《现场总线技术》实验指导书

1、现场总线技术实验指导书实验一 RS-485串行通信网络安装技术一、实验目的1理解PPI通信网络的安装和配置。2、理解PROFIBUS-D网络的配置。3、掌握PROFIBU电缆和D形连接器的安装。4、熟悉线路的故障分析及排除故障的方法。二、实验器材及工具表1实验所需器材及工具序号名称型号数量序号名称型号数量1改刀一字、十字57S7-200CPU22632尖嘴钳28SIEMENS DPA型普通紫色10m3电缆剥线器SIEMENS DP29S7-300CPU315-2DP14DP通信测试仪BT200110DP从站通信模块EM27725万用表DT2025111DP通信卡C5611/5613（可选）16

2、DP总线连接器SIEMENS9针D形312远程分布式I/O模块ET200M1三、实验内容和步骤1、电缆剥线器的使用和PROFIBUS D电缆、D形连接器的连装（1）用电缆剥线器按图1-1所示方法剥制DP电缆。（2）用DP连接器把剥制好的电缆连接起来。2、PPI通信网络组建（1）按图1-2所示，用制作好的带D形连接器的DP电缆把三个CPU2261接成PPI通信网络通信端口用PORT0（2）按图1-2所示，设置D形连接器上的终端电阻。3、PROFIBUS-DJS、线网络组建（1）按图1-3所示，用制作好的带 D形连接器的DP电缆把CPU315-2DP EM277 CPU226ET200M连接成PR

3、OFIBUS-D总线网络。（2）按图1-3所示，设置D形连接器上的终端电阻W搐电健MIL舰理I 最持剥电缰的长度.并用左 T&I&做标记按指亦方向转动剥线工具 数斟.切別电绻保护外套a2将电绩的一端放述剌纯匸 具的槽中到标记垃配然后 向恤推加SMKin紧电缆1疋羽线工II朝线缆木端方 向外移,移动过程中要保持 I具的加紧状态.剥右Profib倨电缆保护外 套，保留纤绿馥芯惶度Minin 杞右,屛蔽亘悅度nun左右用螺绞刀打JT Pwlibu.总 线连援器锚紧装向上抬 起快速连接器.川力I紧快連连複器.內 邵的刀冲仝制取线芯的纯绦 层实观连搖.盖上锚紧装置并用螺 刀旋紧。按勘色将役屆插人快速连

4、接瞎，并保iiE肺蔽足爪在折蔽 夹厂屏蔽层不能楼触统芯*图1-1 PROFIBUS DP电缆、D形连接器的连接OrtCPU2从站站 2PORT终端电阻设置图1-2 PPI通信网络的组建图1-3 PROFIBUS-DP总线网络的组建4、故障排查(1) 故障设置A. 某一处或两处D形连接器的A B线位置接反。B. 某一处或两处D形连接器的A或B线未接。C. 电缆的屏蔽层未接地。D. 某一处的终端电阻未装。(2) 故障诊断方法一：使用BT200手持式智能终端确定错误位置和类型方法二：使用万用表电阻档测量线路是否接通、终端电阻是否安装四、思考题1为什么要使用专用的电缆剥线器剥制 PROFIBUS D电

5、缆?2、为什么要在网络的两端加终端电阻？3、当通信连接成功时有什么现象?五、实验结果分析和过程体会1、总结终端电阻的配置原则。2、总结D形连接器和电缆连接的注意事项3、说明判断通信网络是否连接成功的方法。4、书写心理体会和实验结果。实验二 PPI通信网络的数据传输、实验目的1、掌握PPI通信网络的数据传输方法。2、掌握PPI通信网络的编程技巧。二、实验器材及工具表2实验所需器材及工具序号名称型号数量序号名称型号数量1改刀一字、十字55万用表DT20252尖嘴钳26DP总线连接器SIEMENS9针D形3电缆剥线器SIEMENS DP27S7-200实验箱CPU22634DP通信测试仪BT2001

6、8SIEMENS DPA型普通紫色10m三、实验内容和步骤1、按图2-1所示组建PPI通信网络和控制电路。2、数据传输任务要求如下：（1）主站外接按钮SB11按下时，从站1外接发光二极管VD21和从站2外接发光二极管VD31 长亮，可进行数据传输。主站外接按钮 SB12按下时，从站1外接VD21和从站2外接 VD31熄灭，禁止数据传输。（2）主站外接按钮SB13按下时，从站1的Q0.1输出幅度为5V、频率为100HZ占空比为 50%勺脉冲；主站外接按钮SB14按下时，从站1的Q0.1输出停止（3）主站外接按钮SB15按下时，从站2挂接的EM235俞出5V的直流电压；主站外接按钮 SB16按下时

7、，从站2挂接的EM235无直流电压输出。（4）从站1外接接近开关SQ21（可用按钮替代）动作时，从站1的Q0.0输出停止，主站外 接发光二极管VD11长亮。（5）从站2外接接近开关SQ31 （可用按钮替代）动作时，从站 2的EM235无直流电压输出， 主站外接发光二极管VD12长亮。R11R12VD11J 1VD1250 f.0Q0.1NN I L15V1LCPU226/AC/DC/RLY10.310.4 |I0.5 | M L+1M II0.0 10.1 II0.2主站： 地址1PORT0R11=R12=R21=R31=100E- E- - f- E- E 峙SB11Sb12SB13SB14

8、sB1SB16PROFIBU 电缆示波器5VR21| R311LQ0.0|Q0.1N L1PORCPU226/AC/DC/RLY1M 10.0 |M L+1谊Q21TO从站： 地址2VD211LQ0.0|N L1CPU226/AC/DC/RLYEM235PO1M |I0.0 M L+M L+ | V0 | M5VRTO从站： 地址3VD31念 SQ31直流 电压表图2-1 PPI通信网络的数据传输3、根据数据传输任务要求，设置主站的地址、通信参数，编写主站的梯形图程序（1）主站的I/O端口和软元件分配表2-1 主站的I/O端口和软元件分配名称端口名称端口名称软元件数据传输允许SB11I0.0从

9、站1的SQ21动作Q0.0从站1的SQ21状态V0.0数据传输禁止SB12I0.1指示VD11从站2的SQ31状态V1.0从站1的PW波允许SB13I0.2从站2的SQ31动作Q0.1从站1的VD21控制V2.0从站1的PW波禁止SB13I0.3指示VD12从站1的PW波控制V2.1从站2的输出允许SB14I0.4从站2的VD31控制V3.0从站2的输出禁止SB15I0.5从站2的EM235空制9V3.11 7 1 8 1 9 1 10 1 11 1 12 1 13 1 1 3 1 5 1(3)设置主站地址和通信参数(2)打开STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件建立新项目，选择 C

10、PU类型：CPU226:”久怎兇1翔頊目1 切新特性3 CPJ22&REL02.01:1回程匡块+创符兀+ 伏擁+歪数推块+占於跟十冏交更引用:+少逋冷71氏向导+ R工具匀扌齡Jtl 收 33Si夹图2-2主站PLC类型设置图2-3主站地址和通信参数设置(4)使用指令向导建立主站的通信子程序对于从站1的通信操作：VD21的亮/灭控制、Q0.0的PWM&号输出控制(写操作)和SQ21的状态信息（读操作）等共计2个。对于从站2的通信操作：VD31的亮/灭控制、EM235勺直 流电压输出控制（写操作）和SQ31的状态信息（读操作）等共计2个。因此，需要网络读写 操作数目为4个。图2-4选择指令向导

11、类型并指定网络操作数目（5）指定通信端口和通信子程序名称CPU226I PORT和PORT两个通信端口中，需要指定其中一个用于通信。子程序自定图2-5指定通信端口和通信子程序名称（6）指定网络操作内容图2-6 从站1的SQ21 犬态信息（读操作）图2-7 从站2的SQ31状态信息（读操作）图2-8 从站1的HL1和Q0.0的控制（写操作）图2-9 从站2的HL1和EM235的控制（写操作）NKTR/NFIW捐令冋亍番蔬鷲骚欝勲囂蒙汕雜清指定-个牌込可在昨(7)为NETR/NET指令配置分配存储区嵐导町建议个尢丁，會适且左tm肋甲碍炳成地址范咏 建讪址|VE5至VE舵二土二黔|匚丘吃帰 |图2-

12、10 NETR/NETW 操作指令分配存储区(8)编写主站梯形图程序斤机初始化网緡210.010,1HLOI IpHM1.0T P网络3 数据传的P7制M1.0V2.0I I1- )V3.0-()T37INTOrPT100网络4接收从站1的信忌Q0.0V0.0网络5接收曲2的殆盘VI. 0IIQ0.1网络6发送对从站1的Q0.1的输岀控制10.2V2 1网绪7发送对从站2的EM235令出控制10.410.5匸Q0.110*网络8调用iffl信程序模块*T37NET.WRENTineo、 Cycle -V10Q0Errcn BV100i 1从站1PLC类型设置4、根据数据传输任务要求，设置从站的

13、地址、通信参数，编写从站1梯形图程序(1) 从站1的I/O端口和软元件分配表2-2 从站1的I/O端口和软元件分配名称端口名称端口名称软元件接近开关SQ21I0.0数据传输允许显示VD21Q0.0从站1的SQ21状态V0.0PWM波输出Q0.1从站1的VD21控制V2.0从站1的PWM波控制V2.1(2)打开STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件建立新项目，选择 CPU类型：CPU226图 2-11(3) 设置从站1地址和通信参数图2-12 从站1的地址和通信参数设置(4)编写从站1梯形图程序4 卜 :门硬豐库他飯图2-13 从站2PLC类型设置5、根据数据传输任务要求，设置从站的地

14、址、通信参数，编写从站2梯形图程序(1) 从站1的I/O端口和软元件分配表2-3 从站2的I/O端口和软元件分配名称端口名称端口名称软元件接近开关SQ31I0.0数据传输允许显示VD31Q0.0从站2的SQ31状态V1.0从站2的VD31控制V3.0从站2的模拟电压输出控制V3.1(2) 打开STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件建立新项目，选择 CPU类型：CPU226D)工具仃】 窗口 (眄 莓助(K)|皤酊13 CPU妝REL呢*曰程牛怏i竺I ：7F M農亠Q狀恿茨BJQ1数据块0幄j乘编块田囲变夏引用A 3辭十&I阿导 2jTraI回”图2-14从站2PLC类型设置(3)

15、设置从站2地址和通信参数(4) 编写从站2梯形图程序网络1网络标题SQ31朗作状态10. 0VI. 0II()网络2数拥传输允许常小V3.0Q0.0网络3MQVJVEXB0INOCT16000-AQWO吉流模拟电压输出V3. 15、并观查实验结果，解答思考题，书写实验结果分析和总结。(1) 当按下主站外接SB13时，通过示波器观测并绘出从站1的QO.1输出PWM波形(2) 当按下主站外接SB15时，通过直流电压表观测从站 2的EM235俞出的直流电压大小四、思考题1如何更改从站1的Q0.0输出的脉冲电压的频率和占空比?2、如何更改从站2挂接的EM235俞出的直流电压高低?五、实验结果分析和实验

16、过程体会 书写心得体会和实验结果。实验三 基于PROFIBUS D的分布式I/O控制系统一、实验目的1掌握应用STEP7进行PROFIBUS-D总线系统的硬件和网络组态。2、掌握应用STEP7进行PROFIBUS-D总线系统的编程。二、实验器材和工具表2实验所需器材及工具序号名称型号数量序号名称型号数量1改刀一字、十字510电阻1K/2W42尖嘴钳小型211按钮NP2143电缆剥线器SIEMENS DF212S7-300电源PS307/5A14DP通信测试仪BT200113S7-300 CPUCPU315-2DP15万用表DT2025114DI8 X DO8SM32326DP总线连接器9针D形

17、415ET200MIM153-137PROFIBUS-D 电缆A型紫色10m16AI X 12bitSM33118直流可调电源1 12V117ACX 12bitSM33219LED指示灯3V/0.02A418三、实验内容和步骤1实验内容（1）由一个主站和三个分布式I/O从站构成PROFIBUS-D网络系统。（2） 主站外接按钮SB11按下时，1号从站外接指示灯VD21点亮；松开SB11, VD21熄灭。当主站外接按钮SB12按下时，3号从站输出2V直流电压；当主站外接按钮 SB13按下 时，3号从站输出5V直流电压。（3）1号从站外接按钮SB21按钮下时，主站外接指示灯 VD11点亮。松开SB

18、21, VD11熄灭。（4）2号从站输入电压1VW Uv 5V时，主站外接指示灯VD12点亮；2号从站输入电压5V=RCMP RLMD40Ml)4()U2_REM/INIU2_REALINI5. ()()()()()()e+1 000000e+0()0l20() 11N2M2() 0EC 105Q0.251)13祝序段：6从站3输出2WI1压MOVE ENENOINOUT2. ()()()()()e+00()Ml)45U3_REAL程序段：7从站3输出5V电压10.2 SB13I IMOVE1Al;(INOUT1 15. 00000000()MD45VREAir秤序段：从站n输岀电压转换FCl

19、ObJX| IA蚀MW35 *FC106 RET*UD45 *L3_KEAL* INRET_VALP0W25tLOOOOOOC+001- Hl LIMOIT0. 0(MK)00(?+oooJlo_limMIO. 3TC106 BBIPOLAR四、思考题1、说明一个S7-300站点的硬件组态的操作步骤2、如何在本次实验的 PROFIBUS-D网络中添加一个 S7-200的从站?3、程序中的MD4醉储的是什么类型的数据？它的存储数据有什么用途?4、OB100初始化程序的作用是什么?五、实验结果分析和实验过程体会实验四 PROFIBUS DP网络系统的时间中断和故障诊断、实验目的1掌握PROFIBU

20、S-D总线系统的时间中断组织块的调用2、掌握PROFIBUS-D总线系统的故障诊断组织块的调用二、实验器材和工具表2实验所需器材及工具序号名称型号数量序号名称型号数量1改刀一字、十字510电阻1K/0.5W52尖嘴钳小型211按钮NP2143电缆剥线器SIEMENS DF212S7-300电源PS307/5A14DP通信测试仪BT200113S7-300 CPUCPU315-2DP15万用表DT2025114DI8 X DO8SM32326DP总线连接器9针D形415ET200MIM153-137PROFIBUS-D 电缆A型紫色10m16AI X 12bitSM33118直流可调电源1 12V117ACX 12bitSM33219LED旨示灯3V/0.02A418蜂鸣器5V/0.1A1三、实验内容和步骤1实验内容（1）由一个主站和三个从站构成PROFIBUS-D网络系统，控制系统的功能与实验三相同。（2）在程序中添加一个时间中断组织块，该组织块的功能：每隔一个小时使蜂鸣器叫一声。 蜂鸣器占用的输出端口自定，用 24V供电，串联一只1K/0.5W的电阻降压限流。（3） 在程序中添加故障诊断组织块 OB82和OB86用于系统的故障诊断。OB82和OB86勺调 用次数和诊断数据分别存放在两个共享数据块中。（4）使用PLCSIM仿真一个I/O端口故障，查