实验一设备网工业以太网组网完整.docx

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实验一设备网工业以太网组网完整

实验一设备网工业以太网组网完整

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实验指导说明书

（一）实验目的

通过实验了解、熟悉设备网（DeviceNet）和工业以太网（EtherNet/IP）的设计、组态及操作，掌握数据通讯、OPC技术等概念。

（二）实验内容

●安装连接设备网。

●组态EtherNet/IP。

●添加I/O模块及设备网扫描模块。

●离线/在线组态设备网。

●通过以太网、设备网分别实现控制程序的上传下载，实现互锁控制。

●通过DDE/OPC方式实现控制器与应用程序（如Excel）的数据交互。

（三）实验设备

硬件：

●设备网（DeviceNet）网线、网络连接器

●设备网扫描模块1769-SDN、设备网接口模块1761-NET-DNI、1203-GK5

●变频器1336PlusⅡ

●开关电源（24V）

●16口交换机

●以太网EtherNet/IP网线

●MicroLogix1500、CompactLogixL32E及若干数字、模拟I/O模块

软件：

●RSLogix5000

●RSLogix500

●RSNetWorxforDeviceNet

●RSLinx

●BOOTP-DHCPServer

●MicrosoftExcel

（四）网络系统结构示意图

（五）实验步骤

一硬件平台搭建

二串口通信组态

1说明

RSLinx软件是在Microsoft操作系统下建立工厂所有通信方案的工具。

它为A-B应用软件，如RSLogix5/500、RSView32、RSBatch、PLC-5A.I.系列、LadderLogistics以及PanelBuilder等软件之间建立起通信联系。

RSLinx的AdvanceDDE接口支持处理器与MMI（Man-MachineInterface）和组件软件间进行通信，也可与DDE兼容软件，如MicrosoftExcel、Access及其它用户定制的DDE引用通信。

它的C应用程序编程接口（API）支持用户使用RSLinxCSDK开发的应用软件。

作为开发出的真32位应用程序，RSLinx充分利用了Windows操作系统的多处理性能。

通过各种通信接口，RSLinx可以同时进行应用程序组合运行服务。

RSLinx有五种版本，本次实验我们所用的是RSLinxGateway，它扩展了基于RSLinx的企业内部通信。

RSLinx和WINtelligentLINX客户程序能通过TCP/IP网络直接接入RSLinxGateway驱动程序。

这些客户程序能直接对连接到RSLinxGateway可访问的网络上的Allen-BradleyPLC、SLC以及MicroLogix处理器进行在线访问。

这允许现场动态数据进入应用软件进行显示、登录以及趋势图操作。

亦可从监控计算机设置某单独参数或下载配方到所支持的设备中。

2利用RSLinx组态RS232通信

1）用RS232串行接线将PLC控制器模块上的RS232接口与电脑上的串行COM口相连。

并打开RSLinx界面窗口。

2）点击菜单栏上的Communications->ConfigureDrivers打开“驱动配置”对话框。

3）在“可用驱动类型”下拉菜单中，选择通过RS232连接上位机与控制器的“RS232DF1devices”驱动类型

4）点击“AddNew”按钮，在弹出的命名对话框中采用默认的驱动名称.。

5）选择用于进行连接的正确的电脑串口号，与PLC设备型号，这里选择“Logix5550/CompactLogix”，点击Auto-Configure按钮，软件会自动搜索已连接的硬件。

待成功后点击OK确定。

此时即可看见新加入的驱动设备初始化且转为Running状态。

6）回到RSLinx主界面点击

按钮，打开RSWho窗口，可以依次看见

已经配置完成的CompactLogix控制器机架、控制器模块与I/O模块

三以太网EtherNet/IP组态

1说明

由于通过RS232方式组态，信号与程序上传下载都较为缓慢，因此对于具有以太网接口的CompactLogix控制器1769-L32E，可将已配置好的RS232通信方式通过BOOTP协议服务转换为以太网通信方式，提高监控实时性与速度。

BOOTP协议服务是一个低标准协议，提供基于Windows操作系统中TCP/IP网络上其他节点的配置。

BOOTP配置文件允许你自动指定控制器网卡模块的IP地址，以及子网地址与网关。

网卡模块默认设置为BOOTP使能，一经上电后，网卡通过物理地址向网络中的BOOTP服务器发送信息。

服务器通过比较确认发送的信息与配置文件表中的物理地址一致后，向模块发送回适当的IP地址。

2利用BOOTP进行以太网通信连接

1）将PLC控制器与上位机通过HUB或交换机在以太网层面相连，并在上位机

中指定其IP地址。

2）在RSLinx的RSWho中找到已通过RS232接口通信的PLC控制器，以此展开机架底板前的加号，找到1769-L32E的以太网端口，右键点击，选择ModuleConfigure，将NetworkConfigureType改为Dynamic，以便BOOTP协议通过物理地址配置IP。

3）打开BOOTP/DHCPServer软件，等待其自动找到以太网端的物理地址后。

在软件界面下端的RolationList点击New，将找到的MAC物理地址填入，并指定PLC的IP地址，注意其前三位需和已指定上位机IP相同。

至此以太网组态完成，此时在RSLinx中，不仅可以从RS232端口看见控制器，从以太网端口也可以看见PLC控制器及其I/O模块。

四设备网离线组网

1说明

RSNetWorxforDeviceNet是RockwellAutomation提供的设备网DeviceNet组网软件包。

在没有任何硬件的情况下，可通过此软件进行设备网的离线组态、开发；然后将离线组网工程信息通过网络下载到DeviceNet设备中。

RSNetWorx软件为所建网络提供一个基于EDS（ElectronicDataSheet，此文件包含了设备的所有说明信息，格式为ASCII文本格式，通过此文件可以将不同的设备离线添加到一个网络工程中）文件的图形接口。

2步骤

（1）打开RSNetWorxforDeviceNet软件

1）打开桌面RSLogix5000文件：

configure.ACD。

此文件为针对试验平台上的CompactLogixL32E创建的RSLogix5000文件，如下图所示：

2）打开工程目录树中的I/OConfiguration文件夹，在[5]1769-SDN/Amaster_scanner点击右键选择Properties。

ModuleProperties对话筐如下图所示：

3）选择RSNetWorx，单击LaunchRSNetWorxforDeviceNet按键。

如下图所示：

系统将自动打开RSNetWorxforDeviceNet软件，如下图所示：

（2）离线添加、组态一个DeviceNet工程

1）在左侧Hardware工程树中分别找到1769-SDNScannerModule、1761-NET-DNI

SeriesBDeviceNetInterface、1770－KFDRS232Interface、1203-GK5等模块，

通过双击的方式分别将其添加到右侧的网络窗口中，如下图所示：

2）在1761-NET-DNISeriesBDeviceNetInterface图标处点击右键选择Properties，打开属性对话框，进行参数设置后点击确定按钮。

注意DeviceNet网络最多可组态节点数为64个，可以通过参数设置指定节点地址。

同样方法分别对除1769－SDN以外的其它节点进行参数设置，具体操作如下图所示：

3）组态设备网扫描模块（1769-SDN）

打开1769-SDN的属性对话框，选择Scanlist，进行1769-SDN扫描列表组态，将设备网上挂接的所有设备添加到列表中，并选中AutomaponAdd以便软件自动将设备的输入、输出数据印象到1796-SDN的输入、输出数据表中。

具体操作如下图所示。

在Input、Output中可以看到当前输入、输出数据从DeviceNet设备到CompactLogix平台的印象，如下图所示。

注意消息类型（Messagetype）显示了数据交换的方式为COS（ChangeofState）或者为Polled，可通过Advanced…进行高级设置。

参数设置完后返回主对话框。

至此，完成离线组网实验，保存所有设置。

在硬件设备连接好的条件下，点击Online图标运行设备网工程。

五设备网在线组网

步骤如下：

1创建一个新的RSNetworxforDeviceNet文件，在其工具栏中点击Online按钮，出现如下窗口：

选中AutoBrowse，通过EtherNet/IP路径找到Port2,DeviceNet并单击（或者通过已组态的1770-KFD路径扫描），然后点击OK按钮，出现如下提示（提示在自动扫描设备网完成后，需要将设备网上挂接的所有设备的信息通过上载的方式上传到组网工程中，以便使组网信息和实际设备信息相匹配）：

单击确定按钮开始在线自动扫描设备网。

扫描结束后将发现设备网上挂接了所有已连接的硬件设备。

在此基础上可以进行各个设备的参数上载、设置、下载等操作。

六控制程序下载

通过EtherNet/IP、DeviceNet、1770-KFD、串行通讯口等方式，分别尝试将RSLogix5000中编制的程序下载到目标控制器即主站或从站中，完成实时监控。

七通过DDE/OPC实现数据交换

1在RSLinx中组态一个DDE/OPC对话

打开RSLinx，在菜单栏中选择DDE/OPC>TopicConfiguration。

为目标控制器（主站或从站）新建一个对话（Topic），或者默认控制器名为DDE/OPC服务器的对话，其它应用程序（DDE/OPC客户端）将通过此对话完成与服务器的数据交换。

2完成MicrosoftExcel与控制器的动态数据交换

1）在RSLinx工具栏中选择Edit>CopyDDE/OPCLink…。

在左侧目录树中找到刚才新建的对话，选择其对应于控制器中的数据标签（Offline/Online），右侧对话框中将显示控制器中相应的所有数据标签，选择一个并单击OK，如下图所示：

2）新建一个Excel文件，在工具栏中选择Edit>PasteSpecial…出现如下对话框：

选择PasteLink后单击OK即可完成控制器与Excel的动态数据交换。

修改RSLinx中DDE/OPC对话对应的数据采集模式（DataCollection）－消息轮旬时间（PolledMessages）可以改变交换数据动态更新的速度。

界面如下所示：

至此便完成了通过DDE/OPC方式实现控制器与应用程序Excel的数据交互实验。

实验七　生产计划中的产量问题

【实验目的】

1．介绍无约束最优化方法的一些基本概念。

2．了解几种常见的无约束优化问题的求解方法，如迭代算法、最速下降法（梯度法）、牛顿法（Newton）、拟牛顿法。

3．学习掌握用MATLAB优化工具箱中的命令来求解无约束优化问题。

【实验内容】

某公司生产一种产品有甲、乙两个品牌，试讨论产销平衡下的最大利润。

所谓产销平衡指公司的产量等于市场上的销量。

利润既取决于销量和单件价格，也依赖于产量和单件成本。

按照市场规律