《MPS模块化加工系统实验》教案
【添加时间：2015-08-05 14:23:47】【来源：】【作者：uestcetcmce】【阅读：】
实验一 基本指令实验（4学时）
一.教学内容及要求
(一)实验教学要求
1. 掌握常用基本指令的使用方法。
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PLC的常用指令.定时器指令.计数器指令及RST.OUT指令的用法。
4. 初步掌握利用现有指令编写PLC梯形图的方法，并加深理解这些指令的功能。
5. 熟练使用STEP 7 MicroWIN软件编制.调试.运行PLC程序。
(二)实验教学内容
1. 实验原理
1. 实验原理
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。
2.实验器材
（1）安装有WINDOWS操作系统的PC机一台（具有STEP 7 MicroWIN V4.0软件）
（2）PLC（S7-200 CPU224）一台。
（3）PC与PLC的通信电缆一根。
（4）按钮开关板（输入）及指示灯板（输出）各一块（可用六站中的任一站取代）
3.实验内容及步骤
3.实验内容及步骤
（1）实验前，先用下载电缆将PC机串口与S7-200-CPU224主机的PORT1端口连好，然后对实验单元通电。主机的指示灯亮，表示工作正常，可进入下一步实验。
（3）进入编译调试环境，用指令符或梯形图输入下列练习程序。
（4）根据程序，进行相应的连线。
（5）下载程序并运行，观察运行结果。
（6）设I1.0为“开始” 按钮，I1.1为“复位”按钮，I1.2为“特殊”按钮，Q1.1为“复位”灯编写一段程序并调试，要求实现以下功能：
按下“开始”按钮时，“复位”灯亮；按下“复位”按钮时，“复位”灯闪烁（亮10ms，熄灭10ms）；按下“特殊”按钮时，“复位”灯熄灭。
按下“开始”按钮时，“复位”灯亮；按下“复位”按钮时，“复位”灯闪烁（亮10ms，熄灭10ms）；按下“特殊”按钮时，“复位”灯熄灭。
按下“开始”按钮6次，“复位”灯亮；按下“特殊”按钮，相当于按下“开始”按钮2次；按下“复位”按钮，计数清零，“复位”灯熄灭。
4. 注意事项及规范
4. 注意事项及规范
二.教学重点.难点
(一)实验教学重点
常用基本指令LD.LDN.A.AN. NOT.O.ON.ALD.OLD.= 指令的编程操作训练；
(二)实训教学难点
常用基本指令与梯形图的转换；
三.教学设计
练习1：
Network 1
LD I1.0
O Q0.0
AN I1.1
= Q0.0
练习2：
Network 1
LD I1.0
A I1.1
ON I1.2
= 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 I1.0
A I1.1
LD I1.2
AN I1.3
OLD
= Q0.0
OLD指令：
Network 1
LD I1.0
A I1.1
LDN I1.2
AN I1.3
OLD
LD I1.4
AN I1.5
OLD
= Q0.0
四.作业
完成实验报告
五.参考资料
1．《MPS加工系统实验指导书》，自编
2．《典型生产线原理.安装与调试（西门子PLC版本）》，北京理工大学出版社
1．《MPS加工系统实验指导书》，自编
2．《典型生产线原理.安装与调试（西门子PLC版本）》，北京理工大学出版社
实验二 上料检测单元（第一站）（4学时）
一.教学内容及要求
(一)实验教学要求
1. 了解掌握PLC控制系统 I/O分配.硬件构成.程序调试等。
2. 将所学的知识运用于实践中，培养分析问题.解决问题的能力。利用所学的指令完成上料检测单元程序的编制。
1. 了解掌握PLC控制系统 I/O分配.硬件构成.程序调试等。
2. 将所学的知识运用于实践中，培养分析问题.解决问题的能力。利用所学的指令完成上料检测单元程序的编制。
3. 本实验是六单元中的第一站，通过熟悉第一站，就可获得其它各站的相关内容，为整个六站的拼合与调试作准备。
(二)实验教学内容
1. 实验原理
1. 实验原理
电气接口地址
MPS中的每个部件上的输入.输出信号与PLC之间的通讯电路联接是通过I/O接线端口实现的。
各接口地址已经固定。各单元中的需要与PLC进行通讯联接的线路（包括各个传感器的线路.各个电磁阀的控制线路及电源线路）都已事先联接到了各自的I/O接线端口上，在与PLC联接时，只需使用一根专用电缆即可实现快速连接。
| 序号 | 设备 符号 |
对应I/O | 设备名称 | 设备用途 | 信号特征 |
| 1 | B1 | I0.0 | 反射式光电传感器 | 判断有无输入工件 | 信号为1：有输入工件 信号为0：无工件 |
| 2 | B2 | I0.1 | 漫射式光电传感器 | 判断工件的颜色 | 信号为1：工件为白色 信号为0：工件为黑色 |
| 3 | 1B1 | I0.2 | 磁感应式接近开关 | 判断工件平台的位置 | 信号为1：工件平台上升到位 |
| 4 | 1B2 | I0.3 | 磁感应式接近开关 | 判断工件平台的位置 | 信号为1：工件平台下降到位 |
| 5 | K1 | Q0.0 | 继电器 | 控制圆形料盘旋转 | 信号为1：料盘转动 |
| 6 | K2 | Q0.1 | 继电器 | 控制黄色信号灯 | 信号为1：黄色信号灯闪 |
| 7 | K3 | Q0.2 | 继电器 | 控制红色信号灯 | 信号为1：红色信号灯闪 |
| 8 | 1Y1 | Q0.3 | 电磁阀 | 控制提升气缸的动作 | 信号为1：工件平台上升 信号为0：工件平台下降 |
2.实验器材
（1）安装有WINDOWS操作系统的PC机一台（具有STEP 7 MicroWIN V4.0软件）
（2）PLC（S7-200 CPU224）一台。
（3）PC与PLC的通信电缆一根。
（4）上料检测单元（第一站）的设备。
3.实验内容及步骤
3.实验内容及步骤
（1）将PC与PLC按正确方式连接。
（2）将PLC的工作状态开关放在“PROG”处。
（3）启动STEP 7 MicroWIN V4.0软件，用鼠标单击工具栏上的“新建”按钮，选择所使用的PLC类型（S7-200 CPU224），再单击“确认”按钮。
（4）设计状态功能转移图.梯形图。
（5）调试运行。
4.注意事项及规范
4.注意事项及规范
二.教学重点.难点
(一)实验教学重点
1. 上料检测单元的结构与功能
2. 上料检测单元的气动控制回路
3. 上料检测单元的程序控制
(二)实训教学难点
传感器及气动设备的PLC控制程序编写。
三.教学设计
深入练习
(一)控制任务
当设备接通电源与气源.PLC运行后，首先执行复位动作，提升气缸驱动的工件平台下降到位。然后进入工作运行模式，料盘旋转输出工件，当检测到工件平台中有工件后，料盘停止旋转，提升气缸动作，将工件平台提升至输出工位，对工件的颜色进行检测并保存下来，如果是白色工件，L1灯亮；如果是黑色工件，L2灯亮。按下“特殊”按钮，表示工件被取走，工件平台下降，料盘继续旋转输出工件，重复以上流程。
在料盘旋转输出工件时，在5S后没有检测到有工件输入时，黄色信号灯闪；在10S后没有检测到有工件输入时，红色信号灯闪。
(二)编制程序框图
在理解上述控制任务后，独自写出程序控制流程图。
(三)编写程序
按编写的程序框图编写PLC程序。
(四)下载调试
将编辑好的程序下载到PLC中运行，调试通过，完成控制任务。
四.作业
完成实验报告
五.参考资料
1．《MPS加工系统实验指导书》，自编
2．《典型生产线原理.安装与调试（西门子PLC版本）》，北京理工大学出版社
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2．《典型生产线原理.安装与调试（西门子PLC版本）》，北京理工大学出版社
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