THPFB型實訓指導書(S7300)

1、目 錄第一章 可編程控制器簡介2一、概述2二、plc的結構與工作原理4三、plc的工作原理5四、plc的程序編制5五、plc的應用及展望6第二章 實訓項目8第一節(jié) 可編程控制器對象控制技術8實訓一 基本指令編程練習8實訓二 led數(shù)碼管顯示控制13實訓三 運料小車運行控制模擬15實訓四 裝配流水線控制17實訓五 十字路口交通燈控制19實訓六 直流電機控制21實訓七 溫度pid控制23第二節(jié) 變頻調速及應用控制技術25實訓八 變頻器功能參數(shù)設置與操作實訓25實訓九 變頻器無級調速30實訓十 變頻器外部端子點動控制實訓32實訓十一 變頻器報警與保護功能操作34實訓十二 變頻器功能參數(shù)設置多段速選擇

2、變頻器調速36實訓十三 外部模擬量（電壓/電流）方式的變頻調速控制38實訓十四 基于plc通信方式的多段速選擇變頻器調速40實訓十五 基于plc通信方式的變頻器開環(huán)調速43第三節(jié) 人機界面45實訓十六 觸摸屏組態(tài)的基本指令編程練習45實訓十七 觸摸屏組態(tài)控制三相異步電機啟停47實訓十八 觸摸屏組態(tài)控制三相異步電機正反轉49第四節(jié) 網絡控制技術52實訓十九 s7-300和s7-200 profibus dp通信52實訓二十 s7-300和s7-200 mpi通信56附錄一 thpf-b型 網絡型可編程控制器綜合實訓裝置 使用說明書62附錄二 step 7 編程軟件使用說明65附錄三 vincc

3、flexible觸摸屏組態(tài)軟件使用說明74第一章 可編程控制器簡介一、概述可編程控制器簡稱plc（programmable logic controller），在1987年國際電工委員會（international electrical committee）頒布的plc標準草案中對plc做了如下定義：plc是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。plc及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，

4、易于擴展其功能的原則而設計。(一) plc的分類按產地分，可分為日系、歐美、韓臺、大陸等。其中日系具有代表性的為三菱、歐姆龍、松下、光洋等；歐美系列具有代表性的為西門子、a-b、通用電氣、德州儀表等；韓臺系列具有代表性的為lg、臺達等；大陸系列具有代表性的為和利時等。按點數(shù)分，可分為大型機、中型機及小型機等。大型機一般i/o點數(shù)2048點；具有多cpu，16位/32位處理器，用戶存儲器容量816k，具有代表性的為西門子s7-400系列、通用公司的ge-系列等；中型機一般i/o點數(shù)為2562048點；單/雙cpu，用戶存儲器容量28k，具有代表性的為西門子s7-300系列、三菱q系列等；小型機一

5、般i/o點數(shù)右行-卸料-裝料-左行-卸料-裝料”循環(huán)。再次撥動停止按鈕后，選擇單周期方式（按下微動按鈕a2），小車運行來回一次。同理，撥動停止按鈕后，選擇單步方式（選擇a1按鈕），每按動一次a1，小車運行一步。四、 實驗步驟1.按照下表連接實驗線路，并仔細檢查連線是否正確輸入接線 sd st zl xl rx lx a1 a2 a3 a4 i0.0 i0.1 i0.2 i0.3 i0.4 i0.5 i0.6 i0.7 i1.0 i1.1輸出接線 s1 s2r1 r2 r3 l1 l2l3 q0.0 q0.1 q0.2 q0.3 q0.4 q0.5 q0.6 q0.7公共端接線s7-300模塊接

6、線端子24v處、面板v+接電源+24vs7-300模塊接線端子0v處、面板com接電源ov2. 啟動計算機，打開軟件，將程序下載到plc中。3. 認真閱讀理解配套光盤提供的參考程序，分析掌握程序所包含的邏輯關系。4將plc運行模式開關撥至on，使程序處于運行的狀態(tài)；閉合“啟動”開關，按控制要求進行操作，觀察運行狀態(tài)并詳細記錄。5斷開“sd”開關，系統(tǒng)停止工作。6. 實驗結束后整理實驗現(xiàn)場，完成實驗報告。五、 實驗報告1.改進實驗參考程序或根據自己的理解重畫梯形圖，使程序更為簡練、易懂。2.根據上述實驗現(xiàn)象，參考實驗程序，結合實際，編寫不同控制要求的實驗程序，上機運行并調試程序。六、 參考程序（

7、見光盤“program”目錄下的“3. 運料小車模擬”程序）實訓四 裝配流水線控制一、 實訓目的1. 掌握移位寄存器指令的使用及編程2. 掌握裝配流水線控制系統(tǒng)的接線、調試、操作二、 實訓設備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1.網絡型型可編程控制器綜合實訓裝置thpf-b12. 裝配流水線a1113.導線23芯（紅/綠/黃/黑）各1卷4.實訓導線3號若干5.pc/mpi電纜1西門子6.計算機1用戶配三、 面板圖四、 控制要求在本實驗中，裝配流水線共有十六個傳送工位和三個裝配工位。工件從1號傳送工位裝入，依次經過2、316號傳送工位。在這個過程中，工件分別在a（操作工位1）、b（操作工位2）、c （

8、操作工位3）三個操作工位完成三種裝配操作，經最后一個傳送工位送入倉庫。工件流程順序：工件從傳送帶1號傳送工位裝入，依次經過2、3、4號位之后，到a工位進行裝配；裝配完之后，工件繼續(xù)從傳送帶5號傳送工位裝入，經過6、7、8號位之后，到b工位進行裝配；裝配完之后，工件繼續(xù)從傳送帶9號傳送工位裝入，經過10、11、12號工位之后，到c工位進行裝配；裝配完之后，工件繼續(xù)從傳送帶13號傳送工位裝入，依次經過14、15、16號工位之后，工件被送入倉庫。啟動開關“啟動”閉合，實驗按照上述工件流程順序自動運行；按下復位按鈕“復位”，實驗停止運行。重復點擊移位按鈕“移位”，實驗按照上述工件流程順序一步一步運行；

9、按下復位按鈕“復位”實驗停止運行。五、 端口分配及接線圖序號plc地址（plc端子）電氣符號（面板端子）功能說明1.i0.0sd啟動（sd）2.i0.1rs復位（rs）3.i0.2me移位（me）4.q0.0a工位a動作5.q0.1b工位b動作6.q0.2c工位c動作7.q0.3d運料工位d動作8.q0.4e運料工位e動作9.q0.5f運料工位f動作10.q0.6g運料工位g動作11.q0.7h倉庫操作工位h動作12.s7-300模塊接線端子24v處、面板v+接電源+24v電源正端13.s7-300模塊接線端子0v處、面板com接電源ov電源地端六、 操作步驟1. 檢查實訓設備中器材及調試程序

10、。2. 按照i/o端口分配表或接線圖完成plc與實訓模塊之間的接線，認真檢查，確保正確無誤。3. 打開示例程序或用戶自己編寫的控制程序，進行編譯，有錯誤時根據提示信息修改，直至無誤，用pc/mpi通訊編程電纜連接計算機串口與plc通訊口，打開plc主機電源開關，下載程序至plc中，下載完畢后將plc的“run/stop”開關撥至“run”狀態(tài)。4. 打開“啟動”按鈕后，系統(tǒng)進入自動運行狀態(tài)，調試裝配流水線控制程序并觀察自動運行模式下的工作狀態(tài)。5. 按“復位”鍵，觀察系統(tǒng)響應情況。6. 按“移位”鍵，系統(tǒng)進入單步運行狀態(tài)，連續(xù)按“移位”鍵，調試裝配流水線控制程序并觀察單步移位模式下的工作狀態(tài)。

11、七、 實訓總結1. 總結移位寄存器指令的使用方法。2. 總結記錄plc與外部設備的接線過程及注意事項。八、 示例程序（見光盤“program”目錄下的“4. 裝配流水線”程序）實訓五 十字路口交通燈控制一、 實訓目的1. 掌握置位字左移指令的使用及編程方法2. 掌握十字路口交通燈控制系統(tǒng)的接線、調試、操作方法二、 實訓設備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1.網絡型型可編程控制器綜合實訓裝置thpf-b12. 十字路口交通燈a1113.導線23芯（紅/綠/黃/黑）各1卷4.實訓導線3號若干5.pc/mpi電纜1西門子6.計算機1用戶配三、 面板圖四、 控制要求五、 程序流程圖六、 端口分配及接線圖序

12、號plc地址（plc端子）電氣符號（面板端子）功能說明1i0.0sd啟動2q0.0東西燈g3q0.1東西燈y4q0.2東西燈r5q0.3南北燈g6q0.4南北燈y7q0.5南北燈r8s7-300模塊接線端子24v處、面板v+接電源+24v電源正端9s7-300模塊接線端子0v處、面板com接電源ov電源地端七、 操作步驟1. 按控制接線圖連接控制回路；2. 將編譯無誤的控制程序下載至plc中，并將模式選擇開關撥至run狀態(tài)；3. 撥動啟動開關sd為on狀態(tài)，觀察并記錄東西、南北方向主指示燈及各方向人行道指示燈點亮狀態(tài)；4. 嘗試編譯新的控制程序，實現(xiàn)不同于示例程序的控制效果。八、 實訓總結1.

13、 嘗試分析整套系統(tǒng)的工作過程；2. 嘗試用其他不同于示例程序所用的指令編譯新程序，實現(xiàn)新的控制過程。九、 示例程序（見光盤“program”目錄下的“5. 十字路口交通燈控制”程序）實訓六 直流電機控制一、 實訓目的1.掌握指令的使用及編程2.掌握直流電機控制系統(tǒng)的接線、調試、操作二、 實訓設備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1.網絡型型可編程控制器綜合實訓裝置thpf-b12. 直流電機控制b1113.導線23芯（紅/綠/黃/黑）各1卷4.實訓導線3號、3-2號若干5.pc/mpi電纜1西門子6.計算機1用戶配三、 面板圖四、 控制要求轉速控制目標值設約為2000轉/分，系統(tǒng)啟動后電機運行，pl

14、c的高速計數(shù)器采集直流調速模塊脈沖輸出端（pulse）的脈沖信號，在程序中進行pid運算，通過模擬量輸出端輸出電壓信號，送到直流調速模塊的電機調速信號輸入端控制電機轉速，使電機的轉速穩(wěn)定在設定值。當采集的脈沖信號值大于設定值時，輸出電壓開始降低，從而控制電機減速。當采集的脈沖信號值小于設定值時，輸出電壓開始升高，從而控制電機加速。五、 程序流程圖六、 端口分配及接線圖1.端口分配及功能表序號plc地址（plc端子）電氣符號（面板端子）功能說明1i0.5sd啟動開關2i0.0pulse脈沖反饋信號3x11-16(ao0(v)u模擬量控制信號4s7-300模塊接線端子24v處、面板v+接電源+24

15、v電源正端5s7-300模塊接線端子0v處、mana端子、面板com接電源ov電源地端七、 操作步驟1. 檢查實訓設備中器材及調試程序。 2. 按照i/o端口分配表或接線圖完成plc與實訓模塊之間的接線，認真檢查，確保正確無誤。3. 啟動計算機，打開step7 v5.3應用軟件，將程序下載到plc中。4. 認真閱讀理解配套光盤提供的參考程序，分析掌握程序所包含的各功能指令。5. 啟動并運行程序觀察實驗現(xiàn)象。記錄電機速度變化曲線。6. 修改p、i、d參數(shù)，觀察速度曲線有何變化，并記錄電機速度穩(wěn)定所花時間。7. 找出pid控制方式的特性，并記錄之。八、 實訓總結1.總結高速計數(shù)器指令的使用方法。2

16、.總結記錄plc與外部設備的接線過程及注意事項。九、 示例程序（見光盤“program”目錄下的“6. 直流電機控制”程序）實訓七 溫度pid控制一、 實訓目的1.掌握pid指令的使用及編程2.掌握溫度pid控制系統(tǒng)的接線、調試、操作二、 實訓設備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1.網絡型型可編程控制器綜合實訓裝置thpf-b12. 直流電機控制b1113.導線23芯（紅/綠/黃/黑）各1卷4.實訓導線3號、3-2號若干5.pc/mpi電纜1西門子+-+6.計算機1用戶配三、 面板圖四、 控制要求1. 總體控制要求：如面板圖所示，模擬量模塊輸入端從溫度變送端采集物體溫度信號，經過程序運算后由模擬量

17、輸出端輸出控制信號至驅動端控制加熱器。2. 打開啟動開關，模擬量輸出端輸出加熱信號。jku3. 模擬量模塊輸入端將溫度變送端采集的物體溫度信號作為過程變量，經程序pid運算，由模擬量輸出端輸出控制信號至驅動端控制加熱器。4. 初始狀態(tài)，在室溫時模擬量模塊輸出一個電壓值(5v),加熱塊開始對物體加熱，隨著溫度上升，pt100反饋給plc一個正比例電壓信號，模擬量模塊輸出電壓逐漸減小，當電壓減到0v時則停止對物體的加熱。5. 不要把參數(shù)目標值設置過高，以免損壞實訓裝置。一般設置為高于室溫1020即可。6. 由于季節(jié)或氣溫的影響，如果在不同的時間和環(huán)境內使用同一種參數(shù)做此實訓，則可能造成控制效果的優(yōu)

18、劣差異。為了彌補這方面的差異，也為了達到更好的控制目的，請在不同的時間和環(huán)境下設置更佳的p、i、d參數(shù)。五、 端口分配及接線圖序號plc地址（模擬量端子）電氣符號（面板端子）功能說明1x11-2(ai0v（2）)溫度變送變送器輸出正信號2x11-4(aio（4）)溫度變送-變送器輸出負信號3x11-16(ao0v（16）)驅動信號驅動正信號4mana驅動信號-驅動負信號5s7-300模塊接線端子24v處、面板v+接電源+24v電源正端6s7-300模塊接線端子0v處、面板com接電源ov電源負端六、 操作步驟1. 檢查實訓設備中器材及調試程序。 2. 按照i/o端口分配表或接線圖完成plc與實

19、訓模塊之間的接線，認真檢查，確保正確無誤。3. 打開示例程序或用戶自己編寫的控制程序，進行編譯，有錯誤時根據提示信息修改，直至無誤，用pc/mpi通訊編程電纜連接計算機串口與plc通訊口，打開plc主機電源開關，下載程序至plc中，下載完畢后將plc的“run/stop”開關撥至“run”狀態(tài)。4. 打開啟動開關，模擬量輸出端輸出加熱信號，將out端連接到測溫輸入端進行溫度監(jiān)視。5. 模擬量模塊輸入端將溫度變送端采集的物體溫度信號作為過程變量，經程序pid運算，由模擬量輸出端輸出控制信號至驅動端控制加熱器。6. 在實訓的過程中，由于硬件及其他原因，系統(tǒng)溫度與系統(tǒng)輸出電壓之間可能存在一定的誤差，

20、因此，為了更好的控制系統(tǒng)溫度，目標值的設定應遵循以下步驟：7. 先把中斷程序中的目標值md104設定為較大的數(shù)值，啟動系統(tǒng)加熱，進入監(jiān)控模式。當系統(tǒng)溫度上升到預期所要達到的溫度值時，讀取子程序中網絡1中的md100中的數(shù)值，此數(shù)值即為預期目標值，把此值填入中斷程序中的目標值md104中，再次下載程序，重新啟動pid控制。七、 實訓總結1.總結pid指令的使用方法。2.總結記錄plc與外部設備的接線過程及注意事項。八、 示例程序（見光盤“program”目錄下的“7. 溫度pid控制”程序）第二節(jié) 變頻調速及應用控制技術實訓八 變頻器功能參數(shù)設置與操作實訓一、 實訓目的1.了解變頻器基本操作面板

21、（bop）的功能。2.掌握用操作面板（bop）改變變頻器參數(shù)的步驟。3.掌握用基本操作面板（bop）快速調試變頻器的方法。二、 實訓設備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量備注1.網絡型型可編程控制器綜合實訓裝置thpf-b1三、 基本操作面板的認知與操作1、 基本操作面板（bop）功能說明顯示/按鈕功 能功能說明狀態(tài)顯示lcd顯示變頻器當前的設定值起動變頻器按此鍵起動變頻器。缺省值運行時此鍵是被封鎖的。為了使此鍵的操作有效，應設定p0700=1停止變頻器off1：按此鍵，變頻器將按選定的斜坡下降速率減速停車.缺省值運行時此鍵被封鎖；為了允許此鍵操作，應設定p0700=1 off2：按此鍵兩次（或一次，但

22、時間較長）電動機將在慣性作用下自由停車。此功能總是“使能”的。改變電動機的轉動方向按此鍵可以改變電動機的轉動方向。電動機的反向用負號（）表示或用閃爍的小數(shù)點表示。缺省值運行時此鍵是被封鎖的，為了使此鍵的操作有效，應設定p0700=1 電動機點動在變頻器無輸出的情況下按此鍵，將使電機起動，并按預設定的點動頻率運行。釋放此鍵時，變頻器停車。如果電動機正在運行，按此鍵將不起作用。功能此鍵用于瀏覽輔助信息。變頻器運行過程中，在顯示任何一個參數(shù)時按下此鍵并保持不動2秒鐘，將顯示以下參數(shù)值（在變頻器運行中，從任何一個參數(shù)開始）：1. 直流回路電壓（用d 表示 單位：v） 2. 輸出電流（a）3. 輸出頻率（hz）4. 輸出電壓（用o 表示 單位：v）。5. 由p0005 選定的數(shù)值（如果p0005 選擇顯示上述參數(shù)中的任何一個（3，4或5）， 這里將不再顯示）。連續(xù)多次按下此鍵，將輪流顯示以上參數(shù)。跳轉功能在顯示任何一個參數(shù)（rxxxx 或pxxxx）時短時間按下此鍵，將立即跳轉到r0000, 如果需要的話，您可以接著修改其它的參數(shù)。跳轉到r0000 后，按此鍵