现场总线技术实验报告.docx

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现场总线技术实验报告

现场总线技术实验报告

实验报告

课程名称

《现场总线技术》

题目名称

现场实验报告

学生学院

信息工程学院

专业班级

学生学号

学生姓名

指导教师

xx年1月1日

实验一

0STEP7V5.0编程根底及S7--C300PLC组态

一、实验目的

通过老师讲解STEP7软件和硬件组态的根底知识，使同学们掌握使用STEP7的步骤和硬件组态等内容，为后续实验打下根底。

（1）运行STEP7V5.0的软件，在该软件下建立自已的文件。

（2）对SIMATICS7-300PLC站组态、保存和编译，下载到S7-300PLC。

（3）使用STEP7V5.0软件中的梯形逻辑、功能块图或语句表进行编程，还可应用STEP7V5.0对程序进行调试和实时监视。

2、使用STEP7V5.0的步骤

设计自动化任务解决方案生成一个工程下载到CPU进行调试诊断硬件组态程序生成程序生成硬件组态

图1-1STEP7的根本步骤

3、启动SIMATIC管理器并创立一个工程

（1）新建工程首先在电脑中必须建立自己的文件：

File→New→写上Name

（2）通信接口设置为保证能正常地进行数据通信，需对通信接口进行设置，方法有2种：

1）所有程序

SIMATIC

STEP7

设置PG/PC接口

PCAdapter（Auto）

属性

本地连接

USB/（根据适配器连接到计算机的方式选择）；2）SIMATIC管理器界面

选项

PCAdapter（Auto）

属性

本地连接

USB/（根据适配器连接到计算机的方式选择）。

（3）硬件组态在自己的文件下，对S7-300PLC进行组态，一般设备都需有其组态文件，西门子常用设备的组态文件存在STEP7V5.0中，其步骤如下;?

插入→站点→

SIMATIC300站点；?

选定SIMATIC300

（1）

的

Hardwork（硬件）右边Profi

→

标准→SIMATIC300将轨道、电源、CPU、I/O模块组态到硬件中：

轨道：

RACK-300→

Rail；，插入电源：

选中（0）UR中11,插入电源模块PS-300→

PS3075A；

插入CPU：

选中（0）UR中22，插入CPU模块CPU-300→CPU315-2DP→配置CPU的型号（CPU模块的最）；?

插入输入/输出模块DI/DO：

1）选中（0）UR中4，插入输入/输出模块-300

→DI/DO→配置

输入/输出模块的型号（CPU模块的最上方）；2）S7-300PLC中有些CPU自带输入/输出模块，此时不需进行DI/DO组态。

（4）S7-300PLCCPU的开关与指示灯S7-300PLCCPU的开关与显示灯如图1－1所示模式选择器：

MRES:

模块复位功能。

STOP:

停止模式，程序不执行。

RUN:

程序执行，编程器只读操作。

RUN-P:

程序执行，编程器读写操作。

指示灯：

SF:

组错误：

CPU内部错误或带诊断功能错误。

BF:

组错误:

总线出错指示灯（只适用于带有DP

接口的CPU）。

出错时亮。

FRCE:

FORCE：

指示至少有一个输入或输出被强

制。

DC5V:

内部5VDC电压指示。

RUN:

当CPU启动时闪烁，在运行模式下常亮。

STOP:

在停止模式下常亮，有存储器复位请求时慢速闪烁。

正在执行存储器复位时快速闪烁，由于存储器卡插入需要存储器复位时慢速闪烁。

（5）编程图1-5

CPU开关与指示灯图1-1

CPU开关与指示灯

S7-300PLC采用模块化的编程结构，包含有通用的OB块，通用的FC、FB功能与功能块，西门子提供的SFC，SFB系统功能块，DB数据块，各个模块之间可以相互调用。

OB1是其中的循环执行块，程序首先并一直在OB1中循环运行，在OB1中可以调用其它的程序块执行。

在S7

Program下的Block中，选定并翻开OB1，用梯形逻辑、功能块图或语句表编程，再保存编译和下载，即可执行程序。

（6）程序的去除（存储器复位）：

图1－2编程界面A、模式选择器放在STOP位置B、模式选择器保持在MERS位置，直到STOP指示灯闪烁两次（慢速）

C、松开模式选择器（自动回到STOP位置）

D、模式选择器保持在MERS位置（STOP指示灯快速闪烁）

E、松开模式选择器（自动回到STOP位置）

（7）运行并监控将CPU打到STOP模式，下载整个SIMATIC300站点。

再将CPU打到RUN模式，翻开监视，程序运行状态可在OB1上监视到。

三、思考题一.要进行硬件组态？

PLC是一种模块化的结构，电源、cpu、i/o等模块都是单独成块的。

而PLC组态是对硬件进行配置，简单的说就是告诉系统你配置了哪些东西，这样系统才能去连接你的东西。

二.硬件组态和程序生成有先后之分吗？

哪种比拟方便些？

没有先后之分。

先进行硬件组态，然后是下载用户程序方便些。

这样STEP7在硬件组态器中会显示可能的地址。

而且有了系统数据块后，如果你的程序中硬件组态与你的实际硬件一致，就可以在SIMATIC管理器中，直接选中Blocks，然后执行下载，在提示你是否也下载系统数据块时，只要Yes，就把硬件组态信息和用户程序一起下载到CPU中。

四、实验心得在这次的实验中，从中了解STEP7V5.0的软件，并学会在该软件下建立自已的文件，对PLC站组态、保存和编译，并且下载到PLC，用软件中的梯形逻辑进行编程，还用软件进行实时监视。

开始没找到正确的硬件进行组态，然后在师姐的指导下，找到完全和硬件一致的进行组态，之后的还是比拟容易。

实验二

S7-300PLC之间的MPI通讯

一、实验目的熟悉现场总线网络MPI网络通讯的根本原理和STEP7硬件组态，掌握S7-300PLC编程和两个PLC之间MPI网络通讯的具体方法。

二、实验内容

（1）要求：

对PLC及MPI网络组态，采用STEP7V5.x编程，以MPI网络通讯的方式，在第二台S7-300的程序中编译一组，在第一台S7-300上输入八位的开关。

如果开关与不同，那么第二台PLC的某个输出点上的输出闪烁；如果开关与相同，那么这个输出点上的输出长亮。

根据需要添加实验内容和使用PLC内部的系统功能。

（2）实验主要仪器设备和器材：

S7-300可编程控制器，开关装置，S7-300适配器，装有STEP7软件的工控机（或电脑）。

（3）实验方法、步骤及结构测试：

图2-1MPI通讯示意图具体实验步骤如下：

1、硬件连接应用带连接头的屏蔽双绞线，通过PLC中的MPI接口进行连接，SIEMENS300

（2）CPUSIEMENS300

（1）CPU全局数据

将实际线路连好，开关输入量也接好；同时全部去除两台S7-300PLC原有的程序，并打到STOP挡，为硬件组态和编程作好准备。

2、组态硬件利用SIMATIC管理器，在工程中为要连网的设备生成硬件站之后利用硬件组态工具逐个翻开这些站。

1）翻开SIMATICManager,在“文件”选择“新建”。

在空白处右键选中“插入新对象”，再选SIMATIC300。

2）进行组态第一台设备：

根据实际硬件配置组态

。

第二台设备：

根据实际硬件配置组态。

3）选“站点”,进行“保存和编译”。

3、设定MPI地址组态硬件时，必须定义CPU连接在MPI网络上，并分配各自MPI地址。

1）在SIMATIC300

（1）选中Hardware（硬件）。

2）双击，选CPU315-2DP。

3）双击，选属性。

4）选定MPI

（1），并设定其地址。

在硬盘上保存CPU的配置参数，然后分别下装到每一CPU中（点到点）。

4、检查网络

1）网络组态分别在两台PLC硬件组态中，选菜单栏中的“选项”，然后选“组

态网络”，进行组网。

选中MPI（I）双击，将两台PLC组网。

用Profibus电缆连接MPI节点，可以用多条MPI线连接。

在这里用一条MPI线连接即可，这样就可以与所有CPU建立在线连接。

翻开网络组态查看，还可用SIMATIC管理中PLC下的“AessibleNodes”功能来测试连接状态。

5、设计程序编译程序进入程序设计时，可按以下步骤：

选SIMATIC300

（1）→CPU315-2DP→S7Program

（1）→Blocks→OB1,双击后可开始编写程序。

第一台S7300的程序框图：

读取八位开关IB0，传递到MB0：

MOVEEN

ENOIN

OUT第二台S7-300的程序框图：

输入，输入固定数据1280，传送到MW2：

MOVEEN

ENOIN

OUT

开关数据MW6与数据MW2比照：

IB0MB01280MW2

CMP==1IN1

IN2

CMP<>1IN1

IN2

输出为Q0.0。

输出灯闪烁：

第二台CPU的时钟存储器，地址M100此时闪光频率为1Hz,周期=1s,灯通=0.5s,灯闭=0.5s程序框图

M100

Q124.56、生成全局数据表应用“定义全局数据”工具可以生成一个全局数据表。

将数据表编译两次然后下装到CPU中。

根据程序可知，数据从第一个CPU中的MB0发送到第二个CPU中的MW6，编译两次后，下载。

生成全局数据表步骤如下：

1）选择MPI网回到前面的工程界面双击MPI网→选项→定义全局数据，产生或翻开全局数据表。

2）分配CPUMW2MW6MW2MW6

GDID后的空格右键弹出CPU→CPU→双击SIMATIC

300

（1）→双击CPU3）填入发送和接收数据（注明发送方）

填入MB0→选“选作发送器”→在后一空格用右键弹出CPU→CPU→双击SIMATIC

300

（2）→双击选中另一个CPU→下一空格填入MW6→编译→关闭→“查看”→选“扫描速率”及“全局数据状态”→编译→关闭→退出。

4）下载程序

定义完全局数据后下载程序。

在下载程序前应先去除原有的程序。

SIMATIC300

（1）→下载。

5）运行及结果A、将两台S7－300PLC的开关打到RUN挡，S7－300CPU上的其它灯是不亮的，这时全局数据开始自动循环交换。

B、在第一台PLC上输入八位开关量IB0，数据传递到MB0，通过MPI网络，运行全局数据表，数据从第一台PLC的MB0传送到第二台PLC的MW6。

MW6上的数据与第二台PLC的MW2中C、数据相比拟后，在第二台PLC的输出点Qxxx.x输出结果。

假设与相同，第二台PLC输出灯Qxxx.x亮。

三、思考题1、在下载程序前如何去除原来的程序？

现在PLC把新的程序下载进去，会自动覆盖原本的程序的。

如果要直接去除的话，那么可通过复位去除存放器内容，先把模式选择器放在

STOP位置，然后模式选择器保持在MERS位置，直到STOP指示灯闪烁两次，再松开模式选择器，模式选择器保持在MERS位置，此时STOP指示灯快速闪烁，然后松开模式选择器就可以了。

2、下载程序时应注意什么问题？

A硬件组态没有错误，组态都错了，下进去也没用。

B最好先下新硬件组态信息，然后保证按键打到STOP档位再下程序。

C在进行了新的组态编译时，必须Yes，即把新的硬件组态信息也下载到CPU中，否那么新的硬件组态和旧的用户程序将产生冲突。

3、数据在开关量上是如何表示的？

试着把设为小于256的数，再运行程序看结果如何？

？

如果字节数据转换成字，那么MB0、MB1分别变成MW6的高8位和低8位，MB1没有那么补0，MB0传送到MW6中变成高8位。

如果小于256，那么输出长亮，因为相同了啊。

四、实验心得在这次实验中，学会了PLC两个PLC之间MPI网络通讯的方法，同时学会了用梯形图编程，如果是简单的程序根本能自己编好。

实验中开始没懂程序原理，难点就在那个表示，后来请教师姐才懂的。

实验三三

S7-300PLC之间的DP通讯

一、实验目的

熟悉现场总线DP网络通讯的根本原理，掌握S7-300编程和两个PLC之间DP网络通讯的具体方法。

二、实验内容

1）要求：

对PLC及DP网络组态，采用STEP7V5.0编程，以DP网络通讯的方式，在第二台S7-300（从站）的程序中编译一组（三个）两字节的，分别为256，512，1280，在第一台S7-300（主站）上输入16位的开关。

如果开关与其中一组相同，那么第一台PLC的一个指定的相应输出点上的输出亮，即输入是256，那么Q4.0亮，输入是512，那么Q4.1亮，输入是1280，那么Q4.2亮；否那么没有灯亮。

2）实验主要仪器设备和材料：

S7-300可编程控制器，开关装置，S7-300适配器，装有STEP7软件的工控机。

3）实验方法、步骤及结构测试：

1、硬件连接将两台的DP口通过PROFIBUS电缆连接，开关输入量接在主站的DI模块上；同时将两台PLC全部去除原有程序，打到STOP挡，为硬件组态和编程作好准备。

SIEMENS300

（1）主站

交换区PROFIBUS-DPSIEMENS300

（1）从站

交换区

图3-1DP通讯示意图4）组态硬件

（1）新建工程在STEP7中创立一个新工程，然后选择“插入”?

站点?

Sitic300站点，插入两个S7300站，这里命名为Sitic300（ster）和Sitic300（slave）。

再选择“插入”?

“站点”?

PROFIBUS。

如图3-2所示。

当然也可完成一个站的配置后，再建另一个。

（2）组态硬件从站和主站硬件根据实际选定，原那么上要先组态从站，。

双击Sitic300（slave）“Hardware（硬件）”，进入硬件组态窗口，在功能按钮栏中“Catalog”图标翻开硬件目录，按硬件次序和订货号依次插入机架、电源、CPU和输入/输出模块等进行硬件组态，主从站的硬件组态原理一样。

5）参数设定硬件组态后，双击DP（X2）插槽，翻开DP属性窗口属性按钮进入PROFIBUS接口组态窗口，进行参数设定。

（1）从站设定：

在“属性DP”对话框中选择“工作模式”标签，将DP属性设为从站（Slave），。

然后“常规”标签，“属

性”按钮，之后NetworkSettings标签，对其它属性进行配置，如：

站地址、波特率等。

设定完成之后，”保存”即可,不要进行编译。

（2）主站设定：

在“属性DP”对话框中选择“工作模式”标签，将DP属性设为主站（Master）。

然后“常规”标签，“属性”按钮，对其它属性进行配置，如：

站地址、波特率等。

注意：

这里的主站地址跟从站的地址不能重复，且同一个站的MPI地址和DP地址要保持一致。

（3）连接从站：

在硬件组态（HWConfig）窗口中，翻开窗口右侧硬件目录，选择“PROFIBUSDP?

ConfiguredStations”文件夹，将CPU31x拖拽到主站系统DP接口的PROFIBUS总线上，这时会弹出DP从站连接属性对话框，选择所要连接的从站后，“连接”按钮，再“确认”。

注注：

如果有多个从站存在时，要一一连接。

（4）设定交换区地址双击从站，选择“组态”标签，翻开I/O通信接口区属性设置窗口，进行设置。

或者进入“从站属性“窗口，如果没有出现表格，那么要下面的“新建”，分两次输入表格。

地址类型:

选择“Input”对应输入区，“Output”对应输出区。

地址:

设置通信数据区的起地址。

长度:

设置通信区域的大小，最多32字节。

本例设为8字节。

单位:

选择是按字节（byte）还是按字（word）来通信。

一致性:

选择“Unit”是按在“Unit”中定义的数据格式发送，即

按字节或字发送。

从站与主站设置完成后，“编译存盘”按钮，编译无误后即完成从站和主站的组态设置。

6）检查网络“组态网络”图标

。

翻开网络组态查看，是否成功。

7）设计程序

输入三个16位的：

256，512，1280结束从站

主站给定一个16位的开关量开关量是256开关量是512开关量是1280Q4.0亮Q4.1亮Q4.2亮结束图3-2程序框图

8）程序清单

输入零字节的任一位闭合，使能接通。

IW0的值传送到QW10。

图3-4从站中设定

图3-3主站程序

9）运行及实验结果输入开关量1，那么Q4.0亮；输入开关量2，那么Q4.1亮；输入开关量5，那么Q4.2亮，输入其它量时，与不同，无灯亮。

三、思考题

1．指出PROFIBUS中，DP与MPI通信的特点与区别。

MPI：

多点通信的接口，是一种适用于少数站点间通信的网络，多用于连接上位机和少量PLC之间近距离通信。

MPI的通信速率为19.2K～12Mbit/s。

在MPI网络上最多可以有32个站。

MPI允许主-主通信和主-从通信。

DP：

允许构成单主站或多主站系统。

在同一总线上最多可连接126个站点。

通讯波特率最大支持12MB，距离可达1200M。

包括以下三种不同类型设备：

一级DP主站、二级DP主站、DP从站。

2．简述数据交换过程以及数据交换区的设置方法。

由主机数据交换区的数据通过总线传送到从机的数据交换区。

双击从站，选择组态标签，翻开I/O通信接口区属性设置窗口，进行设置。

或者进入从站属性窗口，如果没有出现表格，那么要下面的新建，分两次输入表格。

3．在不改变交换区地址的情况下，QW10-QW16，IW20-IW24可以用M存放器区取代吗？

说明原因。

可以，取代的话还会使程序简单，不过功能也会变得简单罢了。

四、实验心得

在这次实验中，熟悉现场总线DP网络通讯的根本原理，弄懂了两个PLC之间DP网络通讯的方法，同时又用梯形图编程，加强了编程能力。

实验中DP通讯还是比拟复杂，主要是有很多细节，常常要请教师姐，看来要多用和多了解才行。

完全不用质疑的好文！

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