1、 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。2.4 PLC的工作原理 PLC的工作方式:按集中输入、集中输出，周期性
2、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S7200系列PLC 本次实习采用西门子S7200系列PLC。如图31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31 西门子S7200系列PLC3.1.1西门子S7200工作过程
3、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
4、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，S7200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
5、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200MHz 32 bit RISC（精简指令集） CPU，32M 内存；i 系列采用400MHz ，32 bit Risc CPU，128M 内存；而X 系列采用 500MHz，32 bit CISC （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
6、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32所示。图32 WEINVIEW人机界面3.3 Danfoss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
7、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
8、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33所示。图33 Danfoss变频器 第四章 软件介绍4.1 EB8000 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
9、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
10、统中。 WEINVIEW HMI 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。4.2 STEP7编程软件4.2.1 STEP7简介STEP7是用于西门子S7200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
11、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。4.2.2 STEP7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 Windows 2000/XP/Server 2003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
12、通讯的驱动器 安装授权（如果需要）2.安装要求：1） 操作系统：Windows 2000或 Windows XP，Windows Server2003。2） 基本硬件:编程器或PC：奔腾处理器 （600MHz）/RAM：至少256MB/Microsoft Windows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
13、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STEP7Micro/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
14、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51所示。图51 流水灯一般属性设置2.选择“PLC名称”为“Siemens S7200”，地址设置为Q0.0。3.流水灯图片设置。如图52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52 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53所示，选择“PLC名称”为“Siemens S7200”，地址设置为M0.1。在
15、“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。53 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54所示。54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55。 图55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56所示的窗口。图56 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，
16、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、T401s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
17、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
18、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.
19、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“Siemens S7200”，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“Sieme
20、ns S7200”，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61所示。选择“PLC名称”为“Siemens S7200”，地址设置为C23。从图库中选择倒计时间显示的图片。图61 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62所示。图62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61所
21、示。表61 触点说明I0.3I0.4M0.3M0.4Q0.0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、T44C11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
22、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
23、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
24、，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、T4
25、0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
