現(xiàn)場總線技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 課程名稱 現(xiàn)場總線技術(shù) 題目名稱 現(xiàn)場實(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)教師 2015年1月1日實(shí)驗(yàn)一 STEP7 V5.0編程基礎(chǔ)及S7-300PLC組態(tài)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過老師講解STEP7軟件和硬件組態(tài)的基礎(chǔ)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)打下基礎(chǔ)。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)建及設(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文件。（2）對(duì)SIMATIC S7-300P

2、LC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(duì)程序進(jìn)行調(diào)試和實(shí)時(shí)監(jiān)視。2、使用STEP7 V5.0的步驟圖1-1 STEP7的基本步驟3、啟動(dòng)SIMATIC管理器并創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目（1）新建項(xiàng)目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)行數(shù)據(jù)通信，需對(duì)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(jì)算機(jī)的方式選

3、擇）；2）SIMATIC管理器界面 選項(xiàng) PC Adapter(Auto) 屬性 本地連接 USB/COM（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)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 插入 站點(diǎn) SIMATIC 300 站點(diǎn) ；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, 插入電源模塊PS-300 PS30

4、7 5A； 插入CPU：選中（0）UR中2，插入CPU模塊CPU-300CPU315-2DP配置CPU的型號(hào)（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 配置輸入/輸出模塊的型號(hào)（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(shí)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所示圖1-1 CPU開關(guān)與指示燈模式選擇器：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

5、作。RUN-P: 程序執(zhí)行，編程器讀寫操作。指示燈：S F: 組錯(cuò)誤：CPU內(nèi)部錯(cuò)誤或帶診斷功能錯(cuò)誤。圖1-5 CPU開關(guān)與指示燈BF: 組錯(cuò)誤: 總線出錯(cuò)指示燈(只適用于帶有DP 接口的CPU)。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)CPU啟動(dòng)時(shí)閃爍，在運(yùn)行模式下常亮。 STOP: 在停止模式下常亮，有存儲(chǔ)器復(fù)位請(qǐng)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S

6、FC，SFB系統(tǒng)功能塊，DB數(shù)據(jù)塊，各個(gè)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(yùn)行，在OB1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(chǔ)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(dòng)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(dòng)回到STOP位置）（7）運(yùn)行并監(jiān)控將CP

7、U打到STOP模式，下載整個(gè)SIMATIC 300 站點(diǎn)。再將CPU打到RUN模式，打開監(jiān)視，程序運(yùn)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(dú)成塊的。而PLC組態(tài)是對(duì)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(huì)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(shí)際硬件一致，就可以在SIMATIC管理器中，直接選中Bloc

8、ks，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CPU中。四、實(shí)驗(yàn)心得在這次的實(shí)驗(yàn)中，從中了解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)行編程，還用軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)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(shí)驗(yàn)二 S7-300PLC之間的MPI通訊一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜がF(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(gè)PLC之間MPI網(wǎng)絡(luò)通訊的具體方法。二、實(shí)驗(yàn)

9、內(nèi)容（1）要求：對(duì)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(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)。如果開關(guān)信號(hào)與密碼不同，則第二臺(tái)PLC的某個(gè)輸出點(diǎn)上的輸出信號(hào)閃爍；如果開關(guān)信號(hào)與密碼相同，則這個(gè)輸出點(diǎn)上的輸出信號(hào)長亮。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）。（3）實(shí)驗(yàn)方法、步驟及結(jié)構(gòu)測試：SIEMENS300(2)CPUSIEMENS300(1)CPU全局?jǐn)?shù)據(jù) 圖2-1 MPI通

10、訊示意圖具體實(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)行連接，將實(shí)際線路連好，開關(guān)輸入量也接好；同時(shí)全部清除兩臺(tái)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(xiàng)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(gè)打開這些站。1) 打開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) 進(jìn)行組態(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)行“保存和編譯”。3、設(shè)定MPI地址組

11、態(tài)硬件時(shí)，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(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)行組網(wǎng)。選中MPI（I）雙擊，將兩臺(tái)PLC組網(wǎng)。用Profibus電纜連接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CPU建立在線連接。打開網(wǎng)絡(luò)組態(tài)查看，還可用SIM

12、ATIC管理中PLC下的“Accessible Nodes”功能來測試連接狀態(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 300（1）CPU 315-2DPS7 Program(1)BlocksOB1,雙擊后可開始編寫程序。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：MOVEIB0MB0ENENOINOUT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：MOVE1280MW2ENENOINOUT 開關(guān)信號(hào)數(shù)據(jù)MW6與密碼數(shù)據(jù)MW2對(duì)比：MW2MW6CMP=1IN1IN2MW2MW6CMP<>1IN1IN2

13、輸出為Q0.0。輸出信號(hào)燈閃爍：第二臺(tái)CPU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M100 Q124.56、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CPU中。根據(jù)程序可知，數(shù)據(jù)從第一個(gè)CPU中的MB0發(fā)送到第二個(gè)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(xiàng)目界面雙擊MPI網(wǎng)選項(xiàng)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點(diǎn)擊GDID后的空格右鍵彈出CPU點(diǎn)擊 CPU雙擊SIMATIC 300(1) 雙擊CPU3）填入發(fā)送和接收數(shù)據(jù)（注明

14、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(diǎn)擊 CPU雙擊SIMATIC 300(2) 雙擊選中另一個(gè)CPU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)先清除原有的程序。SIMATIC 300（1）下載。5）運(yùn)行及結(jié)果A、將兩臺(tái)S7300PLC的開關(guān)打到RUN擋， S7300CPU上的其它燈是不亮的，這時(shí)全局?jǐn)?shù)據(jù)開始自動(dòng)循環(huán)交換。B、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。MW

15、6上的數(shù)據(jù)與第二臺(tái)PLC 的MW2中C、密碼數(shù)據(jù)相比較后，在第二臺(tái)PLC的輸出點(diǎn)Qxxx.x輸出結(jié)果。若信號(hào)與密碼相同，第二臺(tái)PLC輸出燈Qxxx.x亮。三、思考題1、在下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(huì)自動(dòng)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(shí)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(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

16、，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(shí)，必須點(diǎn)擊Yes，即把新的硬件組態(tài)信息也下載到CPU中，否則新的硬件組態(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？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(hào)長亮，因?yàn)槊艽a相同了啊。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，如果是簡單的程序基本能自己編好。實(shí)驗(yàn)中開始沒懂程序原理，難點(diǎn)就在那個(gè)密碼

17、表示，后來請(qǐng)教師姐才懂的。實(shí)驗(yàn)三 S7-300PLC之間的DP通訊一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜がF(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(gè)PLC之間DP網(wǎng)絡(luò)通訊的具體方法。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）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)。如果開關(guān)信號(hào)與其中一組密碼相同，則第一臺(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，則Q4.0亮，輸入信號(hào)是512，則Q4.1亮，輸入信號(hào)是1280，則Q4

18、.2亮；否則沒有燈亮。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、步驟及結(jié)構(gòu)測試：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)將兩臺(tái)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。圖3-1 DP通訊示意圖4）組態(tài)硬件（1）新建項(xiàng)目在STEP7中創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，然后選擇“插入”à站點(diǎn)àSimatic 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

19、“插入”à“站點(diǎn)”àPROFIBUS。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(diǎn)擊“Catalog”圖標(biāo)打開硬件目錄，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DP(X2)插槽，打開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)行參數(shù)設(shè)定。（1）從站設(shè)定：在“屬性DP ”對(duì)話框中選擇“工作

20、模式” 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)行配置，如：站地址、波特率等。設(shè)定完成之后，點(diǎn)擊”保存”即可,不要進(jìn)行編譯。（2）主站設(shè)定：在“屬性DP ”對(duì)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(diǎn)擊“常規(guī)”標(biāo)簽，點(diǎn)擊“屬性”按鈕，對(duì)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，打開窗口右側(cè)硬件目錄，選擇“ PROFIBUS

21、DPàConfigured Stations”文件夾，將CPU31x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后，點(diǎn)擊“連接”按鈕，再點(diǎn)擊“確認(rèn)”。注：如果有多個(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，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(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)