PLC应用实验指导书.doc

南京航空航天大学研究生公共实验之一（000271） PLC应用实验指导书 陈富林 郑明 编写 南京航空航天大学 机电学院 机械电子工程系 二○○三年五月目 录 第一章 实验系统介绍 3 1．1 简介 3 1．2 MPS实验系统 6 1．3 MPS控制系统 8 1．4 系统控制软件 9 1．5 工控网络 9 第二章 PLC 10 2．1简述 10 2．2 PLC 组成、结构、工作原理 10 2．3 PLC编程 11 2．4 PLC的系统设计 13 第三章 传感器和驱动系统 14 3．1 简介 14 3．2传感器 14 3．3 气压驱动 16 3．4电动 16 第四章 工控网络 18 4．1 工业以太网 18 4．2 现场总线PROFIBUS 18 4．3 AS-I接口 19 4．4 MPI 多点接口 19 4．5 网络应用 20 第五章STEP7 21 5．1 STEP7简介 21 5．2 组态硬件 21 5．3 编程 22 5．4 程序下载、调试 22 5．5 STEP 7使用说明 24 5．5．1新建STEP 7 项目 24 5．5．2 SIMATIC manage 下拉菜单功能 29 5．5．3用梯形图语言编程 35 第六章 工控软件 42 6．1 WIN CC简介 42 6．2 WINCC 性能特点 43 6．3 模块化生产系统监控系统 43 第一章 实验系统介绍 1．1 简介 德国Festo AG&Co.成立于1925年，是生产气动元件、组件及自动化系统的公司，Festo具有出色的解决问题的能力，是气动自动化领域的领导者之一。其主要产品为：驱动器及附件、抓取及真空系统、定位技术、阀及附件、阀岛及总线系统、比例技术、气源处理装置、管接头及附件、传感器及压力开关、气动控制技术、电子控制技术、Festo教学培训产品及服务。Festo公司产品追求元件结构、功能和外观的完美，更追求产品的创新、标准化、模块化、集成化和智能化。它们将气动与电子，机械与计算机等技术相结合，使之成为一种高效和低成本的自动化技术。其产品应用于各行各业。 Festo公司不仅向市场提供众多优质的产品，而且向用户提供最佳和有效的解决方案，以“学习型公司”著称。公司在30多年的发展历史中，开发研制针对气动、液压、可编程控制器等课程的教材和培训工具，能满足从初级、中级到高级各种层次的技术培训要求。 MPS（Module Product System，模块化制造系统）是德国FESTO公司生产的一套模拟实际生产中大量复杂控制过程的实验教学系统，但价格十分昂贵。为了在今后的实验教学中能掌握该系统的全部关键技术，我们只引进了该系统的机械部分，然后采购了SIEMENS的PLC，自己设计了该系统的电气系统和控制系统，将其组成了一条MPS系统，形成了一个模块化的完整实验环境，满足了教学要求。这不仅使该系统具有了良好的开放性，而且节省了大量资金。 MPS——模块化生产系统 模块化——这一成功的原则使用户可以在机械和工厂建设中显著的减少配置和调试时间，当使用分布式智能，或者可编程的现场设备、传动装置以及I/O接口时，可以将对模块化的利用从机械领域扩展到自动化解决方案中。可以将生产线上某个独立的机械定义为“标准模块”。 基于组件的自动化大大简化了研发工作，降低了工作量。基于组件的自动化是全集成自动化的一个新概念，它使用户更容易地控制带有分布式智能的通讯。它适用于机械和工厂建设以及扩展现有的生产线，避免了过去对分布式自动化结构系统通讯编程付出的大量努力。现无需作设备间的通讯编程而只要作简单的图形化设计工作。 基于组件的自动化利用软件组件技术的优势，并将其基本原则转移到自动化应用中。利用组装原理将用户软件结合起来以便更好地再次使用。 从更高的工艺角度来看，将机械和系统部件汇集到一起就可以对包括不同厂商产品的一条生产线或者整个工厂进行横向集成。 IT通讯标准化在自动化领域的应用使得企业所有层次都可以对过程数据进行直接存取。这简化了自动化级到计划和执行系统的连接，即从管理级到过程级的直接数据存取。 基于组件的自动化符合PROFIBUS国际组织的PROFInet标准， PROFInet为分布式自动化、跨厂商工程，以及依据IT标准通过PROFIBUS和以太网进行统一通讯定义的模型。 作为机械和工厂的设计者，技术模块化使得用户机械和系统的标准化和再利用工作更加容易，效果更好。它可以对不同的用户需要作出的反应更灵活。通过事先测试单个系统和机械部件使得系统调试过程显著缩短。系统操作员利用IT技术实现从现场设备到管理级的通讯并且扩展现有系统也变得极为简单。由于机械设备或系统都被划分成可管理的、自治的单元，以至于完全可以预先进行测试，这大大减少了现场调试时间和费用，唯一要求进行优化的