（S7-300）
实验指导书
重庆科技学院电子信息工程学院
自动化教研室
实验一 基本逻辑指令编程实验
一、实验目的：
1.熟悉S7-300 PLC的组成.
2.熟悉STEP 7编程软件的使用方法。
3.掌握基本逻辑指令的使用方法。
4.学会用基本逻辑指令实现顺控系统的编程。
5.学会PLC程序调试的基本步骤及方法。
6.学会用PLC改造继电器典型电路的方法。
二、实验设备：
PLC实验台 1套
三、预习内容：
1.熟悉STEP7编程软件的使用方法，请详细阅读教材第4章的全部内容。
2.熟悉S7-300 PLC的基本位设备：I、Q、M、T等。
3.熟悉S7-300 PLC基本逻辑指令的使用方法。
4.熟悉典型继电器电路的工作原理。
5.预习本次实验内容，在理论上分析运行结果，预先写出程序的调试步骤。
四、实验步骤：
1.了解S7－300 PLC的组成，熟悉PLC的电源、输入信号端I和公共端M、输出信号端Q和公共端L；PLC及PC机的通讯口、编程电缆的连接；PLC上扩展单元插口的连接方法；RUN/STOP开关及各类指示灯的作用等。
2.在PC机启动STEP 7编程软件，新建项目，进入编程环境。
3.根据实验内容，在STEP 7编程环境下进行硬件组态、输入梯形图程序，保存。
4.仿真调试，运行程序，调试并修改。
5.写实验报告。
五、实验内容：
1.走廊灯三地控制程序（基础题）
(1) 控制要求：
走廊灯三地控制：走廊东侧开关、走廊中间开关、走廊西侧开关均能控制走廊灯的亮灭。
(2) 输入/输出信号定义：
自定义I/O信号
(4) 程序设计（梯形图）
2. 电动机的点动＋连动程序（基础题）
(1) 系统控制要求：
① 电动机的点动控制：按下点动启动按钮，电动机启动运行；松开点动启动按钮，电动机停止运行。
② 电动机的连动控制：按下连动启动按钮，电动机启动运行；松开连动启动按钮，电动机仍然继续运行；只有当按下停止按钮时，电动机才停止运行。
③ 保护：系统有失压、过载保护。
(2) 输入/输出信号定义：
自定义I/O信号
(3 程序设计（梯形图）
3. 电动机正、反转控制程序（基础题）
(1) 控制要求：
电动机能正/反转、停车；正/反转可任意切换；有自锁、互锁环节
(2) 输入/输出信号定义：
自定义I/O信号
(3) 程序设计（梯形图）
4. 单按钮单路启/停（跟斗开关）输出控制程序
(1) 控制要求：
用一只按钮控制一盏灯，第一次按下时灯亮，第二次按下时灯灭，……，奇数次灯亮，偶数次灯灭。
(2) 输入/输出信号定义：
自定义I/O信号
(3) 程序设计（梯形图）
5. 根据输入/输出波形设计控制程序：
(1)控制要求：用置位、复位、微分指令编程实现下图所示的波形。
输入：I0.0
I0.1
输出：Q0.0
(2) 程序设计（梯形图）
六、实验报告
本次实验为学生第一次实验，实验类型为设计型实验，要求学生在实验前预先设计出相应程序（可参考胡文金主编《可编程序控制器实训教程中的三菱机型的范例程序》），实验过程中重点是熟悉编程环境、如何编写程序、下载程序、调试程序、观察结果、修改程序。
本次实验报告的内容主要是：
1.实验目的：本次实验主要达到的要求及目的。
2.实验设备：本次实验的主要设备。
3.预习内容：预习本次实验内容后，根据理论分析编写控制程序及程序调试步骤。
4.实验具体步骤：联机、编写程序、下载程序、调试程序、观察结果、修改程序。
5.实验程序上机验证：写出运行后得到的结果，并分析与预习中的结果是否相同，做思考题。
6.心得体会：本次实验中遇到的问题、解决方法及收获。
注：本次实验为设计型实验，要求学生的实验报告中出现预习内容。
实验二 定时器、计数器指令编程实验
一、实验目的：
1.熟悉STEP 7编程软件的使用方法。
2.掌握定时器、计数器指令的使用方法。
3.学会用定时器、计数器指令实现顺控系统的编程。
4.掌握定时器、计数器波形的画法和含义。
5.学会用PLC改造典型继电器电路的方法。
二、实验设备：
PLC实验台
三、预习内容：
1.熟悉STEP 7编程软件的使用方法。
2.熟悉S7-300的基本位设备：I、Q、M、T、C。
3.熟悉时间继电器典型电路的工作原理。
4.预习本次实验内容，在理论上分析运行结果，预先写出程序的调试步骤。
四、实验步骤：
1.进一步了解S7－300 PLC的组成，熟悉PLC的电源、输入信号端I和公共端M、输出信号端Q和公共端L；PLC及PC机的通讯口、编程电缆的连接；PLC上扩展单元插口的连接方法；RUN/STOP开关及各类指示灯的作用等。
2.在PC机启动STEP 7编程软件，新建项目，进入编程环境。
3.根据实验内容，在STEP 7编程环境下进行硬件组态、输入梯形图程序，保存。
4.仿真调试，运行程序，调试并修改。
5.写实验报告。
五、实验内容：
1. 方波（2S）发生器控制程序
(1) 控制要求：
编制输入/输出信号波形图如下的程序。
2秒
输入I0.0：
输出Q0.0：
(2)设计程序（梯形图）
2. 按钮计数控制程序
(1) 控制要求：
按钮I0.0按下3次，信号灯Q0.0亮；再按下3次，信号灯灭。
(2) 设计程序（梯形图）
(3) 思考：
① 上机运行程序，分析运行结果，根据输入信号的波形画出输出信号的波形图。
输入I0.0
输出Q0.0：
② 若要求按按钮时长按0.5秒计一次，而单次按下时，按一下，计一次，程序应作如何修改？
③ 若要求按按钮时采用两个按钮输入，一个按钮按下，计数器的计数值加一次，而另一个按钮按下，计数器的计数值减一次，程序应作如何修改？
3. 汽车转弯灯控制程序
(1) 控制要求：
汽车驾驶台上有一个转换开关。当开关扳向左边时，左灯闪亮（亮灭各一秒）；当开关扳向右边时，右灯闪亮（亮灭各一秒）；当开关扳向中间时，关左、右灯。若司机忘了关灯，则过10秒钟自动停止闪亮。
(2) 输入/输出信号定义：
输入：I0.0—开关打在中间 输出：Q0.0—左灯
I0.1—开关打在左边 Q0.1—右灯
I0.2—开关打在右边
(3) 设计程序（梯形图）
4. 三台电动机顺序启动、顺序停车控制程序
本程序是以时间为原则，设计PLC顺序控制系统
(1) 控制要求：
① 三台电动机M1、M2、M3分别由KM1、KM2、KM3接触器单独控制
② 三台电动机的启动：按下启动按钮SB1，三台电动机顺序启动，启动顺序为：M1→
M2→M3，启动间隔时间为10S。
③ 三台电动机的停车：按下停车按钮SB2，三台电动机顺序停车，停车顺序为：M3→M2→M1，启动间隔时间为5S。
④ 设计用PLC控制的控制程序。
(2) 输入/输出信号定义：
自定义I/O信号
(3) 程序设计（梯形图）
六、实验报告
本次实验为设计型实验，要求学生在实验过程中重点是掌握定时器、计数器的基本应用，以及波形图的画法和含义。
本次实验报告的内容主要是：
1.实验目的：本次实验主要达到的要求及目的。
2.实验设备：本次实验的主要设备。
3.预习内容：预习本次实验内容后，根据理论分析编写控制程序及程序调试步骤。
4.实验具体步骤：联机、编写程序、下载程序、调试程序、观察结果、修改程序。
5.实验程序上机验证：写出运行后得到的结果，并分析与预习中的结果是否相同，做思考题。
6.心得体会：本次实验中遇到的问题、解决方法及收获。
实验三 数字指令编程实验
一、实验目的：
1.熟悉STEP 7编程软件的使用方法。
2.掌握数据传送、数据转换、算数运算指令的使用方法。
二、实验设备：
PLC实验台
三、预习内容：
1.熟悉STEP 7编程软件的使用方法。
2.熟悉S7-300字元件的表示方式。
3.熟悉数据传送、数据转换、算数运算指令的指令格式。
4.预习本次实验内容，在理论上分析运行结果，预先写出程序的调试步骤。
四、实验步骤：
1.在PC机启动STEP 7编程软件，新建项目，进入编程环境。
2.根据实验内容，在STEP 7编程环境下进行硬件组态、输入梯形图程序，保存。
3.仿真调试，运行程序，调试并修改。
4.写实验报告。
五、实验内容：
1. 编程分别计算＋327＋4＝？、－32768－1＝？
控制要求：分别用整数的加、减指令等指令编程，并将计算结果存储到指定单元。要求运行后观察状态寄存器的状态，并分析原因。
2. 编程计算16384×2＝？14/4＝？
控制要求：用整数运算编写并运行程序，并将计算结果存储到指定单元。观察运行结果，指出乘积、商及余数所存在的单元及内容。
3. 编程分别计算：W#16#14与W#16#B=?、W#16#14或W#16#B=、W#16#14异或W#16#B=？
控制要求：编写并运行程序，并将计算结果存储到指定单元。
4. 编程：从I2.0-I2.7输入一个BCD码数并传送到MW162,，若为正数则不处理，若为负数则取补后再传送到MW166并用BCD码显示。
5. 循环移位指令编程：
控制要求：应用循环右移或循环左移指令（ROR_DW或ROL_DW）编写16彩灯循环点亮程序。
① 系统由1～16 号HL1～HL16（对应Q2.0～Q3.7）共16盏灯、一个启动按钮（I0.6）和一个停止按钮（I0.7）组成。
② 当启动按钮按下时Q2.0～Q3.7分别控制16盏灯，Q2.0亮1S→Q2.0灭、Q2.1亮1S→Q2.1灭、Q2.2亮1S→……→Q3.7灭、Q2.0亮周而复始运行，按停止按钮I0.7后，灯全灭。编写控制程序并运行调试。
③ 若加入一个彩灯循环点亮的方向控制开关（I1.0）,则彩灯可顺反两个方向点亮，试编写其控制程序（选作）
六、实验报告
本次实验为数字指令编程的基本实验，要求学生在实验过程中重点是掌握数据传送、数据转换、算数运算指令的使用方法。
本次实验报告的内容主要是：
1.实验目的：本次实验主要达到的要求及目的。
2.实验设备：本次实验的主要设备。
3.预习内容：预习本次实验内容后，根据理论分析编写控制程序及程序调试步骤。
4.实验具体步骤：联机、编写程序、下载程序、调试程序、观察结果、修改程序。
5.实验程序上机验证：写出运行后得到的结果，并分析与预习中的结果是否相同。
6.心得体会：本次实验中遇到的问题、解决方法及收获。
实验四 基本逻辑指令综合设计实验
一、实验目的：
1. 在掌握逻辑指令的基本应用基础上，通过综合设计实验的训练，达到提高综合分析问题、解决问题能力的目的。
2. 通过程序的调试，进一步掌握PLC的编程技巧和编程调试方法。
3. 以工程应用为出发点，强化学生的工程意识。
4．以下实验内容学生任选一题。
二、实验设备：
PLC实验台
三、预习内容：
1.熟悉STEP 7编程软件的使用方法。
2.熟悉S7-300的基本位设备：I、Q、M、T、C。
3.熟悉基本逻辑指令的编程方法。
4.熟悉典型继电器控制电路改造为PLC控制系统的基本原则、方法和步骤。
5.预习本次实验内容，在理论上分析运行结果，预先写出程序的调试步骤。
6.本次实验为综合设计型实验，要求学生在实验前根据具体内容完成以下任务：
(1) 确定输入/输出信号
(2) 分析控制要求，画PLC电气原理图（按实验内容要求）
(3) 编写PLC（梯形图）程序
(4) 写出程序调试步骤
(5) 写出程序运行结果
四、实验步骤：
1.在PC机启动STEP 7编程软件，新建项目，进入编程环境。
2.根据实验内容，在STEP 7编程环境下进行硬件组态、输入梯形图程序，保存。
3.仿真调试，运行程序，调试并修改。
4.写实验报告。
五、实验内容：
1. 对大型电动机的启停控制
(1) 控制要求：
① 应用置位，复位指令对电动机的启动，停车进行编程。
② 大型电动机工作方式：可以手动、自动选择；无论手动、自动均需润滑油泵、冷却水泵启动，且油压、水压正常。
③ 手动启动：工作方式选择手动→压下冷却水泵启动按钮→水泵电机运行→压下润滑油泵启动按钮→油泵电机运行→压下系统启动按钮→主电机运行。
④ 自动启动：工作方式选择自动→压下系统启动按钮→水泵电机运行、油泵电机运行→水压、油压正常→主电机运行。
⑤ 系统正常停车：压下系统停车按钮→水泵电机、油泵电机、主电机均立即停车。
⑥ 故障报警及停车：事故信号、润滑油压力不正常、冷却水压力不正常、电动机过载有任一项产生→报警指示灯亮→水泵电机、油泵电机、主电机均立即停车。
⑦ 故障报警解除：在故障排除后→压下故障报警解除按钮→报警指示灯灭→允许系统正常启动。
(2) 输入/输出信号定义：
自定义I/O信号
(3) 程序设计（梯形图）
2. 两种液体进行混合控制程序设计
本程序为综合基本逻辑指令的工程应用，工作装置见下图所示：
图4.4 液体混合装置示意图
图4.4 液体混合装置示意图
(1) 控制要求:
① 初始状态：容器是空的，三个阀门均关闭（YV1=YV2=YV3=OFF），液位传感器输出触点断开（H=I=L=OFF），电机停止（M=OFF）；
② 启动操作：
a、按一下启动按钮SB1，阀门YV1打开（YV1=ON），液体A流入容器；
b、当液面到达I时，I=ON，使阀门YV1关闭（YV1=OFF），阀门YV2打开（YV2=ON），液体B流入容器；
c、当液面到达H时，H=ON，使阀门YV2关闭（YV2=OFF），启动电机M（M=ON）开始搅匀；
d、经过60秒，搅匀后，M停止搅拌（M=OFF），阀门YV3打开（YV3=ON），开始放出混合液体；
e、当液面低于L时，L由ON变为OFF，再过2秒后，使阀门YV3关闭（YV3=OFF），容器放空。工作结束。
③ 停止操作：在工作过程中，按一下停止按钮SB2，系统立即停止工作。
④ 设计用PLC控制的程序。
(2) 设计指导：
① 该程序为一具体工程应用，学生应先分析上图及控制要求后，编制输入/输出信号编址表。
② 该程序的关键问题：传感器信号的采集及处理，各项动作过程的连接。
六、实验报告
本次实验为综合设计型实验，要求学生在实验前加强预习，实验过程中重点是运行、调试及修改自己设计的程序。本次实验报告的内容主要是：
1.实验目的：本次实验主要达到的要求及目的。
2.实验设备：本次实验的主要设备。
3.预习内容：预习本次实验内容后，根据理论分析编写控制程序及程序调试步骤。
4.实验具体步骤：联机、编写程序、下载程序、调试程序、观察结果、修改程序。
5.实验程序上机验证：写出运行后得到的结果，并分析与预习中的结果是否相同。
实验五 结构化编程工程型实验
一、实验目的：
1. 在掌握基本指令应用的基础上，通过一个简化的工程型综合设计实验训练，达到提高综合分析问题、解决问题能力的目的。
2. 通过项目程序的调试，进一步掌握PLC的编程技巧和程序调试方法。
3. 以工程应用为出发点，强化学生的工程意识。
二、实验设备：
PLC实验台
三、预习内容：
1.熟悉STEP 7编程软件的使用方法。
2.熟悉S7-300的基本位设备：I、Q、M、T、C。
3.熟悉基本逻辑指令的编程方法。
4.熟悉结构化编程的基本原则、方法和步骤。
5.结合大作业进一步熟悉本次设计题目的工艺过程，预先写出程序的调试步骤。
6.本次实验是在做完大作业的基础上进行的工程型设计实验，要求学生在实验前完成以下任务：
(1) 分析工艺控制要求，编制输入/输出信号编址表
(2) 编写PLC（梯形图）程序和程序调试步骤。
四、实验步骤：
1.在PC机启动STEP 7编程软件，新建项目，进入编程环境。
2.根据实验内容，在STEP 7编程环境下进行硬件组态、输入梯形图程序，保存。
3.仿真调试，运行程序，调试并修改。
4.写实验报告。
五、实验内容：
1．调试瓶装线的工作方式程序，使之满足下面的要求：
• 输入I 0.0 (常开瞬态触点开关) 使装置接通（Q4.1=ON）。
• 输入 I 0.1 (常开瞬态触点开关)使装置停止（Q4.1=OFF）。
• 当装置接通时，输出Q 4.1 处的指示器点亮。
• 当装置接通时，可以选择操作方式：
- 当I 0.4=0时，选择手动方式；当I 0.4=1 时，选择自动方式
- 输入I 0.5 的脉冲接受设定的方式。
• 选择的工作方式指示器如下：
手动 = Q 4.2，自动 = Q 4.3.
• 当改变工作方式或装置停止时，以前选择的工作方式无效。
• 在手动模式，传送带可以用开关I 0.2向前点动 Q8.5；用I 0.3向后点动Q8.6.
2．调试瓶装线自动工作模式下的灌装循环控制程序
当传送带电机 ( Q 2.5) 接通向前运行时，它一直保持接通直到传送带控制用停止开关(I 0.1) 或传感器(I2.6) 检测到瓶子。当瓶子已经装满，传送带自动启动向前运动，一直到漏斗下瓶子传感器检测到另一个瓶子或操作停止开关。
3．调试瓶子灌装线程序
当在灌装漏斗下检测到瓶子时(I2.6 =1)，灌装漏斗Q 5.0打开。灌装时间3秒。
4．调试瓶子计数
瓶子传感器I2.5 检查空瓶，瓶子传感器I2.7检查满瓶。当瓶装线运行后，开始对空瓶和满瓶计数 (C1 用于空瓶，C2 用于满瓶) ，满瓶数显示在数码管上QW 6。
5．调试包装控制程序
6．使用图中给出的I/O地址，写入一编写的控制程序
• 在项目“My Project”下，建立一个名为“FILL”的S7程序。
• 在 FC 1 中编写瓶装线的工作模式选择程序, 在 FB1中编写瓶装线的生产过程控制程序。
• 打开OB1，输入一个FC1和FB1调用程序
• 保存程序，下载并进行仿真调试。
啤酒灌装生产线
：
自动模式
/
手动
:
ON/OFF
设备
传送带向后
I 0.5 =
)
开关
(
自动
/
手动
I 0.4 =
)
瞬态常闭触点开关
(
停止
)
瞬态常开触点开关
(
启动
I 0.1 =
I 0.0 =
)
瞬态常开触点开关
(
接受模式
)
瞬态常开触点开关
(
向前点动
I 0.2 =
I 0.3 =
)
瞬态常开触点开关
(
向后点动
空瓶传感器
I2.5
空瓶传感器
I2.5
瓶子传感器
I 2.6
任务 写瓶装线程序的模式区，使之满足下面的要求：
1、 输入I 0.0 (常开瞬态触点开关) 使装置接通（ON），输出Q 4.1 处的指示器点亮；
M
2、输入 I 0.1 (常开瞬态触点开关)使装置停止（OFF），输出Q 4.1 处的指示器熄灭。
3、当装置接通时，可以选择操作模式：
• 当I 0.4=0时，选择手动模式；当I 0.4=1 时，选择自动模式
六、实验报告
本次实验为工程设计型实验，要求学生在实验过程中重点掌握通过生产工艺过程的分析来确定控制系统的工作方式和控制流程，进而设计控制程序。
本次实验报告的内容主要是：
1.实验目的：本次实验主要达到的要求及目的。
2.实验设备：本次实验的主要设备。
3.预习内容：.熟悉本次设计题目的工艺过程，熟悉结构化编程的基本原则、方法和步骤，预先编写出程序和上机调试的步骤。
4.实验具体步骤：联机、编写程序、下载程序、调试程序、观察结果、修改程序。
写出程序运行后得到的结果并进行分析。
5.心得体会：本次实验中遇到的问题、解决方法及收获。
