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、4、掌握PROFIBU电缆和D形连接器的安装。熟悉线路的故障分析及排除故障的方法。、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57S7-200CP U22632尖嘴钳28SIEMENS DPA型普通紫色10m3电缆剥线器SIEMENS DP29S7-300CP U315-2D P14DP通信测试仪BT200110DP从站通信模块EM27725万用表DT2025111DP通信卡C5611/5613（可选

2、）16DP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-DJg、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

3、接成PROFIBUS-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。图 1-1 PROFIBUS DP 电缆、 D 形连接器的连接终端/设置CPU226主站CP U226从站1CPU226从站2P ORT0P ORT0P ORT0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。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

4、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 P ROFIBUS D电缆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。、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SIE

5、MENS DP27S7-200实验箱CP U22634DP通信测试仪BT20018SIEMENS 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: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的输出停止 主站外接按钮SB15按下时，从站2挂接的EM23

6、5俞出5V的直流电压；主站外接按钮SB16按下时，从站2挂接的EM235无直流电压输出。从站1外接接近开关SQ21（可用按钮替代）动作时，从站1的输出停止，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。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SB11从站1的SQ21动作从站1的SQ21状态数据传输禁止SB12

7、指示VD11从站2的SQ31状态从站1的PW波允许SB13从站2的SQ31动作从站1的VD21控制从站1的PW波禁止SB13指示VD12从站1的PW波控制从站2的输出允许SB14从站2的VD31控制从站2的输出禁止SB15从站2的EM235空制y(2)打开STEP7-Micro/WIN编程软件建立新项目，选择 CPU类型：CPU226图2-2主站PLC类型设置(3) 设置主站地址和通信参数图2-3V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、的PW信号输出控制(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

8、：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CPU226有 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 和的控制（写操作）图2-9 从站2的HL1和EM235勺控制（写操作）(7)为NETR/NET指令配置分配存储区

9、图 2-10 NETR/NETW 操作指令分配存储区8)编写主站梯形图程序4、根据数据传输任务要求，设置从站的地址、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SQ21数据传输允许显示VD21从站1的SQ21状态PW波输出从站1的VD21控制从站1的PW波控制(2)打开STEP7-Micro/WIN编程软件建立新项目，选择 CPU类型：CPU226图2-11从站1PLC类型设置(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5、根据数据传输任务要求，

10、设置从站的地址、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SQ31数据传输允许显示VD31从站2的SQ31状态从站2的VD31控制从站2的模拟电压输出控制(2)打开STEP7-Micro/WIN编程软件建立新项目，选择 CPU类型：CPU226图 2-13从站2PLC类型设置(3)设置从站2地址和通信参数图 2-14从站2PLC类型设置4)编写从站 2 梯形图程序5、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的输出PWM波形(2

11、)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、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。、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

12、器SIEMENS DP212S7-300电源P S307/5A14DP通信测试仪BT200113S7-300 CPUCP U315-2D P15万用表DT2025114DI8 X DO8SM32326DP总线连接器9针D形415ET200MIM153-137P ROFIBUS-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。主站外接按钮SB11按下时，1号从站外接指示灯VD21点亮；松开SB

13、11, 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。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SB21, VD11熄灭。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< U< 10V时，主站外接指示灯 VD13点亮。(2)1电电2电电4电电SM323PS3072ACPU315-2DP电电ET200MI M153- 1ET200MI M153-1ET200MI M153-1SM323DI 8DO 8电电2SM331 AI 2 12bi

14、t6ES7331- 7KB02- 0AB0电电3SM532AO 2 12bi t6ES7332- 5HB01- 0AB0rDp"iPFOFI BUS电电电电1实验图2 PROFIBUS-DP系统组成DI 8DO 86ES7323- 1BL01-0AA01电电 2电电PS3072A4电电SM 323DI 8/DO6X 24V/0. 5A6ES7323-1BL01-0AA0O220VCPU315-2DP电电电电:2IdpI 0.0( 2)I 0. 1(3)I 0.2(4)I 1M10)2L+(11)03.0( 12) QP. 1( 13)00.2( 14)I 2M20)SB11 SB12

15、 SB13R11R12_*R13FVD11h VD12 3! VD13*R11=R12=F1131K/0. 5W实验图2 PROFIBUS-DP系统主站电路实验图3 PROFIBUS-DP系统从站电路2、实验步骤按控制电路接线图正确连接线路。使用STEP7进行硬件和网络组态，各I/O地址由系统分配。(3)使用STEP7按任务要求编写控制程序。(4)使用PLCSIM对系统进行仿真调试。(5)调试成功后，把系统数据和程序下载到 PLG检查无误后，并经指导教师检查后方可合闸通电试验。操作控制按钮，并观查实验结果。解答思考题，书写心得体会和实验报告。实验中出现不正常现象时，应切断电源，分析故障并排除后

16、，才能再通电试验。3、控制程序(1)确定各I/O端口地址和变量符号表1 I/O 端口地址分配和变量符号符号地址类型说明SB11BOOL主站按钮SB11SB12BOOL主站按钮SB12SB13BOOL主站按钮SB13VD11BOOL主站指示灯VD11VD12BOOL主站指示灯VD12VD13BOOL主站指示灯VD13SB21BOOL从站1按钮SB21VD21BOOL从站1指示灯VD21U2_INTP|W256INT从站2输入电压A/D转换值U2_REALMD40REAL从站2输入电压值U3 INTPQW256INT从站3输出电压D/A转换值U3 REALMD45REAL从站3输出电压值FC105

17、 ENBOOLFC105使能输入FC105_BIBOOLFC105输入方式选择FC105 ENOBOOLFC105使能输出FC105 RETMW30WORDFC105执行错误信息FC106 ENBOOLFC106使能输入FC106 BIBOOLFC106输入方式选择FC106 RETMW35WORDFC106执行错误信息NIT 1BOOL系统初始化用NIT 2BOOL系统初始化用(2)程序块表2调用的各程序块名称功能OB1循环执行的主程序OB100CPI暖启动时执行一次，用于系统初始化FC105用于模拟电压输入的量程转换FC105用于模拟电压输出的量程转换OB10O初始化程序:0B1主程序:四

18、、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MD45¥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PROFIBUS-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。、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/52尖嘴钳小型211按钮NP214

19、3电缆剥线器SIEMENS DP212S7-300电源P S307/5A14DP通信测试仪BT200113S7-300 CPUCP U315-2D P15万用表DT2025114DI8 X DO8SM32326DP总线连接器9针D形415ET200MIM153-137P ROFIBUS-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)(2)由一个主站和三个从站构成P ROFIBUS-D网络系统，控制系统的功能与实验三相同。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/的电阻降压限流。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。使用PLCSIM仿真一个I/O