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1、 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 天煌科技 1 天煌教仪 目 录 第一章 可编程序控制系统设计师综合实训装置简介.3 一、产品概述.3 二、装置特点.3 三、技术性能.3 四、装置配置.4 五、实训项目.5 第二章 可编程控制器概述.7 一、PLC 的分类及特点.7 二、PLC 的结构与工作原理.9 三、FX 系列 PLC 的硬件组成及指令系统.10 四、PLC 控制系统的设计与故障诊断.13 五、PLC 的应用及展望.14 第三章 实训项目.16 实训一 PLC 认知实训.16 实训二 十字路口交通灯控制.19 实训三 自动售货机控制.22 实训四 四层电梯控制.
2、26 实训五 光电检测、定位控制.31 实训六 温度 PID 控制.34 实训七 变频器功能参数设置与操作.37 实训八 外部端子点动控制.41 实训九 变频器无级调速.43 实训十 多段速度选择变频调速.45 实训十一 基于 PLC 数字量方式的变频器外部端子正反转控制.48 实训十二 基于 PLC 数字量方式多段速控制.50 实训十三 基于 PLC 模拟量方式变频开环调速控制.52 实训十四 电动机加载控制.54 实训十五 基于 PLC 模拟量方式的变频闭环调速.57 实训十六 基于触摸屏控制方式的基本指令编程练习.61 实训十七 基于触摸屏控制方式的数码显示控制.63 实训十八 基于触摸
3、屏控制方式的温度 PID 控制.65 实训十九 PLC、触摸屏及变频器通信控制.67 实训二十 五自由度机械手控制.69 实训二十一 RS485 网络的组建.72 实训二十二 RS485 网络的 MCGS 组态监控.75 附录一 GX-Developer 软件使用入门.80 附录二 PLC 仿真实训软件使用帮助.85 附录三 MCGS 工控组态软件使用说明书.86 附录四 触摸屏的使用入门.95 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 天煌科技 2 天煌教仪 附录五 FX 系列 PLC 指令集.101 附录六 可编程序控制系统设计师综合实训装置使用说明书.104 附录七 五
4、自由度机械手使用说明书.107 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 第一章 可编程序控制系统设计师综合实训装置简介 一、产品概述“THPFSF-3A/3B 型可编程序控制系统设计师综合实训装置”是根据人力资源和社会保障部制定的“可编程序控制系统设计师”培训及国家职业标准考核大纲内容，适当增加新技术，按照职业教育培训、职业技能鉴定和实训教学要求而研制的。适合职业培训学校、职教中心、鉴定站/所对可编程序控制系统设计师的四级、三级开展培训及技能鉴定。五自由度机械手 计算机用户自备 二、装置特点 1.采用模块组合式结构，含开关量、模拟量、变频调速、触摸屏、通信模块等，配套 MC
5、GS 工控组态监控软件，实现仿真化、信息化实训教学。2.项目实训模块：利用目前典型的可编程控制器及总线技术完成对工业生产中典型案例的模拟对象、实物模型中的逻辑、模拟、过程、运动等的控制。三、技术性能 1.输入电源：三相四线（或三相五线）380V10%50Hz 2.工作环境：温度-10+40 相对湿度85%(25)海拔4000m 3.装置容量：1.0kVA 4.重 量：100kg 5.控制屏尺寸：1780mm730mm1460mm 6.对象系统尺寸：1000mm640mm1300mm 7.安全保护：具有漏电压、漏电流保护装置，安全符合国家标准。天煌科技 3 天煌教仪 THPFSF-3B 型 可编
6、程序控制系统设计师综合实训装置 天煌科技 4 天煌教仪 四、装置配置 实训装置由控制屏、实训桌、PLC 模块、通信模块、变频器模块、模拟实训模块、触摸屏模块、五自由度机械手、交流电机、电机导轨、测速机构、加载系统、MCGS 工控组态软件（配加密狗）等组成。(一)控制屏(铁质双层亚光密纹喷塑结构，铝质面板)1.交流电源输入、输出及控制 1)三相四线电源输入，经漏电保护开关后，通过启动、停止按钮操作，控制三相电源输出的接通和断开,并设有急停按钮；2)设有 450V 指针式交流电压表 1 只，通过切换开关可分别指示电网输入的三相线电压；3)三相交流电源输出：三相电源采用三相四线制，并由启动、停止按钮
7、来控制，设有 5A 带灯保险丝及短路软保护电路；4)交流电源接口：提供三芯、四芯电源插座各 1 只；5)保护体系 电流型漏电保护：采用漏电保护型空气开关，控制屏若有漏电现象，当漏电电流达到一定值时，即切断总电源；电压型漏电保护：当对线路有漏电现象时，控制屏内接触器便跳闸，及时切断电源并发出告警声；短路保护：在电路出现相间短路或相线对中线短路时，及时切断三相电源的输出，保护设备的安全，并发出告警声；在短路故障排除后，可重新启动设备。2.给定信号源：提供 420mA 电流信号源 1 路，带数码显示；提供 010V 电压信号源 1 路，带数码显示；3.定时器兼报警记录仪：平时作时钟使用，具有设定时间
8、、定时报警、切断电源等功能；还可自动记录由于接线或操作错误所造成的漏电告警次数。(二)实训模块配置 1.PLC 实训组件 序号 编号 PLC 实训组件（三选一）备注 1 SB10 S7-200 PLC 实训组件：配置西门子 CPU226CN(AC/DC/RLY)PLC，内置数字量 I/O（24 路数字量输入/16 路继电器输出）；EM235 模拟量模块（4 路模拟量输入/1 路模拟量输出）；将所有 PLC 输入输出端子全部引致安全插座，配套 PC/PPI 编程电缆。THPFSF-3A 型 2 FA10 FX PLC 实训组件：配置三菱 FX2N-48MR-001 PLC，内置数字量 I/O（2
9、4 路数字量输入/24 路继电器输出）；FX0N-3A 模拟量模块（2路模拟量输入/1 路模拟量输出）；FX2N-485BD 通信模块，将所有 PLC 输入输出端子全部引致安全插座，配套 SC-90编程电缆。THPFSF-3B 型 2.实训模块 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 天煌科技 5 天煌教仪 序号 编号 实训模块 备注 1 FA11 变频器实训模块：配置 FR-D720S-0.4kW 变频器，功率 0.4kW,AC220V 供电，带有 RS485 通信接口及基本操作面板。2 SF11 开关量控制模块：十字路口交通灯、自动售货机、四层电梯。3 SF12 温度、
10、光电控制模块：温度控制：由驱动模块、电加热器、温度变送器、温度传感器、温度表及测温触发按钮等组成。光电控制：由调光触发控制电路、色标传感器、多种颜色板、直流电机驱动电路、移动滑轨等组成。4 SF13 触摸屏实训模块：西门子 Smart700 彩色触摸屏，7 英寸 5 SF14 磁粉制动器加载实训组件 该挂件与 ML01 磁粉制动器配套使用，完成对 ML01 磁粉制动器加载控制，同时显示相应加载转矩。挂件提供一路连续可调恒流源和一路冷却风扇电源，完成对电机的加载，最大加载转矩为 2Nm。6 ML01 采用磁粉制动器克服涡流测功机在低转速时无法保证恒转矩加载的缺点，同时磁粉制动器内部还设有强制冷却
11、风扇和温度传感器。7 DD03-3 电机导轨、光码盘测速系统及数显转速表：包含光码盘测速系统（配有欧姆龙 1024 光电编码器）、数显转速表及固定电机的不锈钢导轨等。不锈钢导轨平整度好，能保证电机与编码盘之间连接的同心度不超过5 丝，能较好满足实训要求。8 WDJ16 交流 380V/，功率 100W,三相鼠笼异步电机 (三)实训桌 实训桌为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板；设有带锁抽屉，用于放置工具及资料，电脑桌联体设计，造型美观大方。(四)五自由度机械手 由型材实训桌（尺寸：1000mm640mm790mm）、五自由度机械手及电气控制三部分组成。五自由度机械手运动机
12、械部分包括底座水平移动、底座旋转、大臂上下摆动，小臂上下摆动，手爪旋转，手爪夹紧与松开，用于实现定位功能。电气控制部分包含 PLC 及通信模块、漏电保护器、电机驱动器、开关电源等组成，其中 PLC 及通信模块跟 PLC 实训组件配套(三菱采用 FX1N-24MT 及FX1N-485BD 模块，西门子采用 CPU224 模块),通过传感器信号采集，PLC 编程五自由度机械手进行位置控制、时序逻辑控制，实现对机械手在工作台面范围内物体抓取、移、放的功能。五、实训项目 1.PLC 基本编程练习 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 天煌科技 6 天煌教仪 2.十字路口交通灯控制
13、 3.自动售货机控制 4.四层电梯控制 5.光电检测、定位控制 6.温度闭环控制 7.变频器功能参数设置与操作 8.外部端子点动控制 9.变频器无极调速 10.多段速度选择变频调速 11.基于 PLC 数字量方式的变频器外部端子正反转控制 12.基于 PLC 数字量方式多段速控制 13.基于 PLC 模拟量方式变频开环调速控制 14.电动机加载控制 15.基于 PLC 模拟量方式的变频闭环调速 16.基于触摸屏控制方式的基本指令 17.基于触摸屏控制方式数码显示控制 18.基于触摸屏控制方式的温度 PID 控制 19.PLC、触摸屏与变频器通信控制 20.五自由度机械手控制 21.RS485
14、网络组建（网络读写控制）22.RS485 网络的 MCGS 组态监控 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 天煌科技 7 天煌教仪 第二章 可编程控制器概述 一、PLC的分类及特点 可编程控制器简称 PLC（Programmable Logic Controller），在 1987 年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的 PLC 标准草案中对 PLC 做了如下定义：PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运
15、算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。(一)PLC 的分类 按产地分，可分为日系、欧美、韩台、大陆等。其中日系具有代表性的为三菱、欧姆龙、松下、光洋等；欧美系列具有代表性的为西门子、A-B、通用电气、德州仪表等；韩台系列具有代表性的为 LG、台达等；大陆系列具有代表性的为和利时、浙江中控等；按点数分，可分为大型机、中型机及小型机等。大型机一般 I/O 点数2048 点；具有多 CPU，16 位/32 位处理器，用户存储器容量 816K，具有代表性的为西门子
16、S7-400 系列、通用公司的GE-系列等；中型机一般 I/O 点数为 2562048 点；单/双 CPU，用户存储器容量 28K，具有代表性的为西门子 S7-300 系列、三菱 Q 系列等；小型机一般 I/O 点数 创建新工程（N）菜单命令。3.按 Ctrl+N 快捷键组合。4.在“PLC 系列”下选择相应的 PLC 系列，在“PLC 类型”下选择相应的 PLC 类型，点击“确定”新建一个程序 5.在程序编辑器中输入指令。5.1 或者点击适当的工具条按钮，或使用适当的功能键（F5=触点、F7=线圈、F8=方框）插入一个类属指令。6.输入地址 6.1 输入一条指令时，弹出“梯形图输入”对话框，
17、在左侧可选择输入元件类型，在右侧填写输入地址。完成后点击“确定”。如输入错误，则弹出提示 天煌科技 82 天煌教仪 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 点击“确定”重新输入地址。7.程序转换 7.1 用工具条按钮、菜单“变换”-“变换”、快捷键 F4 进行转换。程序刚编辑完成后，对应的程序段为灰色底面，转换后变成白色底面 8.工程保存 8.1 使用工具条上的“工程保存”按钮保存程序，或从“工程”菜单选择“保存工程”和“另存工程为”选项保存程序。四、通信设置 1.点击菜单“在线”-“传输设置”，弹出设置对话框。天煌科技 83 天煌教仪 THPFSF-3B 型 可编程序控制
18、系统设计师综合实训装置 2.双击“串口”图标，弹出“串口详细设置”对话框 3.在“COM 端口”中选择 SC-09 电缆连接的串口号。在“传送速度”中选择 9.6Kbps。完成后点击“确定”键保存设置。4.在“传输设置”中点击“通信测试”，连接正确时弹出提示通信正常，否则弹出如下对话框。5.程序下载 5.1 完成通信设置后进行程序下载。6.程序监视 6.1 当成功地在运行GX-Developer 的编程设备和 PLC 之间建立通信并向 PLC 下载程序后，就可以利用程序监视诊断功能。可点击工具栏按钮“监视模式”进行监视。天煌科技 84 天煌教仪 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综
19、合实训装置 附录二 PLC仿真实训软件使用帮助 一、概述 本软件是采用仿真技术而建立的一套“虚拟装置”（被控对象和仿真软件），通过环境仿真软件可培训学生的对 PLC 的基本操作能力、能使用 PLC 完成较复杂系统的应用。采用先进的虚拟仿真技术，接近使用现场环境。二、系统组成 界面一：如右图所示，在此界面中可选择 PLC 类型（本系统集成三菱、三菱、欧姆龙三种主机，可供用户任意选择）及实训项目，选择完毕，点击“开始实训”，进入界面二。界面二：如右图所示，在此界面中可由学生自由连线，如连线出现错误，则系统自动弹出提示，提醒学生改正，正确连线后开始运行。界面三：在此界面中，学生可直观、形象的观察到
20、PLC 程序运行状态。系统时时显示该单元的各项理论知识以及当前学生操作过程。利用多媒体技术,在计算机屏幕上再现各种控制对象的立体图形,使学生如同面对真实环境。通过计算机的鼠标、按钮、键盘等交互手段,来模拟 PLC 控制系统的操作。天煌科技 85 天煌教仪 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 附录三 MCGS工控组态软件使用说明书 一、概述 计算机技术和网络技术的飞速发展，为工业自动化开辟了广阔的发展空间，用户可以方便快捷地组建优质高效的监控系统，并且通过采用远程监控及诊断、双机热备等先进技术，使系统更加安全可靠，在这方面，MCGS工控组态软件将为您提供强有力的软件支持。
21、MCGS 工控组态软件是一套 32 位工控组态软件，可稳定运行于 Windows95/98/NT 操作系统，集动画显示、流程控制、数据采集、设备控制与输出、网络数据传输、双机热备、工程报表、数据与曲线等诸多强大功能于一身，并支持国内外众多数据采集与输出设备。二、软件组成(一)按使用环境分，MCGS 组态软件由“MCGS 组态环境”和“MCGS 运行环境”两个系统组成。两部分互相独立，又紧密相关，分述如下：1.MCGS 组态环境：该环境是生成用户应用系统的工作环境，用户在 MCGS 组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程、编制工程打印报表等全部组态工作后，生成扩展名为.mcg 的工程文件
22、，又称为组态结果数据库，其与 MCGS 运行环境一起，构成了用户应用系统，统称为“工程”。2.MCGS 运行环境：该环境是用户应用系统的运行环境，在运行环境中完成对工程的控制工作。(二)按组成要素分，MCGS 工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分构成：1.主控窗口：是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一个设备窗口和多个用户窗口，负责调度和管理这些窗口的打开或关闭。主要的组态操作包括：定义工程的名称，编制工程菜单，设计封面图形，确定自动启动的窗口，设定动画刷新周期，指定数据库存盘文件名称及存盘时间等。2.设备窗口：是连接和驱动外部设备的工作环境。在本窗口内配置数
23、据采集与控制输出设备，注册设备驱天煌科技 86 天煌教仪 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 动程序，定义连接与驱动设备用的数据变量。3.用户窗口：本窗口主要用于设置工程中人机交互的界面，诸如：生成各种动画显示画面、报警输出、数据与曲线图表等。4.实时数据库：是工程各个部分的数据交换与处理中心，它将 MCGS 工程的各个部分连接成有机的整体。在本窗口内定义不同类型和名称的变量，作为数据采集、处理、输出控制、动画连接及设备驱动的对象。5.运行策略：本窗口主要完成工程运行流程的控制。包括编写控制程序（ifthen 脚本程序），选用各种功能构件，如：数据提取、历史曲线、定时器
24、、配方操作、多媒体输出等。三、软件组态过程实例(一)理论分析 一般来说，整套组态设计工作可做以下步骤加以区分：1.工程项目系统分析：分析工程项目的系统构成、技术要求和工艺流程，弄清系统的控制流程和测控对象的特征，明确监控要求和动画显示方式，分析工程中的设备采集及输出通道与软件中实时数据库变量的对应关系，分清哪些变量是要求与设备连接的，哪些变量是软件内部用来传递数据及动画显示的。2.工程立项搭建框架：MCGS 称为建立新工程。主要内容包括：定义工程名称、封面窗口名称和启动窗口（封面窗口退出后接着显示的窗口）名称，指定存盘数据库文件的名称以及存盘数据库，设定动画刷新的周期。经过此步操作，即在 MC
25、GS 组态环境中，建立了由五部分组成的工程结构框架。封面窗口和启动窗口也可等到建立了用户窗口后，再行建立。3.设计菜单基本体系：为了对系统运行的状态及工作流程进行有效地调度和控制，通常要在主控窗口内编制菜单。编制菜单分两步进行，第一步首先搭建菜单的框架，第二步再对各级菜单命令进行功能组态。在组态过程中，可根据实际需要，随时对菜单的内容进行增加或删除，不断完善工程的菜单。4.制作动画显示画面：天煌科技 87 天煌教仪 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 动画制作分为静态图形设计和动态属性设置两个过程。前一部分类似于“画画”，用户通过MCGS 组态软件中提供的基本图形元素及
26、动画构件库，在用户窗口内“组合”成各种复杂的画面。后一部分则设置图形的动画属性，与实时数据库中定义的变量建立相关性的连接关系，作为动画图形的驱动源。5.编写控制流程程序：在运行策略窗口内，从策略构件箱中，选择所需功能策略构件，构成各种功能模块（称为策略块），由这些模块实现各种人机交互操作。MCGS 还为用户提供了编程用的功能构件（称之为“脚本程序”功能构件），使用简单的编程语言，编写工程控制程序。6.完善菜单按钮功能：包括对菜单命令、监控器件、操作按钮的功能组态；实现历史数据、实时数据、各种曲线、数据报表、报警信息输出等功能；建立工程安全机制等。7.编写程序调试工程：利用调试程序产生的模拟数据
27、，检查动画显示和控制流程是否正确。8.连接设备驱动程序：选定与设备相匹配的设备构件，连接设备通道，确定数据变量的数据处理方式，完成设备属性的设置。此项操作在设备窗口内进行。9.工程完工综合测试：最后测试工程各部分的工作情况，完成整个工程的组态工作，实施工程交接。(二)实例组态 本实例所要达到的最终效果为：在画面 0 中新建两个按钮（“按钮 01”及“按钮 02”）、一个指示灯（指示灯 01）；“按钮 01”用于将 FXPLC 中的 M0 置位；“按钮 02”用于将 FXPLC 中的 M0 复位；“指示灯 01”利用“红”、“黑”两种颜色指示 FXPLC 中的 Y00 点的状态：当 Y00状态为
28、 1 时，指示灯显示红色，当 Y00 状态为 0 时，指示灯显示黑色。1.新建工程 双击，进入 MCGS 组态环境，点击“文件/新建工程”，新建一个新的工程，其系统默认存储地址为“X/X/MCGS/WORK/新建工程”。天煌科技 88 天煌教仪 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 2.组态实时数据库(1)在新建工程的界面中选择“实时数据库”选项标题栏，点击“新增对象”按钮两次，在主对话框中就会出现两个新建立的内部数据，名称分别为Data1 和 Data2，如下所示：(2)双击“Data1”数据对象，在弹出的属性对话框中对其属性做如下设置，其他默认设置即可，设置完毕后，点
29、击“确定”按钮，推出设置对话框：(3)与第（2）步一致，双击“Data2”数据对象，在弹出的属性对话框中对其属性做如下设置，其他默认设置即可，设置完毕后，点击“确定”按钮，推出设置对话框：3.组态设备窗口 天煌科技 89 天煌教仪 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置(1)在新建工程的界面中选择“设备窗口”选项标题栏，点击“设备窗口”图标，系统弹出设备窗口设置对话框，如下所示：(2)点击，在弹出的“设备工具箱”中点击“设备管理按钮”，弹出“设备管理”对话框。如下所示：(3)双击对话框中左侧选择区中的“通信父设备”，将其添加至右侧对话框中。如下所示：(4)与上步一致，双击对
30、话框中左侧选择区中的“三菱通信子驱动”，将其添加至右侧对话框中。如下所示：天煌科技 90 天煌教仪 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 (5)添加完毕后，双击“设备工具箱”中的“通用串口父设备”及“三菱通信子驱动”，将其添加至通道设置对话框中。如下所示：(6)双击“通用串口父设备”，设置其参数，具体如下：(7)同理，双击“三菱通信子驱动”，在弹出的对话框中选择“基本属性”标题栏，对其基本属性进行如下设置：天煌科技 91 天煌教仪 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置(8)光标选择“设置设备内部属性”，点击其右侧按钮，在弹出的“通道属性设置”对话框中
31、添加 MCGS 与 PLC 之间的数据通道，点击“增加通道”，在弹出的“增加通道”设置对话框中，做如下设置：(9)同理，添加另外一个变量通道，如下所示：(10)选择“通道连接”标题栏，对 PLC 中的数据与 MCGS 的内部数据进行一一对应，点击“确定”按钮，退出设备属性设置对话框。如下所示：天煌科技 92 天煌教仪 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 4.组态用户窗口(1)退至 MCGS 主界面，选择“用户窗口”标题栏，点击“新建窗口”按钮，新建一个新的用户窗口，选择窗口 0 图标，右键选择“设置启动窗口”选项。如下所示：(2)双击“窗口 0”，打开窗口，选择“工具箱
32、”中的按钮及矩形，将其安插到动画组态窗口 0 中。如下所示：(3)双击左侧按钮，设置其属性。如下所示：(4)双击右侧按钮，设置其属性。如下所示：天煌科技 93 天煌教仪 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 (5)双击矩形，设置其属性。如下所示：(6)双击矩形，设置其属性。如下所示：5.编写 PLC 程序 利用 GX Developer 软件编写如下程序并下载至 PLC 中：6.运行组态 点击“文件/进入运行环境”，进入运行环境，验证组态结果，如下所示：天煌科技 94 天煌教仪 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 附录四 触摸屏的使用入门 一、功能
33、描述 人机界面采用西门子 SMART 触摸屏。人机界面采用西门子 Smart 700 触摸屏。人机界面是在操作人员和机器设备之间做双向沟通的桥梁，用户可以自由的组合文字、按钮、图形、数字等来处理、监控、管理随时可能变化的信息的多功能显示屏幕。注意事项：1.请确保在HMI设备外部为所有连接电缆预留足够的空间。2.安装HMI设备时，确保人员、工作台和整体设备正确接地。3.连接电源：仅限DC24V。Smart 700面板说明:天煌科技 95 天煌教仪 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 二、连接组态 PC 1.组态PC 能够提供下列功能：1.1传送项目；1.2传送设备映像；1
34、.3将 HMI 设备恢复至工厂默认设置；1.4备份、恢复项目数据。2.将组态PC 与Smart Panel 连接：2.1关闭 HMI 设备；2.2将 PC/PPI 电缆的RS485 接头与 HMI 设备连接；2.3 将 PC/PPI 电缆的 RS232 接头与组态 PC 连接。三、连接 HMI 设备 1.串行接口 序号 D-sub 接头 针脚号 RS485 RS422 1 1 NC.NC.2 2 M24_Out M24_Out 3 3 B(+)TXD+4 4 RTS*)RXD+5 5 M M 6 6 NC.NC.7 7 P24_Out P24_Out 8 8 A(-)TXD-9 9 RTS*)
35、RXD-2.下表显示了 DIP 开关设置。可使用 RTS 信号对发送和接收方向进行内部切换。通讯 开关设置 含义 RS485 SIMATIC PLC 和 HMI 设备之间进行数据传输时，连接头上没有 RTS 信号（出厂状态）天煌科技 96 天煌教仪 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 与 PLC 一样，针脚 4 上出现 RTS 信号，例如，用于调试时 与编程设备一样，针脚9 上出现RTS 信号，例如，用于调试时。RS422 在连接三菱 FX 系列 PLC 和欧姆龙CP1H/CP1L/CP1E-N 等型号 PLC 时，RS422/RS485 接口处于激活状态。四、启用数据
36、通道 1.用户必须启用数据通道从而将项目传送至 HMI 设备。2.说明：完成项目传送后，可以通过锁定所有数据通道来保护 HMI 设备，以免无意中覆盖项目数据及 HMI设备映像。3.启用一个数据通道-Smart Panel（Smart 700）3.1.按“Transfer”按钮，打开“TransferSettings”对话框。3.2.如果 HMI 设备通过 PC-PPI 电缆与组态 PC 互连，则在“Channel 1”域中激活“Enable Channel”复选框。3.3.使用“OK”关闭对话框并保存输入内容。五、WinCC flexible 2008 软件的安装 安装步骤：4.先装 Winc
37、c flexible 2008 CN 5.其次装 Wincc flexible 2008_SP2 6.最后装 Smart panelHSP 按向导提示，一路按下【下一步】，按下完成，软件安装完毕。六、制作一个简单的工程 1.安装好 Wincc flexible 2008 软件后，在开始/程序/WinCC flexible 2008下找到相应的可执行程序点击，打开触摸屏软件。界面如下：天煌科技 97 天煌教仪 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 2.点击菜单选项里的创建一个空项目，在弹出的界面中选择触摸屏Smart Line Smart 700,点击确定，进入如下界面。3
38、.在上述界面中，左侧菜单选择通讯下的双击“连接”，选择通讯驱动程序（SIMATIC S7 200）。设置完成，再双击左侧菜单选择通讯下的“变量”，建立变量表。如下图 天煌科技 98 天煌教仪 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 4.变量建立完成，再双击左侧菜单选择画面下的“添加 画面”，可以增加画面的数量，再选择画面一，进行画面功能制作，如制作一个返回初始画面按钮，选择右侧“按钮”，在“常规”下设置文字显示，在“事件”下选择“单击”设置函数如下图，在“外观”下设置其他外观显示，返回功能按钮设置完成。5.制作指示灯，用于监控 PLC 输入输出端口状态，选择右侧“圆”，在“
39、外观”下设置如下：6.制作按钮，用于对 PLC 程序进行控制，选择右侧“按钮”，在“事件”下设置“置位按钮”，如下图：天煌科技 99 天煌教仪 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 7.制作完成一个简单的画面如下：七、工程下载 1.通过PC/PPI通信电缆连接触摸PPI/RS422/RS485接口与PC机串口。2.触摸屏需开启用数据通道选择“Control Panel”，在弹出窗口激活“Enable Channel”复选框选中后关闭，后选择“Transfer”启动下载。3.点击下载按钮下载工程。如下图:4.下载完成，触摸屏需在开启用数据通道选择“Control Panel
40、”，在弹出窗口取消选中后关闭，用专用连接电缆连接PLC与触摸屏就可以实现所设定的控制。天煌科技 100 天煌教仪 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 天煌科技 101 天煌教仪 附录五 FX系列PLC指令集 序号 助记符 功 能 1 LD 常开触点逻辑运算开始 2 LDI 常闭触点逻辑运算开始 3 OUT 线圈驱动 4 AND 常开触点串联连接 5 ANI 常闭触点串联连接 6 OR 常开触点并联连接 7 ORI 常闭触点并联连接 8 ORB 串联回路块的并联连接 9 ANB 并联回路块的串联连接 10 MC 公共串联接点的连接 11 MCR MC 的复位 12 SET
41、 动作保持 13 RST 清除动作保持，当前值及寄存器清零 14 PLS 上升沿微分输出 15 PLF 下降沿微分输出 16 NOP 无动作 17 END 输入输出处理以及返回到 0 步 18 CJ 条件跳转 19 CALL 调用子程序 20 SREI 子程序返回 21 CMP 比较 22 ZCP 区域比较 23 MOV 传送 24 CML 反向 25 BMOV 成批传送 26 FMOV 多点传送 27 XCH 交换 28 BCD BCD 交换 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 天煌科技 102 天煌教仪 29 BIN BIN 交换 30 ADD BIN 加法运算 3
42、1 SUB BIN 减法运算 32 MUL BIN 乘法运算 33 DIV BIN 除法运算 34 INC BIN 增加 35 AND 逻辑与 36 OR 逻辑或 37 XOR 逻辑异或 38 NEG 求补 39 ROR 循环右移 40 ROL 循环左移 41 RCR 带进位循环右移 42 RCL 带进位循环左移 43 SFTR 位右移 44 SFTL 位左移 45 WSFR 字右移 46 WSFL 字左移 47 SFWR 移位写入 48 SFRD 移位读出 49 ZRST 全部复位 50 DECO 译码 51 ENCO 编码 52 PLSY 脉冲输出 53 PWM 脉宽调制 54 EBCD
43、二进制浮点十进制浮点 55 EBIN 十进制浮点二进制浮点 56 EADD 二进制浮点数加法 57 ESUB 二进制浮点数减法 58 EMUL 二进制浮点数乘法 59 EDIV 二进制浮点数除法 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 天煌科技 103 天煌教仪 60 ESOR 二进制浮点数除法 61 INT 二进制浮点数BIN 整数变换 62 SIN 浮点数 SIN 运算 63 COS 浮点数 COS 运算 64 TAN 浮点数 TAN 运算 65 SWAP 高位低位字节 THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 天煌科技 104 天煌教仪 附录六 可编
44、程序控制系统设计师综合实训装置使用说明书 一、使用说明（一）装置的启动、交流电源控制 1.将装置后侧的四芯电源插头插入三相交流电源插座。2.打开电源控制屏的总电源开关定时器兼报警记录仪得电。控制屏旁边单相三孔插座、三相四孔插座得电。3.打开电源控制屏的电源总开关，三相电源线电压表指示电网电压，电网电压正常时 U 相、V 相、W 相电压显示范围 38010%；同时控制屏右面板得电。4.按下电源控制屏的启动按钮三相交流输出 U1、V1、W1 得电。（二）定时兼报警记录仪 1.定时器兼报警记录仪简介 该记录仪平时作为时钟使用，具有设定操作培训的时间、定时报警、提前提醒后切断电源功能，还具有自动记录由
45、于接线或操作错误所造成的告警次数。2.定时器兼报警记录仪操作方法：2.1 打开总电源开关，六位数码显示器将从零时零分零秒开始计时。2.2 置密码：2.2.1 按功能键至功能 6（在显示器的末位显示 6）。2.2.2 按数位键，待六位数码管的小数点出现闪动时，然后点动此键，选定需要置数的位。2.2.3 来回操作数位键和数字键，将拟定的三位密码数字输入显示器的末三位，且密码的末位数必须是 9。2.3 读取密码：2.3.1 按功能键至功能 1（即显示器的末位显示 1）。2.3.2 来回操作数位键和数字键，将设定的密码输入到显示器的末三位，然后按确认键，第一位数码管将显示 1，表示密码输入正确。2.4
46、 设置时钟及定时报警时间：2.4.1 按功能键至功能 2（即显示器的末位显示 2）。2.4.2 来回操作数位键和数字键，将当前的时间（时、分、秒）输入显示器的前五位，并在末位输入 1，按确认键，显示器的末位将显示 C（CLOCK），表明时钟设置完毕；再来回操作数位键和数字键，将拟定的定时时间输入显示器的前五位，并在末位上输入 9，按确认键，显示器的末位将显示 A（ALARM）表示定时报警设置成功。2.5 告警次数清零。按功能键至功能 3（即显示器的末位显示 3），然后按确认键，显示器末三位将显示“000”，THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 天煌科技 105 天煌教仪
47、表明记录的告警次数已被清零。2.6 定时时间查询：按功能键至功能 4（即显示器的末位显示 4），然后按确认键，显示器将显示当前所设定的定时报警时间。2.7 告警次数记录查询：按功能键至功能 5（即显示器的末位显示 5）。然后按确认键。在显示器的末三位上将显示出已出现故障告警的次数。2.8 时钟显示：按复位将显示当前的时间（时、分、秒）。2.9 运行提示：2.9.1 时钟到定时报警时间，蜂鸣器将发出报警声，持续一分钟后自动停止，再延时4 分钟，即发出信号，并切断电源。若按复位键并重新启动电源，蜂鸣器将报警 1 分钟，在延时 4 分钟后即自动切断电源。2.9.2 需要修改时钟值、定时值或清除记录的
48、故障次数时，则必须在功能 1 下重新输入原定的密码后方可进行。2.9.3 在功能 6 下可进行密码的修改。2.9.4 使用过程中，如果按住复位键不松开，定时器兼报警记录仪将停止工作。2.10 注：定时器兼报警记录仪平时应工作在时钟状态。切断总电源后，仪器将恢复到初始状态。16 功能都有相应的指示灯指示当前的工作状态。开机未设置，按动复位键将回到初始状态。使用过程中连续按动复位键，仪器将暂停工作。（三）直流可调电源 打开直流可调电源的开关，调节 010V 电压源电位器，可输出 010V 电压；调节 420mA电流源电位器，可输出 420mA 电流。（四）实训挂箱 可将实训挂箱挂置控制屏型材导槽内
49、，挂件的供电全部由外部提供。线路采用本公司定制的锁紧叠插线进行连线或用硬线连接。（五）五自由度机械手 按动启动、停止、复位、急停按钮对五自由度机械手操作，实现对机械手在工作台面范围内物体抓取、移、放的功能（六）网络通信（用户根据需要自行配置）FX 系列可编程控制器具有强大的通信功能，可实现电脑与 PLC、PLC 与 PLC 之间 1：N 通信或PLC 与 PLC 之间 N：N 通信，也可实现 PLC 与变频器、PLC 与触摸屏通信。二、注意事项 1.工作环境：温度-10+40 相对湿度85%（25）海拔4000m。THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 天煌科技 106 天
50、煌教仪 2.在接线的时候应关闭电源总开关，待接线完成，认真检查无误后方可通电。3.可编程控制器的通信电缆请勿带电插拔，带电插拔容易烧坏通信口。4.通电中请勿打开控制屏后背盖，防止可能发生的危险。5.实训台发生异常报警时，应立即切断电源，查找原因，排除故障。6.为了防止可能发生的危险，本产品只有专业技术人员才可以进行维修。三、维护 1.定期的清洁实训面板。2.定期检查各个实训模块工作是否正常。THPFSF-3B 型 可编程序控制系统设计师综合实训装置 天煌科技 107 天煌教仪 附录七 五自由度机械手使用说明书 五自由度机械手对象的单片机控制器具有手动和自动两种模式。自动控制模式时，接收 PLC