集使S7--200成为各种控制应用的理想解决方案。
图3—1西门子S7—200系列PLC
3.1.1西门子S7—200工作过程
S7-200在扫描循环中完成一系列任务。
任务循环执行一次称为一个扫描周期。
在一个扫描周期中,S7-200主要执行下列五个部分的操作:
1.读输入:
S7-200从输入单元读取输入状态,并存入输入映像寄存器中。
2.执行程序:
CPU根据这些输入信号控制相应逻辑,当程序执行时刷新相关数据。
程序执行后,S7-200将程序逻辑结果写到输出映像寄存器中。
3.处理通讯请求:
S7-200执行通讯处理。
4.执行CPU自诊断:
S7-200检查固件、程序存储器和扩展模块是否工作正常。
5.写输出:
在程序结束时,S7-200将数据从输出映像寄存器中写入把输出锁存器,最后复制到物理输出点,驱动外部负载。
3.1.2西门子S7—200工作模式
S7-200有两种操作模式:
停止模式和运行模式。
CPU面板上的LED状态灯可以显示当前的操作模式。
在停止模式下,S7—200不执行程序,可以下载程序和CPU组态。
在运行模式下,S7-200将运行程序。
S7-200提供一个方式开关来改变操作模式。
可以用方式开关(位于S7-200前盖下面)手动选择操作模式:
当方式开关拨在停止模式,停止程序执行;
当方式开关拨在运行模式,启动程序的执行。
也可以将方式开关拨在TERM(终端)(暂态)模式,允许通过编程软件来切换CPU的工作模式,即停止模式或运行模式。
如果方式开关打在STOP或者TERM模式,且电源状态发生变化,则当电源恢复时,CPU会自动进入STOP模式。
如果方式开关打在RUN模式,且电源状态发生变化,则当电源恢复时,CPU会进入RUN模式。
3.2WEINVIEW人机界面
WEINVIEW新一代嵌入式工业人机界面有MT8000和MT6000系列。
通过采用不同的CPU,可分为T系列、i系列和X系列。
他们的区别主要是:
T系列采用200MHz32bitRISC(精简指令集)CPU,32M内存;
i系列采用400MHz,32bitRiscCPU,128M内存;
而X系列采用500MHz,32bitCISC(复杂指令集)CPU,256M内存。
由此可以看出i系列和X系列采用了更快的CPU和更大的内存,从而运行速度更快。
而这三个系列里面,根据接口配置的不同,又可以分为MT6000系列通用型产品、MT8000系列网络型产品和MT8000系列专业型产品。
MT6000系列通用型产品没有配备以太网口,MT8000系列网络型产品配备有以太网口,而MT8000X系列我们称之为专业型产品,除了配备以太网口外,还配置有音频输出口等。
WEINVIEW人机界面如图3—2所示。
图3—2WEINVIEW人机界面
3.3Danfoss变频器
Danfoss变频器全称为“丹佛斯交流变频调速器”,主要用于三相异步交流电机,用于控制和调节电机速度。
Danfoss变频器是丹麦丹佛斯集团生产的变频器产品,迄今,已有40余年的历史,产品已经涵盖所有低压市场。
丹佛斯变频器始终坚持以客户为导向的研发更保证了产品的稳定性、创新性、灵活性,这使得丹佛斯变频器成为全球变频器市场的佼佼者。
Danfoss变频器是一种电机控制器,它将交流主电源转变成可变交流波形输出。
为了控制电动机速度或转矩,输出的频率和电压会受到调节。
变频器可以根据系统反馈(比如温度或压力变化)来改变电动机的速度,从而实现对风扇、压缩机或泵用电动机的控制。
变频器还可以根据来自外部控制器的远程命令来调节电动机。
此外,变频器还可以监测系统和电动机状态;
发出故障情况警告或报警、启动和停止电动机、优化能效以及提供众多的控制、监测和增效功能。
操作和监测功能还可以作为状态指示提供给外部控制系统或串行通讯网络。
Danfoss变频器如图3—3所示。
图3—3Danfoss变频器
第四章软件介绍
4.1EB8000软件
人机界面是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口,是控制系统的重要组成部分。
可连接可编程序控制器(PLC)、变频器、直流调速器、仪表等工业控制设备,利用显示屏显示,通过输入单元(如触摸屏、键盘、鼠标等)写入工作参数或输入操作命令,实现人与机器信息交互的数字设备,由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括处理器、显示单元、输入单元、通讯接口、数据存贮单元等,其中处理器的性能决定了HMI产品的性能高低,是HMI的核心单元;
HMI软件一般分为两部分,即运行于HMI硬件中的系统软件和运行于PC机Windows操作系统下的画面组态软件。
人机界面和组态软件有如下区别:
人机界面产品,常被大家称为“触摸屏”,包含HMI硬件和相应的专用画面组态软件,一般情况下,不同厂家的HMI硬件使用不同的画面组态软件,连接的主要设备种类是PLC。
而组态软件是运行于PC硬件平台、windows操作系统下的一个通用工具软件产品,和PC机或工控机一起也可以组成HMI产品;
通用的组态软件支持的设备种类非常多,如各种PLC、PC板卡、仪表、变频器、模块等设备,而且由于PC的硬件平台性能强大(主要反应在速度和存储容量上),通用组态软件的功能也强很多,适用于大型的监控系统中。
WEINVIEWHMI组态软件EasyBuilder8000是台湾威纶科技公司开发的新一代人机界面软件,适用于本公司MT8000和MT6000系列所有型号的产品。
相对于以往产品,具有较高兼容性、支持市场上绝大多数PLC、强大的宏指令、强大的以太网通讯功能等优点。
EB8000软件沿用了“易学易用、功能强大”的特点,客户在掌握之前产品的基础上,很容易的学会如何使用EB8000软件。
4.2STEP7编程软件
4.2.1STEP7简介
STEP7是用于西门子S7—200站创建可编程逻辑控制程序的标准软件,需要安装、运行在使用Windows操作系统的计算机上。
是供它们编程、监控和参数设置的标准工具,是西门子工业软件的重要组成部分。
STEP7支持三种编程模式:
LAD(梯形图)、FBD(功能块图)和STL(语句表)。
该软件的基本功能有:
1.创建用户程序、修改和编辑原有的用户程序。
2.设置PLC的工作方式和参数,上装和下装用户程序。
3.具有简单语法的检查、对用户程序的文档管理和加密等功能,并提供在线帮助。
4.2.2STEP7的安装
STEP7可以通过setup程序自动地进行安装。
用户可按照屏幕弹出的安装向导,完成整个安装步骤,按照标准的Windows2000/XP/Server2003软件安装步骤调用Setup程序。
1.主要安装步骤:
将数据拷贝到你的编程器上
设置EPROM和通讯的驱动器
安装授权(如果需要)
2.安装要求:
1)操作系统:
Windows2000或WindowsXP,WindowsServer2003。
2)基本硬件:
编程器或PC:
奔腾处理器(600MHz)/RAM:
至少256MB/MicrosoftWindows支持的彩色显示器、键盘和鼠标。
3)MPI接口(可选):
如果用户需要使用STEP7与PLC进行通讯,则在PG或PC与PLC之间可使用多点接口(MPI)。
4)外部编程设备(可选):
如果用户希望在PC上向EPROM中存储程序,则还需要一个外部编程设备。
第五章流水灯控制实验
5.1实验目的
设计流水灯控制系统。
5.2实验内容
利用外部按钮实现流水灯的启动和停止,要求实现流水灯的依次循环点亮,时间间隔为1s,能够实现随时启动随时停止。
5.3实验设备
1.安装了STEP7—Micro/WIN4.0编程软件的计算机一台。
2.PC/PPI编程电缆一根。
3.锁紧导线若干。
4.24V直流电源一个。
5.24V信号灯四个。
6.外部按钮两个。
7.安装工具一套。
8.万用表一个。
5.4预习要求
阅读实验指导书,复习教材中有关的内容。
5.5报告要求
报告要求整理出运行和监视程序时出现的现象。
5.6硬件连线
PLC输入:
I0.1连接按钮1,为启动按钮;
I0.2连接按钮2,为停止按钮。
PLC输出:
Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.4分别连接四个信号灯(信号灯接入24V直流电源)。
5.7接触屏界面设置
1.点击“位状态指示灯”按钮来设置流水灯图形界面,如图5—1所示。
图5—1流水灯一般属性设置
2.选择“PLC名称”为“SiemensS7—200”,地址设置为Q0.0。
3.流水灯图片设置。
如图5—2所示,点击属性栏中的“图片”,单击“图库”可在系统图库中选择流水灯图片,也可自定义设定流水灯图片。
图5—2流水灯图片设置
4.设置好第一个流水灯后点击“确定”,可在窗口指定位置放置流水灯图形,依次设置好其余三个流水灯。
5.设置按钮的图形界面。
点击“位状态切换开关”。
如图5—3所示,选择“PLC名称”为“SiemensS7—200”,地址设置为M0.1。
在“开关类型”中将开关属性设置为“复归型”,即按下按钮,触点动作。
松开按钮,触点不动作。
5—3按钮一般属性设置
6.按照第三步设置按钮图片。
7.设置好第一个按钮后点击“确定”,可在窗口指定位置放置按钮图形,再设置第二个按钮。
8.流水灯接触屏界面如图5—4所示。
5—4流水灯接触屏界面
9.将该文件保存后,打开菜单栏中的“工具”,点击“编译”,出现图5—5。
图5—5编译界面
10.点击窗口左下方的“开始编译”,编译成功后,打开菜单栏中的“工具”,点击“建立使用U盘与CF/SD卡所需的下载资料”,出现如图5—6所示的窗口。
图5—6下载窗口
11.点击窗口左下方的“建立”,显示“创建成功”。
12.将U盘连接到触摸屏上,设置触摸屏,将文件下载到触摸屏内,即可使用。
5.8触点说明
触点
说明
I0.1
外部开始按钮
I0.2
外部停止按钮
M0.1
触摸屏开始按钮
M0.2
触摸屏停止按钮
T37、T38、T39、T40
1s定时器
Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.4
流水灯
5.9梯形图程序
5.10梯形图程序解析
网络1:
按下外部开始按钮I0.1或触摸屏开始按钮M0.1,线圈Q0.5自锁接通,直到按下外部停止按钮I0.2或触摸屏停止按钮M0.2,Q0.5解除自锁。
网络2:
按下启动按钮Q0.5接通,线圈Q0.0接通,点亮第一个流水灯。
同时接通定时器T37。
1s后,定时器T37的触点动作,T37的常闭触点断开使Q0.0断开,第一个流水灯熄灭。
同时T37的常开触点动作,Q0.1接通,点亮第二个流水灯。
网络3:
T37常开触点闭合,线圈Q0.1接通,点亮第二个流水灯。
同时接通定时器T38。
1s后,定时器T38的触点动作,T38的常闭触点断开使Q0.1断开,第二个流水灯熄灭。
同时T38的常开触点动作,Q0.2接通,点亮第三个流水灯。
网络4:
T38常开触点闭合,线圈Q0.2接通,点亮第三个流水灯。
同时接通定时器T39。
1s后,定时器T39的触点动作,T39的常闭触点断开使Q0.2断开,第三个流水灯熄灭。
同时T39的常开触点动作,Q0.4接通,点亮第四个流水灯。
网络5:
T39常开触点闭合,线圈Q0.4接通,点亮第四个流水灯。
同时接通定时器T40。
1s后,定时器T38的触点动作,T40的常闭触点断开使T37掉电复位,进而使T38、T39、T40全部复位,开始新一轮的流水灯循环动作。
5.11实验现象
将梯形图程序下载到PLC内,点击硬件开始按钮I0.1或触摸屏开始按钮M0.1,24V信号灯依次循环点亮,同时触摸屏信号灯图形与其对应的信号灯同步动作,按下外部停止按钮I0.2或触摸屏停止按钮M0.2,流水灯熄灭。
第六章交通灯控制实验
6.1实验目的
设计交通灯控制系统。
6.2实验内容
编辑触摸屏人机界面,通过触摸屏实现交通灯的启动和停止,利用触摸屏实现交通灯的实时监控,并在触摸屏上显示各路口的亮灯时间。
6.3实验要求
1.能够实现总停止和总启动。
2.红灯亮灯时间为25s,绿灯为20s,黄灯闪速5s(间隔0.5s)。
3.在触摸屏上显示各个灯的倒计时间。
6.4实验设备
5.WEINVIEW触摸屏一个。
6.安装工具一套。
7.万用表一个。
8.触摸屏与PLC通讯电缆一根。
6.5预习要求
6.6报告要求
6.7接触屏界面设置
2.点击“位状态指示灯”按钮来设置交通灯图形。
选择“PLC名称”为“SiemensS7—200”,设置南北方向的红、绿、黄灯的地址分别为Q0.0、Q0.1、Q0.2。
东西方向的红、绿、黄灯的地址分别为Q0.5、Q0.6、Q0.7。
3.点击“位状态切换开关”来设置控制按钮图形。
选择“PLC名称”为“SiemensS7—200”,设置开始按钮的地址为M0.3,停止按钮的地址为M0.4。
开关类型均为“复归型”。
4.点击“数值显示”按钮来设置各个灯的倒计时间显示。
如图6—1所示。
选择“PLC名称”为“SiemensS7—200”,地址设置为C23。
从图库中选择倒计时间显示的图片。
图6—1倒计时间显示图片设置
4.分别设置南北方向的红、绿、黄灯的倒计时时间显示的地址分别为C23、C24、C25。
东西方向的红、绿、黄灯的倒计时时间显示的地址分别为C22、C20、C21。
5.交通灯控制实验触摸屏界面图如图6—2所示。
图6—2交通灯控制实验触摸屏界面图
6.将该界面下载到WEINVIEW人机界面。
6.8触点说明
如表6—1所示。
表6—1触点说明
I0.3
I0.4
M0.3
M0.4
Q0.0
南北向红灯
Q0.1
南北向绿灯
Q0.2
南北向黄灯
Q0.5
东西向红灯
Q0.6
东西向绿灯
Q0.7
东西向黄灯
T37
南北向红灯25s定时器
T38
南北向绿灯20s定时器
T39、T40
东西向黄灯0.5s振荡间隔定时器
C10
南北向黄灯振荡次数计数器
T42
东西向绿灯20s定时器
T43、T44
C11
东西向黄灯振荡次数计数器
T46
东西向红灯25s定时器
C20
东西向绿灯倒计时数值显示
C21
东西向黄灯倒计时数值显示
C22
东西向红灯倒计时数值显示
C23
南北向红灯倒计时数值显示
C24
南北向绿灯倒计时数值显示
C25
南北向黄灯倒计时数值显示
6.9梯形图程序
6.10梯形图程序解析
网络1:
按下外部开始按钮I0.3或触摸屏开始按钮M0.3,线圈Q0.3自锁接通,直到按下外部停止按钮I0.4或触摸屏停止按钮M0.4,Q0.3解除自锁。
(网络2~网络8为东西向交通灯控制程序)
网络2:
按下启动按钮Q0.3接通,线圈Q0.6接通,即东西向绿灯点亮。
同时接通定时器T42。
20s后,定时器T42的触点动作,T42的常闭触点断开使Q0.6断开,东西向绿灯熄灭。
同时T42的常开触点动作,进入由T42、T43等组成的振荡电路。
网络3、网络4:
由T42、T43组成的振荡电路。
T42的常开触点闭合,使T43接通。
0.5s后,T43达到定时时间,T43触点动作,T43常开触点闭合且计数器C11的计数次数未到时,线圈Q0.7接通,即东西向黄灯点亮,同时使T44接通。
0.5s后,T44达到定时时间,T44常闭触点断开,使T43断开,使东西向黄灯熄灭,同时,使T44断电。
而T44断开使得T43接通,使得东西向黄灯点亮。
直到达到C11的计数次数5次,黄灯停止闪烁。
网络5:
计数器C11对T44的脉冲计数,计数次数达到5次时,计数器触点动作。
Q0.6的作用是对计数器进行复位,以便进行新一轮循环时的计数。
网络6:
T43常开触点接通,且计数器C11未达到预定计数次数时,线圈Q0.7接通,即东西向黄灯接通。
网络7:
东西向绿灯20s倒计时完成后,使5s定时器T45接通。
网络8:
黄灯停止闪烁后,线圈Q0.5接通,即东西向红灯点亮。
同时接通定时器T46。
25s后,定时器T46的触点动作,T46的常闭触点断开使线圈Q0.5断开,东西向红灯熄灭。
(网络9~网络15为南北向交通灯控制程序)
网络9:
按下启动按钮Q0.3接通,线圈Q0.0接通,即南北向红灯点亮。
25s后,定时器T37的触点动作,T37的常闭触点断开使Q0.0断开,南北向红灯熄灭。
网络10:
T37常开触点闭合后,线圈Q0.1接通,即南北向绿灯点亮。
20s后,定时器T38的触点动作,T38的常闭触点断开使Q0.1断开,南北向绿灯熄灭。
同时T38的常开触点动作,进入由T39、T40等组成的振荡电路。
网络11、网络12:
由T39、T40组成的振荡电路。
T38的常开触点闭合,使T39接通。
0.5s后,T39达到定时时间,T39触点动作,T39常开触点闭合且计数器C10的计数次数未到时,Q0.2接通,即南北向黄灯点亮,同时使T40接通。
0.5s后,T40达到定时时间,T40常闭触点断开,使T39断开,使南北向黄灯熄灭,同时,使T40断电。
而T40断开使得T39接通,使得南北向黄灯点亮。
直到达到C10的计数次数5次,黄灯停止闪烁。
网络13:
计数器C10对T40的脉冲计数,计数次数达到5次时,计数器触点动作。
Q0.0的作用是对计数器进行复位,以便进行新一轮循环时的计数。
网络14:
T39常开触点接通,且计数器C10未达到预定计数次数时,Q0.2接通,即东西向黄灯接通。
网络15:
南北向绿灯20s倒计时完成后,使5s定时器T41接通。
(网络16~网络22为南北向交通灯倒计时间控制程序)
网络16:
该网络为东西向绿灯的倒计时显示控制。
SUB_I为减法计算器,DIV_I为除法计算器。
+200与T42的定时数值相减后除以10可得到东西向绿灯的倒计时时间,由C20输出显示。
Q0.6常开触点的作用是使东西向绿灯点亮时,C20输出数值,若东西向绿灯熄灭,则C20显示为0。
网络17:
该网络为东西向黄灯的倒计时显示控制,由C21输出显示。
T42定时时间到,该网络接通工作。
Q0.7常开触点的作用是使东西向黄灯熄灭时,C
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