S7-300实验指导书(2013.06.24)

1 实验一 基本逻辑指令编程实验

一、实验目的：

1.熟悉S7-300 PLC的组成，电路接线和开机步骤。

2.熟悉西门子STEP 7编程软件的使用方法。

3.掌握基本逻辑指令的使用方法。

4.学会用基本逻辑指令实现顺控系统的编程。

5.学会PLC程序调试的基本步骤及方法。

6.学会用PLC改造继电器典型电路的方法。

二、实验设备：

PLC实验台：基本逻辑指令实验挂件、继电器实验挂件、电动机、PC机、连接导线

三、预习内容：

1.熟悉西门子STEP 7编程软件的使用方法，请详细阅读本书附录的全部内容。

2.熟悉西门子S7 300 PLC的基本位设备：I、Q、M。

3.熟悉西门子基本逻辑指令与、或、输出等的使用方法。

4.熟悉典型继电器电路的工作原理。

5.预习本次实验内容，在理论上分析运行结果，预先写出程序的调试步骤。

四、实验步骤：

1.了解S7－300 PLC的组成，熟悉PLC的电源，输入信号端I和公共端1M～4M，输出信号端Q和公共端1L～5L；PLC及PC机的串行通讯口、编程电缆的连接；PLC上扩展单元插口的连接方法；RUN/STOP开关及各类指示灯的作用等。

2.电源电路连接好后经指导教师检查无误，并将RUN/STOP开关置于STOP后，方可接入220V交流电源。

3.在PC机启动西门子STEP 7编程软件，新建工程，进入编程环境。

4.根据实验内容，在STEP 7编程环境下输入梯形图程序，转换后，下载到PLC中。

5.程序运行调试并修改。

6.写实验报告。

五、实验内容：

1.走廊灯两地控制程序（基础题）

(1) 控制要求：

走廊灯两地控制：楼上开关、楼下开关均能控制走廊灯的亮灭。

(2) 输入/输出信号定义：

输入：I0.0—楼上开关（非自复式开关） 输出：Q0.0—走廊灯

I0.1—楼下开关（非自复式开关）

(3) 参考程序（梯形图），如图1.1：

2

(4) 程序分析：

由于)1.00.0()1.00.0(0.0IIIIQ••，故当I0.0和I0.1中任I0.0和I0.1中任一输入点状态变化时，均能影响到输出点Q0.0的状态。

(5) 思考：

① 上机运行以上程序，写出运行结果.

② 编程实现走廊灯三地控制：走廊东侧开关、走廊中间开关、

走廊西侧开关均能控制走廊灯的亮灭。

2. 电动机的点动＋连动程序（基础题）

(1) 系统控制要求：

① 电动机的点动控制：按下点动启动按钮，电动机启动运行；松开点动启动按钮，电动机停止运行。

② 电动机的连动控制：按下连动启动按钮，电动机启动运行；松开连动启动按钮，电动机仍然继续运行；只有当按下停止按钮时，电动机才停止运行。

③ 保护：系统中，过载保护。

④ PLC的带载能力有限，不可以直接驱动电动机，而是通过中间继电器KA控制接触器线圈再控制电动机，要求绘制PLC的电气原理图。

(2) 输入/输出信号定义：

输入：I0.0—点动控制按钮 输出：Q4.0—电动机运行

I0.1—连动控制按钮

I0.2—停车按钮

I0.3—FR过载保护

(3) PLC电气原理图绘制：

① 主电路：从电源到电动机的大电流电路，与继电器电路相同，见图1.2（a）。

② 控制电路：PLC到中间继电器KA到接触器线圈电路，取代继电器电路中的控制电路，见图1.2（b）。

(4) 参考程序（梯形图）如图1.3所示：

(5) 程序分析：

本例主要说明了PLC中辅助继电器M的用途，因为PLC的工作原理与继电器控制系统的工作原理不一样，它没有继电器控制系统中的先断后合的概念，故点动控制与连动控制状态必须分别用M0.0、M0.1保存，M0.0、M0.1均能分别影响到输出点Q0.0的状态。 I0.0 I0.1 Q0.0

0 0

0 1

1 0

1 1 运行结果 图1.1 两地控制PLC程序

3

(6) 调试运行：

① 在基本逻辑指令实验挂件上模拟调试，验证程序的正确性

② 在将主机、继电器实验挂件、电动机、PC机连接在一起，调试运行真实系统

(7) 思考：

① 上机运行以上程序，写出运行结果

运行结果

I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 Q0.1

0 0 0 0

0 1 0 0

1 0 0 0

1 1 0 0

ⅹ ⅹ 1 1 图1.2 点动＋连动电路PLC电气原理图

图1.3 点动＋连动PLC程序

4 3. 电动机正、反转控制程序（基础题）

(1) 控制要求：

电动机能正/反转、停车；正/反转可任意切换；有自锁、互锁环节

(2) 输入/输出信号定义：

输入：I0.0—正转启动按钮 输出：Q0.0—电动机正转

I0.1—反转启动按钮 Q0.1—电动机反转

I0.2—停车按钮

I0.3—FR过载保护

(3) PLC电气原理图绘制

① 主电路：从电源到电动机的大电流电路，与继电器电路相同见图1.4（a）。

② 控制电路：PLC到中间继电器KA到接触器线圈电路，取代继电器电路中的控制电路，在硬件图上有互锁环节，见图1.4（b）。

(5) 程序分析：

在反转输出Q0.1、停止按钮I0.2断开的情况下，按下正转输入按钮I0.0，此时正转输出Q0.0接通并自锁，电机正转。反转的情况类似。该程序可实现电动机的正－停－反控制。

(6) 调试运行：

① 在基本逻辑指令实验挂件上模拟调试，验证程序的正确性

② 在将主机、继电器实验挂件、电动机、PC机连接在一起，调试运行真实系统 图1.4 正反转电路PLC电气原理图

5 (7) 思考：

① 上机运行以上程序，写出运行结果

六、实验报告

本次实验为学生第一次实验，实验类型主要为验证型实验，要求学生在实验过程中重点是熟悉编程环境、如何进行PLC外围接线、编写程序、下载程序、调试程序、观察结果、修改程序。

本次实验报告的内容主要是：

1. 实验目的：本次实验主要达到的要求及目的。

2. 实验设备：本次实验的主要设备。

3. 预习内容：预习本次实验内容后，写出理论分析程序运行结果及程序调试步骤。

4. 实验具体步骤：如何连接硬件、编写程序、下载程序、调试程序、观察结果、修改程序。

5. 实验程序上机验证：写出运行后得到的结果，并分析与预习中的结果是否相同，做思考题。

6. 心得体会：本次实验中遇到的问题、解决方法及收获。

I0.0 I0.1 I0.2 Q0.0 Q0.1

0 0 0 0 0

0 1 0 0 1

1 0 0 1 0

1 1 0 x x

ⅹ ⅹ 1 0

0 运行结果

6 实验二 定时器、计数器指令编程实验

一、实验目的：

1.熟悉西门子STEP 7编程软件的使用方法。

2.掌握定时器、计数器指令的使用方法。

3.学会用定时器、计数器指令实现顺控系统的编程。

4.掌握定时器、计数器波形的画法和含义。

5.学会用PLC改造典型继电器电路的方法。

二、实验设备：

PLC实验台：主机挂件（西门子S7－300 PLC）、基本逻辑指令实验挂件、PC机、连接导线

三、预习内容：

1.熟悉西门子STEP 7编程软件的使用方法。

2.熟悉西门子S7－300 PLC的基本位设备：I、Q、M、T、C。

3.熟悉时间继电器典型电路的工作原理。

4.预习本次实验内容，在理论上分析运行结果，预先写出程序的调试步骤。

四、实验步骤：

1.电路连接好后经指导教师检查无误，并将RUN/STOP开关置于STOP后，方可接入220V交流电源.

2.在PC机启动西门子STEP 7编程软件，新建工程，进入编程环境。

3.根据实验内容，在STEP 7编程环境下输入梯形图程序，转换后，下载到PLC中。

4.程序运行调试并修改。

5.写实验报告。

五、实验内容：

1. 断电延时脉冲控制程序（基础题）

(1) 控制要求：

编制输入/输出信号波形图如下的程序。

输入I0.0：

输出Q4.0： S

要求用通电延时型定时器实现。

(2) 参考程序（梯形图）如图2.1：

(3) 程序分析：

当I0.0接通，M0.0线圈接通并自锁，同时T1线圈断电； 当I0.0断开，则T1线圈通电，T1开始延时，同时Q4.0线圈通电；延时时间到后，T1常闭触点断开使得M0.0、Q4.0断开。 10S