《机电系统计算机控制实验》报告 - 图文

哈尔滨工业大学机电工程学院

实 验 报 告

姓名 课程名称 实验名称 实验室名称 实验时间 同组成员 评语： 实验准备 （10%） 签字： 成绩： 评语： 实验过程 （50%） 签字： 成绩： 评语： 实验报告 （40%） 签字： 成绩： 评语： 特别加分 签字： 成绩： 总成绩 签字 年 月 日 哈尔滨工业大学机电工程学院 2015年07月

学号 机电系统计算机控制实验 PLC与PC实验 机工厂209 2015.7.28及20157.30 廖璐、薛凯磊 教师

《机电系统计算机控制》

实验报告

（2015年夏季学期）

报告题目： PLC与PC实验

姓 名： 学 号： 班 级： 专 业： 报告提交日期：

机械电子 2015年8月1日

哈尔滨工业大学

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《机电系统计算机控制》实验

实验报告指导书

要求

1. 明确实验要求及实验内容；

2. 确定实验系统组成，给出实验系统框图； 3. 给出系统硬件组成及接线图； 4. 给出软件流程图及梯形图；

5. 进行硬件调试、软件调试及软硬件综合调试，并进行结果分析； 6. 拒绝雷同和抄袭，否则均为零分； 7. 应包含自己的心得、体会或意见、建议等；

8. 报告统一用该模板撰写，每份报告字数不少于5000字，上限不限； 9. 正文格式：小四号字体，行距为1.25倍行距； 10.用A4纸打印；左侧装订，1枚钉；

11.实验报告需同时提交打印稿和电子文档予以存档，电子文档由班长收齐，统一发送至：chenzhg@hit.edu.cn。 12.此页不得删除。

评语：

教师签名：

实验报告成绩 （总分40分，占40%）：

年 月 日

1

《机电系统计算机控制》实验

PLC与PC实验

一、实验目的及要求

实验目的：训练学生利用计算机、PLC进行机电控制系统设计和调试的能力。 实验要求：1. 根据实验要求，确定总体方案；

2. 确定控制系统硬件结构； 3. 确定软件流程图； 4. 硬件调试； 5. 软件调试；

6. 软硬件综合调试，实现实验功能。

二、实验内容

1．设计PLC和计算机之间的硬件接口和通信协议，实现计算机和PLC的通信；掌握接口通信的硬件调试和软件编程方法；

2．编程控制PLC，实现模拟量的采集； 3．编程控制PLC，实现对开关量的输入/输出； 三、实验系统组成明确及框图搭建

如图3.1所示的由计算机和PLC组成的控制系统中，PLC通过端口0或端口1与计算机串口进行通信。PLC通过I口进行数字量输入，如按钮开关量，通过AI口进行模拟量采集。采集的开关量和模拟量传送给计算机，由计算机对数据进行图表显示、记录、保存、分析、浏览、打印等。同时，PLC可以接收计算机发送的指令，通过O口控制开关动作，从而实现电机、电动阀等设备的控制。 计算机 PLC（下位机） （上位机） I口 开关量输入 显示器 Q口 数字量输出 AI口 模拟量输入 端口0 (RS485) 串口 端口1 (RS485) （RS232）

图3.1 计算机与PLC组成的控制系统

四、实验操作 4.1通信口协议

4.1.1硬件组成及接线图 （1）硬件组成：

1.可编程控制器（PLC） 1台 2.计算机 1台 3.编程电缆 1根 4. 导线 若干

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《机电系统计算机控制》实验

6. 按钮 1个 7. 万用表 1只 （2）接线图 如图4.1.1所示。

图4.1.1通信口协议接线图

4.1.2软件流程图及梯形图 （1）程序结构：

主程序：根据I0.3状态初始化端口0为自由口通信 SBR_0：定义端口0为自由口，初始化定时中断 SBR_1：定义端口0为普通PPI从站通信口 INT_0：对定时中断计数并从端口0发送计数值 1）主程序编程如图4.1.2所示。

图4.1.2 主程序

2）SBR_0编程如图4.1.3所示。

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《机电系统计算机控制》实验

图4.1.3子程序0

3）SBR_1编程如图4.1.4所示。

图4.1.4子程序1

4）INT_0编程如图4.1.5所示。

图4.1.5 中断程序

5）数据块定义如图4.1.6所示。

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《机电系统计算机控制》实验

图4.1.6 数据块定义

4.1.3程序调试及结果分析 （1）程序调试

1）软件调试：在STEP7编程软件中编译好程序梯形图后将程序保存生成.awl文件，然后将程序导入S7-200的仿真软件中选择好CPU的类型，在进行程序装载后对梯形图仿真，我们可以检查梯形图设计中是否存在逻辑错误。 2）硬件调试：在使用前应先检查硬件设施是否能正常工作避免因为元件损坏而引起的实验结果不正确，不能正确实现设计初衷。同时在选择导线的时候，应该检查导线的情况。同时在接线的时候，也要注意尽量不要让线头裸露，形成短路时令PLC损坏。在接线时输入的两个端口的线连接不紧，导致程序不运行。 3）软硬件综合调试：如果单一调试软件或者硬件都不能实现所需功能，那么就需要综合考虑软件硬件是否兼容，或者所连电路是否能够对应相应的梯形图。

（2）结果分析

将I0.3置为ON，单击按钮进行连接，超级终端的窗口会自动显示S7-200 CPU发送的字符串如图4.1.7所示。

图4.1.7超级终端接收信息

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《机电系统计算机控制》实验

按住开关，I0.3为ON，会得到从1开始增幅为1的数列，松开开关停止计数。 4．2 RCV接收

4.2.1硬件组成及接线图 （1）硬件组成：

1.可编程控制器（PLC） 1台 2.计算机 1台 3.编程电缆 1根 4. 导线 若干 6. 按钮 1个 7. 万用表 1只 （2）接线图 如图4.2.1所示。

图4.2.1通信口协议接线图

4.2.2软件流程及梯形图 （1）程序结构

主程序：根据I0.3状态初始化端口0为自由口通信 SBR_0：定义端口0为自由口，初始化接收指令 SBR_1：定义端口0为普通PPI从站通信口 INT_0：从QB0输出接收到的第一个字节 1）主程序编程如图4.2.2所示。

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《机电系统计算机控制》实验

图4.2.2主程序

2）SBR_0编程如图4.2.3所示。

图4.2.3子程序0

3）SBR_1编程如图4.2.4所示。

图4.2.4子程序1

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4）INT_0编程如图4.2.5所示。

图4.2.5 中断程序

（5）配置超级终端连接

1）打开刚才建立好的超级终端连接，进入该连接的属性窗口，如图4.2.6所示。

图4.2.6超级终端设置

2）点击“ASCII码设置”按钮，在弹出的ASCII码设置窗口中，按下图4.2.7方式进行设置。

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《机电系统计算机控制》实验

图4.2.7超级终端ASCII码设置

4.2.3程序调试及结果分析 （1）程序调试

1）软件调试：在STEP7编程软件中编译好程序梯形图后将程序保存生成.awl文件，然后将程序导入S7-200的仿真软件中选择好CPU的类型，在进行程序装载后对梯形图仿真，我们可以检查梯形图设计中是否存在逻辑错误。 2）硬件调试：在使用前应先检查硬件设施是否能正常工作避免因为元件损坏而引起的实验结果不正确，不能正确实现设计初衷。同时在选择导线的时候，应该检查导线的情况。同时在接线的时候，也要注意尽量不要让线头裸露，形成短路时令PLC损坏。在接线时输入的两个端口的线连接不紧，导致程序不运行。 3）软硬件综合调试：如果单一调试软件或者硬件都不能实现所需功能，那么就需要综合考虑软件硬件是否兼容，或者所连电路是否能够对应相应的梯形图。

（2）结果分析

1）把PLC转换到运行状态，同时把I0.3置为ON。 2）在超级终端中输入字符串ABCD如图4.2.8所示。

图4.2.8超级终端输入

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《机电系统计算机控制》实验

3）在Step-Micro/Win32中使用状态图，监测缓冲区和QB0内容如图4.2.9所示。

图4.2.9 PLC显示内容

4．3 模拟量采集

4.3.1硬件组成及接线图 （1）硬件组成：

1.可编程控制器（PLC） 1台 2.计算机 1台 3.编程电缆 1根 4.导线 若干 6.按钮 1个 7.万用表 1只 8.直线位移传感器 1个 （2）接线图

如图4.3.1所示。

图4.3.1模拟量采集接线图

4.3.2软件流程及梯形图

（1）程序结构如图4.3.2所示。

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图4.3.2程序梯形图

4.3.3程序调试及结果分析 （1）程序调试

1）软件调试：在STEP7编程软件中编译好程序梯形图后将程序保存生成.awl文件，然后将程序导入S7-200的仿真软件中选择好CPU的类型，在进行程序装载后对梯形图仿真，我们可以检查梯形图设计中是否存在逻辑错误。 2）硬件调试：在使用前应先检查硬件设施是否能正常工作避免因为元件损坏而引起的实验结果不正确，不能正确实现设计初衷。同时在选择导线的时候，应该检查导线的情况。同时在接线的时候，也要注意尽量不要让线头裸露，形成短路时令PLC损坏。在接线时输入的两个端口的线连接不紧，导致程序不运行。 3）软硬件综合调试：如果单一调试软件或者硬件都不能实现所需功能，那么就需要综合考虑软件硬件是否兼容，或者所连电路是否能够对应相应的梯形图。

（2）结果分析

1）把PLC转换到运行状态，同时把I0.3置为ON。 2）打开超级终端，单击连接。

3）拉动直线位移传感器得到如图4.3.3所示结果。

图4.3.3直线位移采集结果

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《机电系统计算机控制》实验

4．4利用VB程序编程实现模拟量采集 4.4.1硬件组成及接线图 （1）硬件组成：

1.可编程控制器（PLC） 1台 2.计算机 1台 3.编程电缆 1根 4.导线 若干 6.按钮 1个 7.万用表 1只 8.直线位移传感器 1个 （2）接线图

如图4.4.1所示。

图4.4.1VB实现模拟量采集接线图

4.4.2软件流程及梯形图 1）主程序如图4.4.2所示

图4.4.2主程序

2）SBR_0编程如图4.4.3所示。

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《机电系统计算机控制》实验

图4.4.3子程序0

3）SBR_1编程如图4.4.4所示。

图4.4.4子程序1

4)中断程序如图4.4.5所示。

图4.4.5中断程序

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4.4.3程序调试及结果分析 （1）程序调试

1）软件调试：在STEP7编程软件中编译好程序梯形图后将程序保存生成.awl文件，然后将程序导入S7-200的仿真软件中选择好CPU的类型，在进行程序装载后对梯形图仿真，我们可以检查梯形图设计中是否存在逻辑错误。 2）硬件调试：在使用前应先检查硬件设施是否能正常工作避免因为元件损坏而引起的实验结果不正确，不能正确实现设计初衷。同时在选择导线的时候，应该检查导线的情况。同时在接线的时候，也要注意尽量不要让线头裸露，形成短路时令PLC损坏。在接线时输入的两个端口的线连接不紧，导致程序不运行。 3）软硬件综合调试：如果单一调试软件或者硬件都不能实现所需功能，那么就需要综合考虑软件硬件是否兼容，或者所连电路是否能够对应相应的梯形图。

（2）结果分析

1）把PLC转换到运行状态，同时把I0.3置为ON。

2）打开VB串口程序，进行设置，点击确定得到如图4.4.6所示。

图4.4.6串口程序

拉动直线位移传感器保存的数据在文本文档中如图4.4.7所示。

图4.4.7位移采集结果

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《机电系统计算机控制》实验

3）打开显示图形程序对模拟数据进行作图如图4.4.8所示。

图4.4.8模拟量采集曲线图

五、实验心得体会及意见和建议

（1）心得体会:

1. 虽然以前多少学习过PLC，但是在本次的学习中见识到了PLC不

同的功能与以前学习到的更加的深入。说明我们要不断的学习，掌握更多的知识技能。

2. 在本次实验中应用到了VC编程方面的知识，让我体会到了我们

要注重多学科的结合。 3. 同学之间要加强合作，在实验中大家利用不同的思维方式碰撞出

火花以便更好的解决问题。

（2）意见和建议:

1.实验室的一些器材有些老旧，建议更换新器材。

2.在实验开始之前将实验内容告知学生以便学生更好的预习。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/f7p6.html