S7-1500实验手册

器、2. 交通灯控制、3. 传送带控制、4. 液体混合装置、5. 10秒倒计时、6. 机械手控制，其中实验3与5属于自主完成实验。最终考试集中在六个试验中，抽取相应的题号及实验台号，然后进行实际编程操作，具体规则详见期末考试要求。

八段码显示抢答器

1、实验目的:

① ② ③ ④

用PLC八段码显示抢答器并编制程序； 掌握用户程序的输入和编辑方法； 熟悉基本指令的应用； 熟悉梯形图程序的编辑。

2、实验设备:

⑤ 西门子S7-1500PLC； ⑥ 八段码实验板； ⑦ 连接导线一套。

AFGBEC 图. 八段码实验面板

3、实验内容:

控制要求：一个四组抢答器,任一组抢先按下后,显示器能够及时显示该组的

编号,同时锁住抢答器,使其它组按下后无效,抢答器有复位开关,复位后可重新抢答.

4. I/O分配:

输入： 按键1-->I0.1 按键2-->I0.2 按键3-->I0.3 按键4-->I0.4 复位开关-->I0.5 输出：

A-->Q0.0 C-->Q0.2 E-->Q0.4 G-->Q0.6 B-->Q0.1 D-->Q0.3 F-->Q0.5 4、实验程序

I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.5I0.5I0.5M0.2M0.1M0.1M0.1M0.3M0.3M0.2M0.2M0.4M0.4M0.4M0.3M0.1( )M0.2( )M0.3( )M0.4( )M0.2M0.3Q0.0( )AM0.1M0.2M0.3M0.4M0.1M0.3M0.4Q0.1( )BQ0.2( )CQ0.0Q0.3( )Q0.4( )Q0.5( )Q0.6( )DM0.2M0.4EFGM0.2M0.3M0.4

5、总结并分析此实验的要点过程以及出现的问题和如何解决 6、思考与练习

根据上述所学的知识，应用数码管的反编法编写抢答器程序。

交通信号灯控制系统

1. 控制要求

交通信号灯控制系统示意图如图所示，信号灯由一个启动按钮控制，当按下启动按钮时，系统按如下程序工作：

① 东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮，维持10s; ② 东西方向红灯亮，南北方向绿灯闪，维持3s; ③ 东西方向红灯亮，南北方向黄灯亮，维持2s; ④ 南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮，维持10s; ⑤ 南北方向红灯亮，东西方向绿灯闪，维持3s; ⑥ 南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮，维持2s; ⑦ 回到步骤①，周而复始地运行。 当按下停止按钮时，系统停止工作。

北西东南图 交通信号灯控制系统示意图

2. 时序图

根据控制要求，交通信号灯控制系统的时序图如下：

启动东西绿灯东西黄灯东西红灯南北绿灯南北黄灯南北红灯10S3S2S3S2S图 交通信号灯控制系统时序图

3. I/O地址分配表

根据交通信号灯的控制要求，实验采用的硬件包括西门子S7_1500PLC，

启动按钮SB1、停止按钮SB2及交通信号灯实验板。 系统的I/O地址分配表如表所示

I/O地址分配表 地 址 I4.0 I4.1 — — — — 输入 代 号 SB1 SB2 — — — — 输入信号 启动按钮 停止按钮 — — — — 地 址 Q16.1 Q16.2 Q16.3 Q16.4 Q16.5 Q16.6 输出 代 号 HL1 HL2 HL3 HL4 HL5 HL6 输出信号 东西向红灯 东西向绿灯 东西向黄灯 南北向红灯 南北向绿灯 南北向黄灯 4. 系统接线路

根据交通信号灯的控制要求，PLC接线图如图所示：

SB1Q16.1I4.0Q16.2Q16.3HL1HL2HL3东西向红灯东西向绿灯东西向黄灯南北向红灯南北向绿灯南北向黄灯FUMDC24VDC 24V图 交通信号灯控制系统PLC接线图

启动按钮停止按钮SB2I4.1P HL4Q16.4LCQ16.5HL5Q16.6HL6

5. 梯形图程序示例

I4.0M0.0T11M0.0T0T3(SD)S5T#15SQ16.1( )T0(SD)S5T#15SQ16.4T1(SD)S5T#10ST10(SD)S5T#3SQ16.3( )T2(SD)S5T#2SQ16.1T4(SD)S5T#10S图 交通信号灯控制系统梯形图程序

I4.1M0.0( )T4T11(SD)S5T#3SQ16.6( )T5(SD)S5T#2SQ16.2( )T3T1Q16.4T10T1T12T4Q16.1T11T4T12Q16.5( )T1M0.0T3Q16.4( )T12(SD)S5T#500MST10T1T4T12T10T11T13T13(SD)S5T#500MS

传送带PLC控制

1、实验目的:

① ② ③ ④

熟悉传送带工作过程并编制相应的程序； 掌握用户程序的输入和编辑方法； 熟悉基本指令的应用； 熟悉梯形图程序的编辑。

2、实验设备:

① 西门子S7-1500PLC. ② 传送带实验板. ③ 连接导线一套.

图 传动带实验板

3、实验要求:

控制要求：如图所示，共有三个传动带，一个送料斗。按下启动按钮，电

机带动传送带M2先转动；2秒后(时间也可设置为1S)，电机带动传送带M2转动；再过2秒秒后(时间也可设置为1S)，电机带动传送带M0转动；三个传动带都转动起来，2秒后送料斗L开始送料，3S秒过后，送料完成，送料斗L关闭；2秒

过后传送带M0关闭；2秒过后传送带M1关闭；2秒过后传送带M2关闭；一个周期的传动带工作完毕，2秒过后自动进入传动带下个工作周期。在传动带工作期间，按下停止按钮，传动带停止工作。

4、I/O地址分配:

系统的I/O地址分配表如表所示

表. I/O地址分配表 地 址 I0.0 I0.1 — — 输入 代 号 SB1 SB2 — — 输入信号 启动按钮 停止按钮 — — 地 址 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 输出 代 号 M2 M1 M0 L 输出信号 东西向红灯 东西向绿灯 东西向黄灯 南北向红灯 5. 梯形图程序示例

液体混合装置的PLC控制实验

1、实验目的：

① 掌握液体混合装置的动作时序。

② 熟悉PORTAL软件的使用，进一步巩固对常规指令的正确理解和使用。 ③ 根据实验设备，熟练掌握PLC的外围I/O设备接线方法。

④ 能根据“系统设计要求”进行程序设计和程序调试，养成良好的设计习惯，培养基本的设计能力，学会逐步优化程序算法和积累编程技巧。

2、实验预习要求：

① 熟悉实验对液体混合装置的控制要求。

② 熟悉I/O口的地址分配和PLC接线图的绘制。

③ 熟练使用PORTAL软件进行硬件组态，程序输入，下载，调试。

3、实验设备：

名称 型号 数量 三相交流电源模块 30822001 1

直流电源模块 30824001 1 PLC主机单元模块 308002 1 数字量输入模块 30824003 1 液体混合装置实验模块 18504005 1 个人计算机 PC 1

图 液体混合装置实验板

4、实验原理：

按下启动按钮后，进料泵X1起动运行，容器中的液位开始升高，当中液位传感器I报警后，关进料泵X1，开进料泵X2；当高液位传感器H报警后，关进料泵X2，混料泵M开；3秒后，关混料泵M，出料泵X3开；低液位传感器J报警后,关出料泵X3。一个工作周期完成。按下停止按钮后，所有泵停止工作。

提示：

① 该控制程序有五个输入量，分别是启动按钮SB1、停止按钮SB2、低液位传感器（J）、中液位传感器（I）、高液位传感器（H）。

② 控制程序有四个输出量，分别是进料泵X1、进料泵X2、混料泵M、出料泵X3。

5、实验内容：

① 进行PLC的I/O分配，并画出小车运行时PLC控制的接线图。

输 入 设 备 序 号 1 2 3 4 5 名 称 起动按钮 停止按钮 低液位传感器 中液位传感器 高液位传感器 代 号 SB1 SB2 J I H 地 址 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4

输 出 设 备 序 号 1 2 3 4 名 称 进料泵1 进料泵2` 混料泵 出料泵 代 号 X1 X2 M X3 地 址 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 ② 设计由PLC 控制的液体混合装置程序，画出控制程序梯形图。 ③ 输入自编程序，上机调试、运行直至符合动作要求。 ④ 示例LAD图

I0.2M0.0I0.0M0.1M0.1I0.3M0.2

M0.1M0.0( )M0.2I0.4M0.3M0.4M0.3( )T1(SD)M0.2S5T#3SM0.1( )M0.3T1M0.4M0.3M0.0M0.4( )( )Q0.1( )Q0.4Q0.3( )M0.3M0.2( )Q0.2( )6、分析与讨论：

① PORTAL编程软件中有哪几种类型的块？ ② S7-1500的CPU中运行着哪二种程序？

倒计时PLC控制实验

实验要求：

按下启动按钮SB1，八段码开始倒计时，从9开始，每隔一秒显示一个数

字，即9→8→7→6→5→4→3→2→1→0→所有灯灭，完成一个周期的倒计时，间隔1秒后，自动进入下一个周期的倒计时。倒计时进行至中间过程，按下停止按钮，倒计时停止，所有灯全灭，如要进行新的倒计时需再次按下启动按钮。

I/O地址分配:

I/O地址分配表 地 址 I0.0 I0.1 — — — — 输入 代 号 SB1 SB2 — — — — 输入信号 启动按钮 停止按钮 — — — — 地 址 Q16.0 Q16.1 Q16.2 Q16.3 Q16.4 Q16.5 Q16.6 输出 代 号 输出信号 LED 灯A LED 灯B LED 灯C LED 灯D LED 灯E LED 灯F LED 灯G

机械手的PLC控制实验

1、实验目的：

① 掌握机械手的动作时序。

② 熟悉PORTAL软件的基本使用方法。 ③ 进一步巩固对常规指令的正确理解和使用。

④ 根据实验设备，熟练掌握PLC的外围I/O设备接线方法。

⑤ 能根据“系统设计要求”进行程序设计和程序调试，养成良好的设计习惯，培养基本的设计能力，学会逐步优化程序算法和积累编程技巧。

2、实验预习要求：

① 熟悉实验对机械手的控制要求。

② 熟悉I/O口的地址分配和PLC接线图的绘制。

③ 熟练使用PORTAL软件进行硬件组态，程序输入，下载，调试。

3、实验设备：

名称 三相交流电源模块 直流电源模块 PLC主机单元模块 数字量输入模块 机械手实验模块 个人计算机 PC PC/MPI 编程电缆 型号 30822001 30824001 308002 30824003 18504001 数量 1 1 1 1 1 1 1

4、实验原理：

如图所示是一个将工件由工作台D处移动到输送带M处的机械手。上升/下

降和伸出/缩回的执行用双线圈二位电磁阀推动汽缸完成。当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止。另外，线圈，夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动汽缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。设备装有上、下限和左、右限位开关，它的工作过程如图所示，有八个动作，即为：

原位 → 下降 → 夹紧 → 上升 → 左移 ↑ ↓ 右移 ← 上升 ← 放松 ← 下降

机械手控制分为一个周期运行与连续运行:

当按下一个周期运行按钮(SB1)时，机械手开始向下运动(LED7亮)， 当下限位开关启动时(按下LS3，LED3亮)，机械手向下运动停止(LED7灭)，机械手抓紧(LED8亮)，3秒(时间可以自设)过后，机械手开始上升(LED7亮)，当上限为开关启动时(按下LS4，LED4亮)，机械手停止向上运动(LED7灭)，开始向左运动(LED6亮)，当左限位开关启动时(按下LS2,LED2亮),机械手停止向左运动(LED6灭)，开始向下运动(LED7亮)，当下限位开关启动时(按下LS3，LED3亮)，机械手停止向下运动(LED7灭)，机械手松开(LED8灭)，3秒(时间可以自设)之后，机械手向上运动(LED7亮)，当上限位开关启动时(按下LS4，LED4亮)，机械手停止向上运动，开始向右运动(LED6亮)，当右限位开关启动时(按下LS1，LED1亮)，机械手停止向右运动，恢复至原位(LED9亮)。一个周期运动完成。

当同时按下启动按钮(SB1)与连续运行按钮(SB3)，第一个周期结束时，机械手运行至右限位开关时不再恢复至原位而是接着向下运动，进行下一个周期的循

环。

机械手运行期间，如需停止按下停止按钮SB2，机械手运动停止。 注意：机械手实验板中的按钮按一次启动，再按一次方停止。

5、实验内容：

① 进行PLC的I/O地址分配，并画出机械手运动时PLC控制的接线图。

输 入 设 备 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 名 称 起动按钮 停止按钮 连续运行 下限位开关 上限位开关 左限位开关 右限位开关 工件指示开关 代号 SB1 SB2 SB3 LS3 LS4 LS2 LS1 LS6 地 址 I0.1 I0.2 I0.3 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3

输 出 设 备 序 号 1 2 3 4 6 7 8 9 名 称 上升/下降电磁阀 左/右电磁阀 夹紧/放松电磁阀 原位指示灯 左限位指示灯 右限位指示灯 上限位指示灯 下限位指示灯 工件指示灯 代 号 地 址 LED7 LED6 LED8 LED9 LED2 LED1 LED4 LED3 LED5 Q16.2/Q16.0 Q16.3/Q16.4 Q16.1 Q16.5 ② 设计由PLC 控制的机械手动作程序，画出控制程序梯形图。 ③ 输入自编程序，上机调试、运行直至符合动作要求。

6、分析与讨论：

① PORTAL编程访问存储区时有几种寻址方式？ ② S7-1500存储区的最小组成部分是什么？

启动连续停止I0.1I0.3I0.2M0.1( )连续M0.1M1.7I1.3M0.1M1.1M1.0( )I0.1下降M1.0M1.0I1.0M1.2M1.1( )夹紧M1.1M1.1T0M1.3M1.2( )上升M1.2M1.2I1.1M1.4M1.3( )左行M1.3M1.3I1.2M1.5M1.4( )下降M1.4M1.4I1.0M1.6M1.5( )松开M1.5M1.5T1M1.7M1.6( )上升M1.6M1.6I1.1M1.0M0.0M1.7( )右行M1.7M1.7I1.3M0.1M1.0M0.0( )初始M0.0M1.0I1.0Q16.0( )下降M1.4M1.1Q16.1(S)加紧T0S5T#1S(SD)M1.5Q16.1(R)松开T1S5T#1S(SD)M1.2I1.1Q16.2( )上升M1.6M1.3I1.2Q16.3( )左行M1.7I1.3Q16.4( )右行M0.0Q16.5( )