计算机控制系统实验报告

第一部分

一、 实验日期：2012/04/17

实验时间：09:50

小组成员：汪坚，王奎

二、 实验目的：

1、 了解现代工业过程中的自动配料控制、水塔水位控制和生活生产中的电梯控制原理及过程。

2、 熟悉PLC实验装置，S7-200系列编程控制器及其外部接线方法。

3、 了解编程软件STEP7的编程环境及其使用方法，并掌握简单控制过程的PLC梯形图编程方法。

三、 实验装置：

1、 SIEMEN SS7-200 PLC的S21挂箱

2、 SIEMEN SS7-200 PLC的S27挂箱

3、 SIEMEN SS7-200 PLC的S23挂箱

四、 实验内容与要求：(写出每个必做实验的具体实验内容和主要实验要求)

1、 必做：

(1) 基本指令编程练习实验：

1. 在S21 S7-200模拟实验挂箱(一)上完成与或非逻辑功能实验

2. 在S21 S7-200模拟实验挂箱(一)上完成定时器/计数器功能实验

(2) 自动配料系统实验

在S21 S7-200模拟实验挂箱(一)中完成自动配料系统模拟实验。

控制实验要求：系统启动后，配料装置能自动识别货车到位情况和能够自动对货车进行配料，当车装满时，配料系统能自动关闭。

(3) 三层电梯控制系统实验

在S27 S7-200模拟实验挂箱(七)完成三层电梯控制系统实验；

控制要求：电梯由安装在各楼层厅门口的上升和下降呼叫按钮进行呼叫操纵，其操纵内容为电梯运行方向。电梯轿厢内设有楼层内选按钮S1～S3，用以选择需停靠的楼层。L1为一层指示、L2为二层指示、L3为三层指示，SQ1～SQ3为到位行程开关。电梯上升途中只响应上升呼叫，下降途中只响应下降呼叫，任何反方向的呼叫均无效。例如，电梯停在一层，在二层轿厢外呼叫时，必须按二层上升呼叫按钮，电梯才响应呼叫(从一层运行到二层)，按二层下降呼叫按钮无效；反之，若电梯停在三层，在二层轿厢外呼叫时，必须按二层下降呼叫按钮，电梯才响应呼叫(从三层运行到二层)，按二层上升呼叫按钮无效，依此类推。

五、 实验步骤：(写出每个必做实验的具体实验步骤)

1、 基本指令编程练习实验

实验步骤：梯形图中的I0.1、I0.3分别对应控制实验单元输入开关I0.1、I0.3。

通过专用PC/PPI电缆连接计算机与PLC主机。打开编程软件STEP7，逐条输入程序，检查无误后，将所编程序下载到主机内,并将可编程控制器主机上的STOP/RUN开关拨到RUN位置，运行指示灯点亮，表明程序开始运行，有关的指示灯将显示运行结果。

拨动输入开关I0.1、I0.3，观察输出指示灯.Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4是否符合与、或、非逻辑的正确结果。

2、 自动配料系统实验

实验步骤：如下表连接电路图。

面板

SB1

SB2

S1

SQ1

SQ2

D1

D2

D3

PLC

I0.0

I0.1

I0.2

I0.3

I0.4

Q0.0

Q0.1

Q0.2

面板

D4

L1

L2

M1

M2

M3

M4

PLC

Q0.3

Q0.4

Q0.5

Q0.6

Q0.7

Q1.0

Q1.1

红灯L2灭，绿灯L1亮，表明允许汽车开进装料。料斗出料口D2关闭，若料位传感器S1置为OFF(料斗中的物料不满)，进料阀开启进料(D4亮)。当S1置为ON(料斗中的物料已满)，则停止进料(D4灭)。电动机M1、M2、M3和M4均为OFF。

(1) 装车控制

装车过程中，当汽车开进装车位置时，限位开关SQ1置为ON，红灯信号灯L2亮，绿灯L1灭；同时启动电机M4，经过2S后，再启动启动M3，再经2S后启动M2，再经过2S最后启动M1，再经过2S后才打开出料阀(D2亮)，物料经料斗出料。

当车装满时，限位开关SQ2为ON，料斗关闭，2S后M1停止，M2在M

1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，M4在M3停止2S后最后停止。同时红灯L2灭，绿灯L1亮，表明汽车可以开走。

(3)停机控制

按下停止按钮SB2，自动配料装车的整个系统终止运行。

3、 三层电梯控制系统实验

实验步骤：输入输出接线图：

(一)输入：

序号

名 称

输入点

序号

名 称

输出点

0

三层内选按钮S3

I0.0

5

一层上呼按钮U1

I0.5

1

二层内选按钮S2

I0.1

6

二层上呼按钮U2

I0.6

2

一层内选按钮S1

I0.2

7

一层行程开关SQ1

I0.7

3

三层下呼按钮D3

I0.3

8

二层行程开关SQ2

I1.0

4

二层下呼按钮D2

I0.4

9

三层行程开关SQ3

I1.1

(二)输出：

序号

名 称

输入点

序号

名 称

输出点

0

三层指示L3

Q0.0

5

一层内选指示SL1

Q0.5

1

二层指示L2

Q0.1

6

一层上呼指示UP1

Q0.6

2

一层指示L1

Q0.2

7

二层上呼指示UP2

Q0.7

3

三层内选指示SL3

Q0.3

8

二层下呼指示DN2

Q1.0

4

二层内选指示SL2

Q0.4

9

三层下呼指示DN3

Q1.1

六、 实验结果分析与思考

1.在基本指令编程实验中，画出用I0.1和I0.3实现异或逻辑运算的梯形图。

答I0.1

IO.1

IO.3

IO.3

(QO.3)

2.分析自动配料系统实验梯形图程序中每个网络模块的含义和作用。

答：网络1:

初始状态

红灯L2灭，绿灯L1亮，表明允许汽车开进装料。料斗出料口D2关闭，若料位传感器S1置为OFF(料斗中的物料不满)，进料阀开启进料(D4亮)。当S1置为ON(料斗中的物料已满)，则停止进料(D4灭)。电动机M1、M2、M3和M4均为OFF。

网络2：

装车控制

装车过程中，当汽车开进装车位置时，限位开关SQ1置为ON，红灯信号灯L2亮，绿灯L1灭；同时启动电机M4，经过2S后，再启动启动M3，再经2S后启动M2，再经过2S最后启动M1，再经过2S后才打开出料阀(D2亮)，物料经料斗出料。

当车装满时，限位开关SQ2为ON，料斗关闭，2S后M1停止，M2在M1停止2S后停止，M3在M2停止2S后停止，M4在M3停止2S后最后停止。同时红灯L2灭，绿灯L1亮，表明汽车可以开走。

网络3：

停机控制

按下停止按钮SB2，自动配料装车的整个系统终止运行。

网络4,5,6,7,8,9：

故障处理

当M1故障停止，先停M2，再停M3，再停M4

当M2故障停止，先停M1，再停M3，再停M4

当M3故障停止，先停M1，再停M2，再停M4

当M4故障停止，先停M1，再停M2，再停M3

当M4停止后，红灯L2亮，不允许汽车装料

3.结合实验过程，简述电梯控制系统的原理和工作过程。

答：

1)电梯停在1层或2层时，按3F(3层呼叫，或在电梯内按3层)，则电梯上升至3层停，3F指示灯亮。

2)电梯停在3层或2层时，按1F(1层呼叫，或在电梯内按1层)则电梯下降至1层停，1F指示灯亮。

3)电梯停在1层时，按2F(2层呼叫，或在电梯内按2层)，则电梯上升至2层停，2F指示灯亮。

4)电梯停在3层时，按2F(2层呼叫，或在电梯内按2层)，则电梯下降至2层停，2F指示灯亮。

5)电梯停在1层，2F、3F均有呼叫时，则电梯上升至2F暂停，门开3秒后继续上升至3F停。

6)电梯停在3层，1F、2F均有呼叫时，则电梯下降至2F暂停，门开3秒后继续下降至1F停。

7)电梯上升或下降过程中上行或下行指示灯闪烁。

8)电梯停于某一层，相应的呼叫指示灯灭，同时上行或下行指示灯亮5秒。

9)当电梯在上升、下降途中，任何反方向的按钮均无效。

10)电梯平层停止由各层位置开关控制。

七、 结合实验过程，谈谈对PLC控制器的认识和实验体会。

此次实验是设计一个三层的电梯PLC控制系统，而且能够演示呼叫，停止，开关电梯门等三层电梯的基本控制功能。经过这次实训，我感受最深的，还有以下几点：

实验是对每个人综合能力的检验。要想做好任何事，除了自己平时要有一定的功底外，我们还需要一定的实践动手能力，操作能力。

再次，“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行！”在短暂的实习过程中，让我深深的感觉到自己在实际运用中的专业知识的匮乏，刚开始的一段时间里，对一些工作感到无从下手，茫然不知所措，这让我感到非常的难过。在学校总以为自己学的不错，一旦接触到实际，才发现自己知道的是多么少，这时才真正领悟到“学无止境”的含义。这也许是我一个人的感觉。

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