S7-300-PLC--Profibus和以太网通讯

1、青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS第九章第九章 工程应用工程应用1、 PROFIBUS 总线通讯总线通讯 PROFIBUS PROFIBUS是一种国际化，开放式，不依赖是一种国际化，开放式，不依赖于生产商的现场总线标准。于生产商的现场总线标准。 PROFIBUSPROFIBUS以以ISO7498ISO7498为基础，以开放式系统互联网络为基础，以开放式系统互联网络OSIOSI作作为参考模型。其传输速率为为参考模型。其传输速率为9.6kpbs-12Mbps9.6kpbs-12Mbps。最多可挂接最多可

2、挂接127127个站点。传输可使用个站点。传输可使用RS-485RS-485传传输技术或光纤媒体。输技术或光纤媒体。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENSq 设备及连接设备及连接 硬件和软件配置如下：硬件和软件配置如下： 硬件：硬件：1）CPU 315-2DP及及SM模块模块2）CPU 313C-2DP一块一块(根据条件可选用其他型号根据条件可选用其他型号的的S7-300/400)3）插入）插入PROFIBUS网卡网卡CP5611的的PC机（组态编机（组态编程用）程用）4) PROFIBUS电缆及三个接

3、头电缆及三个接头软件：软件：STEP 7 V5.3PROFIBUS 通讯组态过程通讯组态过程青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS 首先用工具制作带有三个接头的首先用工具制作带有三个接头的PROFIBUSPROFIBUS电缆，电缆，并将并将两端接头上的拨码至两端接头上的拨码至ONON，中间的接头拨码至，中间的接头拨码至OFFOFF。利用这根电缆将。利用这根电缆将PCPC机、机、CPU 313C-2DPCPU 313C-2DP和和CPU CPU 315-2DP315-2DP建立建立PROFIBUSPROF

4、IBUS物理连接。如图物理连接。如图1 1所示。所示。硬件连接硬件连接青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS图图1 1青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS系统硬件组态系统硬件组态 原则上先组态从原则上先组态从站，再组态主站站，再组态主站1 1）新建项目：在）新建项目：在STEP 7STEP 7中创建一个新项目，中创建一个新项目，插入两个插入两个SIMATIC 300 StationSIMATIC 300 Sta

5、tion，并重新命名，并重新命名为为“SIMATIC 300SIMATIC 300（zhuzhu）”和和“SIMATIC 300SIMATIC 300（fufu）”。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS2 2）组态从站）组态从站q 组态硬件组态硬件 双击双击HardwareHardware，根据硬件安装次序和定货，根据硬件安装次序和定货号依次插入机架、电源、号依次插入机架、电源、CUPCUP、输入、输出模、输入、输出模块，进行硬件组态。在插入块，进行硬件组态。在插入CPUCPU时，同时弹出时，同时弹出

6、PROFIBUSPROFIBUS组态画面。点击组态画面。点击“New”New”按钮新建按钮新建PROFIBUSPROFIBUS（1 1），组态），组态PROFIBUSPROFIBUS站地址：站地址：2 2，点，点击击“Properties”Properties”按钮组态网络属性，选择按钮组态网络属性，选择“Network Settings”,Network Settings”,进行网络参数设置，进行网络参数设置，如图如图2 2所示。双击所示。双击CPUCPU项下的项下的DpDp栏，在网络属性栏，在网络属性窗口选择窗口选择“Operating Mode”, Operating Mode”, 选择

7、选择“DpDp Slave”Slave”。选择此。选择此300300站为站为DpDp slave slave（从站方（从站方式），如图式），如图3 3所示。所示。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS图图2 2青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS图图3 3青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENSq 组态通讯区组态通讯区 选

8、择标签选择标签“Configuration”Configuration”，点击，点击“New”New”按钮新建两行通讯接口区，一行输入，注意选按钮新建两行通讯接口区，一行输入，注意选择输入方式：择输入方式：inputinput、地址：、地址：1 1、传输数据长度、传输数据长度lengthlength：2(2(最多最多3232个字节个字节) )、传输单元、传输单元UnitUnit：ByteByte、传输方式、传输方式ConsistencyConsistency：AllAll。一行输出，。一行输出，方式同前。如图方式同前。如图4 4，图，图5 5所示。所示。q编译保存编译保存 青岛大学青岛大学-西

9、门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS图图4 4青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS图图5 5青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS注意注意 【Address typeAddress type】：选择】：选择InputInput，表，表示将示将CPU315-2DPCPU315-2DP从站作为数据的输入接口区从站作为数据的输入接口区【Addr

10、essAddress】：填入数据接收区的起始】：填入数据接收区的起始地址，此时写入地址，此时写入0 0【lengthlength】：设置传输数据长度为】：设置传输数据长度为2(2(最最多多3232个字节个字节) )【UnitUnit】：传输单元为】：传输单元为ByteByte数据数据【ConsistencyConsistency】：选择传输方式】：选择传输方式ALLALL 青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS3 3）组态主站）组态主站 以同样的方式组态主站，注意在图以同样的方式组态主站，注意在图3 3

11、中选择中选择DpDp master master。选择。选择PROFIBUSPROFIBUS站地址：站地址：3 3，并选择，并选择与从站相同的与从站相同的PROFIBUSPROFIBUS网络网络PROFIBUS(1)PROFIBUS(1)。打。打开硬件目录，选择开硬件目录，选择“PROFIBUS DP- PROFIBUS DP- Configuration Station”Configuration Station”文件夹，选择文件夹，选择CPU31xCPU31x，将其拖曳到，将其拖曳到DPDP主站系统的主站系统的PROFIBUSPROFIBUS总总线上，从而将其连接到线上，从而将其连接到DP

12、DP网络上，如图网络上，如图6 6所示。所示。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS图图6 6青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENSq 此时自动弹出此时自动弹出“DpDp slave Properties” slave Properties”，在其中的在其中的“Connection”Connection”标签中选择已经组态标签中选择已经组态过的从站，点击过的从站，点击“Connect” Connect” 按钮将其

13、连接到按钮将其连接到网络，如图网络，如图7 7所示。所示。图图7 7青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENSq 之后点击之后点击“Configuration”Configuration”标签，设置标签，设置主站的通讯接口区。主站的通讯接口区。注意注意 从站的输出区必须与主站的输入区对应，从站的输出区必须与主站的输入区对应，同样从站的输入区必须与主站的输出区对应。同样从站的输入区必须与主站的输出区对应。这样一发一收彼此对应。这样一发一收彼此对应。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技

14、术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS4 4）硬件下装设置及）硬件下装设置及PROFIBUSPROFIBUS通讯检测通讯检测q 在下装时，先存盘编译，在控制面板中，在下装时，先存盘编译，在控制面板中，选择选择“Set PG/PC interface” Set PG/PC interface” 选择选择“S7 ONLINE PCadapter MPI” S7 ONLINE PCadapter MPI” ，如图，如图8 8所示。所示。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS图图8

15、 8青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENSq 将下装电缆插在将下装电缆插在S7 300 CPUS7 300 CPU的的MPIMPI通讯通讯槽中。检查通讯是否畅通，如图槽中。检查通讯是否畅通，如图9 9所示。所示。图图9 9青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENSq如此将主站和从站分别下装。如此将主站和从站分别下装。q利用软件检查利用软件检查PROFIBUSPROFIBUS通讯线是否一致。通讯线是否一致。点击图标如图

16、点击图标如图1010。可以看到网络图如图。可以看到网络图如图1111。图图1010青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS图图1111青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS库函数介绍库函数介绍 SFC14 SFC15SFC14 SFC15PROFIBUS 通讯程序通讯程序青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENSSFC14：解开

17、存放在：解开存放在IB端的数据包，接收数据。放端的数据包，接收数据。放在对应的数据库中。在对应的数据库中。SFC15：将存放在相应数据库中的数据打包，并通：将存放在相应数据库中的数据打包，并通过过QB端发送数据。端发送数据。具体参数说明如下：具体参数说明如下：参数名参数名参数说明参数说明EN使能端使能端LADDR接收区或发送区的起始地址接收区或发送区的起始地址 RET-VAL状态字：包含出错信息代码状态字：包含出错信息代码RECORD通信数据区，一般为通信数据区，一般为ANY指针格式指针格式青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自

18、动化工程学院SIEMENS使用场合：在数据的连续类型是使用场合：在数据的连续类型是“Unit”,Unit”,可可以直接读入输入、输出区，如果数据类型是以直接读入输入、输出区，如果数据类型是“All”,All”,程序需用程序需用SFC14SFC14、SFC15SFC15对数据进行对数据进行打包和解包。打包和解包。编写主站程序编写主站程序q 要求建立要求建立OB1OB1、OB82OB82、OB86OB86、OB122OB122，其中其中OB82OB82、OB86OB86、OB122OB122是为避免网络某个是为避免网络某个站点掉电而使整个网络不能正常工作。站点掉电而使整个网络不能正常工作。 青岛大

19、学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENSq 建立相应的数据块，建立相应的数据块，DB1DB1、DB2DB2。DBDB块的块的建立如图建立如图1212。图图1212青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENSq 建立监控变量表建立监控变量表VAT1VAT1。q在在RECORDRECORD端设置为端设置为P#DB1.DBX0.0 BYTE 2P#DB1.DBX0.0 BYTE 2形式。形式。RET-VALRET-VAL的返回值放在

20、不同的返回值放在不同的MW中。编程要求编程要求 主站发送数据，打包后通过主站发送数据，打包后通过QBQB端发送端发送字节。同时通过字节。同时通过IBIB端接收数据，并解包。端接收数据，并解包。程序如图程序如图1313所示。所示。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS图图1111图图1313青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS编写从站程序编写从站程序q 要求建立要求建立OB1OB1、OB82OB82、OB86OB

21、86、OB122OB122，其，其中中OB82OB82、OB86OB86、OB122OB122是为避免网络某个站是为避免网络某个站点掉电而使整个网络不能正常工作。点掉电而使整个网络不能正常工作。q 建立相应的数据块，建立相应的数据块，DB1DB1、DB2DB2。DBDB块的块的建立。建立。q 建立监控变量表建立监控变量表VAT2VAT2。q在在RECORDRECORD端设置为端设置为P#DB1.DBX0.0 BYTE 2P#DB1.DBX0.0 BYTE 2形式。形式。RET-VALRET-VAL的返回值的返回值放在不同的MW中。 青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技

22、术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS编程要求 从站接收数据，打包后通过从站接收数据，打包后通过QBQB端发送字节。端发送字节。注意从站的接收数据地址要与主站的发送地注意从站的接收数据地址要与主站的发送地址相对应，同时通过址相对应，同时通过IBIB端接收数据，并解包。端接收数据，并解包。注意从站的发送数据地址要与主站的接收地注意从站的发送数据地址要与主站的接收地址相对应。程序如图址相对应。程序如图1414所示。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS图图1212图图1414青

23、岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS软件下装和软件下装和PROFIBUSPROFIBUS设置设置q 分别下装主站和从站的软件分别下装主站和从站的软件BLOCKBLOCK。q 紫色紫色PROFIBUSPROFIBUS线接在线接在CPUCPU的的PROFIBUSPROFIBUS口上，总口上，总线连接器的终端电阻开关在两端打到线连接器的终端电阻开关在两端打到ONON，在中间，在中间打到打到OFFOFF。q 在控制面板中，选择在控制面板中，选择“Set PG/PC interface”Set PG/PC int

24、erface”选择选择“S7 ONLINE CP5611S7 ONLINE CP5611（PROFIBUS）”如图13所示。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS图图1313图图1515青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS在面板上，点击在面板上，点击“Diagnostics”Diagnostics”按钮，观察按钮，观察通讯状态。如图通讯状态。如图1616所示。读出操作站（所示。读出操作站（PCPC机）机）地址为

25、地址为0 0，从站地址为，从站地址为2 2，主站地址为，主站地址为3 3。图图1616青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS监控变量表监控变量表 q 如图如图1717所示，对数据库中的值进行监控，所示，对数据库中的值进行监控，在在“Status value”Status value”中显示当前值，若想改变中显示当前值，若想改变数据库中的数值，在数据库中的数值，在“Modify value”Modify value”中输入中输入新值，按强制按钮，改变数据值。新值，按强制按钮，改变数据值。 q 观察数据通讯

26、是否正常观察数据通讯是否正常。图图1717青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS 1、 硬件：硬件：电源模块电源模块PS307 5A（1块）块）CPU313C-2 DP（1块）块）CP343-1 IT（1块）块）电气链路模块电气链路模块ELM（1块）块）数据通讯数据通讯MPI线缆线缆2、 工业以太网通讯工业以太网通讯q 设备及连接设备及连接 2、 软件：软件：STEP7 V5.3JDK 1.4.2（JAVA开发工具包）开发工具包）IE 6.0青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技

27、术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS硬件连接硬件连接PS307 5AELMPC1PC2CPU313C-2 DPCP343-1 IT青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS系统硬件组态系统硬件组态 1 1）Step7Step7中的硬件组态如图中的硬件组态如图1 1所示：所示：图图1 1STEP 7中的设置中的设置青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS2 2）配置）配置CP343-1 I

28、TCP343-1 IT模块：模块：图图2 2 双击硬件组态中的双击硬件组态中的CP343-1 IT CP343-1 IT 模块，模块，弹出如图弹出如图2 2所示对话框所示对话框 青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS 单击图单击图2 2对话框中对话框中“Properties”Properties”按钮，弹按钮，弹出如图出如图3 3所示对话框，按图示进行相应设置。所示对话框，按图示进行相应设置。 图图3 3青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大

29、学自动化工程学院SIEMENS 单击图单击图4.1.24.1.2对话框中上方的对话框中上方的UserUser标签页，标签页，弹出如图弹出如图4.1.44.1.4所示对话框，分配用户权限。例所示对话框，分配用户权限。例如用户名为如用户名为“sfsf”，密码为，密码为“12345678”12345678”。 图图4 4青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS系统软件编程系统软件编程 1 1）Step7Step7中添加符号表中添加符号表图图5 5青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实

30、验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS2 2） CP343-1 IT CP343-1 IT中添加符号表中添加符号表图图6 6单击图单击图4 4对话框中上方的对话框中上方的SymbolsSymbols标签页，标签页，弹出如图弹出如图6 6所示对话框：所示对话框：青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS单击图单击图6 6中的中的“Add“Add“按钮，弹出如图按钮，弹出如图7 7所示所示的对话框，并在其中填入相应的符号变量：的对话框，并在其中填入相应的符号变量：图图7 7青岛大学青岛

31、大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS单击单击”OK“OK“按钮，返回如图按钮，返回如图6 6所示的对话框。所示的对话框。每个符号变量，通过取消下方每个符号变量，通过取消下方的的”PribilegesPribileges:”:”复选框，改变每个符号复选框，改变每个符号变量的权限为变量的权限为”Read and wtiteRead and wtite”。图图8 8青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS3 3）PLCPLC控制程

32、序的编写控制程序的编写 控制要求：控制要求：PLCPLC控制程序要求将三个符号变量控制程序要求将三个符号变量Speed(Speed(速度速度) )、Temp(Temp(温度温度) )、Level(Level(液位液位) )在一个给定的范围内按指定的阶跃量周在一个给定的范围内按指定的阶跃量周期变化。期变化。青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENSFCFC中变量定义如图中变量定义如图9 9图图9 9青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程

33、学院SIEMENSq FC FC中程序：中程序：IN:Max_Value,Min_ValueIN:Max_Value,Min_Value Increment Increment IN_OUT:vlaue IN_OUT:vlaue TEMP:back TEMP:back青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENSq 初始化初始化OB100OB100中的控制程序中的控制程序青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENS青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技术实验室西门子先进自动化技术实验室 青岛大学自动化工程学院青岛大学自动化工程学院SIEMENSq 循环循环OB1OB1中的控制程序中的控制程序 青岛大学青岛大学-西门子先进自动化技