TVTSH桌式LC训练装置实验指导书

PLC训练装置TVT-90DT实验指导书Users InstructionFor PLC training set TVT-90DT第一部分实验装备使用介绍1、TVT-90DTW编程控制器训练装置白基本配置及其结构 2、主要技术参数 3、三相电源模块的使用4、主机模块的使用5、输入输出模块的使用第三部分STEP 7编程软件的使用 1、系统要求 92、软件的安装3、软件的基本操作 4、软件的基本使用第四部分综合程序设计训练实验一、S7-200 PLC编程软件使用实验实验二抢答器程序设计实验实验三交通信号灯控制系统实验四、三相异步电动机调速实验（演示实验） 第一部分实验装备使用介绍一、TVT-90DT可编程控制器训练装置简介TVT-90DT可编程控制器训练装置由可编程序控制器主机、编程用计算机、电源模块、输入输出模块和 块模拟控制对象单元实验板组成。用实验连接导线将主机板上的有关部分与输入输出模块连接可完成指令系 统训练，用实验连接导线将主机板与模拟实验板有关部分连接可以完成程序设计训练，用连接导线将主机与 实际系统的部件连接可作为开发机使用，进行现场调试。1、TVT-90DT可编程控制器训练装置的基本配置及其结构主机(S7-200 CPU226 型 PLC)1个编程/监控用计算机1台三相电源模块1块输入输出模块1块实验单元板12块PC/PPI下载电缆1根实验台1张实验连接导线1套继电控制单元1套TVT-90DT可编程控制器训练装置基本结构如下图所示。TVT-90DTPLC训练装置结构图（结构图以合同为准，可按用户定制）2、主要技术参数主机主机采用德国西门子输入点数输入信号类型输出点数输出继电器允许电流主机电源S7-200型，其主要技术数据如下24开关量16（纯电阻负载）220V2A(250V3、三相电源模块的使用三相电源模块主要由断电器QF、控制开关SA、直流24V输出单元、交流 380V输出单元以及九孔插座等组成。其功能分布图如下所示:SADC24V 输出AC380V输出断路器QF九孔 插座主要功能：电源模块上装有24V直流稳压电源，供输入输出单元及实验单元板使用，同时输出交流380V电压，供系统主电路控制使用。电源具有短路保护功能，对于可能出现的误操作，均能确保主机的安全。对于西门子S7-200型主机上自带的24V直流电源请不要与此电源模块混用。如果出现短路现象，请及时切断电源及故障点，等待DV 24V区域的指示灯闪烁一次后再延迟5s秒后打开电源。操作步骤：使用时将小型断路器QF上合，合上开关 SA, DC 24V灯亮，即表示 DC 24V电源工作正常。电源模块上的三眼插座为 AC 220V电源，供计算机和 PLC主机使用，其他插线请勿插入！系统模块及PLC输入均使用DC 24V电源，严禁接入 AC 220V电源，以免损坏设备。S7300CPU用时的注意事项：使用实验连接线将 PLC的I/O 口与相关的实验模块锁孔相连，PLC的数字量输入输出部分的 1L+、2L+、3L+、4L+接电源板的DC+24V端，数字量输入输出部分的1M 2Ml 3M 4M与电源的DC0V端相连。严禁接错，以免发生短路！实验系统连接好后，将主机单元上接上交流220V,将电源模块 PS307上的开关拨到“ ON ,此时“ DC24的输出指示灯亮。4、主机模块的使用主机模块主要由 PLG接口单元板等组成。其功能分布如下图所示:1TT树牖和猴起舞好411为了实验操作方便，该模块将PLC所有输入输出端子都引到接口板上去，学生既可通过插接线完成线路的连接，也可通过实芯导线与继电器等元器件进行连接。当使用实验单元板时，根据系统设定的I/O分配表，用导线将 PLC的I/O 口与相关的实验模块锁孔相连。PLC的数字量输入部分的1M 2M接电源模块的 DC24输出端的“ +24V端”，数字量输出口部分的1L、2L与电源模块的 DC24输出端的“ 0V”端相连。为了保护PLC输入输出端口，在接口单元板上面加入了保护电路，防止由于过电流、过电压引起控制器端口的损坏下载程序时将 PLC右侧盖板打开，钮子开关下拨在“STOP位。西门子S7-200PLC接 口 单元 板运行程序时将 PLC右侧盖板打开，钮子开关上拨在“RUN位。5、输入输出模块的使用输入输出单元主要包括三大部分：DC电源输入区、输入部分和输出部分，由电压、电流表、电压源、电流源、数码显示区、拨码开关区、DC电源区、继电器区、钮子开关区、按钮开关区等组成。其分布示意图如下所示:DC电 源输入 区继电 器区钮子 开关区按钮 开关区b . QJ 停止。点击工具条中的下载按钮，或选择文件 下载。出现下载对话框。根据默认值，在第一次使用下载命令时，程序代码块、数据块和CPU配置（系统块）复选框被选择。如果不需要下载某一特定的块，可以清除该复选框。点击“确定，开始下载程序。如果下载成功，一个确认框会显示以下信息：下载成功。继续执行步骤。如果STEP7-Micro/WIN中所用的PLC类型的数值与实际使用的PLC不匹配，会显示以下警告信息：“为项目所选的PLC类型与远程PLC类型不匹配。继续下载吗”如果需要纠正PLC类型选项，选择否，终止下载程序。然后从菜单条选择“PLC- “类型，调出PLC类型对话框，从下拉列表方框选择纠正类型，或单击读取PLC按钮，由STEP7-Micro/WIN自动读取正确的数值，点击“确定，确认PLC类型，并清除对话框。点击工具条中的下载按钮，重新开始下载程序，或从菜单条中选择“文件”- “下载”。一旦下载成功，在PLC中运行程序之前，必须将PLC从STOP （停止）模式转换回 RUN （运行）模式。点击工具条中的“运行按钮，或选择“ PLC” - “运行”，转换回“ RUN（运行）”模式。2）上载程序如果用户需要上载原 PLC中的源程序，点击“上载”按钮，或是选择菜单命令“文件 （File ） 上载（Upload ）命令。同样也可以通过快捷键组合“Ctrl+U ”来完成。3）调试程序该系统的调试工具栏包括运行、停止、监控、强制输入输出等工具，分布如下图所示：4）监控程序“状态监控”是指显示程序在PLC中执行时的有关 PLC数据的当前值和能流状态的信息。用户可以使用状态表监控和程序状态监控窗口读取、写入和强制“PLC的数据值。在控制程序的执行过程中，PLC数据的动态改变可用三种不同方式查看：状态表监控、趋势图显示、程序状态监控。状态表监控：在一表格中显示状态数据，每行指定一个要监视的PLC数据。用户可以指定一个存储区地址、格式、当前值及新值（如果使用写入命令）。趋势图显示：用随时间而变的 PLC数据绘图跟踪状态数据：用户可以将现有的状态表在表格视图和趋势 视图之间切换；新的趋势数据亦可在趋势视图中直接生成。程序状态监控：在程序编辑器窗口中显示状态数据：当前PLC数据值会显示在引用该数据的STL语句或LAD/FBD图形旁边。LAD图形也显示能流，由此可看出哪个图形分支在活动中。操作方法：点击切换程序状态监控”按钮，或选择菜单命令调试（Debug）-程序状态（ProgramStatus ）,在程序编辑器窗口中显示PLC”数据状态。第四部分综合程序设计训练程序设计训练用本系统的主机和7块模拟实验板，培养学生利用PLC技术设计和开发控制装置的综合运用能力。这部分训练包括十个实验。每一实验中的实验内容中给出了控制要求和I/O分配表和程序清单，要求学员在实验前必须读懂这些程序，上机时练习输人和调试程序。编程练习中只给了控制要求，未给出程序清单。学员在掌握了实验内容给出的程序后，可根据编程练习 中的控制要求编写程序。经仔细推敲并修改后。实验一、S7-200 PLC编程软件使用实验利用TVT-90DT可编程控制器训练装置的主机箱和输入输出模块即可完成指令系统训练。指令系统训练侧 重于熟悉指令，运行简单程序，了解指令的特点及其功能，为编制综合应用程序打下基础。每次实验前，学员必须仔细阅读有关的指令部分，分析实验中可能得到的结果。在实验过程中，要认真 观察PLC的输入输出状态，以验证分析结果是否正确。一、实验目的1、加深对逻辑指令、模拟量输出指令、高速计数器指令的理解。2、进一步熟悉S7-200编程软件的使用方法。二、实验内容1、开关控制输出实验1）打开STEP7-Micro/WIN32编程软件，用菜单命令“文件+新建”，生成一个新的项目。用菜单命令“文件+打开”，可打开一个已有的项目。用菜单命令“文件另存为”可修改项目的名称。2）选择菜单命令 PLC谈型”，设置可编程序控制器的型号。可以使用对话框中的“通信”按钮，设置 与可编程序控制器通信的参数。3）用“检视”菜单可选择可编程序控制器的编程语言，选择菜单命令“工具选项”，点击窗口中的“通 用”标签，选择 SIMATIC指令集，还可以选择使用梯形图或STL（语句表）。4）输入图1-1所示的梯形图程序。图1-15）用“PLC菜单中的命令或按工具条中的“编译”或“全部编译”按钮来编译输入的程序。如果程序有错误，编译后在输出窗口显示与错误有关的信息。双击显示的某一条错误，程序编辑器中的 矩形光标将移到该错误所在的位置。必须改正程序中所有的错误，编译成功后，才能下载程序。6）设置通信参数。7）将编译好的程序下载到可编程序控制器之前，它应处于STOP工作方式。将可编程序控制器上的方式开关放在非STO暇置，单击工具栏的“停止”按钮，可进入STOP状态。单击工具栏的“下载”按钮，或选择菜单命令“文件+下载”，在下载对话框中选择下载程序块，单击“确认”按钮，开始下载。8）断开数字量输入板上的全部输入开关，输入侧的LED全部熄灭。下载成功后，单击工具栏的“运行”按钮，用户程序开始运行，“RUN LED亮。9）断电后，按图1-2接线，经老师检查后通电运行。拨动开关SB1、SB2,观察Q0.0和Q0.1对应的LED的状态。图1-22、模拟量输出实验输入图1-3所示的梯形图程序，编译成功后运行该程序。选择菜单命令“检视+STL”，可将梯形图转换为语句表。分别在梯形图和语句表方式用“程序状态”功能监视程序的运行情况。将EM235的模拟量输出点 V和M接电压表，观察 EM235模块输出电压随输入数字量的变化产生的变化。图1-33、高速计数实验1)要求利用高速计数器指令，对编码器反馈回来的A/B正交波进行计数。本实验中采用 1000线的编码器，该编码器60ms内的脉冲数在数值上等于电机转速( rpm/min )。编程求出每 60ms内的平均转速。使用高速计数器 0 (HSC。又t A/B正交波进行计数，输入点为I0.0和I0.1 o选择工作模式 9,即不带复位的A/B正交计数器模式。控制字节设置为#FC,则对HSC0的功能设置为：复位与启动输入信号都是高电位有效、1倍计数频率、计数方向为增计数、允许更新双字值和允许执行HSC指令。用时基来完成定时，即可知道单位时间内的脉冲个数，在经过一系列的计算就可以得知电机的转速。程序由一个主程序，两个子程序，一个中断程序组成。主程序如图1-5所示。图1-5主程序高速计数器初始化子程如图1-6图1-6子程序HC0_Init时基中断初始化子程序如图1-7所示。图 1-7 子程序 Timer_Init时基中断程序如图 1-8所示。图1-8时基中断程序接线图如图1-9.图1-4三、实验报告要求1、说明PLC由哪几部分组成输入电源为多少伏2、说明实验所用的 PLC的型号，输入为多少点输出为多少点3、模拟量输出如何进行标度变换4、阐述PLC高速计数器的工作原理。实验二抢答器程序设计实验一、实验目的：(1)熟悉PLC逻辑指令。(2)编制简单的梯形图程序。(3)进一步掌握编程软件的使用方法和调试程序的方法。二、实验内容(1)简单的抢答显示程序的调试。参加智力竞赛的 A、B、C三人的桌上各有一只抢答按钮，分别为 SBl、SB2和SB3,用3盏货T Ll L3显示 他们的抢答信号。当主持人接通抢答允许开关SA1后抢答开始，最先按下按钮的抢答者对应的灯亮，与此同时，应禁止另外两个抢答者的灯亮，指示灯在主持人按下复位开关SA2后熄灭。与各外部输入、输出原件对应的PLC输入、输出端子号如表 A-1所列。表A-1输入装置端子号输出装置端子号按钮SB1I0.1灯L1Q0.1按钮SB1I0.2灯L2Q0.2按钮SB1I0.3灯L3Q0.3开关SA1I0.0主持人灯L0Q0.0复位开关SA2I0.4接线图(参考)将程序写入 PLC,检查无误后运行改程序。调试程序时应该逐项检查以下要求是否满足：1) SA1没有接通时，各按钮是否能使对应的灯亮。2) SA2接通时，按某一个按钮是否能使对应的灯亮。3)某一盏灯亮后，另外两个抢答者的灯是否还能被点亮。4)断开开关SA2能否使已亮的灯熄灭。如果某一项要求没有达到，应检查和修改程序，直到完全满足要求为止。(2)复杂的抢答显示程序的设计。抢答者分为三组：儿童组2人(分开坐)，他们控制按钮 SA0和SA1,其中任何一个被按下，灯HL1都亮;学生组一人，用按钮 SA2控制灯HL2;教授组2人(分开坐)，当他们同时按下按钮SA3和SA4时灯HL3才亮。主持人按下复位按钮 SB0,亮的灯熄灭。主持人接通开关SA6后，在10s内如果参赛者按下按钮，电磁开关接通，使彩球摇动；SA6断开后停止摇动。与输入、输出对应的元器件地址如表A-2所列。表A-2输入装置元件号输出装置元件号按钮SA0I0.0灯HL1Q0.0按钮SA1I0.1灯HL2Q0.1按钮SA2I0.2灯HL3Q0.2按钮SA3I0.3电磁开关Q0.3按钮SA4I0.4按钮SB0I0.5开关SA6I0.6实验报告要求整理出运行调试后的抢答显示梯形图程序，写出该程序的调试步骤和观察结果。实验三交通信号灯控制系统一、实验目的(1)进一步熟悉PLC的指令系统，重点是功能图的编写、定时器和计数器的应用。(2)熟悉时序控制程序的设计和调试方法。二、系统组成该系统由模拟十字路口交通灯的控制系统而设计制作，主要由2个红火T、2个绿灯、2个黄灯以及用于显示路口等待时间的八段码显示屏所组成。其面板结构示意图如下所示：三、控制要求(1)接通自动运行开关，东西向红绿黄灯的控制如下：东西绿灯亮8s后闪4s灭；黄灯亮4s灭；红灯亮16s,依此循环对应南北向的红绿黄灯的控制如下：南北向的红灯亮16s,接着绿灯亮8s后闪4s灭；黄灯亮4s后，依此循环。(2)接通检修开关，自动运行停止。分别接通开关SA0, SA1, SA2, SA3, SA4, SA5,交通灯被依次点亮。其自动运行的时序图如下所示：自动运行东西向绿灯东西向黄灯东西向红灯南北向红灯南北向绿灯南北向黄灯四、系统输入输出分配使用“输入输出单元”模块，接入启动开关与手动开关，注意开关的公共端“C”应接直流电源极。输入接口输出接口PLC端外接端口注释PLC端面板接口注释I0.6SA6自动运行Q0.0东西红控制灯东西红亮I0.7SA7检修Q0.1东西黄控制灯东西黄亮I0.0SA0检修东西向红灯Q0.2东西绿控制灯东西绿亮I0.1SA1检修东西向黄灯Q0.3南北红控制灯南北红凫I0.2SA2检修东西向绿灯Q0.4南北黄控制灯南北黄亮I0.3SA3检修南北向红灯Q0.5南北绿控制灯南北绿凫I0.4SA4检修南北向黄灯I0.5SA5检修南北向绿灯由于“输入输出单元”模块输出点只有4个，用fameview组态软件读取 PLC输出点状态到电脑上,fameview界面如下：PLC输出点与界面上交通灯一一对应。五、实验步骤1、将24V电源引入“ PLC单元”模块与“输入输出单元”模块。2、接入输入按钮与开关，经指导老师检查无误后，进行通电实验。3、按实验要求编写并下载 PLC程序，并关闭STEP现程软件4、打开fameview软件，运行监控界面程序。5、接通自动运行开关，观察电脑监控界面上交通灯运行情况。如不符合实验要求，返回第重新编写PLC程序直至满足控制要求。6、接通检修开关，检测交通灯是否能被对应输入点亮，观察电脑监控界面上交通灯运行情 况。如不符合实验要求，返回第2步重新编写PLC程序直至满足控制要求。六、实验报告要求整理出调试好的控制交通信号灯的梯形图程序和语句表程序，并写出调试结果。实验四、三相异步电动机调速实验（演示实验）一、实验目的：1、掌握由变频器控制的三相异步电机正反转控制线路的安装和调试。2、掌握变频器的面板设置以及面板操作、外控操作等运行方式。3、了解三相异步电机正反转原理和控制中应注意的问题。4、了解用触摸屏、PLG变频器、电机搭建的电机调速系统。二、实验原理：改变三相异步电动机正反转，只须在主回路U、V、W三相电源中任意调换两相的相序就可以改变电动机的转动方向。由变频器外控操作控制电机时，有面板操作、外控操作、通信操作三种运行方式，通过变频器参数P003可以选择运行方式。本实验选择外控操作方式。将 P003设置为4即可选择带面板复位功能的外控操作方 式。控制电路端子连接图如图1所示.图1变频器参数P004为频率设定信号参数，将其设置为4即选择外控操作，从端子 No.14, 15（14 :15:一）输入010V （电压信号）。具体使用情况参见变频器说明书。本实验采用触摸屏作为上位机。触摸屏界面如图2.图2触摸屏的启动键、停止键、正转键、反转键以及控制面板上的点动开关SB0、SB1、 SB2、SB3配合控制PLC的数字量输出点 Q0.0、Q0.1,以控制电机的启停和正反转，实现触摸屏和实际电气开关对电机的 双重控制。要求通过在转速设置框（ VD12）中输入电机转速来控制电机转速。同时从电机实际转速框（ VD4） 中可以读出电机的实际转速。电器原理如图4所示。图4该实验中采用触摸屏作为上位机，读写PLC中的数据，实现人机对话。PLC的数字量输出点 Q0.0, Q0.1分别接输入输出模块上的继电器KM1 , KM2。通过运行PLC程序实现对变频器上F、R点与公共点之间的通断控制，就达到控制电机启停、正反转的目的。通过触摸屏还可将被 控电机目标车速写入 PLC的变量存储区 VD12 ,并读出电机实际转速（ VD4）。PLC将目标转速经过标度变换后从EM235模拟量输出点（M、V）输出相对应的模拟电压，送入变频器的14、15端口，控制电机转速。EM235是最常用的模拟量扩展模块，具有 4路模拟量输入和1路模拟量输出功能。EM235的常用模拟量输出技术参数见表1:表1模拟量输出特性模拟量输出点数1信号范围电压输出 土 10V电流输出020mA数据字格式电压-32000 +32000电流 0-32000分辨率电压12位电流11位EM235输入数据字格式图3给出了 12位数据值在 CPU的模拟量输出字中的位置：图3数字量到模拟量转换器(DAC)的12位读数在其输出格式中是左端对齐的，最高有效位是符号位， 表示正值。光电旋转编码器将与电机实际转速相对应的A/B正交波形送入PLC PLC用高速计数器对其计数算出电机实际转速和方向。电机外观图和光电编码器使用说明书分别如图5、图6所示.变频器外观图见图 7.图5图6图7三、实验内容和方法：1、三相异步电动机正、反转控制线路原理图如图3所示。2、检查各电器元件的质量情况，了解其使用方法、结构及工作原理。3、按图1电路原理图接线，经指导老师检查无误后，可进行通电实验。4、设置变频器为外控操作方式，并将其频率设为外部输入。4、在转速设置框输入转速(01500r/min )。5、按下“启/停键”启动电机运转。观察电机实际转速与设置转速之间的偏差。6、待电机稳定之后再次按下“启/停键”，观察电机的启动和停车情况。7、按下“正/反转键”观察电机的正转和反转情况。四、实验元件：1、触摸屏1台2、西门子S7-200PLC1 台3、变频器1台4、光电编码器1 个5、三相电机1台6、导线、接线端子若1五、PLC的I/O分配表在耳J 丁 P符号功能描述1I0.0编码器A相脉冲2I0.1编码器B相脉冲3I0.2启动按钮4I0.3停止按钮5I0.4正转按钮6I0.5反转按钮7VD4电机实际转速8VD12电机设置转速9Q0.0电机启/停输出信号10Q0.1电机正/反转输出信号11M0.0输入转速超过上限报警12M0.2触摸屏启动按钮13M0.3触摸屏停止按钮14M0.4触摸屏正转按钮15M0.5触摸屏反转按钮六、实验报告1、说明三相异步电动机正、反转电气控制过程。2、观察电机实际转速和设置转速之间的偏差，提出减少偏差的办法。3、该电路中都采用了哪些保护措施 ？并分析保护措施原理。