PROFIBUS-DP主站与分布式IO从站的通讯系统设计

1、1 1一、一、S7-300S7-300主站与分布式主站与分布式I/OI/O从站、设备站从站、设备站1 1、任务要求、任务要求 由一个主站和三个从站构成由一个主站和三个从站构成PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP网络系统。网络系统。 当主站外接按钮当主站外接按钮SB11SB11按下时，按下时，1 1号从站外接指示灯号从站外接指示灯VD21VD21点亮；松开点亮；松开SB11SB11，VD21VD21熄灭。当主站外接按钮熄灭。当主站外接按钮SB12SB12按下时，按下时，3 3号从站输出号从站输出2V2V直流电压；当主站外接直流电压；当主站外接按钮按钮SB13SB13按下时，按下时，3 3

2、号从站输出号从站输出5V5V直流电压。直流电压。 当当1 1号从站外接按钮号从站外接按钮SB21SB21按钮下时，主站外接指示灯按钮下时，主站外接指示灯VD11VD11点亮。松开点亮。松开SB21SB21，VD11VD11熄灭。熄灭。 当当2 2号从站输入电压号从站输入电压1VU1VU5V5V时，主站外接指示灯时，主站外接指示灯VD12VD12点亮；当点亮；当2 2号从站输入电压号从站输入电压5VU5VU10V10V时，主站时，主站外接指示灯外接指示灯VD13VD13点亮。点亮。2 22 2、网络系统组成、网络系统组成3 3 主站由电源模块主站由电源模块PS307/2APS307/2A、处理器

3、模块、处理器模块315-2DP315-2DP和数和数字输入字输入/ /输出输出EM323EM323模块构成。模块构成。EM323EM323有有8 8个晶体管输入个晶体管输入和和8 8个晶体管输出端口。个晶体管输出端口。 1 1号从站是远程号从站是远程I/OI/O站，使用站，使用ET200MET200M系列的系列的IM153-1IM153-1通通讯模块，使用讯模块，使用SM323SM323作为作为I/OI/O端口。端口。 2 2号从站是远程号从站是远程I/OI/O设备站，使用设备站，使用ET200MET200M系列的系列的IM153-IM153-1 1通讯模块，使用通讯模块，使用SM331SM3

4、31模拟量输入模块，该模块有模拟量输入模块，该模块有2 2个分辨率为个分辨率为1212位的模拟量输入通道。位的模拟量输入通道。 3 3号从站是远程号从站是远程I/OI/O设备站，使用设备站，使用ET200MET200M系列的系列的IM153-IM153-1 1通讯模块，使用通讯模块，使用SM332SM332模拟量输出模块，该模块有模拟量输出模块，该模块有2 2个分辨率为个分辨率为1212位的模拟量输出通道。位的模拟量输出通道。4 43 3、硬件电路、硬件电路5 56 64 4、使用、使用STEP7STEP7进行硬件和网络组态进行硬件和网络组态单击单击单击单击7 7单击单击双击双击8 8双击双击

5、双击双击双击双击9 9单击单击单击单击1010双击双击1111双击双击1212选中选中双击双击单击单击1313双击双击双击双击14141515双击双击单击单击161617171818名称名称I/OI/O类型类型存储存储类型类型位置位置地地址址号号I0.0I0.0I0.7I0.7输入数字量输入数字量BitBit主站主站2 2I1.0I1.0I1.7I1.7输入数字量输入数字量BitBit从站从站1 13 3PIW256PIW256、PIW258PIW258输入模拟量输入模拟量WordWord从站从站2 24 4Q0.0Q0.0Q0.7Q0.7输出数字量输出数字量BitBit主站主站2 2Q1.0

6、Q1.0Q1.7Q1.7输出数字量输出数字量BitBit从站从站1 13 3PQW256PQW256、PQW258PQW258输出模拟量输出模拟量WordWord从站从站3 35 5I/OI/O端口地址分配表端口地址分配表19195 5、编写梯形图程序、编写梯形图程序 调用调用FC105FC105功能块实现模拟输入量的量程转换。功能块实现模拟输入量的量程转换。 调用调用FC106FC106功能块实现模拟输出量的量程转换。功能块实现模拟输出量的量程转换。 创建符号表。创建符号表。 程序的初始化模块编程。程序的初始化模块编程。 使用使用STEP7STEP7的符号编辑器编写程序的步骤。的符号编辑器编

7、写程序的步骤。2020l 模拟量输入模拟量输入/ /输出模块的量程转换输出模块的量程转换 各种各类的传感器通常把温度、压力、流量、物体各种各类的传感器通常把温度、压力、流量、物体位置、速度等物理量的变化转换电压或电流或电阻的变位置、速度等物理量的变化转换电压或电流或电阻的变化。由模拟量输入模块采集后，将这些模拟量转换成数化。由模拟量输入模块采集后，将这些模拟量转换成数字量形式的数据，由字量形式的数据，由CPUCPU经过相关逻辑判断和运算后，经过相关逻辑判断和运算后，得到数字量形式的结果，经模拟量输出模块转换成对应得到数字量形式的结果，经模拟量输出模块转换成对应的电压或电流去控制执行机构，完成各

8、种控制任务。的电压或电流去控制执行机构，完成各种控制任务。 这就需要熟悉模拟量输入这就需要熟悉模拟量输入/ /输出模块的转换特性，输出模块的转换特性，根据其特性设计专门的计算分析方法。在根据其特性设计专门的计算分析方法。在S-300/400S-300/400中中，可以通过程序调用，可以通过程序调用FC105FC105和和FC106FC106这两个功能块来完成这两个功能块来完成这个任务。这个任务。2121l FC105FC105的用途的用途 例如：一个集成温度传感器，它把现场温度的变化例如：一个集成温度传感器，它把现场温度的变化转换成电压的变化。该电压输入至转换成电压的变化。该电压输入至SM33

9、1SM331模拟量输入模模拟量输入模块的输入通道，转换成块的输入通道，转换成-27648-27648+27648(+27648(双极性输入双极性输入) )或或者者0 027648(27648(单极性输入单极性输入) )范围内的整型数。这需要根据范围内的整型数。这需要根据SM331SM331的输入转换特性，经分析计算后才能知道整型数的输入转换特性，经分析计算后才能知道整型数所对应的电压值是多少。所对应的电压值是多少。 在程序中调用在程序中调用FC105FC105功能块，直接把整型数转换成功能块，直接把整型数转换成与现场温度对应的电压值与现场温度对应的电压值( (实数实数) )。这样就不必再去分析

10、。这样就不必再去分析计算。从而提高了编程效率。计算。从而提高了编程效率。2222l FC106 FC106的用途的用途 例如：某恒压供水系统的水泵由一台三相异步电机例如：某恒压供水系统的水泵由一台三相异步电机拖动，经拖动，经PIDPID运算后，输出变化的直流电压，控制变频运算后，输出变化的直流电压，控制变频器的输出频率，实现三相异步电机的无级变频调速。达器的输出频率，实现三相异步电机的无级变频调速。达到平稳控制供水压力的目的。而到平稳控制供水压力的目的。而PIDPID运算后得到的实数运算后得到的实数，需要根据模拟量输出模块的转换特性，经过分析计算，需要根据模拟量输出模块的转换特性，经过分析计算

11、得到对应的整数，再经得到对应的整数，再经SM332SM332模拟量输出模块转换成直模拟量输出模块转换成直流电压输出。流电压输出。 在程序中调用在程序中调用FC106FC106功能块，直接把功能块，直接把PIDPID运算后得到运算后得到的实数转换成对应的整数，经的实数转换成对应的整数，经SM332SM332转换直流电压输出转换直流电压输出。从而提高了编程效率。从而提高了编程效率。23232424l FC105FC105的使用详解的使用详解 FC105FC105的功能：从的功能：从ININ端输入一个整型数值，并将其端输入一个整型数值，并将其转换成以某工程单位表示的介于下限值转换成以某工程单位表示的

12、介于下限值( (由由LO_LIMLO_LIM端输端输入入) )和上限值和上限值( (由由HI_LIMHI_LIM端输入端输入) )之间的实型数值。其结之间的实型数值。其结果从果从OUTOUT端输出。端输出。 FC105 FC105功能块在符号编辑功能块在符号编辑器的左栏的器的左栏的“库库” ” “standard library”standard library”“TI TI -S7 converting Blocks-S7 converting Blocks”中。中。 2525 FC105 FC105的内部转换公式：的内部转换公式：OUTOUT=(FLOAT(=(FLOAT(ININ)-K1

13、)/(K2-K1)-K1)/(K2-K1)* *( (HI_LIMHI_LIM- -LO_LIMLO_LIM)+)+LO_LIMLO_LIM K1K1、K2K2由输入的由输入的BIPOLARBIPOLAR值决定。值决定。 BIPOLARBIPOLAR=1=1，表示是双极性输入，表示是双极性输入，ININ端输入的整型数端输入的整型数介于介于2764827648之间，之间，K1=-27648.0K1=-27648.0，K2=+27648.0K2=+27648.0。 BIPOLARBIPOLAR=0=0，表示是单极性输入，表示是单极性输入，ININ端输入的整型数端输入的整型数介于介于0 027648

14、27648之间，之间，K1=0.0K1=0.0，K2=+27648.0K2=+27648.0。 如果如果ININ端输入的整型数端输入的整型数K2K2，OUTOUT端输出值端输出值= =HI_LIMHI_LIM，并返回一个错误代码。如果并返回一个错误代码。如果ININ端输入的整型数端输入的整型数K1K1，OUTOUT端输出值端输出值= =LO_LIMLO_LIM，并返回一个错误代码。，并返回一个错误代码。2626FC105FC105的参数表的参数表2727从站从站2 2的的SM331SM331的输入值量程转换的输入值量程转换2828 M10.0=1M10.0=1时执行时执行FC105FC105功

15、能块。功能块。 FC105FC105功能块执行完后，功能块执行完后，M20.0=1M20.0=1；否则；否则M20.0=0M20.0=0。 ININ端输入的是端输入的是PIW256PIW256存储的存储的1616位二进制整数。位二进制整数。PIW256PIW256存放的是存放的是SM331SM331的通道的通道0 0的的A/DA/D转换整数值。转换整数值。 M10.1=1M10.1=1表示为双极性输入方式。表示为双极性输入方式。 电压上限值由电压上限值由HI_LIMHI_LIM端输入，为端输入，为+10.0+10.0。 电压下限值由电压下限值由LO_LIMLO_LIM端输入，为端输入，为-10

16、.0-10.0。 RET_VALRET_VAL端的输出值存放在端的输出值存放在MW30MW30中，功能块如果执行中，功能块如果执行正确，正确，MW30MW30存放值存放值=W#16#0000=W#16#0000。 转换的实数值由转换的实数值由OUTOUT端输出，存放在端输出，存放在MD40MD40中。中。2929l FC106FC106的使用详解的使用详解 FC106FC106的功能：从的功能：从ININ端输入一个实型数值，将其转端输入一个实型数值，将其转换成表示某类工程量的整数值从换成表示某类工程量的整数值从OUTOUT端输出，其值介于端输出，其值介于介于下限值介于下限值( (由由LO_LI

17、MLO_LIM端输入端输入) )和上限值和上限值( (由由HI_LIMHI_LIM端输端输入入) )之间。之间。 FC106 FC106功能块在符号编辑器功能块在符号编辑器的左栏的的左栏的 “库库” ” “standard library”standard library”“TI-TI-S7 converting BlocksS7 converting Blocks”中。中。 3030 FC106 FC106的内部转换公式：的内部转换公式：OUTOUT=(=(ININ- -LO_LIMLO_LIM)/()/(HI_LIMHI_LIM- -LO_LIM)LO_LIM)* *(K2-K1)+K1(

18、K2-K1)+K1 K1K1、K2K2由输入的由输入的BIPOLARBIPOLAR值决定。值决定。 BIPOLARBIPOLAR=1=1，表示是双极性输出，整型数介于，表示是双极性输出，整型数介于2764827648之间，之间，K1=-27648.0K1=-27648.0，K2=+27648.0K2=+27648.0。 BIPOLARBIPOLAR=0=0，表示是单极性输出，整型数介于，表示是单极性输出，整型数介于0 02764827648之间，之间，K1=0.0K1=0.0，K2=+27648.0K2=+27648.0。 如果如果ININ端输入的实型数端输入的实型数HI_LIMHI_LIM，

19、OUTOUT端输出值端输出值=K2=K2，并返回一个错误代码。如果并返回一个错误代码。如果ININ端输入的实型数端输入的实型数 LO_LIMLO_LIM，OUTOUT端输出值端输出值=K1=K1，并返回一个错误代码。，并返回一个错误代码。3131FC106FC106的参数表的参数表3232从站从站3 3的的SM332SM332的输出值量程转换的输出值量程转换3333 M10.2=1M10.2=1时执行时执行FC106FC106功能块。功能块。 FC105FC105功能块执行完后，功能块执行完后，M20.1=1M20.1=1；否则；否则M20.1=0M20.1=0。 ININ端输入的是端输入的是

20、MD45MD45存储的实数。该实数就是存储的实数。该实数就是SM332SM332的的通道通道0 0的的D/AD/A转换输出电压值。转换输出电压值。 M10.3=0M10.3=0表示为单极性输入方式。表示为单极性输入方式。 电压上限值由电压上限值由HI_LIMHI_LIM端输入，为端输入，为+10.0+10.0。 电压下限值由电压下限值由LO_LIMLO_LIM端输入，为端输入，为+0.0+0.0。 RET_VALRET_VAL端的输出值存放在端的输出值存放在MW35MW35中，功能块如果执行中，功能块如果执行正确，正确，MW30MW30存放值存放值=W#16#0000=W#16#0000。 转

21、换的整数值由转换的整数值由OUTOUT端输出，存放在端输出，存放在PQW256PQW256中。中。3434符号符号地址地址类型类型说明说明SB11SB11I0.0I0.0BOOLBOOL主站按钮主站按钮SB11SB11SB12SB12I0.1I0.1BOOLBOOL主站按钮主站按钮SB12SB12SB13SB13I0.2I0.2BOOLBOOL主站按钮主站按钮SB13SB13VD11VD11Q0.0Q0.0BOOLBOOL主站指示灯主站指示灯VD11VD11VD12VD12Q0.1Q0.1BOOLBOOL主站指示灯主站指示灯VD12VD12VD13VD13Q0.2Q0.2BOOLBOOL主站指

22、示灯主站指示灯VD13VD13SB21SB21I1.0I1.0BOOLBOOL从站从站1 1按钮按钮SB21SB21VD21VD21Q1.0Q1.0BOOLBOOL从站从站1 1指示灯指示灯VD21VD21U2_INTU2_INTPIW256PIW256INTINT从站从站2 2输入电压输入电压A/DA/D转换值转换值符号表符号表3535符号符号地址地址类型类型说明说明U2_REALU2_REALMD40MD40REALREAL 从站从站2 2输入电压值输入电压值U3_INTU3_INTPQW256PQW256INTINT从站从站3 3输出电压输出电压D/AD/A转换值转换值U3_REALU3_REALMD45MD45REALREAL 从站从站3 3输出电压值输出电压值FC105_ENFC105_ENM10.0M10.0BOOLBOOL FC105FC105使能输入使能输入FC105_BIFC105_BIM10.1M10.1BOOLBOOL FC105FC105输入方式选择输入方式选择FC105_ENOFC105_ENOM20.0M20.0BOOLBOOL FC105FC105使能输出使能输出FC105_RETFC105_RETMW30MW30WORDWORD FC105FC105错误信息错误信息FC10