綜合實訓指導手冊-S7-1500

1、2016 年生產(chǎn)實習指導書（PLC 組 ,內(nèi)部使用資料）燕山大學電氣工程學院自動化系2016-8-15目錄第1 章S7-1500 實訓平臺簡介 1第2 章控制回路及主回路 4第3 章S7-1500PLC及 TP1200 簡介 63.1 S7-1500PLC 簡介 63.2 TP1200簡介 1 0第4 章 編程軟件簡介及指令介紹 1 24.1 TIA 簡介 1 24.2 TIA 的安裝 1 24.3 TIA 的硬件配置和程序結(jié)構(gòu) 1 2第5 章 G120 變頻器主要參數(shù)設置及通訊 16第6 章 HMI 組態(tài)軟件 1 76.1 PROFINET 概述 1 76.2 硬件配置 176.3 新建一個

2、工程 186.4 組態(tài)變量 206.5 畫面組態(tài) 20第7 章 實訓項目 24實訓一 熟悉 TIA 博途編程環(huán)境 24實訓二S7-1500 PLC 數(shù)字量實驗 2 7實訓三控制三相異步電機 2 9實訓四S7-1500 與 TP1200 通訊 30實訓五流水燈和交通燈 32實訓六 S7-1500 與 G120 變頻器的端子通訊實驗. 35實訓七 WINCC 監(jiān)控界面組態(tài) 36附錄1 38附錄2 4 1第 1 章 S7-1500 實訓平臺簡介S7-1500 實訓平臺符合“可編程序控制器的編程方法與工程應用”、“可編程控制器及其應用”等課程教學實驗大綱的要求，通過S7-1500 實訓平臺的實訓，應使

3、學生掌握以下基本技能：1. 對 S7-1500 的結(jié)構(gòu)有一定的了解；2. 能完成 S7-1500 各模塊的接線；3. 學會使用S7-1500 編程軟件，掌握一些基本的編程指令；4. 會使用 S7-1500 數(shù)字輸入輸出模塊、模擬輸入輸出模塊，并通過編程實現(xiàn)一些基本功能；5. 通過 PROFINRT, 實現(xiàn) S7-1500 、 TP1200 、 G120 變頻器之間的通訊，并能通過程序改變異步電動機轉(zhuǎn)速等；6. 學會使用TIA 和 WINCC 將 TP1200 與 S7-1500 進行組態(tài)，實現(xiàn)基于WINCC 的人機界面的設計。S7-1500 實訓平臺的實訓臺高80CM ，寬為 120CM ，如

4、下圖：根據(jù)S7-1500 實訓平臺的設計要求，設計的 S7-1500 實訓平臺包括實訓臺，電源部分，S7-1500 PLC 、TP1200、G120變頻器、實訓板、三相異步電動機、 穩(wěn)壓直流電源等。具體元件清單如下表：表1 S7-1500 實訓平臺元件清單表序號符號名元件名1QF14P空氣斷路器2QF23P空氣斷路器3QF33P空氣斷路器4QF42P空氣斷路器5FU1熔叱6FU2熔叱7FU3熔叱8FU4熔斷器9KM1接觸器10KM2接觸器11KM3接觸器12KM4接觸器13KA1中間繼電器14KA2中間繼電器15KA3中間繼電器16SA1鑰匙開關(guān)17HL1田燈118HL2田燈19HL3田燈20

5、HL4田燈21HL5田燈22HL6田燈23HL7田燈24HL8田燈25SB1按鈕開關(guān)26SB2按鈕開關(guān)27SB3按鈕開關(guān)28SB4按鈕開關(guān)29SB5按鈕開關(guān)30SB6按鈕開關(guān)31SB7按鈕開關(guān)32SB8按鈕開關(guān)33HB1數(shù)顯模塊34C插座35PM190WPLC電源模塊361516-3PN/DPCPU37DI數(shù)字量輸入模塊38DQ數(shù)字量輸由模塊39AI模擬量輸入模塊40DQ模擬量輸由模塊41TP1200觸摸屏42G120變頻器43H1接近開關(guān)44M1與G120配套電機45M2三相異步電機第2章控制回路及主回路電源電路為整個 S7-1500 實訓平臺提供所需電源，具 電源回路及主回路的接線圖需要學

6、生根據(jù)實訓桂屏具體接 線來繪制。2.1 主回路10QF2t；ui(llp fu4 m-©-O圖2-1主回路主回路通過，380V對G120變頻器和三相異步電機進 行供電。同時，使用熔斷器以防止電路的短路或過載。2.2 控制回路QF4FUHL2 H3QIKM3 KA3fu2 口SA1 KM4產(chǎn),M24V.24VlGNDKM2 KA21-PS-24DC-CPU1516KM1 KA1p9204144HL4觸摸屏TP1200L+M圖2-2控制回路控制回路通過220V進行供電，其中有三盞指示燈，指示三 相電每一相的通斷情況，通過PW190W 將AC 220V轉(zhuǎn)換成DC 220V給PLC的CPUh

7、和其他模塊供電。通過一個 DC 24V 電源將 AC 220V 轉(zhuǎn)換成DC 24V 給TP1200 供電。第 3 章 S7-1500PLC 及 TP1200 簡介3.1 S7-1500PLC 簡介S7-1500PLC是一種通用型 PLC,能適合自動化工程中的各種應用場合，尤其是在生產(chǎn)制造工程中的應用。S7-1500 采用模塊化結(jié)構(gòu)、無風扇結(jié)構(gòu)設計，采用 DIV標 準導軌安裝，配置靈活、安裝簡單、維護容易、擴展方便。S7-1500采用模塊化結(jié)構(gòu)，根據(jù)控制要求的不同，可選用不同型號和不同數(shù)量的模塊，各種模塊及人機界面可進行 廣泛的組合和擴展。其主要模塊：包括電源模塊、CPU模塊、 數(shù)字輸入模塊、數(shù)

8、字輸由模塊、模擬輸入模塊、模擬輸由模 塊、功能模塊、接口模塊等。一、PS模塊（電源模塊）電源模塊用來將交流 120V/230V電壓轉(zhuǎn)為24V直流工作電壓，為S7-1500CPU 和24V直流負載電路提供電源。 本S7-1500 電源模塊采用 PW 190W o 二、CPU模塊S7-1500 CPU模塊主要用來執(zhí)行用戶程序，同時還為S7-1500 背板總線提供 5V電源。本S7-1500CPU 模塊型 號為1516-3 PN/DP，屬于標準型 CPU,包括后備電池、 DC24V 連接器,模式選擇開關(guān),狀態(tài)及故障指示器、 PROFINET。其中，CPU通過24V連接器與電源模塊相連， 通過PROF

9、INET 完成與 TP1200 以及S120 變頻器間的通PS、CPU接線圖如下圖所示：圖3-1 PS、CPU接線圖三、SM模塊（信號模塊）1 .DI和DO模塊（數(shù)字量輸入和輸生模塊）本實驗中 S7-1500 數(shù)字輸入模塊為DI 32x24VDCHF,32點數(shù)字輸入，分為 4個組，每組8個點。分別接8 個按鈕、4個接近開關(guān)和四個鈕子開關(guān)，需外部電源才可以 完成相應功能。數(shù)字量輸由模塊為DQ 32x24VDC/0.5AHF , 32點數(shù)字輸由。其中模塊自身要由電源模塊供電，同 時接近開關(guān)需要外接電源， 采用24V直流穩(wěn)壓電源即可。根 據(jù)具體的控制要求，進行相應的編程，可以完成一定的功能。DI接線

10、圖如下圖所示：CHUCHC *CH9CHJO *CH11 CH14 *CH.5b iCH12 CH13 *CH3 CH4 *CHS *CH6 +CH2 *CH7 4:二-rn-u黨2PWR r*ir 一勺立RLNCH26LZH CH27CH2dCH 29CH16:二 HP724 VCH24卜 CH25dCH30CH31CH17CD 4 CH18GH19CH20CH21H CH22圖3-2 DI/DO 接線圖2 .AI模塊（模擬輸入模塊）本 S7-1500 模擬輸入模塊采用 AI 8xU/I/RTD/TCST,8通道組，本實驗只用了第一組，接了一個電位器，同時還有一個顯示器與電位器相連，它們需外

11、部提供 5V直流電 源該模塊配有量程卡，分 A、B、C、D,本實驗選B即為電 壓，表示測量的是電壓，通過調(diào)節(jié)電位器，改變模擬輸入電 壓，并顯示在顯示器上。u,-U35°_ £la9d10°7T°©ex ¥(3) hun2425：26UJ:； CH61S 17° 18° 19。 2dWehrcr1,3G*37 30 39 400,i：產(chǎn)；_(<) CH7<DrDC 24V圖3-3AI接線圖3 .AO模塊（模擬量輸由模塊）本S7-1500 模擬輸由模塊為 AQ 4x U/I ST,該模塊 具有下列技術(shù)特性：

12、4個模擬量輸由、選擇電壓輸由的通道、 選擇電流輸由的通道、精度：16位（包含符號）、可組態(tài)的診斷（每個通道）。本試驗使用了第一通道組，接了一個顯示器，并需外 部提供5V直流電源通過相應的編程，可以實現(xiàn)通過調(diào)節(jié)電 位器，來改變模擬輸由電壓，并顯示在顯示器上的功能。CHO<1工5GH169一7849，10:J11o- 1?I uQi021°22ch2 nI I13CH3141520服_57FWF !-AUN 心 ERRORZTE6o4?QQ43 4423 a24o25 o26Q27 o2829，033°S435*DC 24V圖3-6 AO接線圖3.2 TP1200 簡介S

13、IMATIC HMI精智面板具有較高的功能特性，可實現(xiàn)快速圖像構(gòu)建。所有規(guī)格的面板均具有歸檔、VB腳本運行、可瀏覽各種工廠文檔（如，PDF或網(wǎng)頁文件）等功能。而另一項創(chuàng)新之舉則是實現(xiàn)了系統(tǒng)診斷與SIMATIC 控制器的完美交互。如今，可直接通過精智面板讀取相應的診斷信 息；而在此之前只能使用編程器進行讀取。SIMATIC HMI精智面板可輕松集成到PROFINET和PROFIBUS 網(wǎng)絡中，還集成有 USB 接口。 7寸以上的精智面板還配備有一個雙端口以太網(wǎng)交換機接口，15寸以上的精智面板則配有一個額外的 PROFINET 千兆以太網(wǎng) 接口。寬屏顯示可增加高達 40%的顯示空間，可完美顯示各

14、種復雜操作畫面，而且操作與監(jiān)控更為清晰明了。1600萬色的高分辨率，可詳盡顯示所有操作過程，顯著優(yōu)化了面板 顯示清晰度。與此同時，170 o的超寬視角，也極大確保了最優(yōu)顯示清晰度。這款顯示屏的亮度可全范圍調(diào)節(jié)，因而可 根據(jù)具體需求進行優(yōu)化調(diào)整。這一功能對于船舶等應用尤為 重要，可大幅降低能源損耗。圖 3-7TP1200 接口第4章 編程軟件簡介及指令介紹4.1 TIA簡介TIA 是可用于 SIMATIC S7-1500/1200/400/300 站 創(chuàng)建可編程邏輯控制程序的軟件，可使用梯形邏輯圖、功能 塊圖和語句表。它是 SIEMENS SIMATIC工業(yè)軟件的組成部分。TIA以其強大的功能和

15、靈活的編程方式廣泛應用于工 業(yè)控制系統(tǒng)，總體說來，它有如下功能特性：?可通過選擇 SIMATIC 工業(yè)軟件中的軟件產(chǎn)品進行擴 展?為功能模板和通訊處理器賦參數(shù)值?強制和多處理器模式?全局數(shù)據(jù)通訊?使用通訊功能塊的事件驅(qū)動數(shù)據(jù)傳送?組態(tài)連接4.2 TIA 的安裝包含五種語言的TIA V13 版本能夠在Windows 7Professional操作系統(tǒng)上運行。將TIA CD放入PC機的CD-ROM 驅(qū)動器，安裝程序 將自動啟動，根據(jù)安裝程序界面的提示即可安裝完畢。如果 安裝程序沒有自動啟動，可在CD-ROM 的以下路徑中找到安裝程序驅(qū)動器： /TIA/Disk1/setup.exe.一旦安裝完成并

16、已重新啟動計算機，“TIA PortalV13（SIMATIC 管理器）的圖標將顯示在Windows桌面上。4.3 TIA的硬件配置和程序結(jié)構(gòu)一般來說，要在TIA中完成一個完整自動控制項目的下位機程序設計，要經(jīng)過設計自動化任務解決方案、生成項目、組態(tài)硬件，生成程序、傳送程序到CPU并調(diào)試等步驟。從其流程來看，設計自動化任務解決方案是首要的，它是根據(jù)實際項目的要求進行設計，本實驗對此不做過多地闡述。下面從生成項目開始，逐步介紹如何完成一個自動化控制項目的下位機程序設計。（一）生成項目并組態(tài)硬件、編程具體的硬件組態(tài)過程可參考課件深入淺出S71500 。注意： 1.PC 機和 CPU 的通訊接口選擇

17、：設置PG/PC 接口為 Realtek PCIe GBE Familier ；2. 硬件組態(tài)ET200SP 時，設置的地址須和ET200SP 硬件上的地址相同。（二 ） 程序結(jié)構(gòu)配置好硬件之后，回到TIA 管理器界面窗口，鼠標左鍵單 擊 窗 口 左 邊 的 “程 序 ”選 項 ， 則 右 邊 窗 口 中 會 出 現(xiàn)“ OB1”圖標，“ OB1”是系統(tǒng)的主程序循環(huán)塊， “ OB1”里面可以寫程序，也可以不寫程序，根據(jù)需要確定。TIA 中有很多功能各異的塊，分別描述如下：1 、組織塊（Oganization Block, 簡稱 OB ）。組織塊是操作系統(tǒng)和用戶程序間的接口，它被操作系統(tǒng)調(diào)用。組織

18、塊控制程序執(zhí)行的循環(huán)和中斷、PLC 的啟動、發(fā)送錯誤報告等。你可以通過在組織塊里編程來控制CPU 的動作。2 、功能函數(shù)塊（Function Block, 簡稱 FB ）。功能函數(shù)塊為 TIA 系統(tǒng)函數(shù)，每一個功能函數(shù)塊完成一種特定的功能，你可以根據(jù)實際需要調(diào)用不同的功能函數(shù)塊。3 、函數(shù)（Function,簡稱FC）。函數(shù)是為了滿足用戶一種特定的功能需求而由用戶自己編寫的子程序，函數(shù)編寫好之后，用戶可對它進行調(diào)用。4 、數(shù)據(jù)塊（Data Block, 簡稱 DB ）。數(shù)據(jù)塊是用戶為了對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行存儲而開辟的數(shù)據(jù)存儲區(qū)域。OB1”如果你要加入某種塊，可在左邊窗口（即出現(xiàn)“的窗口）空白處雙擊“

19、添加新塊”選項，在其下子菜單中鼠標左鍵單擊你所要的塊即可。添加好了你所要的塊之后就是程序編寫了，鼠標左鍵雙擊你所要編寫程序的塊即可編寫程序了。還可以給使用的變量和常量定義變量名，在左側(cè)項目數(shù)欄中，找到“ pl潼量” 一項，單擊展開，然后雙擊“添加 新變量表”創(chuàng)建新變量表?？梢栽谧兞勘碇卸x變量的名 稱。程序?qū)懞貌⒕幾g通過之后點擊 TIA管理器界面窗口中的 見圖標，下載到 CPU中，把CPU置于RUN狀態(tài)即可運行 程序。（三）編程語言TIA標準軟件包支持三種編程語言：梯形圖 LAD ,語句 表STL和功能塊圖FBD 。不同的編程語言為具有不同的知 識背景的編程人員提供了選擇。LAD :梯形圖和電

20、路圖很相似，采用諸如觸點和線圈等 符號。這種編程語言適用于對接觸器控制電路比較熟悉的技 術(shù)人員。STL :語句表包含了豐富的 TIA指令，采用文本編程方 式。熟悉其他編程語言的程序員對這種編程語言比較容易理 解。FBD :功能塊圖使用不同的功能“盒”。盒中的符號表 示功能例如：&指“與"邏輯操作。即使像過程工程師一樣 “非程序員”也可以使用這種編程語言。這二種編程語言中，LAD和FBD都是圖形化的編程語 言，特點是容易理解，易使用，但是靈活性相對較差，STL是更接近程序員的語言，能夠?qū)崿F(xiàn)指針等非常靈活的控制， TIA還支持將符合一定語法規(guī)則的 STL文本源程序直接導 入。但是

21、STL不夠直觀，需要記憶大量的編程指令，而且要 求對CPU內(nèi)部的寄存器等結(jié)構(gòu)了解比較深刻。為了充分發(fā) 揮不同編程語言的優(yōu)勢，TIA支持這三種語言的混合編程以及之間的轉(zhuǎn)化。一般來說，LAD和FBD程序都可以通過 TIA 自動轉(zhuǎn)換成STL程序，但是并非所有的 STL語句都可以轉(zhuǎn) 換成LAD和FBD。1415第 5 章 G120 變頻器主要參數(shù)設置及通訊17第6章 HMI組態(tài)軟件WINCC 是一套完備的組態(tài)開發(fā)環(huán)境，結(jié)構(gòu)復雜，功能 強大，是一種面向工業(yè)自動化的通用數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控軟件， 管理人員在辦公室就可以看到生產(chǎn)流程的動態(tài)畫面，從而更 好的調(diào)度生產(chǎn)指揮。建立 WINCC 與S7-1500PLC 間

22、通訊的步驟主要包括；1 .建立一個新的TIA項目2 .建立 WINCC 站與自動化系統(tǒng)間的物理連接，如通過 PROFINET ;3 .新增一個S7-1500 的對象，設好IP地址。4 .在TIA項目中組態(tài)觸摸屏的型號，本例中觸摸屏型號 為：TP1200。5 .在TP1200觸摸屏上設置通信類型，IP地址。6 .在WINCC項目中創(chuàng)建過程畫面，編輯畫面；7 .下載程序到觸摸屏8 .運行工程。具體工程建立如下所示：6.1 PROFINET 概述PROFINET 是新一代基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的自動化總線 標準。作為一項戰(zhàn)略性的技術(shù)創(chuàng)新，PROFINET為自動化通信領域提供了一個完整的網(wǎng)絡解決方案，囊括

23、了諸如實時以 太網(wǎng)、運動控制、分布式自動化、故障安全以及網(wǎng)絡安全等。 PROFINET是適用于不同需求的完整解決方案，其功能包括8個主要的模塊，依次為實時通信、分布式現(xiàn)場設備、運動 控制、分布式自動化、網(wǎng)絡安裝、IT標準和信息安全、故障安全和過程自動化。可通過PROFINET 連接的設備有：S7-1500/S7-12006.2 硬件配置先用PROFINET 通訊線把 PC機的PROFINET 接口與TP1200 的PROFINET 接口連接起來，將編好的程序下載 進觸摸屏，之后斷開PC與TP1200的連接。再將S7-1500 的PROFINET 接口與 TP1200 的PROFINET 接口連

24、接起 來。硬件連接完成后，剩下的工作就是軟件配置了6.3新建一個工程雙擊“添加新設備” > “ HMI ” > “ SIMATIC 精智面板” > “ TP1200精智面板”，選中之后單擊添加按 鈕。由現(xiàn)“ HMI設備向?qū)А苯缑妫谙驅(qū)У腜LC選項中，將PLC選定為之前創(chuàng)建的 PLC 1516-3PN/DP。如圖6-1所示。在完成其他的幾個選項后，單擊“完成”按鈕。完成向?qū)АＨ鐖D6-2所示圖6-1HMI 設備向?qū)D6-2HMI 設備向?qū)г谕瓿上驅(qū)Ш髣?chuàng)建的畫面是根畫面如圖6-3所示。至此一個新的項目就創(chuàng)建完成了。圖6-3HMI 根畫面6.4組態(tài)變量 也小噴 O.VI ”產(chǎn):Qw

25、 4H行_| 2 U " * - h ，弘也皿口/”/ 據(jù)9 H -圖6-4HMI變量組態(tài)界面雙擊添加按鈕添加 HMI變量，將PLC中的變量關(guān)聯(lián)到 HMI變量。如圖6-5所示圖6-5添加HMI變量如此就完成了 HMI的變量組態(tài)。6.5畫面組態(tài)在左側(cè)的項目數(shù)中找到畫面選項，展開后雙擊”添加新 畫面”按鈕，添加一個新畫面，名稱為畫面_1。6.5.1 組態(tài)按鈕在右側(cè)的元素工具欄中選中按鈕將其添加到畫面上，在 按鈕的事件界面選中“按下”選項，在其右側(cè)添加函數(shù)，選 擇“編輯位” > “按下按鍵時置位位”，在選擇上面變量組態(tài)是組態(tài)的變量，這樣按鈕就組態(tài)完成了。 如圖6-6所示圖6-6組態(tài)按

26、鈕6.5.2 輸入框組態(tài)在右側(cè)的元素工具欄中選中 “IO域”將其添加到畫面上, 在屬性列表的常規(guī)一項中，在變量中選擇組態(tài)好的變量，在 類型中選擇，輸入/輸由。這樣輸入框就組態(tài)完成了。如圖 6-7所示。圖6-7組態(tài)輸入框6.5.3 組態(tài)指示燈在右側(cè)的基本對象工具欄中選中“圓”將其添加到畫面上， 在其畫面一項中選擇顯示，展開顯示后，雙擊添加新動畫。在彈由的對話框中選擇外觀，在外觀的選項中，將變量選中 為上面組態(tài)好的變量，“類型”選擇為“范圍”在下方的范 圍選擇中添加0和1 , 0的顏色選定為黑色，1的顏色選定 為綠色。這樣組態(tài)的指示燈為關(guān)閉時為黑色，接通時為綠色。如圖6-8所示。圖6-8組態(tài)指示燈

27、6.保存組態(tài)畫面點擊菜單“文件”-> “保存”，保存組態(tài)畫面。7、下載選中在左側(cè)的項目樹選中組態(tài)的觸摸屏，將觸摸屏下載到觸摸屏中。即可在觸摸屏中進行對PLC27第 7 章 實訓項目實訓一 熟悉 TIA 博途編程環(huán)境1.1 創(chuàng)建新程序（參考附錄一） 一、實驗目的：1. 熟悉TIA 博途2. 掌握S7-1500的程序創(chuàng)建3. 熟悉TIA 博途的界面布局、工具欄按鈕和快捷鍵。4. 熟悉博途的Portal 視圖和項目視圖。二、實驗預習要求1. 安裝了TIA 博途軟件。2. 預習了TIA 博途使用說明。（附錄2）三、實驗內(nèi)容使用 TIA 博途新建一個S7-1500 的項目，組態(tài)各個模塊， 并將組態(tài)

28、的模塊下載到cpu 中去。 新建變量表并定義變量。四、實驗設備S7-1500PLC 、個人計算機PC、 PROFINET 通訊線五、實驗步驟1. 新建一個項目。2. 組態(tài)硬件。3. 將組態(tài)好的項目下載到CPU 中去。1.2 常用指令的使用（參考附錄2 ）一、實驗目的熟悉常用指令的使用。熟悉梯形圖編程。為之后的實驗打好基礎。二、實驗預習要求提前預習S7-1500 的編程基礎。三、實驗內(nèi)容在 TIA 博途中運用常用的指令進行梯形圖編程。四、實驗設備S7-1500PLC 、個人計算機PC、 PROFINET 通訊線五、實驗步驟1. 先組態(tài)好硬件。2. 打開 OB1 ，再去中編寫程序。CPU 中去。3

29、. 在編寫好程序之后，將程序下載到實訓二 S7-1500 PLC 數(shù)字量實驗循環(huán)燈實驗（數(shù)字量）一、實驗目的：1. 掌握 S7-1500PLC 中數(shù)字量輸入輸出模塊的基本工作原理。2. 熟悉 TIA 軟件的基本使用方法，學會運用一些基本指令進行編程。3. 根據(jù)實驗設備，熟悉掌握S7-1500PLC 的外圍 DI 、DO 設備接線方法。4. 能根據(jù)“系統(tǒng)設計要求”進行程序設計和程序調(diào)試，養(yǎng)成良好的設計習慣，培養(yǎng)基本的設計能力，學會逐步優(yōu)化程序算法和積累編程技巧。二、實驗預習要求：1. 熟悉 S7-1500PLC 上 DI 、 DO 模塊的主要特性、基本功能及使用方法。2. 熟悉 I/O 口的地址

30、分配和PLC 接線圖的繪制。3. 熟悉使用TIA 軟件進行硬件組態(tài)，程序輸入，下載，調(diào)試。三、實驗內(nèi)容：S7-1500PLC DI 模塊使用兩個按鈕或接近開關(guān)，分別為啟動和停止，或一個鈕子開關(guān)控制啟動和停止，DO 模塊選擇三個指示燈，當按下啟動按鈕，三個指示燈循環(huán)點亮，按下停止按鈕，則都熄滅。四、實驗設備：S7-1500PLC 、個人計算機PC、 PROFINET 通訊線。五、實驗步驟（參照第四章相關(guān)內(nèi)容）：1.57- 1500 系統(tǒng)硬件組態(tài)；2. 軟件編程；3. 程序下載、調(diào)試。28實訓三 控制三相異步電機一、實驗目的：1. 學習用數(shù)字量輸出控制中間繼電器。2. 學習用中間繼電器控制接觸器。

31、3. 學習三相異步電機的啟動、正、反轉(zhuǎn)和停止原理。二、實驗預習要求：1. 學習 S7-1500 數(shù)字量輸出模塊的接線方法。2. 學習數(shù)字量輸出的編程方法。3. 了解三相異步電機的啟動、停止和正反轉(zhuǎn)。三、實驗內(nèi)容：1. 通在 TIA 中編寫程序?qū)?shù)字量輸出進行編寫對蘇子量輸出的兩個點進行控制。2. 用數(shù)字量輸出的兩個點控制兩個中間繼電器的通斷。從而實現(xiàn)三相異步電機的啟動、停止和正反轉(zhuǎn)。四、實驗設備：S7-1500 、中間繼電器、接觸器、三相異步電機。五、實驗步驟2. 在 TIA 中編寫好程序。3. 將 PLC 的數(shù)字量輸出模塊、中間繼電器、接觸器和三相異步電機進行接線。4. 在線監(jiān)控程序，并觀察

32、中間繼電器、接觸器、三相異步電機的實際狀態(tài)。30實訓四 S7-1500 與 TP1200 通訊 一、實驗目的：1. 掌握通過PROFINET, 實現(xiàn) S7-1500 、 TP1200 之間的通訊；2. 進一步鞏固STEP7 編程軟件和一些基本指令的使用；3. 根據(jù)實驗設備，熟悉掌握TP1200 的按鈕、輸入框、指示燈和功能鍵的使用。二、實驗預習要求：1. 熟悉 TP1200 上按鈕、輸入框、指示燈和功能鍵的主要用途、基本功能及使用方法。2. 熟悉 S7-1500 的 I/O 口的地址分配和PLC 接線圖的繪制。3. 熟悉使用TIA 和 WINCC 軟件進行硬件組態(tài)，程序輸入，下載，調(diào)試。三、實

33、驗內(nèi)容：1. 練習 TP1200 按鈕的使用，編程實現(xiàn)：組態(tài) 8 個按鈕，分別控制8 個指示燈的亮滅。2. 練習 TP1200 的輸入框使用，編程實現(xiàn)：調(diào)節(jié)輸入框輸入值，改變PLC 內(nèi)的變量的數(shù)值。四、實驗設備：S7-1500PLC 、 TP1200 、 個人計算機PC、 PROFINET通訊線。五、實驗步驟：3. S7-1500 、 TP1200 的硬件組態(tài)；2. 軟件編程；3. 程序下載、調(diào)試。31實訓五 流水燈和交通燈5.1 流水燈一、實驗目的：1. 熟悉 TIA 的編程軟件的使用及數(shù)字量輸出模塊的使用。2. 熟悉PLC 的編程邏輯控制。3. 熟悉S7-1500的常用指令。二、實驗預習要

34、求：1. 熟悉S7-1500的編程指令。2. 熟悉數(shù)字量輸出模塊的接線方式。3. 了解指示燈的接線方法。三、實驗內(nèi)容：1. 在 TIA 中編寫 3 個數(shù)字量輸出的流水燈程序。2. 下載程序到PLC 中，將 PLC 與指示燈進行接線。四、實驗設備：S7-1500 、指示燈等五、實驗步驟1. 編寫程序。2. 下載程序。3. 接線。5.2 交通燈一、實驗目的：1. 熟悉TIA 的編程軟件的使用及數(shù)字量輸出模塊的使用。2. 熟悉PLC 的編程邏輯控制。3. 熟悉S7-1500的常用指令。二、實驗預習要求：1. 熟悉S7-1500的編程指令。2. 熟悉數(shù)字量輸出模塊的接線方式。3. 了解指示燈的接線方法

35、。三、實驗內(nèi)容：1. 在 TIA 中編寫 3 個數(shù)字量輸出的交通燈程序。2. 下載程序到PLC 中，將 PLC 與指示燈進行接線。四、實驗設備：S7-1500 、指示燈等 實驗步驟40實訓六S7-1500 與 G120 變頻器的端子通訊實驗一、實驗目的：1. 熟悉MM420 變頻器的參數(shù)設置；2. 掌握實現(xiàn)S7-1500 、 MM420 之間的端子控制的方法；3. 掌握MM420通過編程來控制電機的運行。二、實驗預習要求：1. 熟悉MM420參數(shù)表，熟悉主要參數(shù)代表的意義；2. 熟悉MM420端子的功能，并掌握簡單的編程。三、實驗內(nèi)容：1. 設置變頻器參數(shù)；2. 實現(xiàn) S7-1500 、 ET

36、200SP 、 MM420 間的通訊；3. 編程實現(xiàn)：電機能啟動、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，并能設置電機速度。四、實驗設備：S7-1500PLC 、 ET200SP 、 MM420 、異步電機，個人 計算機PC、PROFINET通訊線。五、實驗步驟（參照第四章及第五章相關(guān)內(nèi)容）：1. 設置 MM420 變頻器參數(shù)；2. S7-1500 、 ET200SP 的硬件組態(tài)；3. 軟件編程；4. 程序下載、調(diào)試。實訓七 WINCC 監(jiān)控界面組態(tài)一、實驗目的：1 熟悉 WINCC 軟件；2熟悉 WINCC 與 S7-1500 建立通訊的步驟；3 通過設置IP 地址、 導入標簽和下載程序，實現(xiàn) WINCC與 S7

37、-1500 的 PROFINET 通信，實現(xiàn)在線監(jiān)控。二、實驗預習要求：1 熟悉 WINCC 軟件環(huán)境及WINCC 與 S7-1500 建立通訊的步驟；2 掌握一些基本的界面編寫知識。三、實驗內(nèi)容：1 完成實訓一中循環(huán)燈實驗和電位器控制電壓輸入輸出實驗的WINCC 在線監(jiān)控；2 完成實訓二中按鈕控制燈及電位器控制電壓輸入輸出實驗的WINCC 在線監(jiān)控；3 完成實訓三中電機運行的WINCC 在線監(jiān)控。四、實驗設備：S7-1500PLC 、 TP1200 、 MM420 、異步電機，個人計算機 PC、 PROFINET 通訊線。五、實驗步驟（參照第六章相關(guān)內(nèi)容）：1 建立一個新的WINCC 項目；

38、2 建立 WINCC 站與自動化系統(tǒng)間的物理連接，如通過PROFINET ；3 在 WINCC 項目中選擇適當?shù)慕涌陬愋?，因為是與S7-1500 的通訊，所以選擇“以太網(wǎng)”；5 設定在項目中設定PLC 的地址，并導入標簽；6 分別創(chuàng)建前三個實訓的監(jiān)控界面，編輯畫面，實現(xiàn)對實驗的監(jiān)控；附錄1新建TIA博途項目：打開TIA博途，在Portal視圖界面選擇“創(chuàng)建新項目” 選項，在右側(cè)可以輸入“項目名稱”，設置項目的“保存路 徑”，如圖1所示。之后點擊“創(chuàng)建”按鈕。然后點擊“組 態(tài)設備”，如圖2所示。再點擊“添加新設備”，在左側(cè)選 擇“控制器” 一> "SIMATIC S7-1500”

39、 > “CPU” >“非指定的CPU 1500 ”然后點擊右下角的“添加”按鈕， 如圖3所示?，F(xiàn)在進入了項目視圖，單擊設備視圖中的“獲 取"按鈕，如圖4所示。進入搜索界面，將“ PC/PG接口 的類型”設置為“PN/IE "，“PC/PG 接口”設置為“RealtekPCLe GBE Family Controller”。點擊“搜索”按鈕。在搜索完成后，點擊“檢測”按鈕，如圖 5所示。完成設備的組態(tài)。再點擊“下載”按鈕將組態(tài)好的程序下載到CPU中,如圖6所示。這樣，一個新的項目就建好了 *11假長期口修甘崎丹曼閉南目曜目 嘶建,Em中打開優(yōu)亂屬F分：打IIO力*

40、目 卓漳當我目 一帶 R 美冏庵目 *制笥餐 步豐上唯已災次的產(chǎn)品幫的未指定該設備一r請使用硬件目錄指定bu t觀廠相近設骨的組態(tài)一圖5咤目忑 喘輯 醛芭 觸人小 在統(tǒng)總 國則' 工具工 花口為 W'H目保存項目M：X拄三*町t0土在微聲葬就AtIHIB翼T圖6附錄2熟悉常用指令：1 .常閉觸點常閉觸點的激活取決于相關(guān)操作數(shù)的信號狀態(tài)。當操作數(shù)的信號狀態(tài)為“1”時，常閉觸點將打開，同時該指令輸生的信號狀態(tài)復位為“0”。當操作數(shù)的信號狀態(tài)為“0”時，不會啟用常閉觸點，同時將該輸入的信號狀態(tài)傳輸?shù)捷斢蒓兩個或多個常閉觸點 串聯(lián)時，將逐位進行“與”運算。串聯(lián)時，所有觸點都閉合后才產(chǎn)生

41、信號流。常閉觸點并聯(lián)時，將進行“或”運算。 并聯(lián)時，有一個觸點閉合就會產(chǎn)生信號流。示例：Fgln 1* Fg心叱 例。/"1 P1 I C AFnln_3* 滿足以下條件之一時，將置位“ TagOut ”操作數(shù)：操作數(shù)“TagIn_1 ”和“TagIn_2 ”的信號狀態(tài)為“1”。操作數(shù)“ TagIn_3 ”的信號狀態(tài)為“ 0”。2 .常開觸點常開觸點的激活取決于相關(guān)操作數(shù)的信號狀態(tài)。當操作數(shù)的信號狀態(tài)為“ 1”時，常開觸點將關(guān)閉，同時輸生的 信號狀態(tài)置位為輸入的信號狀態(tài)。當操作數(shù)的信號狀態(tài)為“0”時，不會激活常開觸點，同時該指令輸生的信號狀態(tài)復位為“0”。兩個或多個常開觸點串聯(lián)時，將

42、逐位進行“與”運算。串聯(lián)時，所有觸點都閉合后才產(chǎn)生信號流。常開觸點并聯(lián)時，將逐位進行“或”運算。并聯(lián)時，有一個觸點閉合就會產(chǎn)生信號流。示例：Tagln r -狗 P FgCXA"HI1C IIF滿足以下條件之一時，將置位“ TagOut ”操作數(shù)：操作數(shù)“TagIn_1 ”和“TagIn_2 ”的信號狀態(tài)為“1”。 操作數(shù)“ TagIn_3 ”的信號狀態(tài)為“ 1 ”。3 .線圈可以使用“賦值”指令來置位指定操作數(shù)的位。如果線圈輸入的邏輯運算結(jié)果（RLO）的信號狀態(tài)為“1”，則將指定操作數(shù)的信號狀態(tài)置位為“1 ”。如果線圈輸入的信號狀態(tài)為“ 0”，則指定操作數(shù)的位將復位為“0”。該指令

43、不會影響RLO o線圈輸入的RLO將直接發(fā)送到輸生。儲存區(qū)域：I、Q、M、D、L。示例："Tagln VTHagOutJIfIHqC J*Tagh_3wf0ut_2.UHIFC J滿足以下條件之一時，將置位“ TagOut_1 ”操作數(shù)：操作數(shù)“TagIn_1 ”和“TagIn_2 ”的信號狀態(tài)為“1” （操作數(shù)“ TagIn_3 ”的信號狀態(tài)為“ 0”。滿足以下條件之一時，將置位“ TagOut_2 ”操作數(shù)：操作數(shù) “ TagIn_1 "、“ TagIn_2 ” 和“ TagIn_4 ” 的信號狀態(tài)為“ 1 ”。“TagIn_3 ”操作數(shù)的信號狀態(tài)為“ 0”且“ Tag

44、In_4 ” 操作數(shù)的信號決為“ 1 ”。4 .計數(shù)器CTU :加計數(shù)：可以使用“加計數(shù)”指令，遞增輸由 CV的值。如果 輸入CU的信號狀態(tài)從“ 0”變?yōu)椤?1” （信號上升沿）， 則執(zhí)行該指令，同時輸由 CV的當前計數(shù)器值加 1 o每檢 測到一個信號上升沿，計數(shù)器值就會遞增，直到達到輸由 CV中所指定數(shù)據(jù)類型的上限。達到上限時，輸入 CU的信號狀態(tài)將不再影響該指令?？梢圆樵?Q輸由中的計數(shù)器狀態(tài)。輸由Q的信號狀態(tài)由參數(shù) PV決定。 如果當前計數(shù)器值大于或等于參數(shù) PV的值，則將輸由 Q的信號狀態(tài)置位為“1”在其它任何情況下，輸由 Q的信號狀態(tài)均為“0”。輸入R的信號狀態(tài)變?yōu)椤?1”時，輸由C

45、V的值被復 位為“ 0”。只要輸入R的信號狀態(tài)仍為“ 1"，輸"U 的信號狀態(tài)就不會影響該指令。示例："C7U WCTUINTFgCut"6U Q ( 'LR GV Fg/U"PV當“TagIn_1 ”操作數(shù)的信號狀態(tài)從“ 0”變?yōu)椤?”時, 將執(zhí)行“加計數(shù)”指令，同時“ Tag_CV ”操作數(shù)的當前計 數(shù)器值加1。每檢測到一個額外的信號上升沿，計數(shù)器值 都會遞增，直至達到該數(shù)據(jù)類型的上限(INT = 32767)。PV參數(shù)的值作為確定“ TagOut ”輸生的限制。 只要 當前計數(shù)器值大于或等于操作數(shù)“Tag_PV ”的值，輸由“Ta

46、gOut ”的信號狀態(tài)就為“ 1”。在其它任何情況下， 輸由“ TagOut ”的信號狀態(tài)均為“ 0”。CTD :減計數(shù)器可以使用“減計數(shù)”指令，遞減輸由 CV的值。 如果 輸入CD的信號狀態(tài)從“ 0”變?yōu)椤?” (信號上升沿)， 則執(zhí)行該指令，同時輸由 CV的當前計數(shù)器值減 1 o每檢 測到一個信號上升沿，計數(shù)器值就會遞減1 ,直到達到指定數(shù)據(jù)類型的下限為止。達到下限時，輸入 CD的信號狀態(tài)將不再影響該指令?？梢圆樵?Q輸由中的計數(shù)器狀態(tài)。如果當前計數(shù)器值小于或等于“ 0”，則Q輸生的信號狀態(tài)將置位為“1”。在其它任何情況下，輸由Q的信號狀態(tài)均為“ 0”。輸入LD的信號狀態(tài)變?yōu)椤?”時，將輸

47、由CV的值設 置為參數(shù)PV的值。只要輸入 LD的信號狀態(tài)仍為“ 1 ”， 輸入CD的信號狀態(tài)就不會影響該指令。"CTD D印示例：叮mgl門二.H 1ftTag_PVfr當“TagIn_1 ”操作數(shù)的信號狀態(tài)從“ 0”變?yōu)椤?”時, 執(zhí)行該指令且“ Tag_CV ”輸生的值減1。每檢測到一個信 號上升沿，計數(shù)器值標會遞減1 ,直到達到所指定數(shù)據(jù)類型的下限（INT = -32768）。只要當前計數(shù)器值小于或等于 0, “TagOut ”輸生的 信號狀態(tài)就為“ 1”。在其它任何情況下，輸由“ TagOut ' 的信號狀態(tài)均為“ 0”。CTUD :加減計數(shù)可以使用“加減計數(shù)”指令，

48、遞增和遞減輸由 CV的計 數(shù)器值。 如果輸入CU的信號狀態(tài)從“ 0”變?yōu)椤?” （信 號上升沿），則當前計數(shù)器值加1并存儲在輸由 CV中。如果輸入CD的信號狀態(tài)從“0”變?yōu)椤?”（信號上升沿）， 則輸由CV的計數(shù)器值減1。如果在一個程序周期內(nèi)，輸 入CU和CD都由現(xiàn)信號上升沿，則輸由CV的當前計數(shù)器值保持不變。計數(shù)器值可以一直遞增，直到其達到輸由 CV處指定數(shù) 據(jù)類型的上限。達到上限后，即使由現(xiàn)信號上升沿，計數(shù)器值也不再遞增。達到指定數(shù)據(jù)類型的下限后，計數(shù)器值便 不再遞減。輸入LD的信號狀態(tài)變?yōu)椤?”時，將輸由CV的計數(shù)44器值置位為參數(shù) PV的值。只要輸入 LD的信號狀態(tài)仍為 “1”，輸入

49、CU和CD的信號狀態(tài)就不會影響該指令。當輸入R的信號狀態(tài)變?yōu)椤?”時，將計數(shù)器值置位為 “0”。只要輸入 R的信號狀態(tài)仍為“ 1"，輸入CU、CD 和LD信號狀態(tài)的改變就不會影響“加減計數(shù)”指令?？梢栽赒U輸生中查詢加計數(shù)器的狀態(tài)。 如果當前計 數(shù)器值大于或等于參數(shù) PV的值，則將輸由 QU的信號狀 態(tài)置位為“ 1”。在其它任何情況下，輸由 QU的信號狀 態(tài)均為“ 0”?？梢栽赒D輸生中查詢減計數(shù)器的狀態(tài)。如果當前計數(shù)器值小于或等于“ 0"，則QD輸由的信號狀態(tài)將置位為 “1”。在其它任何情況下，輸由QD的信號狀態(tài)均為“01示例:/叫l(wèi)rTatlriTaglr11 4*H叮

50、唱InjT叮明_PVtCTUDINTCUQUCDQDRCVLDPVXTUD 0日”*T弱。UJQLTn-ag如果輸入“TagIn_1 ”或“TagIn_2 ”的信號狀態(tài)從“0” 變?yōu)椤? ” （信號上升沿），則執(zhí)行“加減計數(shù)”指令。 輸 入“TagIn_1 ”由現(xiàn)信號上升沿時，當前計數(shù)器值加 1并 存儲在輸由“ Tag_CV ”中。 輸入“TagIn_2 ”由現(xiàn)信號上 升沿時，計數(shù)器值加1并存儲在輸由“ Tag_CV ”中。當輸入CU由現(xiàn)信號上升沿時，計數(shù)器值將遞增，直至達到 上限32767 o如果輸入 CD由現(xiàn)信號上升沿，計數(shù)器值將 遞減，直至達到 INT的下限-32768 。只要當前計數(shù)器

51、值大于或等于"Tag_PV”輸入的值,“TagOut ”輸由的信號狀態(tài)就為“1”在其它任何情況下，輸由“ TagOut ”的信號狀態(tài)均為“0”。只要當前計數(shù)器值小于或等于0 , “ TagOut_QD ”輸由的信號狀態(tài)就為“ 1 ”。 在其它任何情況下，輸由“TagOut_QD ”的信號狀態(tài)均為“0”。5.定時器TP:生成脈沖Q置位為預設的(RLO)從 “ 0” 變指令啟動時，預使用“生成脈沖”指令，可以將輸由一段時間。 當輸入IN的邏輯運算結(jié)果 為“ 1” (信號上升沿)時，啟動該指令。設的時間PT即開始計時。無論后續(xù)輸入信號的狀態(tài)如何 變化，都將輸由Q置位由PT指定的一段時間。

52、PT持續(xù) 時間正在計時時，即使檢測到新的信號上升沿，輸由 Q的 信號狀態(tài)也不會受到影響?？梢話呙鐴T輸生處的當前時間值。 時間值從T#0s 開始，達到 PT時間值時結(jié)束。 如果PT持續(xù)時間計時結(jié) 束且輸入IN的信號狀態(tài)為“0" ”，則復任T輸由。每次調(diào)用“生成脈沖”指令，都會為其分配一個IECTON :接通延時可以使用“接通延時”指令將 Q輸由的設置延時 PT 指定的一段時間。當輸入IN的邏輯運算結(jié)果(RLO)從“0”變?yōu)椤?1” (信號上升沿)時，啟動該指令。指令啟動時，預設的時間 PT即開始計時。當持續(xù)時間PT計時結(jié)束后，輸由 Q的信號狀態(tài)為“1”。只要啟動輸入仍為“1”，輸由Q

53、就保持置位。啟動輸入的信號狀態(tài)從“1變?yōu)椤?0”時，將復位輸由 Qo在啟動輸入檢測到新的信號 上升沿時，該定時器功能將再次啟動。可以在ET輸由查詢當前的時間值。 時間值從T#0s 開始，達到 PT時間值時結(jié)束。 只要輸入IN的信號狀態(tài) 變?yōu)椤?0"，輸由ET就復位。每次調(diào)用“接通延時”指令，必須將其分配給存儲指令 數(shù)據(jù)的IEC定時器。下圖顯示了 “接通延時”指令的脈沖圖:TOF :延時關(guān)斷可以使用“關(guān)斷延時”指令將 Q輸由的復位延時 PT 指定的一段時間。當輸入IN的邏輯運算結(jié)果 （RLO）從“0”變?yōu)椤?1” （信號上升沿）時，將置位 Q輸由。當 輸入IN處的信號狀態(tài)變回“0”時，預設的時間PT開始計時。 只要持續(xù)時間 PT仍