目 录

第一章 自动化技术综合实训装置产品简介............................................................................. 1

一、产品概述 ....................................................................................... 错误！未定义书签。 二、产品特点 ....................................................................................... 错误！未定义书签。 第二章 可编程控制器简介 ........................................................................................................ 2

一、PLC的结构及各部分的作用 .......................................................................................... 2 二、PLC的工作原理 .............................................................................................................. 3 三、PLC的程序编制 .............................................................................................................. 4 四、可编程控制器基本指令简介 ......................................................................................... 6 五、可编程控制器梯形图编程规则 ..................................................................................... 8 第三章 实训项目 ........................................................................................................................ 10

实训一 PLC认知实训 ...................................................................................................... 10 实训二 供料站实训 ........................................................................................................... 13 实训三 加工站实训 ........................................................................................................... 16 实训四 装配站实训 ........................................................................... 错误！未定义书签。 实训五 分拣站实训 ........................................................................................................... 22 实训六 搬运站实训 ........................................................................................................... 25 实训七 系统运行实训 ....................................................................................................... 29 实训八 触摸屏实训 ........................................................................................................... 34 附录一 STEP7 MicroWIN软件使用入门 .............................................................................. 36 附录二 S7-200的SIMATIC指令集简表 ............................................................................... 43

第一章 自动化技术综合实训装置简介

一、产品概述

该装置采用型材结构，其上安装有井式供料、加工、多工位装配、气动机械手搬运、皮带传送分拣等工作站及相应的电源模块、按钮PLC模块、变频器及交流电机模块、步进电机驱动模块和各种工业传感器等控制检测单元。系统采用PLC控制技术实现系统联动，真实再现工业自动生产线中的供料、检测、搬运、加工、装配、输送、分拣过程。它在接近工业生产制造现场的基础上又针对教学及实训目的进行了专门设计，强化了自动化生产线的安装与调试能力，能较好地满足工学结合，以工作过程为导向的项目教学法。 二、产品特点

1.本实训装置贴近工业现场要求，是典型的自动生产线，设备从选材、工艺、流程、结构、控制等各方面都从实际工业现场出发，考虑工学结合要求，有机融合了机械、电气、气动、传感器、交流电机变频调速、步进电机驱动控制、PLC控制等多种技术，能开展任务驱动的项目教学法。

2.用于教学，可按工作过程导向、工学结合的模式规划教学活动，可完成多种工业现场环境下的技能培训任务。

3.该实训考核装置PLC模块I/O端子、变频器接线端子、各常用模块接线端子，均采用安全型插座，使用带安全插头的导线进行电路连接；各指令开关、光电开关、传感器和指示元件的电路通过端子排进行连接。插拔线连接电路与端子排连接电路相结合，既保证学生基本技能的训练、形成和巩固，又保证电路连接的快速、安全和可靠。

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第二章 可编程控制器简介

可编程序控制器，英文称Programmable Controller，简称PC。但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序的编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。 一、PLC的结构及各部分的作用

PLC的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同，但结构与工作原理则大同小异，通常由主机、输入/输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。PLC的硬件系统结构如下图所示：

按 钮选择开关限位开关可编程序控制器输入模块输出模块

接触器电磁阀指示灯电 源

CPU模块

电 源 编程装置1、主机

主机部分包括中央处理器（CPU）、系统程序存储器和用户程序及数据存储器。CPU是PLC的核心，它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理，即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作，将结果送到输出端，并响应外部设备（如电脑、打印机等）的请求以及进行各种内部判断等。PLC的内部存储器有两类，一类是系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序，系统程序已由厂家固定，用户不能更改；另一类是用户程序及数据存储器，主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果。

2、输入/输出（I/O）接口

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I/O接口是PLC与输入/输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备（如按钮、传感器、触点、行程开关等）的控制信号。输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备（如接触器、电磁阀、指示灯等）。I/O接口一般采用光电耦合电路，以减少电磁干扰，从而提高了可靠性。I/O点数即输入/输出端子数是PLC的一项主要技术指标，通常小型机有几十个点，中型机有几百个点，大型机将超过千点。 3、电源

通常也为输入设备提供直流电源。 4、编程

编程是PLC利用外部设备，用户可用以输入、检查、修改、调试程序或监示PLC的工作情况。通过专用的PC/PPI电缆线将PLC与电脑联接，并利用专用的编程软件进行电脑编程和监控。 5、输入/输出扩展单元 起。

6、外部设备接口

此接口可将打印机、条码扫描仪,变频器等外部设备与主机相联，以完成相应的操作。 实验装置提供的主机型号是西门子S7-200系列的CPU224(AC/DC/RELAY)。输入点数为14，输出点数为10。 二、PLC的工作原理

PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。

PLC的扫描一个周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。

PLC在输入采样阶段：首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。

PLC在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。

输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。 三、PLC的程序编制 1、 编程元件

PLC是采用软件编制程序来实现控制要求的。编程时要使用到各种编程元件，它们可提供

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图中电源是指为CPU、存储器、I/O接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳压电源，

I/O扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数的扩展单元与基本单元（即主机）连接在一