現(xiàn)場總線技術(shù)實驗報告

1、現(xiàn)場總線技術(shù)實驗報告 精品文檔，僅供參考現(xiàn)場總線技術(shù)實驗報告 實 驗 報 告 課程名稱 現(xiàn)場總線技術(shù) 題目名稱 現(xiàn)場實驗報告 學(xué)生學(xué)院 信息工程學(xué)院 專業(yè)班級 學(xué)生學(xué)號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 2015 年 1 月 1 日 實驗一 0 STEP7 V5.0 編程基礎(chǔ)及 S7- -C 300PLC 組態(tài) 一、實驗?zāi)康?通過老師講解 STEP7 軟件和硬件組態(tài)的基礎(chǔ)知識，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)實驗打下基礎(chǔ)。 二、實驗 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)建及設(shè)計 PLC 控制程序的標(biāo)準(zhǔn)軟

2、件。按照以下步驟： （1）運行 STEP7 V5.0 的軟件，在該軟件下建立自已的文件。 （2）對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)行編程，還可應(yīng)用 STEP7 V5.0 對程序進(jìn)行調(diào)試和實時監(jiān)視。 2、使用 STEP7 V5.0 的步驟 設(shè)計自動化任務(wù)解決方案 生成一個項目 下載到 CPU 進(jìn)行調(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 的基本步驟 3、啟動 SIMATIC 管理器并創(chuàng)建一個項目 （1）新建項目 首先在電腦中必須建立自己的文件：

3、File New 寫上 Name （2）通信接口設(shè)置 為保證能正常地進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，需對通信接口進(jìn)行設(shè)置，方法有 2 種： 1）所有程序 SIMATIC STEP 7 設(shè)置 PG/PC 接口 PC Adapter(Auto) 屬性 本地連接 USB/COM（根據(jù)適配器連接到計算機(jī)的方式選擇）； 2）SIMATIC 管理器界面 選項 PC Adapter(Auto) 屬性 本地連接 USB/COM（根據(jù)適配器連接到計算機(jī)的方式選擇）。 （3）硬件組態(tài) 在自己的文件下，對 S7-300PLC 進(jìn)行組態(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

4、 插入 站點 SIMATIC 300 站點 ； l 選定 SIMATIC 300（1） 的 Hardwork（硬件）右邊 Profi 標(biāo)準(zhǔn) SIMATIC 300 將軌道、電源、CPU、I/O 模塊組態(tài)到硬件中： 軌道：RACK-300 Rail；， 插入電源：選中（0）UR 中 1 1, 插入電源模塊 PS-300 PS307 5A； 插入 CPU：選中（0）UR 中 2 2，插入 CPU 模塊 CPU-300CPU315-2DP配置 CPU 的型號（CPU 模塊的最下方）； l 插入輸入/輸出模塊 DI/DO： 1)選中（0）UR 中 4，插入輸入/輸出模塊 SM-300 DI/DO 配置

5、 輸入/輸出模塊的型號（CPU 模塊的最上方）； 2) S7-300 PLC 中有些 CPU 自帶輸入/輸出模塊，此時不需進(jìn)行 DI/DO組態(tài)。 （4）S7-300PLC CPU 的開關(guān)與指示燈 S7-300PLC CPU 的開關(guān)與顯示燈如圖 11 所示 模式選擇器： MRES: 模塊復(fù)位功能。 STOP: 停止模式，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: 組錯誤：CPU 內(nèi)部錯誤或帶診斷功能錯誤。 BF: 組錯誤: 總線出錯指示燈(只適用于帶有 DP 接口的 CPU)。出錯時亮。 FRCE: FORCE：指示至少有一個

6、輸入或輸出被強(qiáng) 制。 DC5V: 內(nèi)部 5VDC 電壓指示。 RUN: 當(dāng) CPU 啟動時閃爍，在運行模式下常亮。 STOP: 在停止模式下常亮，有存儲器復(fù)位請求時慢速閃爍。正在執(zhí)行存儲器復(fù)位時快速閃爍，由于存儲器卡插入需要存儲器復(fù)位時慢速閃爍 。 （5）編程 圖 1-5 CPU 開關(guān)與指示燈 圖 1-1 CPU 開關(guān)與指示燈 S7-300PLC 采用模塊化的編程結(jié)構(gòu)，包含有通用的 OB 組織塊，通用的 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，各個模塊之間可以相互調(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)運行，在 OB1

7、中可以調(diào)用其它的程序塊執(zhí)行。 在 S7 Program 下的 Block 中，選定并打開 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）程序的清除（存儲器復(fù)位）： 圖 12 編程界面 A、模式選擇器放在 STOP 位置 B、模式選擇器保持在 MERS 位置，直到 STOP 指示燈閃爍兩次（慢速） C、松開模式選擇器（自動回到 STOP 位置） D、模式選擇器保持在 MERS 位置（STOP 指示燈快速閃爍） E、松開模式選擇器（自動回到 STOP 位置） （7）運行并監(jiān)控 將 CPU 打到 STOP 模式，下載整個 SIMATIC 300 站點。再將 CPU

8、打到 RUN 模式，打開監(jiān)視，程序運行狀態(tài)可在 OB1 上監(jiān)視到。 三 、思考題 一.為什么要進(jìn)行硬件組態(tài)？ PLC 是一種模塊化的結(jié)構(gòu)，電源、cpu、i/o 等模塊都是單獨成塊的。而 PLC 組態(tài)是對硬件進(jìn)行配置，簡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？哪種比較方便些？ 沒有先后之分。先進(jìn)行硬件組態(tài)，然后是下載用戶程序方便些。這樣STEP7 在硬件組態(tài)編輯器中會顯示可能的地址。而且有了系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊后，如果你的程序中硬件組態(tài)與你的實際硬件一致，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

9、系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊時，只要點擊 Yes，就把硬件組態(tài)信息和用戶程序一起下載到 CPU 中。 四 、實驗心得 在這次的實驗中，從中了解 STEP7 V5.0 的軟件，并學(xué)會在該軟件下建立自已的文件，對 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)行編程，還用軟件進(jìn)行實時監(jiān)視。開始沒找到正確的硬件進(jìn)行組態(tài)，然后在師姐的指導(dǎo)下，找到完全和硬件一致的進(jìn)行組態(tài)，之后的還是比較容易。 實驗 二 S7-300PLC 之間的 MPI 通訊 一、實驗?zāi)康?熟悉現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò) MPI 網(wǎng)絡(luò)通訊的基本原理和 STEP7 硬件組態(tài)，掌握 S7-300PLC 編程和兩個 PLC 之間 MPI 網(wǎng)絡(luò)通訊的具

10、體方法。 二、實驗內(nèi)容 （1）要求：對 PLC 及 MPI 網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，采用 STEP 7 V5.x 編程，以 MPI 網(wǎng)絡(luò)通訊的方式，在第二臺 S7-300 的程序中編譯一組密碼，在第一臺 S7-300 上輸入八位的開關(guān)信號。如果開關(guān)信號與密碼不同，則第二臺 PLC 的某個輸出點上的輸出信號閃爍；如果開關(guān)信號與密碼相同，則這個輸出點上的輸出信號長亮。根據(jù)需要添加實驗內(nèi)容和使用 PLC 內(nèi)部的系統(tǒng)功能。 （2）實驗主要儀器設(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）。 （3）實驗方法、步驟及結(jié)構(gòu)測試： 圖 2-1 MPI 通訊示

11、意圖 具體實驗步驟如下： 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)行連接，SIEMENS300(2) CPU SIEMENS300(1) CPU 全局?jǐn)?shù)據(jù) 將實際線路連好，開關(guān)輸入量也接好；同時全部清除兩臺 S7-300PLC原有的程序，并打到 STOP 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，在項目中為要連網(wǎng)的設(shè)備生成硬件站之后利用硬件組態(tài)工具逐個打開這些站。 1) 打開 SIMATIC Manager,在“文件”選擇“新建”。在空白處點擊右鍵選中“插入新對象”，再選 SIMATIC 300。 2) 進(jìn)行組態(tài) 第一臺設(shè)備：

12、根據(jù)實際硬件配置組態(tài) 。 第二臺設(shè)備：根據(jù)實際硬件配置組態(tài)。 3) 選“站點”,進(jìn)行“保存和編譯”。 3、設(shè)定 MPI 地址 組態(tài)硬件時，必須定義CPU連接在MPI網(wǎng)絡(luò)上，并分配各自MPI地址。 1) 在 SIMATIC 300（1）選中 Hardware（硬件）。 2) 雙擊，選 CPU315-2DP。 3) 雙擊，選屬性。 4) 選定 MPI（1），并設(shè)定其地址。 在硬盤上保存 CPU 的配置參數(shù)，然后分別下裝到每一 CPU 中(點到點)。 4、檢查網(wǎng)絡(luò) 1) 網(wǎng)絡(luò)組態(tài) 分別在兩臺 PLC 硬件組態(tài)中，選菜單欄中的“選項”，然后選“組 態(tài)網(wǎng)絡(luò)”，進(jìn)行組網(wǎng)。選中 MPI（I）雙擊，將兩臺 P

13、LC 組網(wǎng)。 用 Profibus 電纜連接 MPI 節(jié)點，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 CPU 建立在線連接。打開網(wǎng)絡(luò)組態(tài)查看，還可用 SIMATIC 管理中 PLC 下的“Accessible Nodes”功能來測試連接狀態(tài)。 5、設(shè)計程序 編譯程序 進(jìn)入程序設(shè)計時，可按以下步驟：選 SIMATIC 300（1）CPU 315-2DPS7 Program(1)BlocksOB1,雙擊后可開始編寫程序。 第一臺 S7_300 的程序框圖： 讀取八位開關(guān)信號 IB0，傳遞到 MB0： MOVE EN ENO IN OUT 第二臺 S7-300

14、的程序框圖： 輸入密碼，輸入固定數(shù)據(jù) 1280，傳送到 MW2： MOVE EN ENO IN OUT 開關(guān)信號數(shù)據(jù) MW6 與密碼數(shù)據(jù) MW2 對比： IB0 MB0 1280 MW2 CMP=1 IN1 IN2 CMP1 IN1 IN2 輸出為 Q0.0。輸出信號燈閃爍： 第二臺 CPU 的時鐘存儲器，地址 M100 此時閃光頻率為 1Hz,周期=1s,燈通=0.5s,燈閉=0.5s 程序框圖 M100 Q124.5 6、生成全局?jǐn)?shù)據(jù)表 應(yīng)用“定義全局?jǐn)?shù)據(jù)”工具可以生成一個全局?jǐn)?shù)據(jù)表。將數(shù)據(jù)表編譯兩次然后下裝到 CPU 中。 根據(jù)程序可知，數(shù)據(jù)從第一個 CPU 中的 MB0 發(fā)送到第二個

15、CPU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) 回到前面的項目界面雙擊 MPI 網(wǎng)選項定義全局?jǐn)?shù)據(jù)，產(chǎn)生或打開全局?jǐn)?shù)據(jù)表。 2）分配 CPU MW2 MW6 MW2 MW6 點擊 GDID 后的空格右鍵彈出 CPU點擊 CPU雙擊 SIMATIC 300(1) 雙擊 CPU 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 CPU點擊 CPU雙擊 SIMATIC 300(2) 雙擊選中另一個 CPU點擊下一空格填入 MW6編譯關(guān)閉點擊“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)

16、后下載程序。在下載程序前應(yīng)先清除原有的程序。SIMATIC 300（1）下載。 5）運行及結(jié)果 A、將兩臺 S7300PLC 的開關(guān)打到 RUN 擋， S7300CPU 上的其它燈是不亮的，這時全局?jǐn)?shù)據(jù)開始自動循環(huán)交換。 B、在第一臺 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)，運行全局?jǐn)?shù)據(jù)表，數(shù)據(jù)從第一臺 PLC 的 MB0 傳送到第二臺 PLC 的 MW6。MW6 上的數(shù)據(jù)與第二臺 PLC 的 MW2 中C、密碼數(shù)據(jù)相比較后，在第二臺 PLC 的輸出點 Qxxx.x 輸出結(jié)果。若信號與密碼相同，第二臺 PLC 輸出燈 Qxxx.x 亮。 三 、思考題 1、在下

17、載程序前如何清除原來的程序？ 現(xiàn)在 PLC 把新的程序下載進(jìn)去，會自動覆蓋原本的程序的。如果要直接清除的話，則可通過復(fù)位清除寄存器內(nèi)容，先把模式選擇器放在 STOP 位置，然后模式選擇器保持在 MERS 位置，直到 STOP 指示燈閃爍兩次，再松開模式選擇器，模式選擇器保持在 MERS 位置，此時 STOP 指示燈快速閃爍，然后松開模式選擇器就可以了。 2、下載程序時應(yīng)注意什么問題？ A 硬件組態(tài)沒有錯誤，組態(tài)都錯了，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STOP檔位再下程序。 C 在進(jìn)行了新的組態(tài)編譯時，必須點擊 Yes，即把新的硬件組態(tài)信息也下載到 CPU 中，否則新的

18、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)，再運行程序看結(jié)果如何？為什么？ 如果字節(jié)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成字，則 MB0、MB1 分別變成 MW6 的高 8 位和低 8位，MB1 沒有則補(bǔ) 0， MB0 傳送到 MW6 中變成高 8 位。如果小于 256，則輸出信號長亮，因為密碼相同了啊。 四 、實驗心得 在這次實驗中，學(xué)會了 PLC 兩個 PLC 之間 MPI 網(wǎng)絡(luò)通訊的方法，同時學(xué)會了用梯形圖編程，如果是簡單的程序基本能自己編好。實驗中開始沒懂程序原理，難點就在那個密碼表示，后來請教師姐才懂的。 實驗三 三 S7-300PLC 之間的 DP

19、 通訊 一、實驗?zāi)康?熟悉現(xiàn)場總線 DP 網(wǎng)絡(luò)通訊的基本原理，掌握 S7-300 編程和兩個 PLC 之間 DP 網(wǎng)絡(luò)通訊的具體方法。 二、實驗內(nèi)容 1）要求：對 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 S7-300（從站）的程序中編譯一組（三個）兩字節(jié)的密碼，分別為 256，512，1280，在第一臺 S7-300（主站）上輸入 16 位的開關(guān)信號。如果開關(guān)信號與其中一組密碼相同，則第一臺 PLC 的一個指定的相應(yīng)輸出點上的輸出信號亮，即輸入信號是256，則 Q4.0 亮，輸入信號是 512，則 Q4.1 亮，輸入信號是 1280，

20、則 Q4.2 亮；否則沒有燈亮。 2）實驗主要儀器設(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）實驗方法、步驟及結(jié)構(gòu)測試： 1、硬件連接 將兩臺的 DP 口通過 PROFIBUS 電纜連接，開關(guān)輸入量接在主站的DI 模塊上；同時將兩臺 PLC 全部清除原有程序，打到 STOP 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）新建項目 在 STEP7 中創(chuàng)建一個新項目，然后選擇“插入”站點Sim

21、atic 300 站點，插入兩個 S7 300 站，這里命名為 Simatic 300(master)和 Simatic 300(slave)。再選擇“插入”“站點”PROFIBUS。如圖 3-2 所示。當(dāng)然也可完成一個站的配置后，再建另一個。 （2）組態(tài)硬件 從站和主站硬件根據(jù)實際選定，原則上要先組態(tài)從站，。雙擊 Simatic 300(slave)“Hardware(硬件)”，進(jìn)入硬件組態(tài)窗口，在功能按鈕欄中點擊“Catalog”圖標(biāo)打開硬件目錄，按硬件安裝次序和訂貨號依次插入機(jī)架、電源、CPU 和輸入/輸出模塊等進(jìn)行硬件組態(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 D

22、P(X2)插槽，打開 DP 屬性窗口點擊屬性按鈕進(jìn)入 PROFIBUS 接口組態(tài)窗口，進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。 （1）從站設(shè)定：在“屬性 DP ”對話框中選擇“工作模式” 標(biāo)簽，將 DP 屬性設(shè)為從站(Slave)，。然后點擊“常規(guī)”標(biāo)簽，點擊“屬 性”按鈕，之后點擊 Network Settings 標(biāo)簽，對其它屬性進(jìn)行配置，如：站地址、波特率等。設(shè)定完成之后，點擊”保存”即可,不要進(jìn)行編譯。 （2）主站設(shè)定：在“屬性 DP ”對話框中選擇 “工作模式”標(biāo)簽，將 DP 屬性設(shè)為主站(Master)。然后點擊“常規(guī)”標(biāo)簽，點擊“屬性”按鈕，對其它屬性進(jìn)行配置，如：站地址、波特率等。注意：這里的主站地址跟

23、從站的地址不能重復(fù)，且同一個站的 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，打開窗口右側(cè)硬件目錄，選擇“ PROFIBUS DPConfigured Stations”文件夾，將 CPU31x 拖拽到主站系統(tǒng) DP 接口的 PROFIBUS 總線上，這時會彈出 DP 從站連接屬性對話框，選擇所要連接的從站后，點擊“連接”按鈕，再點擊“確認(rèn)”。注 注：如果有多個從站存在時，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，打開 I/O 通信接口區(qū)屬性設(shè)置窗口，進(jìn)行設(shè)置?；蛘哌M(jìn)入“從站屬性“窗口，如果沒有出現(xiàn)表格，則要點擊下面的“新

24、建”，分兩次輸入表格。 地址類型: 選擇“Input”對應(yīng)輸入?yún)^(qū)，“Output”對應(yīng)輸出區(qū)。 地址: 設(shè)置通信數(shù)據(jù)區(qū)的起地址。 長度: 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) 點擊“組態(tài)網(wǎng)絡(luò)”圖標(biāo) 。打開網(wǎng)絡(luò)組態(tài)查看，是否成功。 7）設(shè)計程序 輸入三個 16 位的密碼： 256，512，1280 結(jié)束 從站 主站 給定一個 16 位的