PLC实验指导书

扬州职业大学

《PLC原理及应用》

实验指导书

汽车与电气系

2010-2-28

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第一章 系统简介

西门子（SIMATIC）S7-200系列小型PLC（Micro PLC）可应用于各种自动化系统。紧凑的结构、低廉的成本以及功能强大的指令使得S7-200 PLC成为各种小型控制任务的理想的解决方案。S7-200产品的多样化以及基于Windows的编程工具，使您能够更加灵活地完成自动化任务。

S7-200功能强，体积小，使用交流电源可在85～265V范围内变动，且机内还设有供输入用的DC-24V电源。可编程序控制器（简称PC）在进行生产控制或实验时，都要求将用户程序的编码表送入PC的程序存贮器，运行时PC根据检测到的输入信号和程序进行运算判断，然后通过输出电路去控制对象。所以典型的PC系统由以下三部分组成：输入/输出接口、PC主机、通讯口。

一、可编程序控制器（PC）主机

在我们的实验箱中，选用的PC主机是SIMATIC S7-200 CPU226，有24个输入点，16个输出点，可采用助记符和梯形图两种编程方式。PLC主机面板图如图1-1所示

①

⑤ ② ⑥ ④ ⑦ ⑧ ③ 图1-1 在图1-1中：

①输出接线端；

②输出端口状态指示； ③输入接线端；

④输入端口状态指示；

⑤主机状态指示及可选卡插槽；

有三个指示灯

SF/DIAG：系统错误，当出现错误时点亮（红色）；

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RUN ：运行，绿色，连续点亮； STOP : 停止，橙色，连续点亮；

可选卡插槽有：EEPROM卡，时钟卡，电池卡； ⑥模式选择开关（运行、停止）、模拟电位器、I/O扩展端口； ⑦通讯口1； ⑧通讯口0；

二、编程装置

通常采用微型计算机作为编程装置。安装SIEMENS公司的PLC编译调试软件STEP 7 MicroWIN V3.2，用专用的编程电缆将电脑的RS232串口和PLC主机的编程接口PORT1连接起来，运行MicroWIN V3.2，即可将PLC程序的编码表下载至PLC的存储器中，运行程序，即可进行各种控制实验。关于上位软件的安装与使用请参见第二章。

三、输入输出部分

实验箱面板布置示意图如图1-2所示

③输出负载指示部分 ⑧继电器

①

电 ②PLC输出接口部分

子 ⑨ ⑩ 实 ⑦PLC主机 拔码数码验 开关 显示 演

示 ⑾电源 装 ④PLC输入接口部分 置

⑤模拟输入开关 ⑥模拟输入按钮

图1-2 在图1-2中： ①为电子实验演示装置接口部分。

②为PLC输出接口部分。共16点，分为三组

表1-1是输出控制端1L、2L、3L与输出端的对应关系。

表1-1

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扬州职业大学 输出端 控制端 1L 2L 3L 一组 Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3 二组 Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7、Q1.0 三组 Q1.1、Q1.2、Q1.3、Q1.4、Q1.5、Q1.6、Q1.7 其中1L、2L、3L分别为各组的公共端。用于控制输出电平的有效电平，当L端接高电平，则当输出端有效时，输出端为高电平。当L端接低电平，则当输出端有效时，输出端为低电平。输出方式为继电器触点输出。

③输出负载指示部分。含有16个发光二极管，COM+为二极管公共端。发光二极管为共阳接法。

④为PLC输入接口部分。

表1-2是输出控制端1L、2L、3L与输出端的对应关系。

表1-2

一组 二组 三组 输入端 I0.0 ～ I0.7 I1.0 ～ I1.4 I1.5 ～ I1.7 I2.0 ～ I2.7 控制端 1M 2M 其中1M、2M分别为各组的公共端。用于控制输入电平的有效电平，当M端接高电平，则输入端有效电平为高电平。当M端接低电平，则输入端有效电平为低电平。 ⑤模拟输入开关。共16个钮子开关，K1 ～ K16，COM1为公共端。钮子开关属长动型开关。

⑥模拟输入按钮。共6个按钮，K01 ～ K06，COM2为公共端。按钮属点动型开关。 ⑦PLC主机部分。 ⑧二个继电器负载 ⑨二组8421拔码开关 ⑩数码管

⑾直流稳压电源部分。输出电压为24V，最大负载电流为3A，带输出指示灯，电源开关。

我们已经将PLC主机上的输入/输出端和实验板上输入输出端对应接好。实验时只须

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用双头线按实验电路图搭接即可。实验箱上的输入模拟开关、输出负载指示、拔码开关、数码管、及继电器主要用于基本指令的学习。综合实验可通过实验演示屏进行，这样比较直观，易于理解。

四、输入/输出接口的使用方法

1、输入接口：将输入接口的相应端口，根据需要与钮子开关或按钮用双头线相连。输入接口的控制端1M或2M接24V，钮子开关或按钮的公共端接0V。这样，当开关闭合或按下按钮时，相应端口的输入指示灯就会点亮，表示有输入到PLC。

2、输出接口：将输出接口的相应端口，根据需要接发光二极管，输出接口的控制端1L或2L或3L接0V，发光二极管的公共端接24V。这样当PLC的相应的输出端口有输出时，所接的发光二极管点亮。

五、实验演示屏介绍

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实验演示屏采用模块化设计，模拟真实的控制方式，使实验直观，生动，易于理解。 实验演示屏共有12个模块，可完成12个综合实验。（适用于箱式或台式演示屏）

1、 舞台灯控制 2、 数码管显示 3、 交通灯实验

4、 电机星/三角启动 5、 机械手控制 6、 步进电机控制 7、 电梯控制 8、 刀库控制 9、 物料混合控制 10、 水塔水位控制 11、 邮件分拣控制 12、 四级传送带控制

第二章 Micro/Win V3.2的安装与使用

SIEMENS S7-200系列可编程序控制器的编译调试软件为Micro/Win V3.2。下面介绍该软件的安装与使用。

一、软件的安装

1、在我们提供的光盘中的MicroWINV32目录下找到Setup.exe文件，运行Setup.exe，开始安装。安装向导将引导你完成整个安装过程。

2、安装完成后，在桌面上会创建一个快捷方式。

二、软件的使用

1、 双击桌面上的快捷方式，启动程序。

2、 从文件菜单中点击新建命令，输入程序，并保存为“*.MWP”的项目文件。 3、 在< PLC > 菜单下选择 < 编译 >，检查程序语法正确与否，直至没有错误。 4、 点击< 文件 >菜单下 < 下载 >。（在做这步工作之前，请先用编程电缆将电脑的串口

和PLC主机的通讯口1连接起来，并打开实验箱电源。），将程序下载至PLC主机内的存储器中。

5、 再选择< PLC >菜单下< 运行 >命令，就可以运行你自已的程序了。

6、 在运行模式中，你可以选择< 调试 >菜单下< 程序状态 >，来查看各输入输出端口、

内部触点的运行状态，以确定程序设计是否正确，提高你的调试效率。

以上是该软件的快速使用指南。如想深入了解该软件的其他功能，请参阅帮助菜单下的帮助文档，那里有更详细的说明。

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第三章 PLC控制实验

实验一 基本指令实验

一、实验目的

1、 掌握常用基本指令的使用方法。

2、 学会用基本逻辑与、或、非等指令实现基本逻辑组合电路的编程。 3、 熟悉编译调试软件的使用。

二、实验器材

1、 PC机一台

2、 PLC实验箱一台 3、 编程电缆一根 4、 导线若干

三、实验内容

SIEMENS S7-200系列可编程序控制器的常用基本指令有10条。本次实验进行常用基本指令LD、LDN、A、AN、 NOT、O、ON、ALD、OLD、= 指令的编程操作训练。先简要介绍如下：

1、取指令

指令符：LD 梯形图符：

数据：接点号。除了数据通道之外，PC的其余继电器号都可以。 功能：读入逻辑行（又称为支路）的第一个常开接点。

2、取反指令 指令符：LDN 梯形图符：

数据：同LD指令

功能：读入逻辑行的第一个常闭接点。

在梯形图中，每一逻辑行必须以接点开始，所以必须使用LD或LDN指令。此外，这条指令还用于电路块中每一支路的开始，或分支点后分支电路的起始，并与其它一此指令配合使用。

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3、与指令

指令符：A 梯形图符： 数据：接点号。

功能：逻辑与操作，即串联一个常开接点。

4、与非指令

指令符：AN 梯形图符： 数据：接点号，同A指令。

功能：逻辑与非操作，即串联一个常闭接点。

5、或指令

指令符：O 梯形图符：

数据：接点号，范围同A指令。

功能：逻辑或操作，即并联一个常开接点。

6、或非指令

指令符：ON 梯形图符：

数据：接点号，范围同A指令。

功能：逻辑或非操作，即并联一个常闭接点。

7、非指令 指令符：NOT 梯形图符：

数据：接点号，范围同A指令。

功能：逻辑或非操作，即并联一个常闭接点。

8、输出指令

指令符：= 梯形图符： 数据：继电器线圈号。

功能：将逻辑行的运算结果输出。

9、电路块与指令 指令符：ALD 梯形图符：无

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数据：无

功能：将两个电路块串联起来。

10、电路块或指令 指令符：OLD 梯形图符：无 数据：无

功能：将两个电路块并联起来。

说明：

LD、A、O：称为常开触点指令； LDN、AN、ON：称为常闭触点指令；

当位值为1时，常开触点闭合；当位值为0时，常闭触点闭合。

四、实验步骤

1、 实验前，先用下载电缆将PC机串口与S7-200-CPU226主机的PORT1端口连好，

然后对实验箱通电，并打开24V电源开关。主机和24V电源的指示灯亮，表示工作正常，可进入下一步实验。

2、 进入编译调试环境，用指令符或梯形图输入下列练习程序。 3、 根据程序，进行相应的连线。（接线可参见第一章中“输入/输出端口的使用方法”） 4、 下载程序并运行，观察运行结果。

练习1： Network 1

LD I0.0 O Q0.0 AN I0.1 = Q0.0

练习2： Network 1

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LD I0.0 A I0.1 ON I0.2 = Q0.0

练习 3：在程序中要将两个程序段（又叫电路块）连接起来时，需要用电路块连接指令。每个电路块都是以LD或LDN指令开始。 ALD指令： Network 1

LD I0.0 A I0.1 LD I0.2 AN I0.3 OLD

= Q0.0

OLD指令： Network 1

LD I0.0 A I0.1 LDN I0.2 AN I0.3 OLD

LD I0.4 AN I0.5 OLD

= Q0.0

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实验二 置位/复位及脉冲实验定时器及计数器指令实验

一、实验目的

1、掌握常用定时指令的使用方法。 2、掌握计数器指令的使用

3、掌握定时器/计数器内部时基脉冲参的设置。 4、熟悉编译调试软件的使用。

5、掌握S、R、EU、ED指令的使用方法。

二、实验器材

1、PC机一台

2、PLC实验箱一台 3、编程电缆一根 4、导线若干

三、实验内容及步骤

1、定时器指令

指令符：TONxx 梯形图符：

数据：xx（37）：为选定的定时器号；PT（+10）：是定时器的设定值，用4 位十进制数表示，定时单位为0.1秒，所以最低位是十分位。例如定时5秒的设定值是+50。

定时范围是0.1～3276.7秒。

功能：定时时间到接通定时器接点。

定时器是增1定时器。当输入条件为ON时，开始增1定时，每经过0.1秒，定时器的当前值增1，当定时器的当前值与设定值相等时，定时时间到，定时器接点接通并保持。当输入条件为OFF时，不管定时器当前处于什么状态都复位，当前值恢复到0，相应的动合接点断开。定时器相当于时间继电器。在电源掉电时，定时器复位。

2、计数器指令

指令符：CTU、CTD 梯形图符： 其中：

Cxx：xx是计数器号00～255；

PV：是计数设定值，用4位十进制数表示，计数范围是1～32767。

R、LD：为复位端。

CTU为增计数器；CTD为减计数器。

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功能：

增计数器：从当前计数值开始，在每一个（CU）输入状态从低到高时递增计数。当Cxx的当前值大于等于预置值PV时，计数器Cxx置位。当复位端（R）接通或者扫行复位指令后，计数器被复位。当它达到最大值（32767）后，停止计数。

减计数器：从当前计数值开始，在每一个（CD）输入状态从低到高时递减计数。当Cxx的当前值等于0时，计数器Cxx置位。当装载输入端（LD）接通时，计数器被复位，并将计数器的当前值设置为预置值PV。当计数值到0时，计数器停止计数，计数器位Cxx接通。

3、置位指令

指令符：S 梯形图符：

4、复位指令

指令符：R 梯形图符：

功能：相当于锁存器，当其置位（ON）后，将一直保持，直至复位为止。

置位（S）或复位（R）指令将从Bit指定的地址开始的N个点置位或复位。你可以一次置位或复位1-255个点。如果复位指令指定的是定时器或者计数器，指令不但复位定时器位或计数器位，而且清除定时器或者计数器的当前值。

5、正跳变指令：

指令符：EU 梯形图符：

6、负跳变指令：

指令符：ED 梯形图符：

四、实验步骤

1、实验前，先用下载电缆将PC机串口与S7-200-CPU226主机的PORT1端口连好，然后对实验箱通电，并打开24V电源开关。主机和24V电源的指示灯亮，表示工作正常，可进入下一步实验。

2、 进入编译调试环境，用指令符或梯形图输入下列练习程序。 3、 根据程序，进行相应的连线。（接线可参见第一章中“输入/输出端口的使用方法”） 4、 下载程序并运行，观察运行结果。

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练习1：延时器 Network 1 LD I0.2 AN I0.3 TON T37, +30 Network 2 LD T37 = Q0.0

练习2：秒脉冲发生器 Network 1

LDN T38 TON T37, +5 Network 2

LD T37

TON T38, +5 = Q0.0

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练习3：增计数器 Network 1

LD SM0.0 AN T38 TON T37, +5 Network 2

LD T37 TON T38, +5 = Q0.0 Network 3

LD Q0.0

LD I0.0 CTU C0, +10 Network 4 LD C0

= Q0.1

练习4： 置位（S）或复位（R）指令的编程

Network 1

LD I0.0 S Q0.0, 1 Network 2

LD I0.1 R Q0.0, 1

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练习5： 正负跳变指令的编程 Network 1

LD I0.0 EU

S Q0.0, 1 Network 2

LD I0.0 ED

R Q0.0, 1

练习6.自行设计小灯闪烁电路，间隔1S.

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实验三 电机的星/三角启动控制

一、实验目的

1、掌握PLC功能指令的用法

2、掌握用PLC控制交流电机的可逆起动控制电路及星/三角起动的电路

二、实验器材

1、PC机一台

2、PLC实验箱一台 3、电机控制模块 4、编程电缆一根 5、导线若干

三、实验内容及步骤

1、设计要求

设计通过PLC控制电机的Y/△起动电路的程序。

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电机星三角控制示意图

当按下正转启动按钮时，电机正转（继电器KM1控制），并运行在Y形接法（低速运行，继电器KM4控制）。过3秒后KM4断开，电机运行在△接法（全速运行，继电器KM3控制）。

当按下停止按钮时，电机停转。

当按下反转启动按钮时，电机反转（继电器KM2控制），并运行在Y形接法（低速运行，继电器KM4控制）。过3秒后KM4断开，电机运行在△接法（全速运行，继电器KM3

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控制）。

2、确定输入、输出端口、并编写程序

3、编译程序，无误后下载至PLC主机的存储器中，并运行程序。 4、调试程序，直至符合设计要求。 输入 主机 I0.0 I0.1 I0.2 1M

实验模块 正转 反转 停止 注释 正转 反转 停止 24V 主机 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 1L 实验区 输出 实验模块 J1（KM1） J2（KM2） J3（KM3） J4（KM4） 24V 0V 注释 电机正转 电机反转 三角形接法 星形接法 0V 电源区 24V 0V

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实验四 常用功能指令实验

一、实验目的

1、掌握数据比较指令、数据传送指令、加法指令、减法指令、移位的使用方法。 2、熟悉编译调试软件的使用。

二、实验器材

1、PC机一台

2、PLC实验箱一台 3、编程电缆一根 4、导线若干

三、实验内容

1、 传送指令 指令符： 梯形图符：

MOV_B

MOV_W

MOV_DW

传送指令可分为字节传送（MOV_B）、字传送（MOV_W）、双字传送（MOV_DW）和实数传送指令。在不改变原值的情况下将IN中的值传送到OUT中。

2、加法指令

指令符： ADD_I ADD_DI 梯形图符：

3、减法指令

指令符： SUB_I SUB_DI 梯形图符：

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整数加法（ADD_I）或者整数减法（SUB_I）指令，将两个16位整数相加或者相减，产生一个16位结果。

双整数加法（ADD_DI）或者整数减法（SUB_DI）指令，将两个32位整数相加或者相减，产生一个32位结果。

加法 减法

IN1+IN2 = OUT IN1–IN2 = OUT

4、比较指令 字节比较指令：

字比较指令：

双字比较指令：

比较指令用于比较两个数值：

IN1 = IN2 IN1 >= IN2 IN1 <= IN2 IN1 > IN2 IN1 < IN2 IN1 <> IN2

字节（B）比较操作是无符号的。

整数（I）比较操作是有符号的。 双字（D）比较操作是有符号的。

当比较结果为真时，比较指令使能点闭合或者输出接通。

5、左移字指令 指令符： SHL_W 梯形图符：

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6、右移字指令 指令符： SHR_W 梯形图符：

移位指令将输入值IN右移或者左移N位，并将输出结果装载到OUT中。

移位指对移出的位自动补零。如果位数N大于或等于最大允许值（对于字节操作为8，对于字操作为16，对于双字操作为32），那么移位操作的次数为最大允许值。如果移位次数大于0，溢出标志位（SM1.1)上就是最近移出的位值。如果移位操作的结果为0，零存储器位（SM1.0）置位。

字节操作是无符号的，对于使用字或双字操作，当使用符号数据类型时，符号位也被移动。

7、循环左移字指令

指令符：ROL_W 梯形图符：

8、循环右移字指令

指令符：ROR_W 梯形图符：

循环移位指令将输入值IN循环右移或者循环左移N位，并将输出结果装载到OUT中。如果位数N大于或等于最大允许值（对于字节操作为8，对于字操作为16，对于双字操作为32），S7-200在执行循环移位之前，会执行取模操作，得到一个有效的移位次数。取模操作的结果对于字节操作为0到7，对于字操作为0到15，对于双字操作为0到31。如果移位次数为0，循环移位指令不执行。如果循环移位指令执行，最后一位的值会复制到溢出标志位（SM1.1）。

如果移位次数不是8（对于字节操作），16（对于字操作），32（对于双字操作）的整数倍，最后被移出的位会被复制到溢出标志位（SM1.1）。当循环移位的结果为0时，结果为零标志位（SM1.0）被置位。

字节操作是无符号的，对于使用字或双字操作，当使用符号数据类型时，符号位也被

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移动。

四、实验步骤

1、实验前，先用下载电缆将PC机串口与S7-200-CPU226主机的PORT1端口连好，然后对实验箱通电，并打开24V电源开关。主机和24V电源的指示灯亮，表示工作正常，可进入下一步实验。

2、 进入编译调试环境，用指令符或梯形图输入下列练习程序。 3、 根据程序，进行相应的连线。（接线可参见第一章中“输入/输出端口的使用方法”） 4、 下载程序并运行，观察运行结果。

练习1、MOV指令

Network 1

LD I0.0

MOVB 16#55, QB0 Network 2

LD I0.1

MOVB 16#AA, QB0 Network 3

LD I0.2

MOVB 16#A5, QB1 Network 4

LD I0.3

MOVB 16#5A, QB1

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练习2、加法指令

Network 1

LD I0.0

MOVW 16#0011, QW0 +I 16#0022, QW0 Network 2

LD I0.1

MOVW 16#1100, QW0 +I 16#2200, QW0

练习3、减法指令

Network 1

LD I0.0

MOVW 16#0022, QW0 -I 16#0011, QW0 Network 2

LD I0.1

MOVW 16#2200, QW0 -I 16#1100, QW0

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练习4、比较指令 Network 1

LD I0.0 LPS

AB= 6, 5 = Q0.0 LRD

AB<> 6, 5 = Q0.1 LRD

AB>= 6, 5 = Q0.2 LRD

AB<= 6, 5 = Q0.3 LRD

AB> 6, 5 = Q0.4 LPP

AB< 6, 5 = Q0.5

练习5：下面是一个左移字指令的练习，阅读并理解程序，并将程序下载到主机中验证。

Network 1

LD SM0.1 LD Q0.7 ED OLD

MOVW 16#0001, QW0 Network 2

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LD I0.0 EU

SLW QW0, 1

实验结果：将I0.0接到按钮。每按一下按钮，就会循环点亮下一个指示灯。

实验6：将练习1中的N改为2，观察实验结果。

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实验五 舞台灯的PLC控制、LED数码管显示控制

一、实验目的

1、掌握移位寄存器指令的应用 2、掌握用PLC控制数码管显示 3、掌握PLC与外围电路的接口连线

二、实验器材

1、PC机一台

2、PLC实验箱一台 3、舞台灯控制模块 4、编程电缆一根 5、导线若干

三、实验内容及步骤

1、 设计要求

舞台灯光控制可以采用PLC来控制，如灯光的闪耀、移位及各种时序的变化。舞台灯控制模块共有7组指示灯组成，如下图所示：

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舞台灯控制示意图

现要求1～7组灯闪亮的时序如下： （1）1～7号灯依次点亮。 （2）重复（1），循环往复。

2、确定输入、输出端口、并编写程序

3、编译程序，无误后下载至PLC主机的存储器中，并运行程序。 4、调试程序，直至符合设计要求。 输入 主机 I0.0 I0.1 1M 实验模块 K1 K2 24V 0V←→COM 注释 启动 停止 开关公共端 主机 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 1L、2L 输出 实验模块 1 2 3 4 5 6 7 注释 灯1区 灯2区 灯3区 灯4区 灯5区 灯6区 灯7区 24V 2、设计要求 设计一个数码管循环显示程序。显示值数字0～9。数码管为共阴极型。A、B、C、D、E、F、G、Dp为数码管段码，COM为数码管公共湍（位码），当段码输入高电平，位码输入低电平时，相应的段点亮。

2、确定输入、输出端口、并编写程序

3、编译程序，无误后下载至PLC主机的存储器中，并运行程序。 4、调试程序，直至符合设计要求。 输入 主机 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3

输出 注释 启动 停止 0-9循环 段码循环 主机 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 27

实验模块 启动 停止 K1 K2 实验模块 A B C D E F 注释 段码A 段码B 段码C 段码D 段码E 段码F 扬州职业大学 1M

COM←→0V 24V 开关公共端 Q0.6 Q0.7 1L 2L G DP COM←→0V 24V 24V 段码G 小数点 LED公共端

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/dgrp.html