光电开关PNP输出与NPN输出有何区别-技术文章-苏州市超义凡机电设备有限公司
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光电开关PNP输出与NPN输出有何区别
PNP的导通压降小 但反向耐压低 NPN相反;1.如果输入一个高电平，而输出需要一个低电平时，首选择npn。 2.如果输入一个低电平，而输出需要一个低电平时，首选择pnp。 3.如果输入一个低电平，而输出需要一个高电平时，首选择npn。 4.如果输入一个高电平，而输出需要一个高电平时，首选择pnp。 npn基极高电压，极电极与发射极短路.低电压，极电极与发射极开路.也就是不工作。 pnp基极高电压.极电极与发射极开路，也就是不工作。如果基极加低电位，集电极与发射极短路。输出形式：分npn二线，npn三线，npn四线，pnp二线，pnp三线，pnp四线，AC二线，AC五线（自带继电器），及直流NPN/PNP/常开/常闭多功能等几种常用的形式输出用万用表的电阻挡测.他们的原理就是放大器的原理. 把万用表打到电阻挡,用万用表的2个表笔分别测,会发现电阻无穷大的2跟线,是电源线. 那么剩下的一跟就是信号线了. 第2步.测量信号线和电源线的+级电阻小的是PNP型 和电源线负极,电阻小的是NPN型 这里还有一个小技巧,就是在万用表里的电源并不是在红表笔上,而是在黑表笔上. 建议最好使用数字万用表.怎样才能用万用表判断直流电源的正负级?太简单了，采用数字万用表，根据显示正值时红表笔接的是正极，负值时红表笔接的是负极。NPN和PNP型传感器的区别就是在与输出的电平不同，NPN输出低电平，PNP反之。关键词： 山武光电开关，瑞士佳乐，SANYO步进电机，FOTEK阳明
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生产线冲压单元指导书
第一章主要部件介绍本系统各单元采用西门子 CPU226 作为控制部件， 各单元之间可以互相通讯。 在系统中采用了大量的气动原件、传感器、步进电机和异步电机等。 1.1 西门子 CPU226 可编程控制器及网络 CPU226 简介 CPU226 集成 24 输入/16 输出共 40 个数字量 I/O 点。可连接 7 个扩展 模块，最大扩展至 248 路数字量 I/O 点或 35 路模拟量 I/O 点。26K 字节程 序和数据存储空间。6 个独立的 30KHz 高速计数器，2 路独立的 20KHz 高速 脉冲输出，具有 PID 控制器。2 个 RS485 通讯/编程口，具有 PPI 通讯协议、 MPI 通讯协议和自由方式通讯能力，I/O 端子排可很容易地整体拆卸。用于 较高的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的 运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适用于一些复杂的中小 型控制系统。-1-1.2 步进电机及驱动 整套系统中采用的都是二相混合式步进电机和步进驱动器。 步进电机是一种作为控制用的特种电机，它的旋转是以固定的角度(称为步 距角)一步一步运行的，其特点是没有积累误差，已广泛应用于各种开环控制， 步进电机的运行要有一电子装置进行驱动这种装置就是步进电机的驱动器， 是把 控制系统发出的脉冲信号转换为步进电机的角位移，控制系统发出一个脉冲信 号， 通过驱动器使步进电机旋转一步距角，步进电机的转速与脉冲信号的频率成 正比,所以控制步进脉冲信号的频率就可以对电机精确的调速，控制步进脉冲的 个数，以对电机精确定位。 1.2.1 步进电机性能1.2.2驱动器本系统采用的是 Q2HB44MC 和 Q2HB68MC 等角度恒力矩细分型驱动器， 驱动电压 DC24-80V，适配 6 或 8 出线电流在 6A 以下，外径 57-86mm 的各种型 号的二相混合式步进电机。该产品广泛应用于雕刻机、激光打标、激光内雕机等 分辨率较高的小型数控设备上。 特点： ◆高性能、低价格 ◆采用独特的控制电路 ◆设有 12/8 档等角度恒力矩细分，最高 200 细分 ◆最高反应频率可达 200Kpps ◆步进脉冲停止超过 100ms 时，线圈电流自动减半 ◆双极恒流斩波方式 ◆光电隔离信号输入／输出 ◆驱动电流从 0.5A／相到 6A/相连续可调-2-◆单电源输入，电压范围：DC24-80V输入信号波形时序图驱动器接线示意图-3-★注：1、千万不要将电源接反，输入电压不要超过 DC80V。 2、输入控制信号电平为 5V，当高于 5V 时需要接限流电阻。 3、此型号驱动器由于采用特殊的控制电路，故必须使用 6 出线或 8 出线 电机。 4、驱动器温度超过 70 度时，驱动器停止工作，故障 O.H 指示灯亮，直到 驱动器温度降到 50 度，驱动器自动恢复工作。出现过热保护请加装散热器。 5、过流（负载短路）故障指示灯 O.H 亮，请检查电机接线及其他短路故 障，排除后需要重新上电恢复。 6、欠压（电压小于 DC24V），故障指示灯 O.H 亮。 Q2HB44MC 细分设定表-4-细分数 D0 D1 D2 D3 D41 ON ON ON ON2 OFF ON ON ON4 ON ON ON5 OFF ON ON8 ON ON ON10 OFF ON ON20 ON25 OFF40 ON ON ON50 OFF ON ON100 200 200 200 200 200 ON ON OFF ON ON ON OFF ON ON OFF OFF OFF OFF OFFOFF OFFOFF OFF ON ONOFF OFF OFF OFFOFF OFF OFF OFFOFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFFON，双脉冲：PU 为正向步进脉冲信号，DR 为反向步进脉冲信号 OFF，单脉冲：PU 为步进脉冲信号，DR 为方向控制信号Q2HB68MC 细分设定表细分数 D0 D1 D2 D3 D4 D5 1 ON ON ON ON 2 OFF ON ON ON 4 ON ON ON 5 OFF ON ON 8 ON ON ON 10 OFF ON ON 20 ON 25 OFF 40 ON ON ON 50 OFF ON ON 100 200 200 200 200 200 ON ON OFF ON ON ON OFF ON ON OFF OFF OFF OFF OFFOFF OFFOFF OFF ON ONOFF OFF OFF OFFOFF OFF OFF OFFOFF OFF OFF OFF OFF OFF OFF OFFON，双脉冲：PU 为正向步进脉冲信号，DR 为反向步进脉冲信号 OFF，单脉冲：PU 为步进脉冲信号，DR 为方向控制信号 自检测开关(OFF 时接收外部脉冲，ON 时驱动器内部发 7.5kHz 脉冲)引脚功能说明 标记 功 符号 TM O.H 能 注 释工作指示 TM 信号有效时，绿色指示灯点亮 灯 故障指示 过热保护时红色发光管点亮 灯电机线圈 Im 电流设定 调整电机相电流，逆时针减小，顺时针增大 电位器 输入信号 接+5V 供电电源.+5V～+24V 均可驱动,高于+5V 需接限流电阻,请 ＋ 光电隔离 参见输入信号。 正端 D4=OFF， PU 为步进 脉冲信号下降沿有效,每当脉冲由高变低时电机走一步。 输入电阻 220Ω ， PU D4=ON， PU 要 求 ： 低 电平 0～0.5V，高电平 4～5V，脉冲宽度&2.5μ s 为正向步 进脉冲信 号-5-输入信号 接+5V 供电电源.+5V～+24V 均可驱动,高于+5V 需接限流电阻,请 ＋ 光电隔离 参见输入信号。 正端 D4=OFF， DR 为方向 控制信号用于改变电机转向。输入电阻 220Ω ，要 求 ：低 电平 0～0.5V， DR D4=ON， DR 高电平 4～5V，脉冲宽度&2.5μ s 为反向步 进脉冲信 号 + 输入信号 接+5V 供电电源.+5V～+24V 均可驱动,高于+5V 需接限流电阻,请 光电隔离 参见输入信号。 正端 电机释放 有效（低电平）时关断电机线圈电流，驱动器停止工作，电机处 信号 于自由状态MF原点输出 电机线圈通电位于原点置为有效(B， 通电)； -A 光电隔离输出(高 ＋ 光电隔离 电平) 正端 原点输出 +端接输出信号限流电阻，TM 接输出地。最大驱动电流 50mA，最 TM 信号光电 高电压 50V。 隔离负遄 ＋V 电源正极 －V 电源负极 DC24～80VAC、 电机接线 BC1.3 传感器和气动元件 传感器有时也被称为换能器、变换器、变送器或探测器，主要特征是能感知 和检测某一形态的信息，并将其转换成另一形态的信息。传感器的种类繁多，分 类方法多样， 可按被测量分类、 按传感器的工作原理分类、 按能量传递方式分类， 按输出信号性质分类。传感器按工作原理分类可分为：电阻应变式传感器、电容-6-式传感器、电感式传感器、压电式传感器、霍尔式传感器、光电式传感器、热敏 式传感器。 按工作原理分类的优点是可以避免传感器名目繁多，使传感器的划分 类较少， 并有利与传感器专业工作者对传感器的工作原理与设计归纳性的分析研 究，使设计与应用更具有合理性与灵活性， ，缺点是会使对传感器不够了解的用 户感到使用不方便。在本系统中传感器主要采用的是进口 Autonics 传感器，有 对射传感器、漫反射传感器、电容传感器、电感传感器等。 气动传动是以压缩空气为工作介质进行能量传递的一种传动形式。 气动传动 系统由以下四部分组成： 1 动力元件 它将原动机供给的能量转变位气体的压力能，为各类气动设 备提供动力。 2 执行元件 如气缸和气动马达。它能将气体的压力能转换为机械能，输 出力和速度，以驱动工作部件。 3 控制元件 用以控制压缩空气的压力、流量和流动方向，以保证执行元 件具有一定的输出力和速度。这类元件包括压力阀、方向阀、流量阀 和逻辑元件等。 4 辅助元件 除以上三类元件以外，其余元件称为辅助元件。如过滤器、 干燥器、消音器、油雾器和管件等。它们对保证系统可靠、稳定地工 作起着重要的作用。 在本系统中气缸与电磁阀是 SMC 的产品，气缸有标准气缸、双杆气缸、微 型气缸、薄型气缸、气动手指等。-7-第二章 冲压单元配置2.1 元件清单 元件 步进驱动器 步进电机 可编程控制器 触摸屏 网络模块 电磁阀 电源模块 传感器 传感器 传感器 双杆气缸 标准气缸 薄型气缸 冲压单元电器元件清单 型号或规格 数量 Q2HB44MC 1 BS57HB56-03 1 CPU226 1 K-TP178 1 EM277 1 SMC 5 GSM-H100S24 1 BR100-DDT-P 1 PR8-2DP 1 BR4M-TDTD-P 1 SMC 2 SMC 1 SMC 1-8-备注 3.0A 0.9N.m气动手指SMC12.2 接线表 序号 1 2 4 5 6 7 8 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 IO 明细表 描述 电机脉冲 电机方向 升降汽缸 上料汽缸 机械手 冲压汽缸 小车定位汽缸 左限位 右限位 上限位传感器 下限位传感器 前限位传感器 后限位传感器 工件检测一传感器 工件检测二传感器 小车检测传感器 SB1 SB2 24V 信号 24V 信号 24V 信号 24V 信号 24V 信号 24V 信号 24V 信号 接线 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 24V I0.0 24V I0.1 24V I0.2 24V I0.3 24V I0.4 24V I0.5 24V I0.6 24V I0.7 24V I1.0 I1.1 I1.2
信号来源 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元 冲压单元-9-2.3 工作流程 本单元有一台步进电机与步进电机驱动器、一个 PLC、一个电源模块。本单 元的功能是将工件由皮带线上的小车中抓取至工作台上， 再由汽缸将工件送至冲 压汽缸下，冲压工件，冲压后将工件送至机械手下方，机械手运行到工件检测传 感器处进行检测，如检测到钢珠则将工件送至达皮带线上的小车中，进行下一工 序。 具体步骤:1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 复位 小车检测传感器检测到小车、小车定位汽缸定位 机械手左行至小车上方 机械手下降、抓取工件、机械手复位 机械手左行至工作台上方 机械手下降、放下工件、机械手复位 上料汽缸动作、将工件送至冲压汽缸下方 工件检测一传感器检测到工件、冲压汽缸冲压 冲压汽缸复位、上料汽缸复位 机械手下降、抓取工件、机械手复位 机械手左行至工件检测二传感器上方 机械手下降、工件检测二传感器检测工件 如加工不合格则报警灯报警、如加工合格报警灯不报警 机械手复位、机械手右行至小车上方 机械手下降、松开抓手、将工件放到小车上 机械手复位、小车定位汽缸复位 行至下一单元- 10 -小车运2.4?电路图主电路图?控制电路图- 11 -2.5气路图- 12 -第三章实验本实验指导书提供了以下实验： 电容、 光电、 磁性、 机械传感器原理与接线、 PLC 与电容、光电、磁性、机械传感器综合实验、气动元件与 PLC 综合实验、机 械手综合编程控制实验、简单编程调试、步进电机原理、复位及定位编程实验、 多段速 S 曲线控制编程实验、 本单元全自动控制编程实验、 触摸屏人机界面实操、 开发、与 PLC 通讯实验、组态软件实操、开发、与 PLC 通讯实验。实验以循序渐 进的方式安排。除了本指导书配套的实验外，学校可以自行灵活组合，实现更多 的实验，充分发挥这套设备的潜能。- 13 -实验一 电容、光电、磁性、机械传感器原理与接线一、实验目的1．掌握光电传感器的电气原理和接线 2．掌握电容传感器的电气原理和接线 3．掌握磁性传感器的电气原理和接线 4．掌握机械行程开关的电气原理和接线二、实验原理1 光电传感器（光电开关）对射型光电传感器接线图 对射型光电传感器是在探测物体挡在发射器与接收器之间使接收器不能接收到足够的 光线时输出信号。漫反射型光电传感器接线图 漫反射型光电传感器是在探测物体挡在传感器正面使传感器接收到足够的光线时输出 信号。可以通过调节灵敏度调节 VR 调节检测的距离。其对不同颜色的检测距离不相同，反 射性能越好检测距离越远。 光电传感器又分为 NPN 集电极开路输出和 PNP 集电极开路输出两种类型。NPN 集电极开 路输出型在没有检测到物体时输出为低电平状态，检测到物体时输出为悬空状态。PNP 集电 极开路输出型在没有检测到物体时输出为低电平状态， 检测到物体时输出为高电平状态。 其 简要原理图如下：- 14 -光电传感器简要原理图 2．电容传感器- 15 -电容传感器基本原理图及接线图 电容传感器也分为 NPN 和 PNP 两种类型。 在本系统中只使用了 PNP 型。 当被测物接近传 感器时输出信号，PNP 型在没有检测到物体时输出为低电平状态，检测到物体时输出为高电 平状态。 3．磁性传感器 又名磁性开关。 是在接触到有一定磁性的物质后而导通的传感器。 在本系统中用来检测 气缸的位置。 4．机械行程开关 机械行程开关有一对常开和一对常闭触点。 在本系统中用常开触点作为位置的标志， 用 常闭触点作极限位开关。三、实验步骤1.为了方便学生实验，各传感器的线大部分已经引到控制柜面板上。霍耳传感器、光电 传感器和电容传感器是将电源正极和信号输出线引到面板上， 电源负极直接接到开关电源的 负极。 而磁性传感器 （磁性开关） 和机械行程开关是直接把开关的两端引到面板上来。 同样， 点动按钮、 自锁按钮以及指示灯也是将其两端引到面板。 例如光电传感器和的电容传感器的 接线如下：- 16 -PNP 型的光电传感器和电容传感器接线图 2．本单元传感器表设备名称 工件检测一传感器 工件检测二传感器 小车检测传感器 升降气缸上限位 升降气缸下限位 上料气缸前限位 上料气缸后限位 左限位 右限位型号 BR20M-TDTD-P PR08-2DP BR100-DDT D-Z73L D-C73L VPS31A-4F VPS31A-4F备注 对射传感器 电感传感器 漫反射传感器 磁性开关 磁性开关 磁性开关 磁性开关 机械开关 机械开关3．磁性传感器和机械行程开关的工作原理 关掉控制台电源，将磁性传感器或机械行程开关的 24V 端与电源正极相连，信号端与 指示灯的一端相连，再将指示灯的另一端与电源的负极相连。打开总电源。 接线图如下：将气缸移动到相应磁性传感器位置，观察指示灯是否点亮。在点亮指示灯的同时，磁性 传感器本身的指示灯也应被点亮。 将相应机械行程开关按下，观察指示灯是否点亮。 关掉控制台电源，将磁性传感器的 24V 端与指示灯的一端相连，信号与电源正极端相 连，再将指示灯的另一端与电源的负极相连。 将气缸移动到相应磁性传感器位置，观察指示灯是否点亮。在点亮指示灯的同时，磁性 传感器本身的指示灯是否被点亮。 4．光电传感器和电容传感器的开关特性 关掉控制台电源，将传感器的 24V 端与电源正极相连，信号端（输出端）与指示灯的- 17 -一端相连，再将指示灯的另一端与电源的负极相连。打开总电源和传感器电源。 接线图如下：用手、工件或其他物体（冲压单元中的工件检测二传感器只能检测金属）放在传感器检 测位置，观察指示灯是否点亮。四、实验记录（报告）记录磁性传感器的 24V 端和信号端正接和反接的不同现象 简述变光电传感器和电容传感器开关特性的实现。五、注意事项1．请不要在通电的情况下进行接线。 2．在未经老师同意时，请不要移动传感器的位置。 3．请爱护设备。- 18 -实验二 PLC 与电容、光电、磁性、机械传感器综合实验一、实验目的1．掌握光电传感器与 PLC 的连接 2．掌握电感传感器与 PLC 的连接 3．掌握磁性传感器与 PLC 的连接 4．掌握机械行程开关与 PLC 的连接二、实验原理1．CPU 数字输入/输出点24V 输入点的基本原理图（漏型接法）24V 输入/输出点的基本原理图（源型接法） 对于大多数输入来讲， 都是 24VDC 输入， 因为 S7-200 的数字量输入点内部为双向二级 管，可以接成漏型（图 3―12）或源型（图 3―13） ，只要每一组接成一样就行。对于数字量 输入电路来说，关键是构成电流回路。输入点可以分组接不同的电源，这些电源之间没有联- 19 -系也可以。CPU226 外围典型接线图 2．传感器 光电传感器、电容传感器都具有开关特性（详见实验二） ，可以当作开关器件用作数字 输入设备。而磁性传感器、机械行程开关本身就是一个开关器件，是一个典型的数字输入设 备。三、实验步骤1.为了方便学生实验，各传感器的线大部分已经引到控制柜面板上。霍耳传感器、光电 传感器和电容传感器是将电源正极和信号输出线引到面板上， 电源负极直接接到开关电源的 负极。同样，点动按钮、自锁按钮以及指示灯也是将其两端引到面板。而磁性传感器（磁性 开关）和机械行程开关是直接把开关的两端引到面板上来。同样，点动按钮、自锁按钮以及 指示灯也是将其两端引到面板。PLC 也是将其输入/输出、电源及公共端全都引到了控制台 的面板。 2．本单元传感器表设备名称 工件检测一传感器 工件检测二传感器 工件检测三传感器 小车检测传感器 升降气缸上限位 升降气缸下限位 上料一气缸前限位 上料一气缸后限位 左限位 右限位型号 BR100-DDT BR100-DDT BR100-DDT D-Z73L D-C73L VPS31A-4F VPS31A-4F类型 漫反射传感器 漫反射传感器 漫反射传感器 霍耳传感器 磁性开关 磁性开关 磁性开关 磁性开关 机械开关 机械开关3．磁性传感器和机械行程开关与 PLC 连接 ? 关掉控制台电源，将磁性传感器或机械行程开关的 24V 端与电源正极相连，信号 端与 PLC 的输入点（如磁性传感器用 I0.0，机械行程开关用 I0.1）相连，再将 PLC 的公共端（1M）与电源的负极相连。打开总电源。- 20 -接线图如下：?编写程序 参考程序：?将气缸移动到相应磁性传感器位置，观察 PLC 输入点的指示灯是否点亮。在点亮 指示灯的同时，磁性传感器本身的指示灯也应被点亮。将相应机械行程开关按下， 观察 PLC 输入点的指示灯是否点亮。4．光电传感器和电容传感器与 PLC 连接 ? 关掉控制台电源，将传感器的 24V 端与电源正极相连，信号端（输出端）与 PLC 的输入点（如光电传感器用 I0.2，电容传感器用 I0.3）的一端相连，再将 PLC 的公 共端（1M）与电源的负极相连。打开总电源和传感器电源。 接线图如下：- 21 -?编写程序 参考程序：?用手、工件或其他物体（冲压单元中的工件检测二传感器只能检测金属）放在传感 器检测位置，观察 PLC 输入点的指示灯是否点亮。四、实验记录（报告）记录接线的过程，接线中出现的问题及解决问题的过程。五、注意事项1．请不要在通电的情况下进行接线。 2．在未经老师同意时，请不要移动传感器的位置。 3．请爱护设备。六、思考题设计各传感器与 PLC 源型接法的电路图并进行连接。- 22 -实验三 气动元件与 PLC 综合实验一、实验目的1．熟悉 STEP 7―Micro/WIN 32 编程软件 2．上机编制简单的梯形图程序 3．进一步掌握编程软件与 PLC 的连接和程序的调试方法和步骤 4．了解电磁阀、气缸的工作原理 5．熟悉 STEP 7―Micro/WIN 32 编程软件符号表的使用二、实验原理1．电磁阀、气缸简单气路图 上图为一个简单的气路图。 上图中的电磁阀全称为先导式电磁换向阀。 它是得用电磁力 的作用推动阀心换向，从而改变气流的流动方向。从上图可以看出，在电磁阀未通电时高压 气体从 A 流向气缸的左气腔（有杆气腔） ，气缸处于收缩状态。当电磁阀通电时 A、B 的气 流流向发生改变，高压气体从 B 流向气缸的右气腔（无杆气腔） ，气缸处于升长状态。因此 控制电磁阀的通断就可以控制气缸升缩。四、实验步骤1．预备知识 为方便接线， 系统只将电磁阀的正极引到了控制台的面板， 而负极直接接到了开关电源 的负极上。 2．电磁阀与 PLC 的连接- 23 -接线图 关掉控制台电源，按参考接线图连接好实验导线。连接 PLC 电源线。打开总电源、电 磁阀电源。 3．编辑、下载、调试程序 按 SB1 气缸动作，按 SB2 气缸复位 I0.0 SB1（启动气缸） I0.1 SB2（复位气缸） Q0.0 气缸 在实际操作中可以先分配 I/O 表再确定接线图，也可以根据接线图来确定 I/O 表。 编辑并下载下面的参考程序。- 24 -四、实验记录（报告）简述电磁阀的工作原理 记录程序调试的过程，调试中出现的问题及解决问题的过程。 整理出运行调试后的程序。五、注意事项1．请不要在通电的情况下进行接线。 2．在未经老师同意时，请不要移动传感器的位置。 3．请爱护设备。- 25 -实验四 机械手综合编程控制实验一、实验目的1．熟悉 STEP 7―Micro/WIN 32 编程软件 2．上机编制简单的梯形图程序 3．进一步掌握编程软件与 PLC 的连接和程序的调试方法和步骤 4．了解电磁阀、气缸的工作原理 5．熟悉 STEP 7―Micro/WIN 32 编程软件符号表的使用二、实验原理1．电磁阀、气缸简单气路图 上图为一个简单的气路图。 上图中的电磁阀全称为先导式电磁换向阀。 它是得用电磁力 的作用推动阀心换向，从而改变气流的流动方向。从上图可以看出，在电磁阀未通电时高压 气体从 A 流向气缸的左气腔（有杆气腔） ，气缸处于收缩状态。当电磁阀通电时 A、B 的气 流流向发生改变，高压气体从 B 流向气缸的右气腔（无杆气腔） ，气缸处于升长状态。因此 控制电磁阀的通断就可以控制气缸升缩。四、实验步骤1．预备知识 为方便接线， 系统只将电磁阀的正极引到了控制台的面板， 而负极直接接到了开关电源 的负极上。 2．电磁阀与 PLC 的连接- 26 -接线图 关掉控制台电源，按参考接线图连接好实验导线。连接 PLC 电源线。打开总电源、电 磁阀电源。 3．编辑、下载、调试程序 按 SB1 升降气缸下降，下降到位后机械手抓取工件，然后升降气缸复位；再按 SB2 升 降气缸下降，下降到位后机械手放开工件，然后升降气缸复位。 I0.0 SB1（启动抓工件） I0.1 SB2（启动放工件） I0.2 上限位 I0.3 下限位 Q0.0 升降气缸 Q0.1 机械手 在实际操作中可以先分配 I/O 表再确定接线图，也可以根据接线图来确定 I/O 表。编辑 并下载程序。 参考程序：- 27 -四、实验记录（报告）简述电磁阀的工作原理 记录程序调试的过程，调试中出现的问题及解决问题的过程。 整理出运行调试后的程序。五、注意事项1．请不要在通电的情况下进行接线。 2．在未经老师同意时，请不要移动传感器的位置。 3．请爱护设备。- 28 -实验五 简单编程调试一、实验目的1．熟悉 STEP 7―Micro/WIN 32 编程软件 2．上机编制简单的梯形图程序 3．掌握编程软件与 PLC 的连接 4．掌握程序的调试方法和步骤二、实验原理1．STEP―Micro/WIN 32 编程软件图 3―16 STEP 7―Micro/WIN 32 V4.0 SP3 程序主界面 新版本编程软件 STEP 7-Micro/WIN V4.0 在安装时不再需要选择语言。安装完成后用 户可以在 Tools（工具）菜单的 Options（选项）中，在 General（常用）分支中选择界面语 言。 2．编程通信 通过 PC/PPI 电缆的编程通信是最为常见的 S7-200 编程方式。要进行 S7-200 的编程通 信，必须注意使通信双方（即安装了 Micro/WIN 的 PC 机和 S7-200 的 CPU 或通信模块上的 通信口）的通信速率、通信协议符合、兼容。否则不会顺利连通。特别是 S7-200 CPU 通信 口的速率、通信电缆的通信速率、由 Micro/WIN 决定的 PC 机通信口（RS232 口）的通信 速率应一致。三、实验步骤1．连接实验导线，如下图。- 29 -接线图 关掉控制台电源，按接线图连接好实验导线。打开总电源。 2．通信 在 Micro/WIN 主界面的左侧浏览条中用鼠标单击“通信”图标；或者在指令树、 “查看” 菜单中打开通信设置界面：- 30 -通信设置界面 通信设置区： “本地”显示的是运行 Micro/WIN 的编程器（PC 机）的网络地址。默认 的地址为 0。 使用 “远程” 下拉选择框可以选取试图连通的远程 CPU 地址。 缺省的地址为 2。 鼠标双击可以开始刷新网络地址，寻找通信站点。系统默认只搜索 9.6Kbps 波特率。如 果 9.6Kbps 的波特率搜索没能搜索到 PLC 的话，可以把“搜索所有波特率”选上再搜索。 若还是未能搜索到则可以检查本地计算机通信口设置，通信口应与实际所用通信口一致。选择本地通信口 搜索到 PLC 之后按“确认” 。程序将把通信信息、CPU 类型等内容保存到项目中。 2．编辑程序 按 SB1 启动程序，SB2 停止程序。程序运行结果为 HL1 亮 10 秒→HL2 亮 20 秒→HL3 亮 10 秒→HL1 亮 10 秒循环。 参考程序：- 31 -Micro/WIN 的编程器中编写参考程序（也可自己设计） 。具体操作请参考相关资料。 3．下载、调试程序 做好以上两步后就可以将程序下载到 PLC 了。 首先编译程序，如下图：- 32 -图 3―20 编译 如果程序有错误，程序不能下载。错误会在“输出窗口”显示，双击将会跳到错误所在 的地方。错误 编译通过后就可以下载了，如下图：下载程序 注：S7-200 CN CPU 必须配合 STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP3 或以上版使用。STEP 7-Micro/WIN V4.0 SP3 配合 S7-200 CN 使用时，必须设置语言环境为中文才能正常工作。 运行 PLC。在编程软件中运行 PLC 时，PLC 必需是在“RUN”或“TERM”档。如果 是在“STOP”则会出现错误提示。在编程软件中运行或停止 PLC 执行程序状态监控。执行程序状态监控后 PLC 中所有软元件的状态都会在编程软件中 显示。- 33 -状态监控 要查看软元件当前的状态也可以用状态表监控。状态表监控四、实验记录（报告）记录调试的过程，调试中出现的问题及解决问题的过程。 整理出运行调试后的程序。五、注意事项1．请不要在通电的情况下进行接线。 2．在未经老师同意时，请不要移动传感器的位置。 3．请爱护设备。六、思考题1．给参考程序写上注释。 2．将参考程序转换成语句表。- 34 -实验六 步进电机原理、复位及定位编程实验一、实验目的1．熟悉 STEP 7―Micro/WIN 32 编程软件 2．上机编制简单的梯形图程序 3．进一步掌握编程软件与 PLC 的连接和程序的调试方法和步骤 4．了解步进电机的工作原理 5．熟悉 S7―200 驱动步进的编程方法二、实验原理1．步进电机 步进电机不是直接通过 PLC 驱动，而是用专业的步进驱动器驱动，PLC 只要给步进驱 动器提供脉冲信号和方向信号就可以了。驱动器接线示意图 2．PLC 高速脉冲输出 S7-200 有两台 PTO/PWM 发生器，建立高速脉冲串或脉宽调节信号波形。一台发生器 指定给数字输出点 Q0.0，另一台发生器指定给数字输出点 Q0.1。脉冲串（PTO）功能提供 方波（50%占空比）输出或指定的脉冲数和指定的周期。脉宽调制（PWM）功能提供带变 量占空比的固定周期输出。即只有 Q0.0 和 Q0.1 才能作为高速脉冲输出口。三、实验步骤1．PLC 与步进驱动器的连接 为方便接线，系统只将步进驱动器“脉冲信号+”和“方向控制信号+”引到了控制台的 面板，而“脉冲信号-”和“方向控制信号-”直接接到了开关电源的负极上。- 35 -PLC 与步进驱动器的连接图 2．I/O 分配、接线 SB1（复位） SB2（定位） 右限位 步进运行结束逻辑 传动电机脉冲 传动电机方向 I0.1 I0.2 I0.0 M0.0 Q0.0 Q0.1根据 I/O 分配表和图 3―32 画出接线图并进行接线。 3．编辑、下载、调试程序 按 SB1 机械手左行复位，直到触发右限位停止；按 SB2 机械手右行 122600 个脉冲后停止。 参考程序：主程序- 36 -复位脉冲子程序- 37 -定位脉冲子程序- 38 -复位中断程序定位中断程序四、实验记录（报告）描写参考程序的运行过程 记录程序调试的过程，调试中出现的问题及解决问题的过程。 整理出运行调试后的程序。五、注意事项1．请不要在通电的情况下进行接线。 2．在未经老师同意时，请不要移动传感器的位置。 3．请爱护设备。六、思考题简述步进电机的工作原理 设计转盘复位及定位程序（提示：用定位传感器的上升沿置位一个中间量作为参考点） 设计两轴复位及定位程序（提示：Q0.0 和 Q0.1 可以同时发脉冲）- 39 -实验七 多段速 S 曲线控制编程实验一、实验目的1．熟悉 STEP 7―Micro/WIN 32 编程软件 2．上机编制简单的梯形图程序 3．了解步进电机的工作原理 4．熟悉 S7―200 驱动步进的编程方法二、实验原理1．步进电机 步进电机不是直接通过 PLC 驱动，而是用专业的步进驱动器驱动，PLC 只要给步进驱 动器提供脉冲信号和方向信号就可以了。驱动器接线示意图 2．PLC 高速脉冲输出 S7-200 有两台 PTO/PWM 发生器，建立高速脉冲串或脉宽调节信号波形。一台发生器 指定给数字输出点 Q0.0，另一台发生器指定给数字输出点 Q0.1。脉冲串（PTO）功能提供 方波（50%占空比）输出或指定的脉冲数和指定的周期。脉宽调制（PWM）功能提供带变 量占空比的固定周期输出。即只有 Q0.0 和 Q0.1 才能作为高速脉冲输出口。三、实验步骤1．PLC 与步进驱动器的连接 为方便接线，系统只将步进驱动器“脉冲信号+”和“方向控制信号+”引到了控制台的 面板，而“脉冲信号-”和“方向控制信号-”直接接到了开关电源的负极上。- 40 -PLC 与步进驱动器的连接图 2．I/O 分配、接线 按下表进行接线 SB1（启动） SB2（即停） SB3（停止） 传动电机脉冲 传动电机方向 3．编辑、下载、调试程序 按 SB1 电机以下面曲线运行；按 SB2 电机立即停止；按 SB3 电机减速停止。 I0.0 I0.1 I0.2 Q0.0 Q0.1参考程序：- 41 -单击“向导（指令树） ”→双击“PTO/PWM”选择 Q0.0→单击“下一步”- 42 -选择“线性脉冲串输出（PTO） →单击“下一步” ”最高速度 20000 脉冲/S，启动速度 2000 脉冲/S→单击“下一步”加速时间 1000ms、减速时间 1000ms→单击“下一步”→单击“新包络”- 43 -选择相对位置→目标速度 20000 脉冲/S、结束位置 60000 脉冲→单击“确认”输入地址→单击“下一步”→单击“完成”- 44 -四、实验记录（报告）记录调试的过程，调试中出现的问题及解决问题的过程。 整理出运行调试后的程序。五、注意事项1．请不要在通电的情况下进行接线。 2．在未经老师同意时，请不要移动传感器的位置。 3．请爱护设备。六、思考题1．给参考程序写上注释。 2．将参考程序转换成语句表。- 45 -实验八 本单元全自动控制编程实验一、实验目的1．熟悉 STEP 7―Micro/WIN 32 编程软件 2．上机编制简单的梯形图程序 3．熟悉 S7―200 驱动步进的编程方法二、实验原理1 光电传感器（光电开关） 对射型光电传感器是在探测物体挡在发射器与接收器之间使接收器不能接收到足够的 光线时输出信号。 漫反射型光电传感器是在探测物体挡在传感器正面使传感器接收到足够的光线时输出 信号。可以通过调节灵敏度调节 VR 调节检测的距离。其对不同颜色的检测距离不相同，反 射性能越好检测距离越远。 光电传感器又分为 NPN 集电极开路输出和 PNP 集电极开路输出两种类型。NPN 集电极开 路输出型在没有检测到物体时输出为低电平状态，检测到物体时输出为悬空状态。PNP 集电 极开路输出型在没有检测到物体时输出为低电平状态，检测到物体时输出为高电平状态。 2．电容传感器 电容传感器也分为 NPN 和 PNP 两种类型。 在本系统中只使用了 PNP 型。 当被测物接近传 感器时输出信号，PNP 型在没有检测到物体时输出为低电平状态，检测到物体时输出为高电 平状态。 3．磁性传感器 又名磁性开关。 是在接触到有一定磁性的物质后而导通的传感器。 在本系统中用来检测 气缸的位置。 4．机械行程开关 机械行程开关有一对常开和一对常闭触点。 在本系统中用常开触点作为位置的标志， 用 常闭触点作极限位开关。 5．步进电机 步进电机不是直接通过 PLC 驱动，而是用专业的步进驱动器驱动，PLC 只要给步进驱 动器提供脉冲信号和方向信号就可以了。- 46 -驱动器接线示意图 6．PLC 高速脉冲输出 S7-200 有两台 PTO/PWM 发生器，建立高速脉冲串或脉宽调节信号波形。一台发生器 指定给数字输出点 Q0.0，另一台发生器指定给数字输出点 Q0.1。脉冲串（PTO）功能提供 方波（50%占空比）输出或指定的脉冲数和指定的周期。脉宽调制（PWM）功能提供带变 量占空比的固定周期输出。即只有 Q0.0 和 Q0.1 才能作为高速脉冲输出口。三、实验步骤1．PLC 与传感器、电磁阀、步进驱动器的连接 为方便接线，各传感器的线大部分已经引到控制柜面板上。霍耳传感器、光电传感器和 电容传感器是将电源正极和信号输出线引到面板上， 电源负极直接接到开关电源的负极。 而 磁性传感器（磁性开关）和机械行程开关是直接把开关的两端引到面板上来。电磁阀的正极 引到了控制台的面板，而负极直接接到了开关电源的负极上。步进驱动器“脉冲信号+”和 “方向控制信号+”引到了控制台的面板，而“脉冲信号-”和“方向控制信号-”直接接到 了开关电源的负极上。同样，点动按钮、自锁按钮以及指示灯也是将其两端引到面板。 2．按下图进行接线- 47 -2．编辑、下载、调试程序 按 SB1 机械手左行复位，直到触发右限位停止；按 SB2 机械手右行 122600 个脉冲后停止。 参考程序：- 48 -- 49 -- 50 -- 51 -- 52 -- 53 -- 54 -主程序- 55 -SBR0（子程序）SBR1（子程序）SBR2（子程序）- 56 -SBR3（子程序）INT0（中断）INT1（中断）INT2（中断）INT3（中断）四、实验记录（报告）记录调试的过程，调试中出现的问题及解决问题的过程。 整理出运行调试后的程序。五、注意事项1．请不要在通电的情况下进行接线。 2．在未经老师同意时，请不要移动传感器的位置。 3．请爱护设备。六、思考题- 57 -1．给参考程序写上注释。 2．将参考程序转换成语句表。- 58 -实验九 触摸屏人机界面实操、开发、与 PLC 通讯实验一、实验目的1．掌握 SIMATIC WinCC flexible 2005 的简单开发 2．上机编制简单的梯形图程序 3．进一步掌握编程软件与 PLC 的连接和程序的调试方法和步骤 4．进一步掌握 S7―200PPI 网络的编程方法二、实验原理1．网络结构 在实验七的网络和程序基础上增加扩展触摸屏控制。三、实验步骤1．编辑触摸屏项目WinCC Flexible 的元素 打开 WinCC Flexible 后，用向导新建项目。- 59 -图 3―46 启动新建向导 HMI 设备为 K―TP178，控制器为 S7 200。连接设置 使用空模板。模板设置 下面可以先不设，按“完成”进入项目编辑。用按钮、文本、线等编辑简单的监控画面。- 60 -参考图面 设置配置。地址：整个网络不要重复，PLC 设备地址应与所连接的端口的地址相同； 波特率：整个网络的统一波特率；网络类型：用 CPU 编程口时使用 PPI 网络，用 EM277 时 用 DP 网络。连接配置 新建变量。MB 变量、QB 变量、VB 变量可写可读，IB 变量只能读。- 61 -新建变量变量表 连接变量。操作按钮连接 MB 变量。按下时置位相应变量，释放时复位相应变量。相 应变量为 1 时“运行”文本可见，为 0 时“停止”可见。- 62 -操作按钮的变量连接显示文本的变量连接 2．硬件连接 HMI 设备与组态计算机之间用 S7 200 编程电缆连接。- 63 -连接组态计算机 HMI 设备与 PLC 、EM277 之间用 RS485 电缆连接。连接 PLC 3．下载项目 首先设置串口，在控制面板中双击“SIMATIC HMI DH485” ，将“Use DH485”选上。传送项目 “项目”→“传送”→“传送设置” ，选择正确的端口和波特率。传送项目 3．连接检验- 64 -连接 PLC 检验。分别用 CPU 编著程口（网络配置为 PPI 协议）和 EM277（网络配置为 DP 协议）连接。检验触摸屏上的是否能正常控制和显示。四、实验记录（报告）记录程序调试的过程，调试中出现的问题及解决问题的过程。 整理出运行调试后的 WinCC Flexible 程序。五、注意事项1．请不要在通电的情况下进行接线。 2．在未经老师同意时，请不要移动传感器的位置。 3．请爱护设备。 4．以实验七为基础。六、思考题简述变量的配置过程- 65 -实验十 组态软件实操、开发、与 PLC 通讯实验一、实验目的1．掌握力控的简单开发 2．上机编制简单的梯形图程序 3．进一步掌握编程软件与 PLC 的连接和程序的调试方法和步骤 4．进一步掌握 S7―200PPI 网络的编程方法二、实验原理1．网络结构 在实验七的网络和程序基础上增加扩展触摸屏控制。三、实验步骤1．编辑力控组态工程 参考画面。参考画面 配置设备。- 66 -配置设备串口设置 建立数据库（变量） 。- 67 -新建 I/O 点I/O 点基本参数- 68 -I/O 点连接参数 连接变量。按钮（按键）使用左键动作：按下鼠标相应变量为 1，释放鼠标相应变量为 0。监视文本使用隐藏动作： “运行”在相应变量为假时隐藏， “停止”在相应变量为真时隐 藏。按钮动作- 69 -监视动作 设置启动初始状态。3．连接检验 用 S7 200 编程电缆与连接 PLC。运系统，检验触其是否能正常控制和监视。四、实验记录（报告）记录程序调试的过程，调试中出现的问题及解决问题的过程。 整理出运行调试后的力控程序。五、注意事项- 70 -1．请不要在通电的情况下进行接线。 2．在未经老师同意时，请不要移动传感器的位置。 3．请爱护设备。 4．以实验七为基础。六、思考题简述变量的配置过程- 71 -
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