現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)一 RS-485串行通信網(wǎng)絡(luò)安裝技術(shù)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、理解PPI通信網(wǎng)絡(luò)的安裝和配置。2、理解PROFIBUS-D網(wǎng)絡(luò)的配置。3、4、掌握PROFIBU電纜和D形連接器的安裝。熟悉線路的故障分析及排除故障的方法。、實(shí)驗(yàn)器材及工具表1實(shí)驗(yàn)所需器材及工具序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量1改刀一字、十字57S7-200CP U22632尖嘴鉗28SIEMENS DPA型普通紫色10m3電纜剝線器SIEMENS DP29S7-300CP U315-2D P14DP通信測(cè)試儀BT200110DP從站通信模塊EM27725萬用表DT2025111DP通信卡C5611/5613（可選

2、）16DP總線連接器SIEMENS9針D形312遠(yuǎn)程分布式I/O模塊ET200M1三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1、電纜剝線器的使用和PROFIBUS D電纜、D形連接器的連裝(1)用電纜剝線器按圖1-1所示方法剝制DP電纜。(2)用DP連接器把剝制好的電纜連接起來。2、PPI通信網(wǎng)絡(luò)組建(1)按圖1-2所示，用制作好的帶D形連接器的DP電纜把三個(gè)CPU2261接成PPI通信網(wǎng)絡(luò)。通信端口用PORT0(2)按圖1-2所示，設(shè)置D形連接器上的終端電阻。3、PROFIBUS-DJg、線網(wǎng)絡(luò)組建(1)按圖1-3所示，用制作好的帶 D形連接器的DP電纜把CPU315-2DP EM277 CPU226ET200M連

3、接成PROFIBUS-D總線網(wǎng)絡(luò)。(2)按圖1-3所示，設(shè)置D形連接器上的終端電阻。圖 1-1 PROFIBUS DP 電纜、 D 形連接器的連接終端/設(shè)置CPU226主站CP U226從站1CPU226從站2P ORT0P ORT0P ORT0圖 1-2 PPI通信網(wǎng)絡(luò)的組建圖1-3 PROFIBUS-DP總線網(wǎng)絡(luò)的組建4、故障排查(1)故障設(shè)置A.某一處或兩處D形連接器的A B線位置接反。B.某一處或兩處D形連接器的A或B線未接。電纜的屏蔽層未接地。D.某一處的終端電阻未裝。(2)故障診斷方法一：使用BT200手持式智能終端確定錯(cuò)誤位置和類型。方法二：使用萬用表電阻檔測(cè)量線路是否接通、終端

4、電阻是否安裝。四、思考題1為什么要使用專用的電纜剝線器剝制 P ROFIBUS D電纜2、為什么要在網(wǎng)絡(luò)的兩端加終端電阻3、當(dāng)通信連接成功時(shí)有什么現(xiàn)象五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和過程體會(huì)1、總結(jié)終端電阻的配置原則。2、總結(jié)D形連接器和電纜連接的注意事項(xiàng)。3、說明判斷通信網(wǎng)絡(luò)是否連接成功的方法。4、書寫心理體會(huì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)二 PPI通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握PPI通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸方法。2、掌握PPI通信網(wǎng)絡(luò)的編程技巧。、實(shí)驗(yàn)器材及工具表2實(shí)驗(yàn)所需器材及工具序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量1改刀一字、十字55萬用表DT20252尖嘴鉗26DP總線連接器SIEMENS9針D形3電纜剝線器SIE

5、MENS DP27S7-200實(shí)驗(yàn)箱CP U22634DP通信測(cè)試儀BT20018SIEMENS DPA型普通紫色10m三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1、按圖2-1所示組建PPI通信網(wǎng)絡(luò)和控制電路。2、數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)要求如下:主站外接按鈕SB11按下時(shí)，從站1外接發(fā)光二極管VD21和從站2外接發(fā)光二極管VD31 長(zhǎng)亮，可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。主站外接按鈕 SB12按下時(shí)，從站1外接VD21和從站2外接VD31熄滅，禁止數(shù)據(jù)傳輸。(2)主站外接按鈕SB13按下時(shí)，從站1的輸出幅度為5V、頻率為100HZ占空比為50%勺脈沖；主站外接按鈕SB14按下時(shí)，從站1的輸出停止 主站外接按鈕SB15按下時(shí)，從站2掛接的EM23

6、5俞出5V的直流電壓；主站外接按鈕SB16按下時(shí)，從站2掛接的EM235無直流電壓輸出。從站1外接接近開關(guān)SQ21（可用按鈕替代）動(dòng)作時(shí)，從站1的輸出停止，主站外接發(fā)光二極管VD11長(zhǎng)亮。(5)從站2外接接近開關(guān)SQ31 （可用按鈕替代）動(dòng)作時(shí)，從站 2的EM235無直流電壓輸出,主站外接發(fā)光二極管VD12長(zhǎng)亮。圖2-1 PPI通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸3、根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)要求，設(shè)置主站的地址、通信參數(shù)，編寫主站的梯形圖程序。(1)主站的I/O端口和軟元件分配表2-1 主站的I/O端口和軟元件分配名稱端口名稱端口名稱軟元件數(shù)據(jù)傳輸允許SB11從站1的SQ21動(dòng)作從站1的SQ21狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸禁止SB12

7、指示VD11從站2的SQ31狀態(tài)從站1的PW波允許SB13從站2的SQ31動(dòng)作從站1的VD21控制從站1的PW波禁止SB13指示VD12從站1的PW波控制從站2的輸出允許SB14從站2的VD31控制從站2的輸出禁止SB15從站2的EM235空制y(2)打開STEP7-Micro/WIN編程軟件建立新項(xiàng)目，選擇 CPU類型：CPU226圖2-2主站PLC類型設(shè)置(3) 設(shè)置主站地址和通信參數(shù)圖2-3V主站地址和通信參數(shù)設(shè)置(4) 使用指令向?qū)Ы⒅髡镜耐ㄐ抛映绦驅(qū)τ趶恼?的通信操作：VD21的亮/滅控制、的PW信號(hào)輸出控制(寫操作)和 SQ21的狀態(tài)信息（讀操作）等共計(jì)2個(gè)。對(duì)于從站2的通信操作

8、：VD31的亮/滅控制、EM235勺直流 電壓輸出控制（寫操作）和SQ31的狀態(tài)信息（讀操作）等共計(jì)2個(gè)。因此，需要網(wǎng)絡(luò)讀寫操 作數(shù)目為4個(gè)。圖2-4選擇指令向?qū)ь愋筒⒅付ňW(wǎng)絡(luò)操作數(shù)目（5）指定通信端口和通信子程序名稱CPU226有 PORT（和PORT兩個(gè)通信端口中，需要指定其中一個(gè)用于通信。子程序自定。圖2-5指定通信端口和通信子程序名稱6）指定網(wǎng)絡(luò)操作內(nèi)容圖 2-6從站1的SQ21 犬態(tài)信息（讀操作）圖 2-7從站2的SQ31狀態(tài)信息（讀操作）圖 2-8 從站 1 的 HL1 和的控制（寫操作）圖2-9 從站2的HL1和EM235勺控制（寫操作）(7)為NETR/NET指令配置分配存儲(chǔ)區(qū)

9、圖 2-10 NETR/NETW 操作指令分配存儲(chǔ)區(qū)8)編寫主站梯形圖程序4、根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)要求，設(shè)置從站的地址、通信參數(shù)，編寫從站1梯形圖程序。(1)從站1的I/O端口和軟元件分配表2-2 從站1的I/O端口和軟元件分配名稱端口名稱端口名稱軟元件接近開關(guān)SQ21數(shù)據(jù)傳輸允許顯示VD21從站1的SQ21狀態(tài)PW波輸出從站1的VD21控制從站1的PW波控制(2)打開STEP7-Micro/WIN編程軟件建立新項(xiàng)目，選擇 CPU類型：CPU226圖2-11從站1PLC類型設(shè)置(3)設(shè)置從站1地址和通信參數(shù)圖 2-12從站1的地址和通信參數(shù)設(shè)置4）編寫從站 1 梯形圖程序5、根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)要求，

10、設(shè)置從站的地址、通信參數(shù)，編寫從站2梯形圖程序。(1)從站1的I/O端口和軟元件分配表2-3 從站2的I/O端口和軟元件分配名稱端口名稱端口名稱軟元件接近開關(guān)SQ31數(shù)據(jù)傳輸允許顯示VD31從站2的SQ31狀態(tài)從站2的VD31控制從站2的模擬電壓輸出控制(2)打開STEP7-Micro/WIN編程軟件建立新項(xiàng)目，選擇 CPU類型：CPU226圖 2-13從站2PLC類型設(shè)置(3)設(shè)置從站2地址和通信參數(shù)圖 2-14從站2PLC類型設(shè)置4)編寫從站 2 梯形圖程序5、并觀查實(shí)驗(yàn)結(jié)果，解答思考題，書寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和總結(jié)。(1)當(dāng)按下主站外接SB13時(shí)，通過示波器觀測(cè)并繪出從站1的輸出PWM波形(2

11、)當(dāng)按下主站外接SB15時(shí)，通過直流電壓表觀測(cè)從站 2的EM235俞出的直流電壓大小四、思考題1、如何更改從站 1 的輸出的脈沖電壓的頻率和占空比2、如何更改從站2掛接的EM235俞出的直流電壓高低五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和實(shí)驗(yàn)過程體會(huì) 書寫心得體會(huì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)三 基于PROFIBUS D的分布式I/O控制系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握應(yīng)用STEP7進(jìn)行PROFIBUS-D總線系統(tǒng)的硬件和網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。2、掌握應(yīng)用STEP7進(jìn)行PROFIBUS-D總線系統(tǒng)的編程。、實(shí)驗(yàn)器材和工具表2實(shí)驗(yàn)所需器材及工具序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量1改刀一字、十字510電阻1K/2W42尖嘴鉗小型211按鈕NP2143電纜剝線

12、器SIEMENS DP212S7-300電源P S307/5A14DP通信測(cè)試儀BT200113S7-300 CPUCP U315-2D P15萬用表DT2025114DI8 X DO8SM32326DP總線連接器9針D形415ET200MIM153-137P ROFIBUS-D 電纜A型紫色10m16AI X 12bitSM33118直流可調(diào)電源1 12V117ACX 12bitSM33219LED指示燈3V/0.02A418三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)由一個(gè)主站和三個(gè)分布式I/O從站構(gòu)成PROFIBUS-D網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。主站外接按鈕SB11按下時(shí)，1號(hào)從站外接指示燈VD21點(diǎn)亮；松開SB

13、11, VD21熄滅。當(dāng)主站外接按鈕SB12按下時(shí)，3號(hào)從站輸出2V直流電壓；當(dāng)主站外接按鈕 SB13按下時(shí)，3號(hào)從站輸出5V直流電壓。1號(hào)從站外接按鈕SB21按鈕下時(shí)，主站外接指示燈 VD11點(diǎn)亮。松開SB21, VD11熄滅。2號(hào)從站輸入電壓1VW UV 5V時(shí)，主站外接指示燈VD12點(diǎn)亮；2號(hào)從站輸入電壓5V< U< 10V時(shí)，主站外接指示燈 VD13點(diǎn)亮。(2)1電電2電電4電電SM323PS3072ACPU315-2DP電電ET200MI M153- 1ET200MI M153-1ET200MI M153-1SM323DI 8DO 8電電2SM331 AI 2 12bi

14、t6ES7331- 7KB02- 0AB0電電3SM532AO 2 12bi t6ES7332- 5HB01- 0AB0rDp"iPFOFI BUS電電電電1實(shí)驗(yàn)圖2 PROFIBUS-DP系統(tǒng)組成DI 8DO 86ES7323- 1BL01-0AA01電電 2電電PS3072A4電電SM 323DI 8/DO6X 24V/0. 5A6ES7323-1BL01-0AA0O220VCPU315-2DP電電電電:2IdpI 0.0( 2)I 0. 1(3)I 0.2(4)I 1M10)2L+(11)03.0( 12) QP. 1( 13)00.2( 14)I 2M20)SB11 SB12

15、 SB13R11R12_*R13FVD11h VD12 3! VD13*R11=R12=F1131K/0. 5W實(shí)驗(yàn)圖2 PROFIBUS-DP系統(tǒng)主站電路實(shí)驗(yàn)圖3 PROFIBUS-DP系統(tǒng)從站電路2、實(shí)驗(yàn)步驟按控制電路接線圖正確連接線路。使用STEP7進(jìn)行硬件和網(wǎng)絡(luò)組態(tài)，各I/O地址由系統(tǒng)分配。(3)使用STEP7按任務(wù)要求編寫控制程序。(4)使用PLCSIM對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真調(diào)試。(5)調(diào)試成功后，把系統(tǒng)數(shù)據(jù)和程序下載到 PLG檢查無誤后，并經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后方可合閘通電試驗(yàn)。操作控制按鈕，并觀查實(shí)驗(yàn)結(jié)果。解答思考題，書寫心得體會(huì)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象時(shí)，應(yīng)切斷電源，分析故障并排除后

16、，才能再通電試驗(yàn)。3、控制程序(1)確定各I/O端口地址和變量符號(hào)表1 I/O 端口地址分配和變量符號(hào)符號(hào)地址類型說明SB11BOOL主站按鈕SB11SB12BOOL主站按鈕SB12SB13BOOL主站按鈕SB13VD11BOOL主站指示燈VD11VD12BOOL主站指示燈VD12VD13BOOL主站指示燈VD13SB21BOOL從站1按鈕SB21VD21BOOL從站1指示燈VD21U2_INTP|W256INT從站2輸入電壓A/D轉(zhuǎn)換值U2_REALMD40REAL從站2輸入電壓值U3 INTPQW256INT從站3輸出電壓D/A轉(zhuǎn)換值U3 REALMD45REAL從站3輸出電壓值FC105

17、 ENBOOLFC105使能輸入FC105_BIBOOLFC105輸入方式選擇FC105 ENOBOOLFC105使能輸出FC105 RETMW30WORDFC105執(zhí)行錯(cuò)誤信息FC106 ENBOOLFC106使能輸入FC106 BIBOOLFC106輸入方式選擇FC106 RETMW35WORDFC106執(zhí)行錯(cuò)誤信息NIT 1BOOL系統(tǒng)初始化用NIT 2BOOL系統(tǒng)初始化用(2)程序塊表2調(diào)用的各程序塊名稱功能OB1循環(huán)執(zhí)行的主程序OB100CPI暖啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行一次，用于系統(tǒng)初始化FC105用于模擬電壓輸入的量程轉(zhuǎn)換FC105用于模擬電壓輸出的量程轉(zhuǎn)換OB10O初始化程序:0B1主程序:四

18、、思考題1、說明一個(gè) S7-300 站點(diǎn)的硬件組態(tài)的操作步驟。2、如何在本次實(shí)驗(yàn)的 PROFIBUS-D網(wǎng)絡(luò)中添加一個(gè) S7-200的從站3、程序中的MD45¥儲(chǔ)的是什么類型的數(shù)據(jù)它的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)有什么用途4、OB100初始化程序的作用是什么五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和實(shí)驗(yàn)過程體會(huì)實(shí)驗(yàn)四 PROFIBUS DP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的時(shí)間中斷和故障診斷、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握PROFIBUS-D總線系統(tǒng)的時(shí)間中斷組織塊的調(diào)用。2、掌握PROFIBUS-D總線系統(tǒng)的故障診斷組織塊的調(diào)用。、實(shí)驗(yàn)器材和工具表2實(shí)驗(yàn)所需器材及工具序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量1改刀一字、十字510電阻1K/52尖嘴鉗小型211按鈕NP214

19、3電纜剝線器SIEMENS DP212S7-300電源P S307/5A14DP通信測(cè)試儀BT200113S7-300 CPUCP U315-2D P15萬用表DT2025114DI8 X DO8SM32326DP總線連接器9針D形415ET200MIM153-137P ROFIBUS-D 電纜A型紫色10m16AI X 12bitSM33118直流可調(diào)電源1 12V117ACX 12bitSM33219LED旨示燈3V/0.02A418蜂鳴器5V/0.1A1三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1)(2)由一個(gè)主站和三個(gè)從站構(gòu)成P ROFIBUS-D網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的功能與實(shí)驗(yàn)三相同。在程序中添加一個(gè)時(shí)間中斷組織塊，該組織塊的功能：每隔一個(gè)小時(shí)使蜂鳴器叫一聲。蜂鳴器占用的輸出端口自定，用 24V供電，串聯(lián)一只1K/的電阻降壓限流。在程序中添加故障診斷組織塊 OB82和OB86用于系統(tǒng)的故障診斷。OB82和OB86勺調(diào)用次數(shù)和診斷數(shù)據(jù)分別存放在兩個(gè)共享數(shù)據(jù)塊中。使用PLCSIM仿真一個(gè)I/O