PLC及触摸屏组态控制技术第二部分
可编程控制器PLC实验、实训教学大纲
《PLC应用与组态设计实验、实训》课程教学大纲一、课程基本信息二、课程教学目标本实验、实训任务是《PLC应用与组态设计》课程教学中的实验、实训教学环节，使学生进一步丰富感性认识，加深了解PLC的基本结构、工作原理、编程技能等；掌握PLC应用与组态设计的专业技能；牢固树立电气工程及其自动化工程观念，提高分析电气工程及其自动化工程问题的综合能力。
三、教学学时分配四、教学内容和教学要求实验一 PLC认知-电机正反转模拟实验（4学时）（一）实验的目的和要求通过实验了解PLC软硬件结构及系统组成，掌握PLC外围直流控制及负载线路的接法及上位计算机与PLC通信参数的设置，初识PLC语句表、梯形图语言。
（二）实验内容或原理实验基于天煌教仪THPFSL-1/2型可编程控制器技能实训装置（三菱）-电机正反转模拟实验1. 认知三菱FX系列PLC的硬件结构，详细记录其各硬件部件的结构及作用；2. 打开编程软件，用语句表或梯形图语言编写基本的与、或、非程序段，并下载至PLC中；3.正确完成PLC端子与电机正反转模块等的连接操作；4. 验证并监控系统能否正常运行；（三）实验报告1.详细描述FX系列PLC的硬件结构；2，总结出上位计算机与FX系列PLC通信参数的设置方法；3. 用语句表和梯形图语言编写本次实验程序；4. 画出PLC接线图。
实验二PLC编程元件-四节传送带控制实验（4学时）（一）实验的目的和要求通过实验了解工程传送带控制要点，掌握FX系列PLC编程元件：输入继电器、输出继电器、辅助继电器、定时器的使用及编程技能；掌握四节传送带控制系统的接线、调试、操作。
（二）实验内容或原理实验基于天煌教仪THPFSL-1/2型可编程控制器技能实训装置（三菱）--四节传送带控制实验1.掌握FX系列PLC编程元件：输入继电器、输出继电器、辅助继电器、定时器的使用及编程；2. 打开编程软件，用FX系列PLC编程元件编写程序段，并下载至PLC中；3. 正确完成PLC端子与四节传送带控制系统模块的接线、调试、操作；4. 验证并监控系统能否正常运行；（三）实验报告1.详细描述四节传送带控制要求；2，画出PLC I\O配置表、PLC接线图3. 用PLC编程元件编写本次实验程序；4. 描述调试过程；5. 总结定时器指令的使用方法及注意事项。
S7—200系列PLC基本知识
计算机
工业软件
CPU 主机
EM1
EM2
扩展
扩展
模块
模块Βιβλιοθήκη EMn 扩展 模块TD200 文本 显示器
T P系列
触摸屏
通信
其他
及网络设备
设备
系统基本构成
系统基本构成 1. 硬件 （1）基本单元 （2）扩展单元 （3）特殊功能模块 （4）相关设备 2. 工业软件 工业软件是为更好地管理和使用这些设备而开发 的与之相配套的程序、文档及其规则的总和，它主要 由标准工具、工程工具、运行软件和人机接口等几大 类构成。
输入 1
CPU 扫描周 n 输入刷新
允许脉冲捕捉
输入 2
允许脉冲捕捉
输入 3
允许脉冲捕捉
CPU 扫描周期 n+1 输入刷新
图2.7 脉冲捕捉波形图
表2.7 22X主机主要技术指标
返回本节
2.2.5 主机性能指标
S7-200 22X各主机的主要技术性能指标如下表 2.7所示。
2.3 S7-200的内部资源
第二章 S7-200可编程序控制器
2.1 PLC发展概述 2.2 S7-200 PLC系统组成 2.3 S7-200的内部资源 2.4 编址方式 2.5 可编程序控制器的指令系统 2.6 可编程序控制器的程序结构 2.7 PLC的几个特性
本章学习目的
本章以西门子公司生产的S7-200系列 小型可编程序控制器为例，介绍具体型号 的PLC，内容包括：
系统基本构成 主机结构 扫描周期及工作方式 输入输出扩展 主机性能指标
从CPU模块的功能来看，SIMATIC S7-200系列 小型可编程序控制器发展至今，大致经历了两代：
第一代产品其CPU模块为CPU 21X，主机都可 进行扩展，它具有四种不同结构配置的CPU单元： CPU 212，CPU 214，CPU 215和CPU 216，对第一 代PLC产品不再作具体介绍。
《触摸屏与组态技术》课程标准
《触摸屏与组态技术》课程标准制定人：唐明涛审核人：核准时间：2019.09.25一、课程定位1.课程名称：触摸屏与组态技术2.修订版本：2019级第一版3.教学对象：机电工程系所有专业、二年级4.学时学分：学时：60 学分：45.课程性质本课程为电气自动化技术专业学生的专业课程。
本课程旨在培养学生计算机监控组态软件的基本应用能力、培养学生应用计算机组态监控终端对自动化生产过程中数据实时监管能力、组态软件与工作设备接口的调试能力、系统组态的通信链路调试能力。
6.先修课程和后续课程先修课程：《大学信息技术基础》《C语言程序设计》《传感器与检测技术》《PLC与变频器应用技术》后续课程：《自动化生产线安装调试》《轧钢过程自动化控制》7.参考教材《计算机控制技术项目教程》第一版机械工业出版社李江全《组态控制技术及应用》第一版清华大学出版社李宁《触摸屏组态控制技术》第一版电子工业出版社李庆海8.课程开设依据本课程为电气自动化技术专业学生的专业核心。
旨在培养学生应用计算机组态监控终端对自动化生产过程中数据实时监管能力、控制系统的管理维护能力，为学生今后从事自动化设备产线运行维护工作打下坚实的基础，符合本专业学生未来发展需要。
二、教学目标（一）知识目标1.组态控制系统的整体认识能力：通过安装与使用计算机控制系统组态软件，使学生掌握计算机控制技术标准、组成、结构、传输介质的能力，能够进行计算机控制系统的对全程自动化生产的实时管控与障碍报修处理能力。
2.触摸屏和组态控制终端的基本应用能力：编辑HMI界面实现人机交互的功能；通过组态软件的编译流程以及VB面向对象控制编程语言编译累加器，使学生针对用户所需求的分析能力，能够正确应对生产对象进行全过程实时监管，对突发隐情及时处理能力。
3.组态监控系统的测试验收能力：通过组态软件连接PC与PC之间通信，使学生掌握对数据传输通道、对象临检参数进行测试，对自动化生产线计算机监控系统进行验收的能力。
《可编程控制器技术应用》课程标准
《可编程控制器技术应用》课程标准一、课程基本信息课程名称：《可编程控制器技术应用》课程学时：144开课时段：第三学年（第6学期）适用专业：适用六年制工业机器人应用与维护专授课对象：工业机器人应用与维护专业学生二、制订课程标准的依据本标准依据工业机器人应用与维护专业教学标准中的人才培养规格要求和对《可编程控制器应用技术》课程教学目标要求，对接工业机器人应用与维护专业服务的职业岗位群职业能力和相关技能标准而制订。
用于指导《可编程控制器应用技术》课程建设与课程教学。
三、课程性质与任务《可编程控制器应用技术》是工业机器人应用与维护专业的专业基础课程，是工业机器人系统安装调试与维护保养和工业机器人诊断与排查岗位必备的知识和技能，通过本课程的学习，使学生了解工业自动化控制设备，掌握可编程序控制器的应用技术。
能根据工业机器人装调要求对电气设备实现控制。
为学生后续课程学习奠定技术能力基础。
本课程实践性较强，学习时应注意理论联系实际，培养实际应用能力，是集专业理论与技能训练于一体的专业核心课程，学生通过学习，掌握可编程序控制器技术技能，学会运用相关知识分析问题和解决问题，具有一定的创新思维能力、科学的工作方法和良好的职业道德意识，为职业能力发展奠定良好的基础。
四、本课程与其它课程的关系五、课程目标与要求通过本课程的学习和训练，使学生具备以下知识-能力-素质：1.系统掌握三菱可编程序控制器应用技术专业知识。
2.具备使用梯形图、流程图编写控制程序的能力，具备识别、检测可编程控制器故障诊断和排查的能力，具备触摸屏调速控制能力，掌握变频器调速控制方法。
3.养成诚信、敬业、科学、严谨的工作态度和较强的法律法规、安全、质量、效率、保密及环保意识，具有良好的职业道德素质。
4.培养自学能力、工具应用（如资料检索等）能力、技术文件写作表达能力、沟通与团队协作能力等方法能力与社会能力，具备较强的工作能力、知识迁移应用能力，具有终身学习的精神和和可持续发展能力。
《三菱FX5U可编程控制器与触摸屏技术》课件—2.4 步进电机转速监控
实际转速显示框的设置
“种类”设置为“数值显示”，数据类型设置为有符号BIN16，字体设为 “12点阵高质量黑体”，尺寸设为4*6，显示格式设为“实数”，整数位3位，小 数位1位。
五、PLC编程指令及样例程序
本任务中PLC发出脉冲信号驱动步进电动机转动，编码器输出脉冲信号送 入PLC监控实际转速。因此，需要进行输出脉冲和高速计数输入采样。
1)输出电流的设定。步进电动机驱动器输出电流的设定以略大于步进电动机的 工作电流为准。42BYGH107 步进电动机的工作电流为0.4A，驱动器输出选择 0.5A档位,使用螺钉旋具将图所示箭头指向0.5档。
2)细分脉冲数的设定。拨码开关来控制，对应细分脉冲数见表，在本任务中设 定为D3 ON、D4 OFF，细分数为3200，如图所示。
设定转速输入框的设置
在软元件属性界面上设置如图2-14，2-15所示，“种类”设置为“数值输入”，数据类型 设置为有符号BIN16，字体设为“12点阵高质量黑体”，尺寸设为4*6，显示格式设为“实数”， 整数位3。小数位1位。在样式中选择图形，是否闪烁，数值颜色设为黄色。
“基本设置” 中的输入范围，根据实际情况设为5~20，低于5时步进电机转矩不足无法转动。
四、组态画面设计
1、新建工程：根据工程新建步进电动机转速监控文件。 2、文本输入：完成步进电机转速监控、正转指示、反转指示、设定频率、实 际频率文本输入。 3、按钮设置：完成正转按钮、反转按钮设置 4、指示灯设置：完成正转指示灯、反转指示灯设置 5、设定转速输入框的设置 6、实际转速显示框的设置 7、工程下载：将触摸屏界面下载到三菱触摸屏中。
毕业设计西门子plc变频器触摸屏的综合研究
中文摘要摘要在PLC控制系统中应用现场总线技术实现PLC与现场设备、客户端、服务器间实时通信，达到分散优化综合控制是工业控制领域的热门问题。
综合控制系统设计的优良直接影响着工业生产的经济性。
深入研究应用PLC及现场总线控制技术会为我国在工业自动化领域的进一步发展做出有益贡献。
工控行业领军企业的西门子的PROFIBUS与SIMATIC系列PLC控制系统提供了完善的软硬件支持和系统的解决方案。
这样缩短了工控系统的开发周期，扩展了设备间的通信能力，优化了软件设计，增强了系统兼容性。
因此从理论上研究PROFIBUS现场总线以及深入探讨西门子SIMATIC系列PLC能够拉近我国工业自动化与外国的差距，提升我国自动化产业的竞争力。
本文从分析PROFIBUS现场总线技术入手，研究PROFIBUS-DP协议及其报文结构，阐述SIMATIC S7-300系列PLC中PROFIBUS总线的应用。
用PLC取代原有继电控制系统，完成了硬件选型，程序块定义及梯形图程序编辑及仿真调试、下载，实现了对电机调速系统监控的设计。
这一研究的目的在于实现基于PROFIBUS现场总线的Siemens PLC S7-300控制系统设计及触摸屏界面组态，包括PLC控制系统设计、上位机管理和监控系统设计。
对于总线协议的研究可以更深入的掌握PROFIBUS的通信机制。
PLC控制系统与现场总线技术的结合，实现了系统高速实时通信的目的，增强了系统的稳定性，安全性和实时性。
关键词：PROFIBUS现场总线；S7-300 PLC；触摸屏Ⅰ英文摘要AbstractNow PLC control system is widely studied and applied in the field of industrial automation. PLC control system conbine with Field-Bus will keep PLC,Field-unit, client and service computer in real-time communication. This control system afect the industry production directly. So the combination of PLC control system and Field-Bus will become the hot spot in near future.The works of study and application of this combine system will enhance competence in this field of our country.Siemens, one of the most successful supplier of automation products in world wide,has successfully supply a series of software and hardware base on PROFIBUSand PLC. It has enlarged the ability of communication among field units, shortened the research cycle, optimized the software application, enhanced the system compatibility. So we should study the PROFIBUS Field-Bus from the theory of protocol level, and far more study the SIMATIC PLC. Those works will improve tech. a lot.This article describe the application of PROFIBUS in SIMATIC S7-300PLC, configure the hardware of the production line of wires in STEP 7,study the theory of PROFIBUS,analysis the protocols and message structure of PROFIBUS-DP define blocks of PLC.The purpose of this study is to design Siemens PLC S7-300 contorl system base on PROFIBUS Field-Bus. This control system include PLC field unit designing, the management of computer station and software simulations. The study of Field-bus protocols will promote the realization of PROFIBUS communications. The application of S7-300 PLC is valuable in the field of industry.The combination of PLC control system and Field-Bus tech.have fulfill the requirement of high speed communication，and ensure the system to be more reliable stable and efective.Keywords:PROFIBUS Field-Bus;S7-300 PLC;Touch ScreenⅡ目录目录第一章绪论 (1)1.1课题研究背景 (1)1.2PROFIBUS概述 (1)1.3现场总线技术的特点 (2)1.4本论文研究的意义及内容 (3)1.5方案论证 (4)第二章西门子可编程控制器S7-300 (6)2.1 可编程控制器基础 (6)2.1.1可编程控制器的产生 (6)2.1.2可编程控制器发展过程 (7)2.1.3可编程控制器的特点 (8)2.1.4可编程控制器的分类 (8)2.2 S7-300硬件模块 (10)2.2.1机架 (11)2.2.2电源模块 (11)2.2.3CPU (12)2.2.4信号模块 (12)2.2.5通信模块 (13)2.2.6功能模块 (13)2.2.7接口模块 (13)2.3硬件安装 (14)2.3.1 S7-300安装规范 (14)2.4组态硬件 (14)2.4.1创建一个项目 (15)Ⅰ目录2.4.2硬件配置 (16)第三章PROFIBUS网络 (18)3.1 PROFIBUS网络概述 (18)3.1.1PROFIBUS的优点 (18)3.1.2PROFIBUS的通信协议连接部件 (19)3.1.3PROFIBUS-DP网络的主站和从站 (20)3.2建立PROFIBUS-DP网络 (21)3.2.1集成DP接口的CPU作主站 (21)第四章触摸屏的使用 (25)4.1人机界面 (25)4.1.1人机界面的概述 (25)4.1.2人机界面未来发展趋势 (26)4.2触摸屏的基本工作原理 (26)4.2.1触摸屏的分类 (26)4.3 Wincc flexible概述 (28)4.3.1建立一个Wincc flexible项目 (28)4.3.2设置触摸屏的参数 (30)第五章变频器 (33)5.1变频器概述 (33)5.2变频器的工作原理 (34)第六章系统整体设计 (36)6.1控制任务 (36)6.1.1自动化生产线模型 (36)6.1.2控制系统技术要求 (37)6.2控制方案的设计 (38)Ⅱ目录6.2.1硬件的配置以及软件的编程 (38)6.3建立灌装生产线监控项目 (46)6.3.1设置触摸屏的通信参数 (46)6.3.2定义变量 (47)6.3.3组态监控画面 (48)6.3.4组态初始画面 (51)6.3.5组态运行画面 (52)6.3.6组态物料混合画面 (53)6.3.7组态参数设置画面 (54)6.3.8组态趋势视图 (54)6.3.9项目的集成模拟调试 (55)附录 (57)参考文献 (58)致谢 (59)Ⅲ吉林工程技术师范学院毕业论文第一章绪论1.1课题研究背景电子信息技术的飞速发展又给自动化工业控制系统带来了深刻的变革。
《PLC及其组态技术应用》课程标准
《PLC及其组态技术应用》课程标准课程代码：B0705410 课程类别：专业核心课程授课系（部）：智能制造学院学分学时：5学分74学时一、课程定位1、课程性质《PLC及其组态技术应用》是机电一体化技术专业的一门核心专业课程，可编程序控制器（PLC）作为现代化的自动控制装置已普遍应用于工业企业的各个领域，是生产过程自动化必不可少的智能控制设备，结合组态技术实现实时监控，使PLC的仿真与优化具有实际意义。
它综合了计算机技术、电气控制技术、自动控制技术和通信技术，具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、抗干扰性强的特点。
2、课程作用学生毕业后从事机电一体化方面的工作时，需要掌握PLC的基本工作原理，具有硬件接线能力、利用梯形图或语句表进行编程的能力、能进行PLC与组态软件的联机调试和故障诊断。
通过理论和实践教学，使学生在学习PLC的原理、结构的基础上，系统学习常用PLC的硬件安装、接线，编程软件的使用方法，组态与PLC的联机方法，组态的动画界面绘制和变量匹配方法，组态的仿真运行操作，典型PLC项目的实施方法。
系统训练学生在PLC及其组态控制系统的设计、安装、调试、维护等方面的技能，为今后从事机电控制领域的工作打下基础。
二、课程目标本课程以西门子S7—300系列PLC为学习载体，结合Wincc Flexible组态软件，重点掌握梯形图编程方法和Wincc Flexible的动画制作方法，将控制系统常用到的各种输入元件、输出元件、与被控对象一起构成应用项目，进行工学结合式的学习，从而使学生掌握梯形图语言编程的基本规则与方法，Wincc Flexible与PLC联机运行程序的方法。
掌握可编程控制系统的应用开发方法，能利用PLC的资源实现一些基本的数据处理与控制。
进一步掌握一些基本的信号检测、处理、变送方法。
为专业课程打下学习基础和能力训练基础。
（一）知识目标：1．根据PLC的性能、特点及控制功能正确选用PLC、懂得PLC的组成及基本工作原理。
最新欧姆龙plc编程软件c programmer和触摸屏组态软件c designe联机仿真图文教程
欧姆龙PLC和HMI触摸屏仿真软件安装使用这是一个PLC和HMI触摸屏联机仿真实例首先我们了解一下PLC仿真技术是基于组态软件的仿真系统实现的原理，在于PLC内部各种继电器的状态与组态软件数据库中数据的链接以及该数据与计算机界面上图形对象的链接。
因PLC控制系统实际输出控制时，是通过输出继电器Y和输出模块去驱动外部执行机构的.外界的控制信号和反馈信号通过输入继电器X进入PLC内部。
而在仿真运行状态时PLC的输出模块与外界是断开的，输出(继电器Y的)信号通过通信线只与组态软件数据库中的数据进行交换，而这些数据又与屏幕(界面)上显示的图形对象有关联。
PLC仿真技术伴随计算机应用技术的发展而来.是对工业生产系统进行分析、诊断和优化的有力工具之一。
有效的设计控制仿真系统，应用于各类实践。
可以起到投资少、效果好、效率高的作用。
仿真系统可以基本真实贴近现场实际控制。
现在工业中PLC和触摸屏应用越来越广泛，仿真技术也给我们带来极大便利。
如果调试，只要我们有一台笔记本电脑躺在床上就可以检验我们设计的程序了。
不受硬件和地点限制。
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2023年大学_电气控制与PLC应用技术(黄永红著)课后答案
2023年电气控制与PLC应用技术(黄永红著)课后答案电气控制与PLC应用技术(黄永红著)内容简介前言第1章常用低压电器1.1低压电器的定义、分类1.2电磁式电器的组成与工作原理1.2.1电磁机构1.2.2触点系统1.2.3灭弧系统1.3接触器1.3.1接触器的组成及工作原理1.3.2接触器的分类1.3.3接触器的主要技术参数1.3.4接触器的选择与使用1.3.5接触器的图形符号与文字符号1.4继电器1.4.1继电器的分类和特性1.4.3时间继电器1.4.4热继电器1.4.5速度继电器1.4.6固态继电器1.5主令电器1.5.1控制按钮1.5.2行程开关1.5.3接近开关1.5.4万能转换开关1.6信号电器1.7开关电器1.7.1刀开关1.7.2低压断路器1.8熔断器1.8.1熔断器的结构和工作原理 1.8.2熔断器的类型1.8.3熔断器的主要技术参数 1.8.4熔断器的选择与使用1.9.1电磁铁1.9.2电磁阀1.9.3电磁制动器习题与思考题第2章基本电气控制电路2.1电气控制电路的绘制原则及标准2.1.1电气图中的图形符号及文字符号2.1.2电气原理图的绘制原则2.1.3电气安装接线图2.1.4电气元件布置图2.2交流电动机的基本控制电路2.2.1三相笼型异步电动机直接起动控制电路 2.2.2三相笼型异步电动机减压起动控制电路 2.2.3三相绕线转子异步电动机起动控制电路 2.2.4三相笼型异步电动机制动控制电路2.2.5三相笼型异步电动机调速控制电路2.2.6组成电气控制电路的基本规律2.2.7电气控制电路中的保护环节2.3典型生产机械电气控制电路的分析2.3.1电气控制电路分析的基础2.3.2电气原理图阅读分析的方法与步骤 2.3.3c650型卧式车床电气控制电路的分析 2.4电气控制电路的一般设计法2.4.1一般设计法的主要原则2.4.2一般设计法中应注意的问题2.4.3一般设计法控制电路举例习题与思考题第3章可编程序控制器概述3.1plc的产生及定义3.1.1plc的产生3.1.2plc的定义3.2plc的发展与应用3.2.1plc的发展历程3.2.2plc的发展趋势3.2.3plc的应用领域3.3plc的特点3.4plc的分类3.4.1按结构形式分类3.4.2按功能分类3.4.3按i/o点数分类3.5plc的硬件结构和各部分的作用3.6plc的工作原理3.6.1plc控制系统的组成3.6.2plc循环扫描的工作过程3.6.3plc用户程序的工作过程3.6.4plc工作过程举例说明3.6.5输入、输出延迟响应3.6.6plc对输入、输出的处理规则习题与思考题第4章 s7-200 plc的系统配置与接口模块 4.1s7-200 plc控制系统的基本构成4.2s7-200 plc的输入/输出接口模块4.2.1数字量模块4.2.2模拟量模块4.2.3s7-200 plc的智能模块4.3s7-200 plc的系统配置4.3.1主机加扩展模块的最大i/o配置4.3.2i/o点数的扩展与编址4.3.3内部电源的负载能力4.3.4plc外部接线与电源要求习题与思考题第5章 s7-200 plc的基本指令及程序设计 5.1s7-200 plc的编程语言5.2s7-200 plc的数据类型与存储区域5.2.1位、字节、字、双字和常数5.2.2数据类型及范围5.2.3数据的存储区5.3s7-200 plc的编程元件5.3.1编程元件5.3.2编程元件及操作数的寻址范围5.4寻址方式5.5程序结构和编程规约5.5.1程序结构5.5.2编程的一般规约5.6s7-200 plc的基本指令5.6.1位逻辑指令5.6.2立即i/o指令5.6.3逻辑堆栈指令5.6.4取反指令和空操作指令5.6.5正/负跳变触点指令5.6.6定时器指令5.6.7计数器指令5.6.8比较指令5.6.9移位寄存器指令5.6.10顺序控制继电器指令5.7典型控制环节的plc程序设计5.7.1单向运转电动机起动、停止控制程序5.7.2单按钮起动、停止控制程序5.7.3具有点动调整功能的电动机起动、停止控制程序 5.7.4电动机的正、反转控制程序5.7.5大功率电动机的星-三角减压起动控制程序5.7.6闪烁控制程序5.7.7瞬时接通/延时断开程序5.7.8定时器、计数器的扩展5.7.9高精度时钟程序5.7.10多台电动机顺序起动、停止控制程序 5.7.11故障报警程序5.8梯形图编写规则习题与思考题第6章 s7-200 plc的功能指令及使用6.1s7-200 plc的基本功能指令6.1.1数据传送指令6.1.2数学运算指令6.1.3数据处理指令6.2程序控制指令6.2.1有条件结束指令6.2.2暂停指令6.2.3监视定时器复位指令6.2.4跳转与标号指令6.2.5循环指令6.2.6诊断led指令6.3局部变量表与子程序6.3.1局部变量表6.3.2子程序6.4中断程序与中断指令6.4.1中断程序6.4.2中断指令6.5pid算法与pid回路指令6.5.1pid算法6.5.2pid回路指令6.6高速处理类指令6.6.1高速计数器指令6.6.2高速脉冲输出指令习题与思考题第7章 plc控制系统设计与应用实例 7.1plc控制系统设计的内容和步骤 7.1.1plc控制系统设计的内容7.1.2plc控制系统设计的步骤7.2plc控制系统的硬件配置7.2.1plc机型的选择7.2.2开关量i/o模块的'选择7.2.3模拟量i/o模块的选择7.2.4智能模块的选择7.3plc控制系统梯形图程序的设计7.3.1经验设计法7.3.2顺序控制设计法与顺序功能图7.4顺序控制梯形图的设计方法7.4.1置位、复位指令编程7.4.2顺序控制继电器指令编程7.4.3具有多种工作方式的顺序控制梯形图设计方法7.5plc在工业控制系统中的典型应用实例7.5.1节日彩灯的plc控制7.5.2恒温控制7.5.3基于增量式旋转编码器和plc高速计数器的转速测量习题与思考题第8章 plc的通信及网络8.1siemens工业自动化控制网络8.1.1siemens plc网络的层次结构8.1.2网络通信设备8.1.3通信协议8.2s7-200串行通信网络及应用8.2.1s7系列plc产品组建的几种典型网络8.2.2在编程软件中设置通信参数8.3通信指令及应用8.3.1网络读、写指令及应用8.3.2自由口通信指令及应用习题与思考题第9章 step7-micro/win编程软件功能与使用 9.1软件安装及硬件连接9.1.1软件安装9.1.2硬件连接9.1.3通信参数的设置和修改9.2编程软件的主要功能9.2.1基本功能9.2.2主界面各部分功能9.2.3系统组态9.3编程软件的使用9.3.1项目生成9.3.2程序的编辑和传送9.3.3程序的预览与打印输出9.4程序的监控和调试9.4.1用状态表监控程序9.4.2在run方式下编辑程序9.4.3梯形图程序的状态监视9.4.4选择扫描次数9.4.5s7-200的出错处理附录附录a常用电器的图形符号及文字符号附录b特殊继电器(sm)含义附录c错误代码附录ds7-200可编程序控制器指令集附录e实验指导书附录f课程设计指导书附录g课程设计任务书附录h台达pws1711触摸屏画面编辑简介参考文献电气控制与PLC应用技术(黄永红著)目录《电气控制与plc应用技术》从实际工程应用和教学需要出发，介绍了常用低压电器和电气控制电路的基本知识;介绍了plc的基本组成和工作原理;以西门子s7-200 plc为教学机型，详细介绍了plc的系统配置、指令系统、程序设计方法与编程软件应用等内容;书中安排了大量工程应用实例，包括开关量控制、模拟量信号检测与控制、网络与通信等具体应用程序。
《工业网络与组态技术》电子教案 项目5任务2
2023/11/5
1
工业网络与组态技术
【知识准备】 一.认识西门子PLC S7-1200
ห้องสมุดไป่ตู้
项目五 基于视觉的分拣控制系统应用 任务2 威纶通触摸屏简单使用
S7-1200 PLC (Programmable Logic Controller) 是西门子公司推出的一款PLC，主要面向简 单而高精度的自动化任务。S7-1200设计紧凑、组态灵活且具有功能强大的指令集，这些特点的 组合使它成为控制各种应用的完美解决方案。
2023/11/5
图 4 选择S7-1200PLC
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工业网络与组态技术
项目五 基于视觉的分拣控制系统应用 任务2 威纶通触摸屏简单使用
设置CPU的IP地址为192.168.0.1，如图 5所示。
图 5 设置S7-1200PLC的IP地址
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工业网络与组态技术
二. HMI选择
在博图v15中选择 SIMATIC精简系列面板 ，如图 6所示，然后依 次展开9’’显示屏， KTP900 Basic，选择订 货号为6AV2 1232JB03-0AX0的HMI。
通过本任务的学习，同学们了解了西门子KTP900触摸屏功能特点，掌握了西门子S7-1200 PLC与KTP900触 摸屏通信原理，并体会到了博图软件组态PLC和HMI的方法。
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图 13 下载程序
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工业网络与组态技术
项目五 基于视觉的分拣控制系统应用 任务2 威纶通触摸屏简单使用
图 14 HMI画面（灯状态为0）
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图 15 HMI画面（灯状态为1）
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PLC及触摸屏组态控制技术基础知识
图1-4 组态软件安装路径选择
图1-5 安装软件结束窗口
图1-6 MCGSE组态和模拟运行环境的图标
Windows在开始菜单中也添加了相应的MCGS嵌入版组态软件程序文 件夹，此程序文件夹包括五项内容：MCGS组态环境、MCGS模拟环境、 MCGS自述文件、MCGS电子文档以及卸载MCGS嵌入版组态软件。 MCGS组态环境是嵌入版的组态环境；MCGS模拟环境，是嵌入版的模拟 运行环境；MCGS自述文件描述了软件发行时的最后信息；MCGS电子文
档则包含了有关MCGS嵌入版组态软件最新的帮助信息，如图1-7所示。
图1-7 MCGS嵌入版组态软件程序组
mcgs嵌入版组态软件为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台能够完成现场数据采集实时和历史数据处理的完整方案和开发平台能够完成现场数据采集实时和历史数据处理报警和安全机制程控制动画显示趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能
PLC及触摸屏组态控制技术 基础知 识篇
第1章 MCGS嵌入版态软件的构成及应用
MCGS嵌入版组态软件的运行环境是应用最多的是窗口，窗口直接提 供给用户使用。在窗口内用户可以放置不同的构件和创建图形对象并调整 画面的布局，还可以组态配置不同的参数以完成不同的功能。 在MCGS嵌入版组态软件中每个应用系统只能有一个主控窗口和一个 设备窗口，但可以有多个用户窗口和多个运行策略，实时数据库中也可以 有多个数据对象。MCGS嵌入版组态软件用主控窗口、设备窗口和用户窗 口来构成一个应用系统的人机交互图形界面，组态配置各种不同类型和功 能的对象或构件，同时可以对实时数据进行可视化处理。
1.1.1 MCGS嵌入版组态软件的主要功能
1．简单灵活的可视化操作界面。MCGS嵌入版组态软件采用全中文、 可视化、面向窗口的开发界面，符合中国人的使用习惯和要求。以窗口为单 位，构造用户运行系统的图形界面，使得MCGS嵌入版组态软件的组态工作 既简单直观，又灵活多变。 2．实时性强具有良好的并行处理性能。MCGS嵌入版组态软件是32位 系统，充分利用了MCGS触摸屏32位Windows CE操作平台的多任务、按优 先级分时操作的功能，以线程为单位对在工程作业中实时性强的关键任务和 实时性不强的非关键任务进行分时并行处理，使嵌入式触摸屏应用于工程测 控领域成为可能。例如，嵌入式触摸屏在处理数据采集、设备驱动和异常处 理等关键任务时，可在MCGS触摸屏的运行周期时间内插数据、进行打印数 据一类的非关键性工作实现并行处理。 3．丰富和生动的动态画面。MCGS嵌入版组态软件以图像、图符、报 表、曲线等多种形式，为操作员及时提供系统运行中的状态、品质及异常报 警等相关信息；用大小变化、颜色改变、明暗闪烁、移动翻转等多种手段， 增强画面的动态显示效果；对图元、图符对象定义相应的状态属性，实现动 画效果。MCGS嵌入版的组态软件还为用户提供了丰富的动画构件，每个动 画构件都对应一个特定的动画功能。 4．完善用户的安全机制。MCGS嵌入版组态软件提供了良好的安全机 制，可以为多个不同级别用户设定不同的操作权限。此外，MCGS嵌入版组 态软件还提供了工程密码功能，以保护组态开发者的成果。
工控组态知识点归纳总结
工控组态知识点归纳总结一、PLC（可编程逻辑控制器）PLC是工控系统中常用的控制设备，它可以根据预先编制的程序执行相应的控制任务。
PLC通常包括输入模块、输出模块、中央处理器和通信模块等组成部分。
PLC的工作原理是通过不同的输入信号来触发程序中的逻辑运算，最终输出相应的控制信号。
1. 输入模块：输入模块用于接收外部传感器、开关等设备的信号，并将其转换为PLC可识别的信号。
常见的输入模块包括数字输入模块和模拟输入模块，用于处理不同类型的输入信号。
2. 输出模块：输出模块用于向外部执行器、驱动器等设备输出控制信号，从而实现对设备的控制。
与输入模块类似，输出模块也有数字输出模块和模拟输出模块之分。
3. 中央处理器：中央处理器是PLC的核心部件，它负责执行预先编制的控制程序，并根据输入信号的变化进行相应的逻辑运算。
中央处理器通常采用微处理器或者FPGA等技术实现，以保证高效的运算速度和稳定性。
4. 通信模块：通信模块用于PLC与其他设备或系统之间的数据通信，包括以太网、串行通信、无线通信等多种方式。
通过通信模块，PLC可以与上位计算机、其他PLC、人机界面等进行数据交换和控制指令传递。
二、HMI（人机界面）HMI是工控系统与人进行交互的重要界面，它通常包括触摸屏、显示器、按键等设备，用于向操作人员展示系统的运行状态、接收操作指令等。
HMI的设计和使用对于提高工控系统的可操作性和可视化程度至关重要。
1. 触摸屏：触摸屏是HMI中常用的交互设备，它允许操作人员通过触摸屏幕来进行系统操作和参数设置。
触摸屏通常具有高分辨率、灵敏度和易操作性等特点，能够直观地展示系统的运行状态和参数信息。
2. 显示器：显示器用于向操作人员展示系统的运行状态、历史数据、参数设置等信息。
显示器通常采用液晶显示屏或LED显示屏，具有高亮度、高对比度和广视角等特点，以保证在不同环境下的清晰显示效果。
3. 按键：除了触摸屏之外，HMI中还常常包括一些物理按键或按钮。
组态软件与触摸屏实验课程教学大纲
组态软件与触摸屏实验课程教学大纲课程编号：09171470课程名称：组态软件与触摸屏实验（Configuration Software and Touch ScreenExperiment）课程属性：选修实验属性：非独立设课开课学期：第七学期适用专业：自动化本科学时：12学时学分：0.5学分开课部门：物理科学与工程技术学院考核要求：考查课程简介：组态软件与触摸屏实验是组态软件与触摸屏课程配套的实验课程，该课程注重培养学生的操作能力、实践能力、逻辑思维能力和知识转化与应用能力，使学生能够进行实际的各种组态操作，通过组态软件的实际使用和各种操作提升应用能力，对各种控制系统有更加深刻的理解。
一、实验项目设置及学时分配二、实验内容及教学要求实验项目1：系统组态与项目创建实验1、教学内容针对一个过程控制系统进行项目的创建。
2、教学目标（1）了解系统的工艺流程。
（2）熟悉系统的组态方法。
（3）掌握项目创建的方法和过程。
实验项目2：通信设置、变量的创建与组态监控画面实验1、教学内容进行通信设置，创建系统所需的各种变量并进行流程监控画面的组态。
2、教学目标（1）了解通信设置的方法。
（2）熟悉变量创建的方法和WinCC的图库。
（3）掌握监控画面的组态方法。
实验项目3：过程值归档实验1、教学内容过程值归档、归档组态和归档的输出。
2、教学目标（1）了解过程值归档的流程和方法。
（2）熟悉变量记录编辑器。
（3）掌握创建并组态归档变量的方法。
实验项目4：消息报警与报表应用实验1、教学内容报警记录中的消息组态，组态报表消息。
2、教学目标（1）了解消息系统和报表系统。
（2）熟悉报警记录编辑器和页面布局编辑器。
（3）掌握报警消息和报表的编辑方法。
实验项目5：触摸屏与PLC连接实验1、教学内容西门子触摸屏和PLC的连接。
2、教学目标（1）了解西门子的人机接口。
（2）熟悉触摸屏的外观和接口。
（3）掌握触摸屏与PLC连接的方法实验项目6：连续搅拌釜式反应器（CSTR）综合应用实验1、教学内容釜式反应器的综合控制，包括各种组态。
组态控制技术与应用项目式教程
SIEMENS
5．软件界面各项功能
● 项目视图 ● 工作区域 ● 属性视图 ● 工具箱和库 ● 输出视图 ● 对象视图 ● 菜单和工具栏 用来对工作区域的项 目进行任务操作，如 点击按钮实现项目离 线模拟运行、按钮实 现项目传送到HMI设 备内存中。“帮助” 操作和西门子PLC的 Step7MicroWIN相同。 图 1-19 SIEMENS
SIEMENS
任务2 组态触摸屏简单画面
学习目标： 1.熟悉组态软件的各项主要功能； 2.掌握组态软件WinCCflexible 创建简单画面； 3.掌握组态工程项目传送至触摸屏（HMI）中。 知识重点： 1.应用组态软件Winccflexible 从工具栏中创建简单画面； 工程项目通信组态。 技能重点： 1.工程项目创建过程； 2.工程项目传送至HMI。 任务描述： 1. 应用组态软件WinCCflexible创建一幅简单画面，并传送至触摸屏 （Smart 700 IE）中 2．工程项目模拟运行并传送至触摸屏中. SIEMENS
SIEMENS
2. 项目传送步骤 Step1．HMI通讯设置 将 PPI 电缆连接好触摸屏 Smart 700 IE 与 PC 机，并通电，显示任务１中图110所示loader对话框，触按“Transfer”按钮，启用HMI传送功能。
Step2．WinCCflexible中通讯组态
图1-30 传送设置通信参数 SIEMENS
图1-3 触摸屏在工业控制中的组网应用 SIEMENS
1.1.2 西门子触摸屏
1.西门子触摸屏类型 西门子的人机界面品种丰富，目前的HMI产品中的各类型面板有（图1-5所示几 款从低档到高档应用产品）
图1-5西门子从低档到高档HMI产品
SIEMENS
第二章S7-200PLC内部资源及配置总结
存储系统的使用主要有以下几方面：
（1）设置保持数据的存储区 为防止系统运行时突然断电导致重要数据丢失，可 在设置CPU组态参数时定义要保持数据的存储区。包括 变量存储器、通用辅助继电器、计数器和定时器等。
（2）永久保存数据 通过对S7-200中的特殊标志存储器字节SMB31和存
储器字SMW32的设置，实现将存储在RAM中变量存储器
感器提供电源，也可以作为输入端的检
测电源使用。
二． CPU输入输出映象区
1． 数字量I/O映像区
主机提供的数字量I/O映象区区域为： 128个输
入映象寄存器（I0.0~I15.7）和128个输出映象寄存器 （Q0.0-Q15.7），最大I/O配置不能超出此区域。
2． 模拟量I/O映像区
主机提供的模拟量I/O映象区区域为：CPU222模块， 16输入通道/16输出通道；CPU224模块、CPU226模块 等，32入/32出。模拟量的最大I/O配置不能超出此区域。
0.2~12.8ms
2个，8位 2个 4个
0.2~12.8ms
2个，8位 2个 4个
0.2~12.8ms
输入滤波时间 0.2~12.8ms
CPU特性 程序存储器 数据存储器 扩展模板数 最大数字量(I/O) 最大模拟量(I/O)
CPU221 CPU222 4KB 4KB 2KB 2KB 无 6/4 2个 48/46 16/8
第二节 S7-200PLC主机资源介绍
S7-200 CPU22X系列产品：CPU221模块、CPU222模块、 CPU224模块、 CPU224XP模块、CPU226模块、CUP226XM模 块。 CPU226模块I/O总点数为40点（24/ 16点），可带7个 扩展模块。 内置6个30KHz高速计数器，具有PID控制的功能；
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图实训1-4 用户窗口
图实训1-5 自动监控主窗动窗口
4.实时数据库
• 实时数据库是工程各个部分的数据交换与处理中心，它把MCGS工程的 各个部分连接成一个有机的整体。实时数据库的建立如下；打开工作台 的“实时数据库”窗口标签，进入实时数据库窗口页。按“新增对象” 按钮，在窗口的数据变量列表中，增加新的数据变量，多次按该按钮， 则增加多个数据变量。分别添加21个变量并进行属性设置。鼠标点击工 作台的“实时数据库”窗口标签，变量定义如图实训1-8所示。进入实时 数据库窗口页。按“新增对象” 按钮，在窗口的数据变量列表中增加新 的数据变量，选中变量按“对象属性”按钮或双击选中变量，打开对象 属性设置窗口。在实时数据库中添加当前值、当前值1、当前值2、复位 条件、复位条件1、复位条件2、计时条件、计时条件1、计时条件2、计 时状态、计时状态1、计时状态2、设定值、设定值1、设定值2、水、进 水阀、排水阀、开始、启动、停止等实时数据库的数据对象的建立，建 立过程如图实训1-9所示。实时数据库的数据对象见表实训1-1所示。
图实训1-10 循环策略图
• 脚本程序的编写是在用户窗口的设置属性窗口完成的。打开用户窗口的设置属性 窗口的循环脚本编辑处；先设定循环时间为100ms，脚本程序如下进行编辑操作。
定时器属性设置如图实训1-11至图实训1-13所示。
图实训1-11 运行策略
图实训1-12 策略1的设置属性
图实训1-13 定时器的设定图
图实训1-8 变量定义窗口
图实训1-9 实时数据库
5.运行策略
• 在“运行策略”中建立3个策略，进入“策略属性设置”新建策略项，把设定时 间循环运行设为：200ms，按确定即可。在策略组态中，单击工具条中的“新增 策略行”图标，再添加策略工具箱中的2个定时器策略。每个策略为1个定时器， 显示组态策略如图实训1-10所示。
图实训1-3 设备窗口属性设置
3. 用户窗口
• 进入MCGS 组态软件新建工程,在菜单“文件”中选择“工程另存为”选 项, 把新建工程存为: D：\MCGS\WORK\全自动洗衣机系统的监控系统 设计。进入MCGS 组态平台单击“新建窗口”按钮，分别创建4个新的 用户窗口以图标形式显示，分别命名为“自动主窗口”、“手动窗口”、
1.主控窗口设计
• 主控窗口是工程的主窗口或主框架。是所有设备窗口和用户窗口的父窗口，负责 这些窗口的管理和调度，并调度用户策略的运行。主控窗口的设计如下：在 MCGS组态平台上单击“主控窗口”，选中“主控窗口”鼠标右键打开“主控窗 口”的属性设置窗口。 “系统属性”，在“基本属性”中的窗口标题改为“全 自动洗衣机”的标题，封面窗口连接为“自动”封面显示时间改为2s，在单击 “权限设置”按钮，弹出“用户权限设置”窗口。在“权限设置”按钮下面选择 “进入登录，退出登录”，菜单设置为有菜单。菜单管理效果图如图实训1-1所 示。
• 用户窗口属性设置内启动属性的脚本程序的编写如下： • IF 启动 = 1 THEN • IF 水 < 50 THEN进水阀 = 1 ELSE进水阀 = 0 ENDIF • IF 水 >= 80 THEN X1 = 0 ELSE X1 = 1 ENDIF • IF 进水阀 = 1 THEN水 = 水 + 1 • IF 水 > 80 THEN水 = 80 ENDIF
• 在MCGS组态平台上的“主控窗口”中，按“菜单组态”按钮，打开菜单组态窗 口。在“系统管理”下拉菜单下，单击工具条中 “新增下拉菜单选项”的图标， 增加3个菜单，分别为“自动”、“手动”、“曲线”，如图实训1-2所示。
图实训1-1 主控窗口属性设置窗口
图实训1-2 主控窗口图
2. 设备窗口
• 设备窗口是MCGS组态系统的重要组成部分，在设备窗口中建立系统与外部硬件 设备的链接关系，使系统能够从外部设备读取数据并控制外部设备的工作状态， 实现对工业过程的实时监控。设备窗口是连接和驱动外部设备的工作环境， MCGS嵌入版提供了多种类型的“设备构件”，作为系统与外部设备进行联系的 媒介。进入设备窗口从设备构件工具箱里选择相应的构件，配置到相应窗口内并 建立接口与通道的连接关系和设置相关的属性，即完成了设备窗口的组态工作。 运行时应用系统自动装载设备窗口及其含有的设备构件，并在后台独立运行，对 用户来说设备窗口是不可见的，如图实训1-3所示。
第二部分 工程实践技巧篇
实训1 模拟实现全自动洗衣机系统的设计
• 一、实训目的 • 学习使用MCGS嵌入版组态软件设计实现对全自动洗衣机系统的模拟控制。用触
摸屏来控制西门子S7-200的PLC模拟工作。实训特点：使用触摸屏进行输入和 显示输出，应用西门子S7-200的PLC的指示灯模拟全自动洗衣机的工作状态情 况。实训重点让学生了解组态工程的变量与PLC的变量的连接关系，从而实现触 摸屏与PLC的相互控制的作用。 • 二、实训设备 • 1.计算机。 • 2.MCGS嵌入版组态软件。 • 3.MCGS触摸屏。 • 4.相应的数据通信线。 • 5.西门子S7-200的PLC。 • 6. V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6软件。 • 三、工艺过程及控制要求 • 1．洗衣机的进水和排水分别由进水阀和排水阀控制。进水时，进水阀开，水经 过水管将注入到外桶。排水时，排水阀开，将水由外桶排到机外。 • 2．洗涤正转、反转由洗涤电机驱动波盘正、反转来实现，此时脱水桶不旋转。
• 3．脱水时，控制离合器合上，由洗涤电动机内桶正转进行脱水。 • 4．面板上设有启动、停止按钮、脱水按钮。停止时，进行进水、排水、脱水工
作。 • 四、画面设计与制作 • 本次实训内容应用触摸屏来控制西门子S7-200的PLC来实现对洗衣机系统的模
拟控制工作，建立交互式的人机界面。通过组态画面与各个构件的连接、变量的 定义、定时器的相关设置达到洗衣机系统的模拟控制作用。洗衣机系统工作，当 洗衣人员按下启动按钮洗衣机开始工作，注水5秒后开始洗涤。洗涤10秒以后进 入脱水状态在进行30秒后将水排出，一个完整的洗涤过程完成。主要实训内容 如下列步骤进行讲述；