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s7-200 plc课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习S7-200 PLC的基本原理和应用，使学生掌握PLC编程和控制系统设计的基本知识和技能。
通过课程的学习，学生将能够理解PLC的工作原理，熟练使用编程软件进行程序设计，掌握PLC在自动化控制系统中的应用。
具体的教学目标如下：1.知识目标：•理解PLC的基本概念、工作原理和分类。
•熟悉S7-200 PLC的硬件组成、接线方式和编程软件的使用。
•掌握PLC的编程语言、指令系统以及程序设计方法。
•了解PLC在自动化控制系统中的应用和案例。
2.技能目标：•能够使用编程软件进行PLC程序的设计和调试。
•能够根据控制要求设计和修改PLC程序，实现对电气设备的控制。
•能够进行PLC系统的安装、调试和维护。
3.情感态度价值观目标：•培养学生对PLC技术的兴趣和热情，认识其在现代工业中的重要地位。
•培养学生勇于探索、积极思考的科学精神，提高解决实际问题的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括PLC的基本原理、S7-200 PLC的硬件和软件、编程语言和指令系统、程序设计方法以及PLC在自动化控制系统中的应用。
具体的教学内容如下：1.PLC的基本原理和分类。
2.S7-200 PLC的硬件组成、接线方式和编程软件的使用。
3.PLC的编程语言、指令系统以及程序设计方法。
4.PLC在自动化控制系统中的应用案例。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过讲解PLC的基本原理、编程方法和应用案例，使学生掌握PLC的基本知识。
2.讨论法：学生进行分组讨论，分享学习心得和解决问题的方法，提高学生的沟通能力和团队协作精神。
3.案例分析法：分析实际应用案例，使学生更好地理解PLC在自动化控制系统中的应用。
4.实验法：安排实验室实践环节，让学生亲自动手进行PLC程序的设计和调试，提高学生的实际操作能力。
实验一：六种“逻辑门”逻辑功能的PLC程序设计一、演示实验的准备第一步确定逻辑变量，写出逻辑表达式：把PLC输入继电器（I）的触点看作输入变量，输出继电器（Q）的线圈看作输出变量，按照逻辑门的逻辑关系分别写出各逻辑门的逻辑表达式。
第二步根据逻辑表达式设计出PLC梯形图（如图1所示），并写出程序语句。
方法是：输入变量为“原变量”时，用“常开触点”表示；输入变量为“反变量”时，用“常闭触点”表示。
“与逻辑”用“触点的串联”表示；“或逻辑”用“触点的并联”表示。
程序语句表LD I0.0 LDN I0.0 A I0.1 AN I0.1 = Q0.0 LD I0.0 LDN Q0.0 A I0.1 = Q0.1 OLDLD I0.0 =Q0.5A I0.1= Q0.2LDN Q0.2= Q0.3LDN I0.0A I0.1LD I0.0AN I0.1OLD= Q0.4第三步：用电脑或手持编程器将以上所编程序送入PLC用户存储器中。
第四步：进行I/O分配，并接线调试。
为了接线简单起见，我们让六个“门”的输入接线相同，均为：开关K0 ─→I0.0，开关K1 ─→I0.11 （“─→”表示在两个端钮间连线）；而输出接线分别为：COM1─→24V直流电源正极，COM2─→24V直流电源正极。
“与门”输出接线： Q0.0 ─→L0 （L0---L5为发光二极管指示灯）“与非门”输出接线：Q0.1 ─→L1“或门”输出接线： Q0.2 ─→L2“或非门”输出接线：Q0.3 ─→L3“异或门”输出接线：Q0.4 ─→L4“同或门”输出接线：Q0.5 ─→L5接线调试完毕，实验的准备工作即告结束。
二、演示实验的做法比如在做“与门”逻辑关系实验时，可按“与门”逻辑关系接线：K0 ─→I0.0K1 ─→I0.1K0─→L0，并设开关闭合为1，开关断开为0；指示灯亮为1，指示灯灭为0。
让学生观察开关K0、K1通断组合与指示灯L0亮灭的逻辑关系，并列出真值表，从而分析出是什么逻辑关系。
第 3 章习题答案1．填空1）输出指令（对应于梯形图中的线圈）不能用于过程映像输入寄存器。
2） SM 0.1在首次扫描时为ON， SM0.0 一直为ON 。
3）每一位 BCD 码用 _4_位二进制数来表示，其取值范围为二进制数2#0000_～ 2#_1001_。
4）二进制数2#0100 0001 1000 0101 对应的十六进制数是_16#4185_，对应的十进制数是_16773_，绝对值与它相同的负数的补码是2#_1011 1110 0111 1011_。
5） BCD 码 2#0100 0001 1000 0101 对应的十进制数是_4185_。
6）接通延时定时器TON 的使能（ IN ）输入电路接通时开始定时，当前值大于等于预设值时其定时器位变为ON ，梯形图中其常开触点接通，常闭触点断开。
7）接通延时定时器TON 的使能输入电路断开时被复位，复位后梯形图中其常开触点断开，常闭触点接通，当前值等于0 。
8）有记忆接通延时定时器TONR 的使能输入电路接通时开始定时，使能输入电路断开时，当前值保持不变。
使能输入电路再次接通时继续定时。
必须用复位指令来复位TONR 。
9）断开延时定时器TOF 的使能输入电路接通时，定时器位立即变为ON ，当前值被清零。
使能输入电路断开时，当前值从0 开始增大。
当前值等于预设值时，输出位变为OFF ，梯形图中其常开触点断开，常闭触点接通，当前值保持不变。
10）若加计数器的计数输入电路CU 由断开变为接通、复位输入电路R 断开，计数器的当前值加1。
当前值大于等于预设值PV 时，梯形图中其常开触点接通，常闭触点断开。
复位输入电路接通时，计数器被复位，复位后其常开触点断开，常闭触点接通，当前值为0。
3． -914． 16#5．无符号数。
6． VB20 和 VB21 ， VB207． VW20 和 VW22 ， VB20~VB23 ，VW22 ， VB208．十进制小数9．字符的个数10． 3212． 4 个， 8、 16、 32 位13．程序组织单元，主程序、子程序、中断程序14． AIW215． VB100 的地址，地址指针VD120 所指的存储单元中的数16．在程序中修改操作数的地址，用于间接寻址。
2023年电气控制与PLC应用技术(黄永红著)课后答案电气控制与PLC应用技术(黄永红著)内容简介前言第1章常用低压电器1.1低压电器的定义、分类1.2电磁式电器的组成与工作原理1.2.1电磁机构1.2.2触点系统1.2.3灭弧系统1.3接触器1.3.1接触器的组成及工作原理1.3.2接触器的分类1.3.3接触器的主要技术参数1.3.4接触器的选择与使用1.3.5接触器的图形符号与文字符号1.4继电器1.4.1继电器的分类和特性1.4.3时间继电器1.4.4热继电器1.4.5速度继电器1.4.6固态继电器1.5主令电器1.5.1控制按钮1.5.2行程开关1.5.3接近开关1.5.4万能转换开关1.6信号电器1.7开关电器1.7.1刀开关1.7.2低压断路器1.8熔断器1.8.1熔断器的结构和工作原理 1.8.2熔断器的类型1.8.3熔断器的主要技术参数 1.8.4熔断器的选择与使用1.9.1电磁铁1.9.2电磁阀1.9.3电磁制动器习题与思考题第2章基本电气控制电路2.1电气控制电路的绘制原则及标准2.1.1电气图中的图形符号及文字符号2.1.2电气原理图的绘制原则2.1.3电气安装接线图2.1.4电气元件布置图2.2交流电动机的基本控制电路2.2.1三相笼型异步电动机直接起动控制电路 2.2.2三相笼型异步电动机减压起动控制电路 2.2.3三相绕线转子异步电动机起动控制电路 2.2.4三相笼型异步电动机制动控制电路2.2.5三相笼型异步电动机调速控制电路2.2.6组成电气控制电路的基本规律2.2.7电气控制电路中的保护环节2.3典型生产机械电气控制电路的分析2.3.1电气控制电路分析的基础2.3.2电气原理图阅读分析的方法与步骤 2.3.3c650型卧式车床电气控制电路的分析 2.4电气控制电路的一般设计法2.4.1一般设计法的主要原则2.4.2一般设计法中应注意的问题2.4.3一般设计法控制电路举例习题与思考题第3章可编程序控制器概述3.1plc的产生及定义3.1.1plc的产生3.1.2plc的定义3.2plc的发展与应用3.2.1plc的发展历程3.2.2plc的发展趋势3.2.3plc的应用领域3.3plc的特点3.4plc的分类3.4.1按结构形式分类3.4.2按功能分类3.4.3按i/o点数分类3.5plc的硬件结构和各部分的作用3.6plc的工作原理3.6.1plc控制系统的组成3.6.2plc循环扫描的工作过程3.6.3plc用户程序的工作过程3.6.4plc工作过程举例说明3.6.5输入、输出延迟响应3.6.6plc对输入、输出的处理规则习题与思考题第4章 s7-200 plc的系统配置与接口模块 4.1s7-200 plc控制系统的基本构成4.2s7-200 plc的输入/输出接口模块4.2.1数字量模块4.2.2模拟量模块4.2.3s7-200 plc的智能模块4.3s7-200 plc的系统配置4.3.1主机加扩展模块的最大i/o配置4.3.2i/o点数的扩展与编址4.3.3内部电源的负载能力4.3.4plc外部接线与电源要求习题与思考题第5章 s7-200 plc的基本指令及程序设计 5.1s7-200 plc的编程语言5.2s7-200 plc的数据类型与存储区域5.2.1位、字节、字、双字和常数5.2.2数据类型及范围5.2.3数据的存储区5.3s7-200 plc的编程元件5.3.1编程元件5.3.2编程元件及操作数的寻址范围5.4寻址方式5.5程序结构和编程规约5.5.1程序结构5.5.2编程的一般规约5.6s7-200 plc的基本指令5.6.1位逻辑指令5.6.2立即i/o指令5.6.3逻辑堆栈指令5.6.4取反指令和空操作指令5.6.5正/负跳变触点指令5.6.6定时器指令5.6.7计数器指令5.6.8比较指令5.6.9移位寄存器指令5.6.10顺序控制继电器指令5.7典型控制环节的plc程序设计5.7.1单向运转电动机起动、停止控制程序5.7.2单按钮起动、停止控制程序5.7.3具有点动调整功能的电动机起动、停止控制程序 5.7.4电动机的正、反转控制程序5.7.5大功率电动机的星-三角减压起动控制程序5.7.6闪烁控制程序5.7.7瞬时接通/延时断开程序5.7.8定时器、计数器的扩展5.7.9高精度时钟程序5.7.10多台电动机顺序起动、停止控制程序 5.7.11故障报警程序5.8梯形图编写规则习题与思考题第6章 s7-200 plc的功能指令及使用6.1s7-200 plc的基本功能指令6.1.1数据传送指令6.1.2数学运算指令6.1.3数据处理指令6.2程序控制指令6.2.1有条件结束指令6.2.2暂停指令6.2.3监视定时器复位指令6.2.4跳转与标号指令6.2.5循环指令6.2.6诊断led指令6.3局部变量表与子程序6.3.1局部变量表6.3.2子程序6.4中断程序与中断指令6.4.1中断程序6.4.2中断指令6.5pid算法与pid回路指令6.5.1pid算法6.5.2pid回路指令6.6高速处理类指令6.6.1高速计数器指令6.6.2高速脉冲输出指令习题与思考题第7章 plc控制系统设计与应用实例 7.1plc控制系统设计的内容和步骤 7.1.1plc控制系统设计的内容7.1.2plc控制系统设计的步骤7.2plc控制系统的硬件配置7.2.1plc机型的选择7.2.2开关量i/o模块的'选择7.2.3模拟量i/o模块的选择7.2.4智能模块的选择7.3plc控制系统梯形图程序的设计7.3.1经验设计法7.3.2顺序控制设计法与顺序功能图7.4顺序控制梯形图的设计方法7.4.1置位、复位指令编程7.4.2顺序控制继电器指令编程7.4.3具有多种工作方式的顺序控制梯形图设计方法7.5plc在工业控制系统中的典型应用实例7.5.1节日彩灯的plc控制7.5.2恒温控制7.5.3基于增量式旋转编码器和plc高速计数器的转速测量习题与思考题第8章 plc的通信及网络8.1siemens工业自动化控制网络8.1.1siemens plc网络的层次结构8.1.2网络通信设备8.1.3通信协议8.2s7-200串行通信网络及应用8.2.1s7系列plc产品组建的几种典型网络8.2.2在编程软件中设置通信参数8.3通信指令及应用8.3.1网络读、写指令及应用8.3.2自由口通信指令及应用习题与思考题第9章 step7-micro/win编程软件功能与使用 9.1软件安装及硬件连接9.1.1软件安装9.1.2硬件连接9.1.3通信参数的设置和修改9.2编程软件的主要功能9.2.1基本功能9.2.2主界面各部分功能9.2.3系统组态9.3编程软件的使用9.3.1项目生成9.3.2程序的编辑和传送9.3.3程序的预览与打印输出9.4程序的监控和调试9.4.1用状态表监控程序9.4.2在run方式下编辑程序9.4.3梯形图程序的状态监视9.4.4选择扫描次数9.4.5s7-200的出错处理附录附录a常用电器的图形符号及文字符号附录b特殊继电器(sm)含义附录c错误代码附录ds7-200可编程序控制器指令集附录e实验指导书附录f课程设计指导书附录g课程设计任务书附录h台达pws1711触摸屏画面编辑简介参考文献电气控制与PLC应用技术(黄永红著)目录《电气控制与plc应用技术》从实际工程应用和教学需要出发，介绍了常用低压电器和电气控制电路的基本知识;介绍了plc的基本组成和工作原理;以西门子s7-200 plc为教学机型，详细介绍了plc的系统配置、指令系统、程序设计方法与编程软件应用等内容;书中安排了大量工程应用实例，包括开关量控制、模拟量信号检测与控制、网络与通信等具体应用程序。
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中文摘要现今的社会，科技发展迅速，在工业方面，计算机技术、半导体技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的发展息息相关，这些高新技术推动了PLC的发展。
今天，我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为可编程控制器的小电脑在为我们服务，可编程控制器在工业控制，尖端武器，通信设备，信息处理，家用电器等各测、控制领域的应用中独占鳌头。
本四级传送带电路采用PLC为控制核心，具备顺序起动和顺序停止功能，当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止的自动控制等功能。
利用本次设计，初步掌握PLC的基本控制功能，学会运用PLC，控制基本工业控制.关键词：传送带，皮带机，可编程控制器ABSTRACTIn today's society, the rapid development of technology, in the industry, computer technology,semiconductor technology, control technology, digital technology, communication network technology development, the new and high technology to promote the development of PLC. Today, our living environment and working environment, more and more as a programmable controller of small computer in our service, the programmable controller in the industrial control, sophisticated weapons, communications equipment, information processing, home appliances and other various measuring, control is used in the fields of exclusive top. The four conveyor circuit using PLC as the control core, have the start sequence and sequence stop function, when a belt machine when a failure occurs, the belt machine and the front of the belt conveyor to immediately stop the automatic control function. Using this design, the preliminary master the basic PLC control function, to learn how to use PLC, control the basic industrial control.Keywords: conveyor , belt machine , programmable controller目录第一章绪论 (1)1.1 PLC的概述 (1)1.2四节传送带设计的目的 (2)1.3传统传送带与多节传送带的比较 (2)1.4四节传送带系统的发展 (2)第二章总体方案 (3)2.2四节传送带的设计方案 (3)2.2.1 方案的选择 (3)2.2.2 控制要求 (3)第三章系统的硬件设计 (5)3.1系统硬件分析 (5)3.2四节传送带的硬件接线图 (5)3.3电路工作过程 (6)3.3.1 顺序启动 (6)3.3.2顺序停止 (6)3.3.3 传送带A上有重物时的停止 (6)3.3.4 传送带B上有重物时的停止 (7)3.3.5 传送带C上有重物时停止 (7)3.3.6 传送带D上有重物时停止 (7)第四章系统的软件设计 (8)4.1四节传送带的系统流程图 (8)4.2 I/O分配表 (9)4.3梯形图 (9)第五章系统的调试 (10)5.1软件部分调试 (10)5.2硬件部分调试 (10)结论 (11)致谢 (12)参考文献 (12)附录 (13)第一章绪论1.1 PLC的概述可编程序控制器英文称Programmable Controller简称PC。
第4章s7-200系列PLC 基本指令及实训本章要点● 梯形图、语句表、顺序功能流程图、功能块图等常用设计语言的简介 ● 基本位操作指令的介绍、应用及实训● 定时器指令、计数器指令的介绍、应用及实训 ● 比较指令的介绍及应用● 程序控制类指令的介绍、应用及实训4.1 可编程控制器程序设计语言在可编程控制器中有多种程序设计语言,它们是梯形图、语句表、顺序功能流程图、功能块图等。
梯形图和语句表是基本程序设计语言，它通常由一系列指令组成，用这些指令可以完成大多数简单的控制功能，例如，代替继电器、计数器、计时器完成顺序控制和逻辑控制等，通过扩展或增强指令集，它们也能执行其它的基本操作。
供S7-200系列PLC 使用的STEP7-Micro/Win32编程软件支持SIMATIC 和IEC1131-3两种基本类型的指令集，SIMATIC 是PLC 专用的指令集，执行速度快，可使用梯形图、语句表、功能块图编程语言。
IEC1131-3是可编程控制器编程语言标准，IEC1131-3指令集中指令较少，只能使用梯形图和功能块图两种编程语言。
SIMATIC 指令集的某些指令不是IEC1131-3中的标准指令。
SIMATIC 指令和IEC1131-3中的标准指令系统并不兼容。
我们将重点介绍SIMATIC 指令。
1. 梯形图（Ladder Diagram ）程序设计语言梯形图程序设计语言是最常用的一种程序设计语言。
它来源于继电器逻辑控制系统的描述。
在工业过程控制领域，电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉，因此，由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到了欢迎，并得到了广泛的应用。
梯形图与操作原理图相对应，具有直观性和对应性；与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是，梯形图中的能流不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，因此，应用时，需与原有继电器逻辑控制技术的有关概念区别对待。
LAD 图形指令有3个基本形式：（1）触点：触点符号代表输入条件如外部开关，按钮及内部条件等。
4-1 S7-200 PLC的硬件系统主要有哪些部分组成？答：S7-200 PLC的硬件系统有主机单元、扩展单元、特殊功能模块、相关设备（编程设备、人机操作界面和网络设备等）组成。
4-2 S7-200 PLC的存储系统提供了哪几种方式来保存数据？答：S7-200系列PLC提供了3种方式来保存用户程序、程序数据和组态数据，分别是：保持型数据存储器、永久存储器、存储卡。
4-3 常用的S7-200 的扩展模块有哪些？各适用于什么场合？答：S7-200 PLC的数字量扩展模块有：EM221，输入扩展模块；EM222，输出扩展模块；EM223，输入/输出混合扩展模块。
模拟量扩展模块有：（1）EM231，共有6种产品：4路（8路）AI、2路（4路）热电阻输入和4路（8路）热电偶输入。
前者是普通的模拟量模块，可以用来连接标准的电流和电压信号；后两种是专门为特定的物理量输入到PLC而设计的模块。
热电阻和热电偶可以直接连接到模块上而不需要使用变送器对其进行标准电流或电压信号的转换，模块上具有热电阻和热电偶型号选择开关，热电偶模块还具有冷端补偿功能。
（2）EM232，输出扩展模块。
（3）EM235，输入/输出扩展模块。
4-4 一个控制系统需要12点数字量输入、30点数字量输出、7点模拟量输入和2点模拟量输出。
试问：（1）选用哪种主机最合适？（2）如何选择扩展模块？（3）请画出主机和各模块连接图。
（4）主机和各模块的地址如何分配？答：（1）选择S7-200 PLC的CPU226为主机，它可以扩展7个模块，自带输入/输出点为40点（DI24/DO16）。
（2）数字量扩展模块选择2个8点的EM222；模拟量扩展模块选择2个EM235（AI4/AO1）。
此时，系统中的数字量输入点为24>12，数字量输出点为32>30，模拟量输入通道为8>7，模拟量输出通道为2=2，点数可以满足系统控制的要求。
（3）（4）CPU226的编址：I0.0~I0.7，I1.0~I1.3；Q0.0~Q0.7，Q1.0~Q1.7；模块1 EM222的编址：Q2.0~Q2.7；模块2 EM222的编址：Q3.0~Q3.5；模块3 EM235的编址：AIW0，AIW2，AIW4，AIW6；AQW0；模块4 EM235的编址：AIW8，AIW10，AIW12；AQW2。
