s7_200_plc实验报告

实验1 单容水箱液位调节阀控制

一、实验目的

了解液位控制的构成环节，调节阀的工作原理，熟悉上位机组态王的组态及通讯。通过实验，掌握PID参数整定。

二、实验要求

1.实验前需熟悉实验的设备装置以及管路构成。

2.熟悉仪表装置，如检测单元、控制单元、执行单元等。

3.以4:1标准衰减震荡作为指标，整定出最佳比例度、积分时间和微分时间。

三、实验设备及系统组成

1.实验设备

（1）水泵P102

（2）电动调节阀：工作电源24V AC，控制信号2—10VDC。

（3）液位传感器：量程为0—100%，输出信号4—20mA。

2.系统组成

单容下水箱液位PID控制流程图如图7.1所示。

图7.1 单容下水箱液位调节阀PID单回路控制

测点清单如表7.1所示。

水介质由泵P102从水箱V104中加压获得压力，经由调节阀FV101进入水箱V103，通过手阀QV-116回流至水箱V104而形成水循环；其中，水箱V103的液位由LT103测得，

用调节手阀QV-116的开启程度来模拟负载的大小。本例为定值自动调节系统，FV101为操纵变量，LT103为被控变量，采用PID调节来完成。

需要全打开的手阀：QV102、QV105

需要全关闭的手阀：QV103、QV104、QV107、QV109；

挡板开度：QV116 5mm。

四、控制器编程

1.创建新的项目

启动软件step7-V4.0，默认出现一个新项目窗口，选：文件＞另存为，写入你的项目名称。我们这里“单回路PID”为项目名称。

在这个项目里为了实现PID控制功能，使用了一个子程序，它只在PLC第一次运行时调用一次，它的作用是初始化；使用一个中断程序，它每0.1秒调用一次，它的作用是PID 计算，每0.1秒采集一次数据，进行一次计算，输出一次控制信息。

2．建立通信

在第这个阶段，将建立计算机与PLC的通信。在每次打开step7软件时都要通信，否则是离线状态。

在安装软件时己经设置过串口通信参数，但是有时系统安装了别的软件需要更改参数和重新设置，如图4.2.1所示：

图4.2.1 step7中设置通讯参数

设置通讯参数如以下图4.2.2到4.2.5所示。

图4.2.2 选择通讯方式

图4.2.3 安装通讯协议

图4.2.4 进入参数设置

图4.2.5 设置通讯参数

在设置好通信参数后就双击刷新按钮，进行硬件通讯，通讯成功，如图4.2.6所示。如果通讯失败，系统就会返回“与硬件通讯失败对话框”，此时就需返回参数设置页，检查通

讯参数设置，以及硬件连接是否正确等。

图4.2.6 硬件通讯成功

3.编辑代码

每打开一个项目，在程序编辑器里都会自动出现一个主程序，两个子程序（函数），一个中断程序，这三个程序就是整个程序的框架了。在建立好基本框架之后，下面进行变量和程序的编辑。

(1)变量名编辑

在操作栏中点击“符号块”，在符号表中编辑变量，如下图4.3.1所示

图4.3.1 编辑变量

变量名由自己定义，而变量的多少以及地址的选择需要依据程序来编辑。

(2)程序编辑

在操作栏中单击“程序块”，左边将会出现程序编辑器。在本实验中我们使用梯形图编

写程序，如下图4.3.2所示。

图4.3.2 程序编辑窗口

使用查看（View）> LAD（LAD）、FBD（FBD）或STL（STL）菜单命令更改编辑器类型，选中LAD梯形图编程语言。LAD共有三种不同的指令类型：触点、线圈和方框。

插入指令：在指令树中找到所需指令，将指令拖曳至所需的位置。

注释：光标会自动阻止您将指令放置在非法位置（例如，放置在网络标题或另一条指令的参数上）。在指令树中双击所需指令，也可以将其加入到光标所在的位置。

（3）编译项目

通过菜单中“编译”或“全部编译”命令，能产生可执行代码。

在输出窗口中会出现编译信息，如果出现错误，双击错误信息就会转到出错地方，进行修改。

（4）下装项目

编译没有错误后就可以下装到PLC。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。

（5）调试工程

向PLC 下载程序成功后，就可以利用“调试”工具栏的诊断功能。可点击工具栏按钮或从“调试”菜单列表选择项目，选择调试工具如图4.3.3所示。

图4.3.3 调试工具栏

状态表监控在表格中显示状态数据：每行指定一个要监视的PLC 数据。可以指定一个存储区地址、格式、当前值及新值。

趋势图显示用随时间而变的PLC 数据绘图跟踪状态数据：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。

要查看监控状态的连续更新，PLC 必须位于RUN（运行）模式。否则，您只能看到I/O 的变化。

单次读取（仅限状态表）如果您希望获得一次“快照”（对状态表中的所有数值更新一次），使用“单次读取”。

全部写入（仅限状态表）在完成对几行的“新值”列的改动后，可以使用“全部写入”，将所有需要的改动发送至PLC。

强制可以在执行程序状态监控时从程序编辑器和状态表强制地址。

取消强制

全部取消强制

（6）下载程序改动

当调试一部分代码段时，如果PLC 位于STOP（停止）模式，您可以编辑程序、下载程序、然后再次监控状态。您也可以在RUN（运行）模式中执行程序编辑而不必进入STOP （停止）模式，并向PLC 下载较小的改动。

五、操作步骤和调试

1.编写、调试PLC程序，联合调试。

2.在现场对象上，选择2#管路，打开手阀：QV102、QV105；关闭手阀：QV103、QV104、QV107、QV109；挡板开度：QV116拔起5mm。

3.在控制柜上，将IO面板的下水箱液位输出连接到AI0，IO面板的电动调节阀控制输入端连接到AO0。连线时注意正接正，负接负。