現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告.doc

1、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告課程名稱現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)題目名稱現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生學(xué)院信息工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)學(xué)生學(xué)號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)老師20_ 年 1 月 1 日實(shí)驗(yàn)一0 STEP7 V5.0 編程根底及 S7- -C 300PLC 組態(tài)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^老師講解 STEP7 軟件和硬件組態(tài)的根底知識(shí)，使同學(xué)們掌握使用 STEP7 的步驟和硬件組態(tài)等內(nèi)容，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)打下根底。二、實(shí)驗(yàn) 內(nèi)容 1、組合硬件和軟件 STEP7 V5.0 是專用于 SIMATIC S7-300/400 PLC 站的組態(tài)創(chuàng)立及設(shè)計(jì) PLC 控制程序的標(biāo)準(zhǔn)軟件。按照以下步驟：1運(yùn)行 STEP7 V5.0 的軟件，在該軟件下建立自已的

2、文件。2對(duì)SIMATIC S7-300PLC站組態(tài)、保存和編譯，下載到 S7-300PLC。3使用 STEP7 V5.0 軟件中的梯形邏輯、功能塊圖或語句表進(jìn)展編程，還可應(yīng)用 STEP7 V5.0 對(duì)程序進(jìn)展調(diào)試和實(shí)時(shí)監(jiān)視。2、使用 STEP7 V5.0 的步驟設(shè)計(jì)自動(dòng)化任務(wù)解決方案 生成一個(gè)工程 下載到 進(jìn)展調(diào)試診斷 硬件組態(tài) 程序生成 程序生成 硬件組態(tài)圖 1-1 STEP7 的根本步驟 3、啟動(dòng) SIMATIC 管理器并創(chuàng)立一個(gè)工程 1新建工程 首先在電腦中必須建立自己的文件：File New 寫上 Name 2通信接口設(shè)置 為保證能正常地進(jìn)展數(shù)據(jù)通信，需對(duì)通信接口進(jìn)展設(shè)置，方法有 2

3、種：1所有程序SIMATICSTEP 7設(shè)置 PG/PC 接口PC Adapter(Auto)屬性本地連接USB/根據(jù)適配器連接到計(jì)算機(jī)的方式選擇； 2SIMATIC 管理器界面選項(xiàng)PC Adapter(Auto)屬性本地連接USB/根據(jù)適配器連接到計(jì)算機(jī)的方式選擇。3硬件組態(tài) 在自己的文件下，對(duì) S7-300PLC 進(jìn)展組態(tài)，一般設(shè)備都需有其組態(tài)文件，西門子常用設(shè)備的組態(tài)文件存在 STEP7 V5.0 中，其步驟如下; l 插入 站點(diǎn) SIMATIC 300 站點(diǎn) ； l 選定 SIMATIC 3001的Hardwork硬件右邊 Profi標(biāo)準(zhǔn) SIMATIC 300 將軌道、電、I/O 模

4、塊組態(tài)到硬件中：軌道：RACK-300 Rail；， 插入電：選中0UR 中 1 1, 插入電模塊 PS-300 PS307 5A；插入 ：選中0UR 中 2 2，插入 模塊 -300315-2DP配置 的型號(hào) 模塊的最下方； l 插入輸入/輸出模塊 DI/DO：1)選中0UR 中 4，插入輸入/輸出模塊 SM-300 DI/DO 配置輸入/輸出模塊的型號(hào) 模塊的最上方； 2) S7-300 PLC 中有些 自帶輸入/輸出模塊，此時(shí)不需進(jìn)展 DI/DO組態(tài)。4S7-300PLC 的開關(guān)與指示燈 S7-300PLC 的開關(guān)與顯示燈如圖 11 所示 形式選擇器：MRES:模塊復(fù)位功能。S:停頓形式

5、，程序不執(zhí)行。RUN:程序執(zhí)行，編程器只讀操作。RUN-P:程序執(zhí)行，編程器讀寫操作。指示燈：S F: 組錯(cuò)誤： 內(nèi)部錯(cuò)誤或帶診斷功能錯(cuò)誤。BF: 組錯(cuò)誤: 總線出錯(cuò)指示燈(只適用于帶有 DP接口的 )。出錯(cuò)時(shí)亮。FRCE:FORCE：指示至少有一個(gè)輸入或輸出被強(qiáng)制。DC5V: 內(nèi)部 5VDC 電壓指示。RUN:當(dāng) 啟動(dòng)時(shí)閃爍，在運(yùn)行形式下常亮。S:在停頓形式下常亮，有存儲(chǔ)器復(fù)位懇求時(shí)慢速閃爍。正在執(zhí)行存儲(chǔ)器復(fù)位時(shí)快速閃爍，由于存儲(chǔ)器卡插入需要存儲(chǔ)器復(fù)位時(shí)慢速閃爍 。5編程 圖 1-5開關(guān)與指示燈 圖 1-1開關(guān)與指示燈 S7-300PLC 采用模塊化的編程構(gòu)造，包含有通用的 OB 組織塊，通

6、用的 FC、FB 功能與功能塊，西門子提供的 SFC，SFB 系統(tǒng)功能塊，DB 數(shù)據(jù)塊，各個(gè)模塊之間可以互相調(diào)用 。OB1 是其中的循環(huán)執(zhí)行組織塊，程序首先并一直在 OB1 中循環(huán)運(yùn)行，在 OB1 中可以調(diào)用其它的程序塊執(zhí)行。在 S7Program 下的 Block 中，選定并翻開 OB1，用梯形邏輯、功能塊圖或語句表編程，再保存編譯和下載，即可執(zhí)行程序。6程序的去除存儲(chǔ)器復(fù)位：圖 12 編程界面 A、形式選擇器放在 S 位置 B、形式選擇器保持在 MERS 位置，直到 S 指示燈閃爍兩次慢速C、松開形式選擇器自動(dòng)回到 S 位置D、形式選擇器保持在 MERS 位置S 指示燈快速閃爍E、松開形式

7、選擇器自動(dòng)回到 S 位置7運(yùn)行并監(jiān)控 將 打到 S 形式，下載整個(gè) SIMATIC 300 站點(diǎn)。再將 打到 RUN 形式，翻開監(jiān)視，程序運(yùn)行狀態(tài)可在 OB1 上監(jiān)視到。三 、考慮題 一.為什么要進(jìn)展硬件組態(tài)？ PLC 是一種模塊化的構(gòu)造，電、i/o 等模塊都是單獨(dú)成塊的。而 PLC 組態(tài)是對(duì)硬件進(jìn)展配置，簡(jiǎn)單的說就是告訴系統(tǒng)你配置了哪些東西，這樣系統(tǒng)才能去連接你的東西。二.硬件組態(tài)和程序生成有先后之分嗎？哪種比擬方便些？ 沒有先后之分。先進(jìn)展硬件組態(tài)，然后是下載用戶程序方便些。這樣STEP7 在硬件組態(tài)編輯器中會(huì)顯示可能的地址。而且有了系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊后，假如你的程序中硬件組態(tài)與你的實(shí)際硬件一致，

8、就可以在 SIMATIC管理器中，直接選中 Blocks，然后執(zhí)行下載，在提示你是否也下載系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊時(shí)，只要點(diǎn)擊 Yes，就把硬件組態(tài)信息和用戶程序一起下載到 中。四 、實(shí)驗(yàn)心得 在這次的實(shí)驗(yàn)中，從中理解 STEP7 V5.0 的軟件，并學(xué)會(huì)在該軟件下建立自已的文件，對(duì) PLC 站組態(tài)、保存和編譯，并且下載到 PLC，用軟件中的梯形邏輯進(jìn)展編程，還用軟件進(jìn)展實(shí)時(shí)監(jiān)視。開場(chǎng)沒找到正確的硬件進(jìn)展組態(tài)，然后在師姐的指導(dǎo)下，找到完全和硬件一致的進(jìn)展組態(tài)，之后的還是比擬容易。實(shí)驗(yàn) 二S7-300PLC 之間的 MPI 通訊一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?熟悉現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò) MPI 網(wǎng)絡(luò)通訊的根本原理和 STEP7 硬件組態(tài)

9、，掌握 S7-300PLC 編程和兩個(gè) PLC 之間 MPI 網(wǎng)絡(luò)通訊的詳細(xì)方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1要求：對(duì) PLC 及 MPI 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，采用 STEP 7 V5._ 編程，以 MPI 網(wǎng)絡(luò)通訊的方式，在第二臺(tái) S7-300 的程序中編譯一組密碼，在第一臺(tái) S7-300 上輸入八位的開關(guān)信號(hào)。假如開關(guān)信號(hào)與密碼不同，那么第二臺(tái) PLC 的某個(gè)輸出點(diǎn)上的輸出信號(hào)閃爍；假如開關(guān)信號(hào)與密碼一樣，那么這個(gè)輸出點(diǎn)上的輸出信號(hào)長(zhǎng)亮。根據(jù)需要添加實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和使用 PLC 內(nèi)部的系統(tǒng)功能。2實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和器材：S7-300 可編程控制器，開關(guān)裝置，S7-300 適配器，裝有 STEP7 軟件的工控機(jī)或電腦。

10、3實(shí)驗(yàn)方法、步驟及構(gòu)造測(cè)試：圖 2-1 MPI 通訊示意圖 詳細(xì)實(shí)驗(yàn)步驟如下：1、硬件連接 應(yīng)用帶連接頭的屏蔽雙絞線，通過 PLC 中的 MPI 接口進(jìn)展連接，SIEMENS300(2) SIEMENS300(1) 全局?jǐn)?shù)據(jù) 將實(shí)際線路連好，開關(guān)輸入量也接好；同時(shí)全部去除兩臺(tái) S7-300PLC原有的程序，并打到 S 擋，為硬件組態(tài)和編程作好準(zhǔn)備。2、組態(tài)硬件 利用 SIMATIC 管理器，在工程中為要連網(wǎng)的設(shè)備生成硬件站之后利用硬件組態(tài)工具逐個(gè)翻開這些站。1) 翻開 SIMATIC Manager,在“文件”選擇“新建”。在空白處點(diǎn)擊右鍵選中“插入新對(duì)象”，再選 SIMATIC 300。2)

11、 進(jìn)展組態(tài) 第一臺(tái)設(shè)備：根據(jù)實(shí)際硬件配置組態(tài)。第二臺(tái)設(shè)備：根據(jù)實(shí)際硬件配置組態(tài)。3) 選“站點(diǎn)”,進(jìn)展“保存和編譯”。3、設(shè)定 MPI 地址 組態(tài)硬件時(shí)，必須定義連接在MPI網(wǎng)絡(luò)上，并分配各自MPI地址。1) 在 SIMATIC 3001選中 Hardware硬件。2) 雙擊，選 315-2DP。3) 雙擊，選屬性。4) 選定 MPI1，并設(shè)定其地址。在硬盤上保存 的配置參數(shù)，然后分別下裝到每一 中(點(diǎn)到點(diǎn))。4、檢查網(wǎng)絡(luò)1) 網(wǎng)絡(luò)組態(tài) 分別在兩臺(tái) PLC 硬件組態(tài)中，選菜單欄中的“選項(xiàng)”，然后選“組態(tài)網(wǎng)絡(luò)”，進(jìn)展組網(wǎng)。選中 MPII雙擊，將兩臺(tái) PLC 組網(wǎng)。用 Profibus 電纜連接

12、MPI 節(jié)點(diǎn)，可以用多條 MPI 線連接。在這里用一條 MPI 線連接即可，這樣就可以與所有 建立在線連接。翻開網(wǎng)絡(luò)組態(tài)查看，還可用 SIMATIC 管理中 PLC 下的“Accessible Nodes”功能來測(cè)試連接狀態(tài)。5、設(shè)計(jì)程序 編譯程序 進(jìn)入程序設(shè)計(jì)時(shí)，可按以下步驟：選 SIMATIC 3001 315-2DPS7 Program(1)BlocksOB1,雙擊后可開場(chǎng)編寫程序。第一臺(tái) S7_300 的程序框圖：讀取八位開關(guān)信號(hào) IB0，傳遞到 MB0：MOVE ENENO INOUT 第二臺(tái) S7-300 的程序框圖：輸入密碼，輸入固定數(shù)據(jù) 1280，傳送到 MW2：MOVE EN

13、ENO INOUT開關(guān)信號(hào)數(shù)據(jù) MW6 與密碼數(shù)據(jù) MW2 比照：IB0 MB0 1280 MW2 CMP=1 IN1IN2CMP1 IN1IN2輸出為 Q0.0。輸出信號(hào)燈閃爍：第二臺(tái) 的時(shí)鐘存儲(chǔ)器，地址 M100 此時(shí)閃光頻率為 1Hz,周期=1s,燈通=0.5s,燈閉=0.5s 程序框圖M100Q124.5 6、生成全局?jǐn)?shù)據(jù)表 應(yīng)用“定義全局?jǐn)?shù)據(jù)”工具可以生成一個(gè)全局?jǐn)?shù)據(jù)表。將數(shù)據(jù)表編譯兩次然后下裝到 中。根據(jù)程序可知，數(shù)據(jù)從第一個(gè) 中的 MB0 發(fā)送到第二個(gè) 中的 MW6，編譯兩次后，下載。生成全局?jǐn)?shù)據(jù)表步驟如下：1選擇 MPI 網(wǎng) 回到前面的工程界面雙擊 MPI 網(wǎng)選項(xiàng)定義全局?jǐn)?shù)據(jù)，

14、產(chǎn)生或翻開全局?jǐn)?shù)據(jù)表。2分配 MW2 MW6 MW2 MW6 點(diǎn)擊 GDID 后的空格右鍵彈出 點(diǎn)擊 雙擊 SIMATIC300(1) 雙擊 3填入發(fā)送和接收數(shù)據(jù)注明發(fā)送方填入 MB0選“選作發(fā)送器”在后一空格用右鍵彈出 點(diǎn)擊 雙擊 SIMATIC300(2) 雙擊選中另一個(gè) 點(diǎn)擊下一空格填入 MW6編譯關(guān)閉點(diǎn)擊“查看”選“掃描速率”及“全局?jǐn)?shù)據(jù)狀態(tài)”編譯關(guān)閉退出。4下載程序定義完全局?jǐn)?shù)據(jù)后下載程序。在下載程序前應(yīng)先去除原有的程序。SIMATIC 3001下載。5運(yùn)行及結(jié)果 A、將兩臺(tái) S7300PLC 的開關(guān)打到 RUN 擋， S7300 上的其它燈是不亮的，這時(shí)全局?jǐn)?shù)據(jù)開場(chǎng)自動(dòng)循環(huán)交換。B

15、、在第一臺(tái) PLC 上輸入八位開關(guān)量 IB0，數(shù)據(jù)傳遞到 MB0，通過 MPI 網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)表，數(shù)據(jù)從第一臺(tái) PLC 的 MB0 傳送到第二臺(tái) PLC 的 MW6。MW6 上的數(shù)據(jù)與第二臺(tái) PLC 的 MW2 中C、密碼數(shù)據(jù)相比擬后，在第二臺(tái) PLC 的輸出點(diǎn) Q_._ 輸出結(jié)果。假設(shè)信號(hào)與密碼一樣，第二臺(tái) PLC 輸出燈 Q_._ 亮。三 、考慮題 1、在下載程序前如何去除原來的程序？ 如今 PLC 把新的程序下載進(jìn)去，會(huì)自動(dòng)覆蓋本來的程序的。假如要直接去除的話，那么可通過復(fù)位去除存放器內(nèi)容，先把形式選擇器放在S 位置，然后形式選擇器保持在 MERS 位置，直到 S 指示燈閃爍兩次，再

16、松開形式選擇器，形式選擇器保持在 MERS 位置，此時(shí) S 指示燈快速閃爍，然后松開形式選擇器就可以了。2、下載程序時(shí)應(yīng)注意什么問題？ A 硬件組態(tài)沒有錯(cuò)誤，組態(tài)都錯(cuò)了，下進(jìn)去也沒用。B最好先下新硬件組態(tài)信息，然后保證按鍵打到S檔位再下程序。C 在進(jìn)展了新的組態(tài)編譯時(shí)，必須點(diǎn)擊 Yes，即把新的硬件組態(tài)信息也下載到 中，否那么新的硬件組態(tài)和舊的用戶程序?qū)a(chǎn)生沖突。3、密碼數(shù)據(jù)在開關(guān)量上是如何表示的？試著把密碼設(shè)為小于 256 的數(shù)，再運(yùn)行程序看結(jié)果如何？為什么？ 假如字節(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字，那么 MB0、MB1 分別變成 MW6 的高 8 位和低 8位，MB1 沒有那么補(bǔ) 0， MB0 傳送到 MW

17、6 中變成高 8 位。假如小于 256，那么輸出信號(hào)長(zhǎng)亮，因?yàn)槊艽a一樣了啊。四 、實(shí)驗(yàn)心得 在這次實(shí)驗(yàn)中，學(xué)會(huì)了 PLC 兩個(gè) PLC 之間 MPI 網(wǎng)絡(luò)通訊的方法，同時(shí)學(xué)會(huì)了用梯形圖編程，假如是簡(jiǎn)單的程序根本能自己編好。實(shí)驗(yàn)中開場(chǎng)沒懂程序原理，難點(diǎn)就在那個(gè)密碼表示，后來請(qǐng)老師姐才懂的。實(shí)驗(yàn)三 三S7-300PLC 之間的 DP 通訊一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜がF(xiàn)場(chǎng)總線 DP 網(wǎng)絡(luò)通訊的根本原理，掌握 S7-300 編程和兩個(gè) PLC 之間 DP 網(wǎng)絡(luò)通訊的詳細(xì)方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1要求：對(duì) PLC 及 DP 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，采用 STEP 7 V5.0 編程，以 DP 網(wǎng)絡(luò)通訊的方式，在第二臺(tái) S7-300從站

18、的程序中編譯一組三個(gè)兩字節(jié)的密碼，分別為 256，512，1280，在第一臺(tái) S7-300主站上輸入 16 位的開關(guān)信號(hào)。假如開關(guān)信號(hào)與其中一組密碼一樣，那么第一臺(tái) PLC 的一個(gè)指定的相應(yīng)輸出點(diǎn)上的輸出信號(hào)亮，即輸入信號(hào)是256，那么 Q4.0 亮，輸入信號(hào)是 512，那么 Q4.1 亮，輸入信號(hào)是 1280，那么 Q4.2 亮；否那么沒有燈亮。2實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備和材料：S7-300 可編程控制器，開關(guān)裝置，S7-300適配器，裝有 STEP7 軟件的工控機(jī)。3實(shí)驗(yàn)方法、步驟及構(gòu)造測(cè)試：1、硬件連接 將兩臺(tái)的 DP 口通過 PROFIBUS 電纜連接，開關(guān)輸入量接在主站的DI 模塊上；同時(shí)將

19、兩臺(tái) PLC 全部去除原有程序，打到 S 擋，為硬件組態(tài)和編程作好準(zhǔn)備。SIEMENS300(1) 主站交換區(qū) PROFIBUS-DP SIEMENS300(1) 從站交換區(qū)圖 3-1 DP 通訊示意圖 4組態(tài)硬件 1新建工程 在 STEP7 中創(chuàng)立一個(gè)新工程，然后選擇“插入”站點(diǎn)Simatic 300 站點(diǎn)，插入兩個(gè) S7 300 站，這里命名為 Simatic 300(master)和 Simatic 300(slave)。再選擇“插入”“站點(diǎn)”PROFIBUS。如圖 3-2 所示。當(dāng)然也可完成一個(gè)站的配置后，再建另一個(gè)。2組態(tài)硬件 從站和主站硬件根據(jù)實(shí)際選定，原那么上要先組態(tài)從站，。雙擊

20、 Simatic 300(slave)“Hardware(硬件)”，進(jìn)入硬件組態(tài)窗口，在功能按鈕欄中點(diǎn)擊“Catalog”圖標(biāo)翻開硬件目錄，按硬件安裝次序和訂貨號(hào)依次插入機(jī)架、電、 和輸入/輸出模塊等進(jìn)展硬件組態(tài)，主從站的硬件組態(tài)原理一樣。5參數(shù)設(shè)定 硬件組態(tài)后，雙擊 DP(_2)插槽，翻開 DP 屬性窗口點(diǎn)擊屬性按鈕進(jìn)入 PROFIBUS 接口組態(tài)窗口，進(jìn)展參數(shù)設(shè)定。1從站設(shè)定：在“屬性 DP ”對(duì)話框中選擇“工作形式” 標(biāo)簽，將 DP 屬性設(shè)為從站(Slave)，。然后點(diǎn)擊“常規(guī)”標(biāo)簽，點(diǎn)擊“屬性”按鈕，之后點(diǎn)擊 Network Settings 標(biāo)簽，對(duì)其它屬性進(jìn)展配置，如：站地址、波特

21、率等。設(shè)定完成之后，點(diǎn)擊”保存”即可,不要進(jìn)展編譯。2主站設(shè)定：在“屬性 DP ”對(duì)話框中選擇 “工作形式”標(biāo)簽，將 DP 屬性設(shè)為主站(Master)。然后點(diǎn)擊“常規(guī)”標(biāo)簽，點(diǎn)擊“屬性”按鈕，對(duì)其它屬性進(jìn)展配置，如：站地址、波特率等。注意：這里的主站地址跟從站的地址不能重復(fù)，且同一個(gè)站的 MPI 地址和 DP地址要保持一致。3連接從站：在硬件組態(tài)HW Config窗口中，翻開窗口右側(cè)硬件目錄，選擇“ PROFIBUS DPConfigured Stations”文件夾，將 31_ 拖拽到主站系統(tǒng) DP 接口的 PROFIBUS 總線上，這時(shí)會(huì)彈出 DP 從站連接屬性對(duì)話框，選擇所要連接的從站

22、后，點(diǎn)擊“連接”按鈕，再點(diǎn)擊“確認(rèn)”。注 注：假如有多個(gè)從站存在時(shí)，要一一連接。4設(shè)定交換區(qū)地址 雙擊從站，選擇“組態(tài)”標(biāo)簽，翻開 I/O 通信接口區(qū)屬性設(shè)置窗口，進(jìn)展設(shè)置?；蛘哌M(jìn)入“從站屬性“窗口，假如沒有出現(xiàn)表格，那么要點(diǎn)擊下面的“新建”，分兩次輸入表格。地址類型:選擇“Input”對(duì)應(yīng)輸入?yún)^(qū)，“Output”對(duì)應(yīng)輸出區(qū)。地址:設(shè)置通信數(shù)據(jù)區(qū)的起地址。長(zhǎng)度:設(shè)置通信區(qū)域的大小，最多 32 字節(jié)。本例設(shè)為 8 字節(jié)。單位:選擇是按字節(jié)byte還是按字word來通信。一致性:選擇“Unit”是按在“Unit”中定義的數(shù)據(jù)格式發(fā)送，即按字節(jié)或字發(fā)送。從站與主站設(shè)置完成后，點(diǎn)擊“編譯存盤”按鈕，編譯無誤后即完成從站和主站的組態(tài)設(shè)置。6檢查網(wǎng)絡(luò) 點(diǎn)擊“組態(tài)網(wǎng)絡(luò)”圖標(biāo)。翻開網(wǎng)絡(luò)組態(tài)查看，是否成功。7設(shè)計(jì)程序輸入三個(gè) 16 位的密碼：256，512，1280 完畢 從站主站 給定一個(gè) 16 位的開關(guān)量信號(hào) 開關(guān)量是 256 開關(guān)量是 512 開關(guān)量是1280 Q4.0 亮 Q4.1 亮 Q4.2 亮 完畢 圖 3-2