實驗一基本邏輯指令程式設計實驗
一、 實驗目的：
1.熟悉s7-200 plc的組成，電路接線和開機步驟。
2.熟悉西門子step7 microwin32程式設計軟體的使用方法。
3.掌握基本邏輯指令ld、ldi、and、ani、or、ori的使用方法。
4.掌握定時器、計數器指令的使用方法及定時器、計數器波形的畫法和含義。。
5.掌握置位、復位及脈衝指令的使用方法。
6.學會用plc改造繼電器典型電路的方法。
7.學會用基本邏輯指令實現順控系統的程式設計。
8.學會plc程式除錯的基本步驟及方法。
二、 實驗裝置：
tkplc-2實驗台：主機掛件（西門子s7－200 plc）、基本邏輯指令實驗掛件、繼電器實驗掛件、電動機、pc機、連線導線
三、預習內容：
1.熟悉西門子step7 microwin32程式設計軟體的使用方法，請自學教材第6章的全部內容。
2.熟悉西門子s7 200 plc的基本位裝置：i、q、m、t、c的編址。
3.熟悉西門子基本邏輯指令與、或、輸出、定時器、計數器、置位、復位及脈衝指令的基本格式及使用方法。
4.熟悉典型繼電器電路的工作原理。
5.預習本次實驗內容，在理論上分析執行結果，預先寫出程式的除錯步驟。
四、實驗步驟：
1.了解s7－200 plc的組成，熟悉plc的電源，輸入訊號端i和公共端1m～4m，輸出訊號端q和公共端1l～5l；plc及pc機的序列通訊口、程式設計電纜的連線；plc上擴充套件單元插口的連線方法；run/stop開關及各類指示燈的作用等。
2.電源電路連線好後經指導教師檢查無誤，並將run/stop開關置於stop後，方可接入220v交流電源。
3.在pc機啟動西門子step7 microwin32程式設計軟體，新建工程，進入程式設計環境。
4.根據實驗內容，在step7 microwin32程式設計環境下輸入梯形圖程式，編譯後，**到plc中。
5.程式執行除錯並修改。
6.寫實驗報告。
五、實驗內容：
（一）必做實驗
1.走廊燈兩地控制程式
(1) 控制要求：
走廊燈兩地控制：樓上開關、樓下開關均能控制走廊燈的亮滅。
(2) 輸入/輸出訊號定義：
輸入：i0.0—樓上開關（非自複式開關） 輸出：q0.0—走廊燈
i0.1—樓下開關（非自複式開關）
(3) 參考程式（梯形圖），如圖1.1：
(4) 程式分析：
由於，故當i0.0和i0.1中任i0.0和i0.1中任一輸入點狀態變化時，均能影響到輸出點q0.0的狀態。
(5) 思考：
① 上機執行以上程式，寫出執行結果.
② 程式設計實現走廊燈三地控制：走廊東側開關、走廊中間開關、
走廊西側開關均能控制走廊燈的亮滅。
2. 電動機的點動＋連動程式
(1) 系統控制要求：
① 電動機的點動控制：按下點動啟動按鈕，電動機啟動執行；鬆開點動啟動按鈕，電動機停止執行。
② 電動機的連動控制：按下連動啟動按鈕，電動機啟動執行；鬆開連動啟動按鈕，電動機仍然繼續執行；只有當按下停止按鈕時，電動機才停止執行。
③ 保護：系統中有失壓、欠壓保護，過載保護。
④ plc的帶載能力有限，不可以直接驅動電動機，而是通過中間繼電器ka控制接觸器線圈再控制電動機，要求繪製plc的電氣原理圖。
(2) 輸入/輸出訊號定義：
輸入：i0.0—點動控制按鈕輸出：q0.0—電動機執行
i0.1—連動控制按鈕
i0.2—停車按鈕
i0.3—fr過載保護
(3) plc電氣原理圖繪製：
① 主電路：從電源到電動機的大電流電路，與繼電器電路相同，見圖1.2（a）。
② 控制電路：plc到接觸器線圈電路，取代繼電器電路中的控制電路，見圖1.2（b）。
(4) 參考程式（梯形圖）如圖1.3所示：
(5) 程式分析：
本例主要說明了plc
中輔助繼電器m的用途，
因為plc的工作原理與
繼電器控制系統的工作
原理不一樣，它沒有繼
電器控制系統中的先斷
後合的概念，故點動控
制與連動控制狀態必須
分別用m0.0、m0.1儲存，
m0.0、m0.1均能分別影
響到輸出點q0.0的狀態。
(6) 除錯執行：
① 在基本邏輯指令實驗掛件上模擬除錯，驗證程式的正確性
② 在將主機、繼電器實驗掛件、電動機、pc機連線在一起，除錯執行真實系統
(7) 思考：
① 上機執行以上程式，寫出執行結果
② 寫出以上程式的邏輯表示式
③ 說出模擬除錯與真實系統除錯時的優缺點
④ 電動機在連動、點動執行可不可以任意切換，若不可以，程式將怎樣改動
3.斷電延時脈衝控制程式
(1) 控制要求：
編制輸入/輸出訊號波形圖如下的程式。
輸入i0.0：
輸出q0.0s
要求用通電延時型定時器實現，定時器解析度為100ms
(2) 參考程式（梯形圖）如圖1.3：
(3) 程式分析：
當i0.0接通，m0.0.
0線圈接通並自鎖，同時t37線圈斷電； 當i0.0斷開，則t37線圈通電，t37開始延時，同時q0.0線圈通電；延時時間到後，t37常閉觸點斷開使得m0.
0.0、q0.0斷開。
(4) 思考：
用斷電延時型定時器實現
4. 汽車轉彎燈控制程式（較難題）
(1) 控制要求：
汽車駕駛台上有乙個轉換開關。當開關扳向左邊時，左燈閃亮（亮滅各一秒）；當開關扳向右邊時，右燈閃亮（亮滅各一秒）；當開關扳向中間時，關左、右燈。若司機忘了關燈，則過10秒鐘自動停止閃亮。
(2) 輸入/輸出訊號定義：
輸入：i0.0—開關打在中間輸出：q0.0—左燈
i0.1—開關打在左邊q0.1—右燈
i0.2—開關打在右邊
(3) 參考程式
（梯形圖）
如圖1.4：
(4) 程式分析：
當i0.1（或者i0.2）接通時，t37與t38構成一振盪器，t37的觸點波形為一週期為2秒，占空比為50％的方波，根據接通的觸點是i0.
1還是i0.2，控制q0.0（左燈）或q0.
1（右燈）閃光。
計數器c0對t38的上公升沿進行計數，當計數值為5時（時間為10秒），c0常閉觸點斷開，q0.0（或q0.1）不再閃光。
司機將i0.0接通後，c0被復位，可以進行下一次的計數工作。
(5) 思考：
① 分析上述程式，q0.0、q0.1會不會同時通電，為什麼？
② 畫出q0.0、q0.1的波形圖。
5.單按鈕單路啟/停（跟斗開關）輸出控制程式
(1) 控制要求：
用乙隻按鈕控制一盞燈，第一次按下時燈亮，第二次按下時燈滅，……，奇數次燈亮，偶數次燈滅。
(2) 輸入/輸出訊號定義：
輸入：i0.0—按鈕輸出：q0.0—燈
(3) 參考程式（梯形圖）如圖1.5：
(4) 程式分析:
a圖程式：i0.0上公升沿來到時，m0.
0產生乙個寬度為乙個時鐘週期的脈衝；如果此時q0.0斷開，則q0.0被接通；如果此時q0.
0接通，則q0.0被復位，實現程式的要求。
b圖程式：當i0.0上公升沿來到時，m0.
0產生乙個寬度為乙個時鐘週期的脈衝；如果此時q0.0斷開，則m0.1被置位；如果此時q0.
0斷開，則m0.1被復位（即將q0.0的狀態取反之後存放在m0.
1中），然後再將m0.1狀態通過q0.0輸出，實現程式的要求。
(5) 思考：
① 上機執行以上程式，分析執行結果，根據輸入訊號的波形畫出輸出訊號的波形圖。
輸入i0.0：
輸出m0.0：
輸出m0.1
輸出q0.0：
② 以上程式為幾分頻電路？在此基礎上，試程式設計實現乙個四分頻電路。
（二）選做實驗
1. 電動機正、反轉控制程式
(1) 控制要求：
電動機能正/反轉、停車；正/反轉可任意切換；有自鎖、互鎖環節
(2) 輸入/輸出訊號定義：
輸入：i0.0—正轉啟動按鈕輸出：q0.0—電動機正轉
i0.1—反轉啟動按鈕q0.1—電動機反轉
i0.2—停車按鈕
i0.3—fr過載保護
(3) plc電氣原理圖繪製
主電路：從電源到電動機的大電流電路，與繼電器電路相同見圖1.6（a）。
② 控制電路：plc到接觸器線圈電路，取代繼電器電路中的控制電路，在硬體圖上必須有互鎖環節，見圖1.6（b）。
(4) 參考程式（梯形圖）見圖1.7：
(5) 程式分析：
在反轉輸出q0.1、停止按鈕i0.2斷開的情況下，按下正轉輸入按鈕i0.
0，此時正轉輸出q0.0接通並自鎖，電機正轉。反轉的情況類似。
該程式可實現電動機的正－停－反控制。
(6) 除錯執行：
① 在基本邏輯指令實驗掛件上模擬除錯，驗證程式的正確性
② 在將主機、繼電器實驗掛件、電動機、pc機連線在一起，除錯執行真實系統
(7) 思考：
① 上機執行以上程式，寫出執行結果
② 寫出以上程式的邏輯表示式
③ 說出模擬除錯與真實系統除錯時的
優缺點。
2. 將繼電器控制系統改為
plc控制系統。
(1) 控制要求：
將圖1.8的繼電器控制
系統改為plc控制系統。
(2) 電路工作原理：
該電路是乙個順序啟動，順序停車的電路。啟動順序：電動機m0.1啟動→電動機m0.2啟動停車順序：電動機m0.2停車→電動機m0.1停車
① 電動機m1:
啟動：壓下啟動按鈕sb2→接觸器km1線圈通電，其常開觸點閉合→電動機m1執行，同時km1形成自鎖，為接觸器km2線圈通電做好準備。
停車：電動機m2沒有啟動，壓下停止按鈕sb1→接觸器km1線圈斷電，其常開觸點斷開→電動機m1停止執行，同時km1自鎖解除。
② 電動機m2:
啟動：電動機m1已啟動→壓下啟動按鈕sb4→接觸器km2線圈通電，其常開觸點閉合→電動機m2執行，同時km2形成自鎖。
停車：壓下停止按鈕sb3→接觸器km2線圈斷電，其常開觸點斷開→電動機m2停止執行，同時km2自鎖解除。
③ 保護環節：
電動機m1與m2均設有過載保護fr1、fr2，任意一台電動機過載，兩台電動機均停止執行。主電路上還設有短路保護。
(3) 輸入/輸出訊號定義：
輸入：i0.0—m0.1啟動按鈕sb2輸出：q0.0—電動機m0.1執行
i0.1—m0.1停車按鈕sb1q0.1—電動機m0.2執行
i0.2—m0.2啟動按鈕sb4
i0.3—m0.2停車按鈕sb3
i0.4—m0.1過載保護fr1
i0.5—m0.2過載保護fr2
(4) plc電氣原理圖繪製
主電路：從電源到電動機的大電流電路，與繼電器電路相同見圖1.8（a）。
控制電路：plc到中間繼電器ka到接觸器km線圈電路，取代繼電器電路中的控制電路，自行設計。
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