天津实训中心培训西门子现场总线课件

第一章现场总线控制系统的组成与认识

1.1、现场总线控制系统简介现场总线控制系统是从八十年代中期发展起来的。经历了十几年的时间，现场总线控制技术已经被广泛应用于汽车、造纸、纺织、烟草、机械、石油化工、电力、楼宇自控等各个控制领域。现场总线控制技术由于其巨大的技术优势，被认为是工业控制发展的必然趋势，将逐步取代传统的点对点接线的控制方法。

现场总线是一种串行的数字数据通讯链路，它沟通了生产过程领域的基本控制设备（即现场级设备）之间以及更高层次自动控制领域的自动化控制设备（即车间级设备）之间的联系。与传统的点对点的控制方法相比，现场总线控制系统具有无可比拟的优势。其特点包括：第一章现场总线控制系统的组成与认识

1.1、现场总线控制系统一，具有较高的性能价格比。系统综合成本及时性安装费用减少40%。

导线、连接附件的大幅度的减少。由原来的几百根，甚至几千根控制电缆减少到一根总线电缆，从而也使接线端子、电缆桥架等附件大幅度的减少。设计、安装、调试、维护的费用大幅度地减少，维护和改造的停工时间减少60%。原来繁琐的原理图、布线图设计变得简单易行；标准接插件快速、简便的安装，使人力、物力大量的减少；强大的故障诊断能力，使系统的调试和维护变得轻松和愉快。二，系统性能大幅度的提高，使控制系统的档次跨越了一个台阶可靠的数据传输，快速的数据响应，强大的抗干扰能力。许多总线在通讯介质、信息检验、信息纠错、重复地址检测等方面都有严格的规定，从而确保总线通讯快速、完全可靠的进行。自动诊断、显示故障位置。诊断包括总线节点的通讯故障、电源故障，以及现场装置和连接件的断路、短路故障，从而迅速地发现系统的各种故障位置和状态。采用数字信号通讯，有效提高系统的测量和控制精度。各种开关量、模拟量信号就近转变为数字信号，避免了信号的衰减和变形。许多总线节点具有67的防护等级，具有防水、防尘、抗振动的特性。可以直接安装于工业设备上，大量减少了现场接线箱，使系统美观而实用。本质安全型总线。更加适合直接安装于石油、化工等危险防爆场所，减少系统发生危险的可能性。一，具有较高的性能价格比。系统综合成本及时性安装费用减少401.2现场总线控制系统及应用现场总线在发展的最初，各个公司都提出自己的现场总线的协议，如公司的公司的公司的，公司，以及等。经过十几年的发展，现场总线的协议逐渐趋于统一，针对制造业自动化，在北美和日本用的比较普遍，在欧洲用的比较普遍。针对过程自动化，和占据大部分市场。其他的总线协议如、、在某些特殊的领域也有一些市场，下面分别介绍各种总线的一些特点。

1.2现场总线控制系统及应用现场总线在发展的最初，各个公司1总线。

是在1987年，由德国科技部集中了13家公司和5家科研机构的力量，按照参照模型制订的现场总线的德国国家标准。

最近，在欧洲通过投票，成为欧洲的标准50170。主要由拥有400多个公司成员的用户组织（）进行管理。由三部分组成，即，是制造业自动化主要应用的协议内容，是满足用户快速通讯的最佳方案，每秒可传输12兆位。扫描1000个点的时间少于1。

是世界范围的标准，取得了很大的成功：至少1，000，000套设备投入运行，超过600家成员公司，超过1100种产品。1总线。

是在1987年，由德国科技部集中了13家公司和52总线（设备网）是一种低价位的总线，它可连接自动化生产系统中广泛的工业设备。在制造业领域，设备网遍及全球，尤其是北美和日本。最初是由公司设计，现在已经民展成为一种开放式的现场总线的协议，其管理组织由全球多家公司组成，提供设备网的产品，支持设备网规范的进一步开发。能够降低设备的安装费用和时间。控制系统中的接近开关、光电开关和阀门等到可通过电缆、插件、站等产品进行宽距离通讯。相对于，具有更强大的通讯功能，支持除了主-从方式之外的，多种通讯方式，可以更灵活地应用于控制系统中。2总线3针对过程自动化而设计，它是通过数字、串行、双向的通讯方法来连接现场装置的。通讯不是简单的数字4-20信号，而是使用复杂的通讯协议，它可连接能执行简单的闭环算法（如）的现场智能装置。一个通讯段可配置32个现场装置，通讯速度为每秒31。25,每段最大距离为1900米。3422是设计应用于重工业自动化领域的网络，2是采用先进的频率偏移技术进行通讯的，对于易引起通讯故障的强电磁场有较强的抗干扰能力，优于其它现场总线。已广泛应用于世界上主要的汽车制造厂。它通过一根电缆通讯及供电，其固定的传输速度为188K，使用中继器的最大传输距离为400米，可接入512个点，通过主站可连接多种和现场总线，如和，S57等。425总线代表着执行器、传感器接口。使用两线为设置与输入传送数据及电源。线圈输出等需使用附加的两芯电缆供电。区别于其它工业总线，使用扁平电缆通讯，将连接齿嵌入电缆。也可使用传统的67/、6连接件。系统包括一个主站接口，供电电源，最多31个子站。整个系统长度不能超过100米，但可以自由分布，没有分支规则和终端。适合于不需要昂贵总线的小型网络。当需要简单的主-从总线连接分散的信息和装置，并且数据不是很重要时，是最经济的方案。5总线6总线网络可以简单的安装与配置。网上的节点类似简单的移位寄存器，位流经过节点则发生翻转。启动网络并自动配置，不需要节点地址。使用一根电缆，符合802.5令牌环的规定。一个网络上最多可有64个装置，速度可达500，最远距离为25600米，移动节点间距离为400米。6总线7总线总线是比较早的开放式总线，它使用五线，一根数据线，一根时钟线，一根屏蔽线，两根电源线。输出一般使用辅助电源供电。使用操作模式一，系统可以作为没有主站的高速长距离点对点网络。输出节点映射输入节点，并可简单的编程。7总线第二章、现场总线系统

是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准。广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通、电力等其他领域自动化。它既适用于离散生产过程，如机械装备制造过程，也适用于连续生产过程，如石油化工过程等等。截至2006年初，全球的安装节点已经超过1500万个。包括了兼容的三个部分：、、。用于分散设备间高速数据传输，适用于加工自动化领域。适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等。用于过程自动化的总线类型，服从1158-2标准。下图是典型的结构形式第二章、现场总线系统

是一种国际化、开放式、不依赖于设备生天津实训中心培训西门子现场总线2.1、主要设备及功能

我们常见的总线控制系统主要设备（器件）及功能如下：1200s分布式西门子200S:将常规信号转换成总线信号，并可做为从站进行使用；每套1个电源模块,,1个接口模块,1个2线制电流输入模块,1个2线制电压输出模块。2.1、主要设备及功能

我们常见的总线控制系统主要设备（器件2S7-200通讯模块西门子277；通过277扩展从站模块可以将S7-200接到网络。277经过串行总线连接到S7-200。网络通过其通信端口连接到277模块，这个端口可以运行9600和12之间的任何波特率。作为从站，277接受从主站来的多种不同的配置,并向主站发送不同数量的数据，277能读写S7-200中定义的数据块，能与主站交换任何类型的数据，2S7-200通讯模块3总线通讯卡西门子5611卡；5611卡是西门子控制系统最常用的总线接口卡，在通常的系统集成当中有着广泛的应用，增加整套总线架构系统提供主站控制系统；可以为S7-200从站系统和远程从站系统提供主站接入系统。3总线通讯卡4总线连接器西门子总线连接器连接站与电缆之间进行信号传输，带有内置的终端电阻。连接器的设计充分考虑到了水平电缆进线，缓解拉紧的问题，内置接地金属片有效的抗干扰。使用方便，直接将总线连接器插入

主/从站的接口，总线电缆用螺丝钉固定接入即可。

电缆

采用实心裸铜线导体作芯线，加厚铝箔和加密裸金属丝编织层，屏蔽效果好，紫色外护套。具有良好的信号传输性能。4总线连接器5智能压力变送器西门子智能压力变送器，型号为740341003；提供压力变送器信号。变送器具有符合61158-2和50170的总线连接具有防爆本质安全的变送器设计，可安装在具有爆炸危险的场合确认性证书符合欧洲准则（）数据传输和辅助电源（9到32V）通过总线连接到一起总线连接独立于极性和发生错误时的固定总线电流界限接点间隔（测试电压500V）本质安全和防火版本，用于爆炸保护场合（场合）可通过（概要版本3.0，B类）通信，变送器可以使用三个按钮在本地进行参数化，或从外部通过进行。5智能压力变送器6智能温度变送器西门子智能温度型号为73213000；提供温度变送器信号。400温度传送器是一个安装在B型接线盒中的小型现场总线变送器。其功能广泛，能够精确地适应设备的需要。尽管设定选项很多，但操作却非常简单。由于其采用了通用性的设计，所以能够应用于各工业领域，并且很容易在全集成自动化应用中集成。400在温度传感器中的安装使他们变成完整的总线测量点，并且形成紧凑的单个装置。6智能温度变送器7智能气动调节阀门定位器西门子智能气动阀门定位器2，型号为65510-011-01.西门子智能气动阀门定位器用于控制气动直行程或角行程执行机构这类终端控制元件。电气定位器驱动终端执行机构至与设定点相应的阀位。附加的输入功能可用于锁定阀位或驱动阀门到安全位置，为实现此功能一个数字输入通道已作为标准配置集成到了产品中。7智能气动调节阀门定位器8变频器用模板为了连接成系统，必须采用模板。这一模板安装在变频器的正面，通过485串行接口与变频器进行通讯。在模板的底板上装有一个9针的“D型”插头/座（这是标准的要求）。系统以类似于的方式对变频器进行控制和监测。协议较之协议更为复杂，但采用专用软件进行的控制程序开发也最好。8变频器用模板天津实训中心培训西门子现场总线9耦合器耦合器是和之间的物理连接器。它使得在单机运行中通过对现场设备进行寻址成为可能。而无需其它任何组件。耦合器还用于连接器中更高级的耦合任务。耦合器157-0（代表“现场设备耦合器”）订货号为67157-083-00：或157-0，订货号为：67157-082-00。与从站一样具有诊断功能。D其典型的集成连接如图所示。9耦合器天津实训中心培训西门子现场总线10、相关的名词解释（1）什么是用于现场层的高速数据传送。主要特点就是高速，速率可达12,在这一级，中央处理器（如，）通过高速串行线同分散的现场设备（0，驱动器、阀门等）进行通讯。（2）什么是适用于过程自动化。主要特点就是本征安全，通信速率为32.15，将自动化系统和过程控制系统与压力、温度和液位变送器等现场设备连接起来，并可用来替代4-20的模拟技术。（3）什么是的设计旨在解决车间监控级通讯任务，提供大量的通讯服务。可编程控制器（如机等）之间需要比现场层更大量的数据传送，用以完成中等传输速度进行的循环与非循环的通信任务，但通信的实时性要求低于现场层。但现在用的非常少。

10、相关的名词解释第三章：变频器总线控制系统实现变频器的设备总体结构控制网络如图所示。设备包括200S，执行器包括变频器第三章：变频器总线控制系统实现变频器的设备总体结构控制网具体的操作步骤如下： 1新建一个项目，通过>>插入一个300站,如图：3.1创建7程序具体的操作步骤如下： 1新建一个项目，通过>>2. 打开硬件组态窗口，组态与所安装的相一致的硬件，插槽结构与在组态的站一致，选中线，插入200S。在窗口选择，双击200S（151）。选中200S，在下面的窗口中显示插入的模块。选择第一行，然后从右边选择模块，包括电源，2,2,2,2模块，系统自动分配地址。编译并保存，同样的方法插入420变频器。首先双击选择4。然后下面的表中选中一行，然后选择窗口中的4,2（1）注意其地址如图所示。2. 打开硬件组态窗口，组态与所安装的相一致的硬件，插槽结天津实训中心培训西门子现场总线3创建1，35，1，3。复制2012023创建1，35，1，3。复制2012024在3中建立如图所示的变量并保存4在3中建立如图所示的变量并保存5在35中编写如下梯形图5在35中编写如下梯形图天津实训中心培训西门子现场总线天津实训中心培训西门子现场总线天津实训中心培训西门子现场总线6设置通讯，并下载组态好的硬件和程序6设置通讯，并下载组态好的硬件和程序3.2创建组态王工程1双击打开组态王，并新建工程，工程名称为“”3.2创建组态王工程1双击打开组态王，并新建工程，工程名2双击该工程，进入组态王工程浏览器。在工程浏览器中，选择左侧大纲项“设备”>“1”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，运行“设备配置向导”，如图所示。2双击该工程，进入组态王工程浏览器。3选择“”>“西门子”>“S7-300系列”>“”。如图所示。3选择“”>“西门子”>“S7-300系列”>4单击“下一步”，弹出“逻辑名称”窗口，可任意输入一个名称。这里我们采用默认名称。如图所示。4单击“下一步”，弹出“逻辑名称”窗口，可任意输入一个名称5单击“下一步”，弹出“选择串口号”，如图所示。5单击“下一步”，弹出“选择串口号”，如图所示。6单击下一步，填写设备地址，格式为192.168.0.55:2其中192.168.0.55为315的地址，2为315所在的插槽号默认为26单击下一步，填写设备地址，格式为192.168.0.55单击“下一步”，弹出“通信参数”，如图所示。单击“下一步”，弹出“通信参数”，如图所示。单击“下一步”，弹出“信息总结”，如图所示。单击完成。单击“下一步”，弹出“信息总结”，如图所示。单击完成。设备定义完成后，可以在工程浏览器的右侧看到新建的外部设备。在定义数据库变量时，只要把变量连结到这台设备上，它就可以和组态王交换数据了。设备定义完成后，可以在工程浏览器的右侧看到新建的外部设备。在3.3组态王定义数据变量

数据库是“组态王”软件的核心部分，工业现场的生产状况要以动画的形式反映在屏幕上，操作者在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有这一切都是以实时数据库为中介环节，所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁。选择工程浏览器左侧大纲项“数据库\数据词典”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，弹出“变量属性”对话框。此对话框可以对数据变量完成定义、修改等操作，以及数据库的管理工作。在“变量名”处输入变量名，如：；在“变量类型”处选择变量类型如：整数，如图所示。3.3组态王定义数据变量

数据库是“组态王”软件的核心部分天津实训中心培训西门子现场总线同样方法定义如下图所示其他变量同样方法定义如下图所示其他变量3.4创建组态画面

1选择工程浏览器左侧大纲项“文件\画面”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，弹出对话框如图所示。在“画面名称”处输入新的画面名称，其它属性目前不用更改。点击“确定”按钮进入内嵌的组态王画面开发系统。3.4创建组态画面

1选择工程浏览器左侧大纲项“文件\画面2在组态王开发系统中从“工具箱”中分别选择“矩形”和“文本”，按钮等图标，绘制如下图所示对象，如图所示。2在组态王开发系统中从“工具箱”中分别选择“矩形”和“文本3.5建立动画连接

定义动画连接是指在画面的图形对象与数据库的数据变量之间建立一种关系，当变量的值改变时，在画面上以图形对象的动画效果表示出来；或者由软件使用者通过图形对象改变数据变量的值（参见“第七章动画连接”）。“组态王”提供了21种动画连接方式：属性变化线属性变化、填充属性变化、文本色变化位置与大小变化填充、缩放、旋转、水平移动、垂直移动值输出模拟值输出、离散值输出、字符串输出值输入模拟值输入、离散值输入、字符串输入特殊闪烁、隐含滑动杆输入水平、垂直命令语言按下时、弹起时、按住时3.5建立动画连接

定义动画连接是指在画面的图形对象与数据双击“变频器当前频率”后面的“”文本，出现如图所示动画连接窗口双击“变频器当前频率”后面的“”文本，出现如图所示动画连接窗单击“模拟值输出”按钮，出现如下图所示对话框单击“模拟值输出”按钮，出现如下图所示对话框单击“?”出现选择变量名窗口，选中””变量，单击“确定”按钮单击“?”出现选择变量名窗口，选中””变量，单击“确定”按钮天津实训中心培训西门子现场总线单击“确定”按钮。完成当前频率的动画连接，用同样方法完成其他的文本和按钮的动画连接后，选择“文件”>“全部存”如图所示单击“确定”按钮。完成当前频率的动画连接，用同样方法完成其他3.6运行工程组态王工程已经初步建立起来，进入到运行和调试阶段。在组态王开发系统中选择“文件\切换到”菜单命令，进入组态王运行系统。在运行系统中选择“画面\打开”命令，从“打开画面”窗口选择“变频器总线控制”画面。显示出组态王运行系统画面。在运行画面中我们就可以对变频器进行总线控制了3.6运行工程组态王工程已经初步建立起来，进入到运行和调试第四章.温度变送器仪表组态4.1简介是的缩写，即把应用于工业控制领域。原意是对象链接和嵌入，随着2的发行，其范围已远远超出了这个概念。现在的包容了许多新的特征，如统一数据传输、结构化存储和自动化，已经成为独立于计算机语言、操作系统甚至硬件平台的一种规范，是面向对象程序设计概念的进一步推广。建立规范之上，它为工业控制领域提供了一种标准的数据访问机制。工业控制领域用到大量的现场设备，在出现以前，软件开发商需要开发大量的驱动程序来连接这些设备。即使硬件供应商在硬件上做了一些小小改动，应用程序就可能需要重写；同时，由于不同设备甚至同一设备不同单元的驱动程序也有可能不同，软件开发商很难同时对这些设备进行访问以优化操作。硬件供应商也在尝试解决这个问题，然而由于不同客户有着不同的需要，同时也存在着不同的数据传输协议，因此也一直没有完整的解决方案。第四章.温度变送器仪表组态4.1简介自提出以后，这个问题终于得到解决。规范包括服务器和客户两个部分，其实质是在硬件供应商和软件开发商之间建立了一套完整的“规则”，只要遵循这套规则，数据交互对两者来说都是透明的，硬件供应商无需考虑应用程序的多种需求和传输协议，软件开发商也无需了解硬件的实质和操作过程。自提出以后，这个问题终于得到解决。规范包括服务器和客户两个部天津实训中心培训西门子现场总线4.2组态王通过访问温度变送器数据总的网络结构如下图所示4.2组态王通过访问温度变送器数据总的网络结构如下图所示软件配置说明：在配置ＰＡ仪表之前计算机应该并且已经安装有使用7V5.3和6.0，,组态王6.53等软件并且电脑已经安装有了5611卡。软件配置说明：4.21表的地址设置1双击电脑“开始”>“控制面板”>“接口在中参数设置如下。点击ＯＫ后确定4.21表的地址设置1双击电脑“开始”>“控制2双击打开，新建工程或（名称可任意命名），点击工具栏的的下拉菜单中的选项，出现如下界面。2双击打开，新建工程或（名称可任意命名），点击工具栏的3在线配置仪表的地址，此时应检查硬件连接是否正确。（注意：由于仪表的初始地址均为１２６，所以在第一次仪表与耦合器连接时，一次只连接一个仪表，以便区分）。点击工具菜单，在其下拉选项中选择…，如下3在线配置仪表的地址，此时应检查硬件连接是否正确。（注意：如果通讯正常的话，在弹出的对话框中显示两行，上面一行是检测到在线仪表的地址，下面一行显示的是将要设置的地址，然后点击应用确认，这期间需要一段时间。如果通讯正常的话，在弹出的对话框中显示两行，上面一行是检测到4点击工程管理器中的，然后右击，选择中的,如下图所示：4点击工程管理器中的，然后右击，选择中的,如下图所示：再次右击，选择中的，如下图：再次右击，选择中的，如下图：5右击，选择中的，如下。5右击，选择中的，如下。弹出一个对话窗口，如下弹出一个对话窗口，如下名字选择默认，地址对应着刚刚设置过的仪表的地址：4然后可以选择建立几个仪表，这里选择默认的1，点击后在右侧出现刚刚建立的，名字选择默认，地址对应着刚刚设置过的仪表的地址：4然后可然后双击它，进入硬件组态界面，如下图所示然后双击它，进入硬件组态界面，如下图所示选择，点击ＯＫ弹出如下窗口选择，点击ＯＫ弹出如下窗口选择”“>>>018157选择”“>>>018157点击后进入设备参数修改界面点击后进入设备参数修改界面在上面的界面窗口可以进行参数以及地址的修改。（建议使用ＰＡ仪表的默认参数），设置完毕后，点击“下载”按钮，弹出“下载到设备”窗口，如下图所示在上面的界面窗口可以进行参数以及地址的修改。（建议使用ＰＡ点击“”，如果设置正确，出现如下图所示下载进度条点击“”，如果设置正确，出现如下图所示下载进度条下载完毕后，点击“关闭”按钮，再出现的是否保存对话框中，选择“”保存。如下图所示下载完毕后，点击“关闭”按钮，再出现的是否保存对话框中，选择4.3配置1. 打开，分别在第一插槽插入，第三槽插入5611卡，如图，站名本例取名为“”4.3配置1. 打开，分别在第一插槽插入，2. 新建一个项目，通过>>插入一个站，注意站名要更改成中所命名的，即命名为“”，如图2. 新建一个项目，通过>>插入一个站，注意3. 打开硬件组态窗口，组态与所安装的软件版本相一致的硬件，插槽结构与在组态的站一致，如图：3. 打开硬件组态窗口，组态与所安装的软件版本相一致的4分配5611网络参数双击5611打开其属性对话框，将5611接口设为,点击“”建立一个网络，地址与波特率的设置要与中对5611参数设置相同．同时，在中，选择模式为。如图示。4分配5611网络参数天津实训中心培训西门子现场总线天津实训中心培训西门子现场总线从硬件目录中选择>400，将400从站托拽到5611的轨道上,设置其从站地址为4，如图从硬件目录中选择>400，将400从站托拽到56天津实训中心培训西门子现场总线天津实训中心培训西门子现场总线如果没找到400则需要更新，方法如下：首先，打开如下图所示的安装软件”4001_01_01_02“，并双击之，在随后出现的窗口中，按照提示安装完成如果没找到400则需要更新，方法如下：天津实训中心培训西门子现场总线在的设备管理目录中添加400：双击“开始”>>>,如下图所示：在的设备管理目录中添加400：双击“开始”>>>,如下图在随后出现的窗口中，点击“”按钮，在出现的“浏览文件夹”窗口中，选中400所在的文件夹，并点击确定按钮，如下图所示在随后出现的窗口中，点击“”按钮，在出现的“浏览文件夹”窗口勾选“018157”文件，点””按钮勾选“018157”文件，点””按钮在“”空白框中，选择“”,如下图所示在“”空白框中，选择“”,如下图所示在后面的空白框中选择“”，点击“”按钮，如下图所示：在后面的空白框中选择“”，点击“”按钮，如下图所示：在随后出现的对话框中，点击”确定“按钮，稍等片刻，400就添加到的设备管理目录中了。如下图所示：在随后出现的对话框中，点击”确定“按钮，稍等片刻，400就添再回到刚才中的“硬件组态界面”先关闭当前组态工程，如图：天津实训中心培训西门子现场总线然后，在“选项”中选择“安装文件”，如下图：然后，在“选项”中选择“安装文件”，如下图：出现下图，然后点击“浏览”找到保存该文件的文件夹的路径，选择“英语”版本，点击安装，并确认安装即可。出现下图，然后点击“浏览”找到保存该文件的文件夹的路径，选择最后重新打开“硬件组态”，从硬件目录中选择>400，将400从站托拽到5611的轨道上,设置其从站地址为4，如下图最后重新打开“硬件组态”，从硬件目录中选择>400完成站组件设置后，双击“开始”>“控制面板”>“接口”按钮，选择“（）”通讯方式，在随后出现的对话框中点击“确定”按钮，如下图所示完成站组件设置后，双击“开始”>“控制面板”>“接口”回到界面，点击下载按钮后在点击“”,把组态好的设置下载即可，如下图所示回到界面，点击下载按钮后在点击“”,把组态好的设置下载即可天津实训中心培训西门子现场总线下载成功后，组态站点编辑器在线状态如下图所示，在状态”“一栏中的红色”X”消失下载成功后，组态站点编辑器在线状态如下图所示，在状态”“下载完成后，再双击“开始”>“控制面板”>“接口”按钮，选择“5611()<>”通讯方式，在随后出现的对话框中点击“确定”按钮，如下图所示下载完成后，再双击“开始”>“控制面板”>“接口”按钮，选4.4测试通讯

打开>>>，点击“”，添加一个组，本例为此组取名为，如图所示4.4测试通讯

打开>>>，点击“”，添双击生成的连接组“”打开，此窗口中显示所有的连接协议。打开5611文件夹，会看到组态的站号为4的从站，双击4号从站，即可出现有可能被访问的对象树（）双击生成的连接组“”打开，此窗口中显示所有的连接协议。打开天津实训中心培训西门子现场总线天津实训中心培训西门子现场总线在从站4下的文件夹，单击””，如下图所示，新建一个变量在从站4下的文件夹，单击””，如下图所示，新建一个变量如下图所示：新建一个型的变量，点“”按钮完成如下图所示：新建一个型的变量，点“”按钮完成如下图所示，选中上图所建的变量点击“→”将条目移送到右侧窗口，点击“”如下图所示，选中上图所建的变量点击“→”将条目移送到右侧窗口如果通讯正常，则在质量一栏显示”“否则显示”“，在数值一栏显示仪表的当前测量值如下图所示如果通讯正常，则在质量一栏显示”“否则显示”“，在数值一栏显4.23组态项目

启动组态王，并创建一个新项目。在工程浏览器左侧中选择“设备”>“服务器”，双击“新建”，添加一个服务器，如图所示.4.23组态项目

启动组态王，并创建一个新项目。天津实训中心培训西门子现场总线在弹出“查看服务器”对话框中，选择,如图所示,点击确定。在弹出“查看服务器”对话框中，选择,如图所示,点击确定。新建的服务器如图所示。新建的服务器如图所示。在工程浏览器中建立新变量，选择左侧“数据库>数据词典”然后双击右侧“新建”，如图在工程浏览器中建立新变量，选择左侧“数据库>数据词典”然后双定义新的变量，变量名为“”变量类型为“实数”，在连接设备处选择“本机\”,寄存器选择中所建立的变量0,如图所示：定义新的变量，变量名为“”变量类型为“实数”，在连接设备处选天津实训中心培训西门子现场总线在工程浏览器中新建画面，“文件画面新建”，变量连接如图所示在工程浏览器中新建画面，“文件画面新建”，变量连接如图所示在组态王工程浏览器中测试,检测连接状态。右击“本机”，选择“测试本机\”检测到数值如图所示。在组态王工程浏览器中测试,检测连接状态。右击“本机”，选择天津实训中心培训西门子现场总线运行画面，可以看到接受数据无误。如图所示。运行画面，可以看到接受数据无误。如图所示。天津实训中心培训西门子现场总线谢谢大家！！主讲人：王新合谢谢大家！！主讲人：王新合演讲完毕，谢谢观看！演讲完毕，谢谢观看！第一章现场总线控制系统的组成与认识

1.1、现场总线控制系统简介现场总线控制系统是从八十年代中期发展起来的。经历了十几年的时间，现场总线控制技术已经被广泛应用于汽车、造纸、纺织、烟草、机械、石油化工、电力、楼宇自控等各个控制领域。现场总线控制技术由于其巨大的技术优势，被认为是工业控制发展的必然趋势，将逐步取代传统的点对点接线的控制方法。

现场总线是一种串行的数字数据通讯链路，它沟通了生产过程领域的基本控制设备（即现场级设备）之间以及更高层次自动控制领域的自动化控制设备（即车间级设备）之间的联系。与传统的点对点的控制方法相比，现场总线控制系统具有无可比拟的优势。其特点包括：第一章现场总线控制系统的组成与认识

1.1、现场总线控制系统一，具有较高的性能价格比。系统综合成本及时性安装费用减少40%。

导线、连接附件的大幅度的减少。由原来的几百根，甚至几千根控制电缆减少到一根总线电缆，从而也使接线端子、电缆桥架等附件大幅度的减少。设计、安装、调试、维护的费用大幅度地减少，维护和改造的停工时间减少60%。原来繁琐的原理图、布线图设计变得简单易行；标准接插件快速、简便的安装，使人力、物力大量的减少；强大的故障诊断能力，使系统的调试和维护变得轻松和愉快。二，系统性能大幅度的提高，使控制系统的档次跨越了一个台阶可靠的数据传输，快速的数据响应，强大的抗干扰能力。许多总线在通讯介质、信息检验、信息纠错、重复地址检测等方面都有严格的规定，从而确保总线通讯快速、完全可靠的进行。自动诊断、显示故障位置。诊断包括总线节点的通讯故障、电源故障，以及现场装置和连接件的断路、短路故障，从而迅速地发现系统的各种故障位置和状态。采用数字信号通讯，有效提高系统的测量和控制精度。各种开关量、模拟量信号就近转变为数字信号，避免了信号的衰减和变形。许多总线节点具有67的防护等级，具有防水、防尘、抗振动的特性。可以直接安装于工业设备上，大量减少了现场接线箱，使系统美观而实用。本质安全型总线。更加适合直接安装于石油、化工等危险防爆场所，减少系统发生危险的可能性。一，具有较高的性能价格比。系统综合成本及时性安装费用减少401.2现场总线控制系统及应用现场总线在发展的最初，各个公司都提出自己的现场总线的协议，如公司的公司的公司的，公司，以及等。经过十几年的发展，现场总线的协议逐渐趋于统一，针对制造业自动化，在北美和日本用的比较普遍，在欧洲用的比较普遍。针对过程自动化，和占据大部分市场。其他的总线协议如、、在某些特殊的领域也有一些市场，下面分别介绍各种总线的一些特点。

1.2现场总线控制系统及应用现场总线在发展的最初，各个公司1总线。

是在1987年，由德国科技部集中了13家公司和5家科研机构的力量，按照参照模型制订的现场总线的德国国家标准。

最近，在欧洲通过投票，成为欧洲的标准50170。主要由拥有400多个公司成员的用户组织（）进行管理。由三部分组成，即，是制造业自动化主要应用的协议内容，是满足用户快速通讯的最佳方案，每秒可传输12兆位。扫描1000个点的时间少于1。

是世界范围的标准，取得了很大的成功：至少1，000，000套设备投入运行，超过600家成员公司，超过1100种产品。1总线。

是在1987年，由德国科技部集中了13家公司和52总线（设备网）是一种低价位的总线，它可连接自动化生产系统中广泛的工业设备。在制造业领域，设备网遍及全球，尤其是北美和日本。最初是由公司设计，现在已经民展成为一种开放式的现场总线的协议，其管理组织由全球多家公司组成，提供设备网的产品，支持设备网规范的进一步开发。能够降低设备的安装费用和时间。控制系统中的接近开关、光电开关和阀门等到可通过电缆、插件、站等产品进行宽距离通讯。相对于，具有更强大的通讯功能，支持除了主-从方式之外的，多种通讯方式，可以更灵活地应用于控制系统中。2总线3针对过程自动化而设计，它是通过数字、串行、双向的通讯方法来连接现场装置的。通讯不是简单的数字4-20信号，而是使用复杂的通讯协议，它可连接能执行简单的闭环算法（如）的现场智能装置。一个通讯段可配置32个现场装置，通讯速度为每秒31。25,每段最大距离为1900米。3422是设计应用于重工业自动化领域的网络，2是采用先进的频率偏移技术进行通讯的，对于易引起通讯故障的强电磁场有较强的抗干扰能力，优于其它现场总线。已广泛应用于世界上主要的汽车制造厂。它通过一根电缆通讯及供电，其固定的传输速度为188K，使用中继器的最大传输距离为400米，可接入512个点，通过主站可连接多种和现场总线，如和，S57等。425总线代表着执行器、传感器接口。使用两线为设置与输入传送数据及电源。线圈输出等需使用附加的两芯电缆供电。区别于其它工业总线，使用扁平电缆通讯，将连接齿嵌入电缆。也可使用传统的67/、6连接件。系统包括一个主站接口，供电电源，最多31个子站。整个系统长度不能超过100米，但可以自由分布，没有分支规则和终端。适合于不需要昂贵总线的小型网络。当需要简单的主-从总线连接分散的信息和装置，并且数据不是很重要时，是最经济的方案。5总线6总线网络可以简单的安装与配置。网上的节点类似简单的移位寄存器，位流经过节点则发生翻转。启动网络并自动配置，不需要节点地址。使用一根电缆，符合802.5令牌环的规定。一个网络上最多可有64个装置，速度可达500，最远距离为25600米，移动节点间距离为400米。6总线7总线总线是比较早的开放式总线，它使用五线，一根数据线，一根时钟线，一根屏蔽线，两根电源线。输出一般使用辅助电源供电。使用操作模式一，系统可以作为没有主站的高速长距离点对点网络。输出节点映射输入节点，并可简单的编程。7总线第二章、现场总线系统

是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准。广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通、电力等其他领域自动化。它既适用于离散生产过程，如机械装备制造过程，也适用于连续生产过程，如石油化工过程等等。截至2006年初，全球的安装节点已经超过1500万个。包括了兼容的三个部分：、、。用于分散设备间高速数据传输，适用于加工自动化领域。适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等。用于过程自动化的总线类型，服从1158-2标准。下图是典型的结构形式第二章、现场总线系统

是一种国际化、开放式、不依赖于设备生天津实训中心培训西门子现场总线2.1、主要设备及功能

我们常见的总线控制系统主要设备（器件）及功能如下：1200s分布式西门子200S:将常规信号转换成总线信号，并可做为从站进行使用；每套1个电源模块,,1个接口模块,1个2线制电流输入模块,1个2线制电压输出模块。2.1、主要设备及功能

我们常见的总线控制系统主要设备（器件2S7-200通讯模块西门子277；通过277扩展从站模块可以将S7-200接到网络。277经过串行总线连接到S7-200。网络通过其通信端口连接到277模块，这个端口可以运行9600和12之间的任何波特率。作为从站，277接受从主站来的多种不同的配置,并向主站发送不同数量的数据，277能读写S7-200中定义的数据块，能与主站交换任何类型的数据，2S7-200通讯模块3总线通讯卡西门子5611卡；5611卡是西门子控制系统最常用的总线接口卡，在通常的系统集成当中有着广泛的应用，增加整套总线架构系统提供主站控制系统；可以为S7-200从站系统和远程从站系统提供主站接入系统。3总线通讯卡4总线连接器西门子总线连接器连接站与电缆之间进行信号传输，带有内置的终端电阻。连接器的设计充分考虑到了水平电缆进线，缓解拉紧的问题，内置接地金属片有效的抗干扰。使用方便，直接将总线连接器插入

主/从站的接口，总线电缆用螺丝钉固定接入即可。

电缆

采用实心裸铜线导体作芯线，加厚铝箔和加密裸金属丝编织层，屏蔽效果好，紫色外护套。具有良好的信号传输性能。4总线连接器5智能压力变送器西门子智能压力变送器，型号为740341003；提供压力变送器信号。变送器具有符合61158-2和50170的总线连接具有防爆本质安全的变送器设计，可安装在具有爆炸危险的场合确认性证书符合欧洲准则（）数据传输和辅助电源（9到32V）通过总线连接到一起总线连接独立于极性和发生错误时的固定总线电流界限接点间隔（测试电压500V）本质安全和防火版本，用于爆炸保护场合（场合）可通过（概要版本3.0，B类）通信，变送器可以使用三个按钮在本地进行参数化，或从外部通过进行。5智能压力变送器6智能温度变送器西门子智能温度型号为73213000；提供温度变送器信号。400温度传送器是一个安装在B型接线盒中的小型现场总线变送器。其功能广泛，能够精确地适应设备的需要。尽管设定选项很多，但操作却非常简单。由于其采用了通用性的设计，所以能够应用于各工业领域，并且很容易在全集成自动化应用中集成。400在温度传感器中的安装使他们变成完整的总线测量点，并且形成紧凑的单个装置。6智能温度变送器7智能气动调节阀门定位器西门子智能气动阀门定位器2，型号为65510-011-01.西门子智能气动阀门定位器用于控制气动直行程或角行程执行机构这类终端控制元件。电气定位器驱动终端执行机构至与设定点相应的阀位。附加的输入功能可用于锁定阀位或驱动阀门到安全位置，为实现此功能一个数字输入通道已作为标准配置集成到了产品中。7智能气动调节阀门定位器8变频器用模板为了连接成系统，必须采用模板。这一模板安装在变频器的正面，通过485串行接口与变频器进行通讯。在模板的底板上装有一个9针的“D型”插头/座（这是标准的要求）。系统以类似于的方式对变频器进行控制和监测。协议较之协议更为复杂，但采用专用软件进行的控制程序开发也最好。8变频器用模板天津实训中心培训西门子现场总线9耦合器耦合器是和之间的物理连接器。它使得在单机运行中通过对现场设备进行寻址成为可能。而无需其它任何组件。耦合器还用于连接器中更高级的耦合任务。耦合器157-0（代表“现场设备耦合器”）订货号为67157-083-00：或157-0，订货号为：67157-082-00。与从站一样具有诊断功能。D其典型的集成连接如图所示。9耦合器天津实训中心培训西门子现场总线10、相关的名词解释（1）什么是用于现场层的高速数据传送。主要特点就是高速，速率可达12,在这一级，中央处理器（如，）通过高速串行线同分散的现场设备（0，驱动器、阀门等）进行通讯。（2）什么是适用于过程自动化。主要特点就是本征安全，通信速率为32.15，将自动化系统和过程控制系统与压力、温度和液位变送器等现场设备连接起来，并可用来替代4-20的模拟技术。（3）什么是的设计旨在解决车间监控级通讯任务，提供大量的通讯服务。可编程控制器（如机等）之间需要比现场层更大量的数据传送，用以完成中等传输速度进行的循环与非循环的通信任务，但通信的实时性要求低于现场层。但现在用的非常少。

10、相关的名词解释第三章：变频器总线控制系统实现变频器的设备总体结构控制网络如图所示。设备包括200S，执行器包括变频器第三章：变频器总线控制系统实现变频器的设备总体结构控制网具体的操作步骤如下： 1新建一个项目，通过>>插入一个300站,如图：3.1创建7程序具体的操作步骤如下： 1新建一个项目，通过>>2. 打开硬件组态窗口，组态与所安装的相一致的硬件，插槽结构与在组态的站一致，选中线，插入200S。在窗口选择，双击200S（151）。选中200S，在下面的窗口中显示插入的模块。选择第一行，然后从右边选择模块，包括电源，2,2,2,2模块，系统自动分配地址。编译并保存，同样的方法插入420变频器。首先双击选择4。然后下面的表中选中一行，然后选择窗口中的4,2（1）注意其地址如图所示。2. 打开硬件组态窗口，组态与所安装的相一致的硬件，插槽结天津实训中心培训西门子现场总线3创建1，35，1，3。复制2012023创建1，35，1，3。复制2012024在3中建立如图所示的变量并保存4在3中建立如图所示的变量并保存5在35中编写如下梯形图5在35中编写如下梯形图天津实训中心培训西门子现场总线天津实训中心培训西门子现场总线天津实训中心培训西门子现场总线6设置通讯，并下载组态好的硬件和程序6设置通讯，并下载组态好的硬件和程序3.2创建组态王工程1双击打开组态王，并新建工程，工程名称为“”3.2创建组态王工程1双击打开组态王，并新建工程，工程名2双击该工程，进入组态王工程浏览器。在工程浏览器中，选择左侧大纲项“设备”>“1”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，运行“设备配置向导”，如图所示。2双击该工程，进入组态王工程浏览器。3选择“”>“西门子”>“S7-300系列”>“”。如图所示。3选择“”>“西门子”>“S7-300系列”>4单击“下一步”，弹出“逻辑名称”窗口，可任意输入一个名称。这里我们采用默认名称。如图所示。4单击“下一步”，弹出“逻辑名称”窗口，可任意输入一个名称5单击“下一步”，弹出“选择串口号”，如图所示。5单击“下一步”，弹出“选择串口号”，如图所示。6单击下一步，填写设备地址，格式为192.168.0.55:2其中192.168.0.55为315的地址，2为315所在的插槽号默认为26单击下一步，填写设备地址，格式为192.168.0.55单击“下一步”，弹出“通信参数”，如图所示。单击“下一步”，弹出“通信参数”，如图所示。单击“下一步”，弹出“信息总结”，如图所示。单击完成。单击“下一步”，弹出“信息总结”，如图所示。单击完成。设备定义完成后，可以在工程浏览器的右侧看到新建的外部设备。在定义数据库变量时，只要把变量连结到这台设备上，它就可以和组态王交换数据了。设备定义完成后，可以在工程浏览器的右侧看到新建的外部设备。在3.3组态王定义数据变量

数据库是“组态王”软件的核心部分，工业现场的生产状况要以动画的形式反映在屏幕上，操作者在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有这一切都是以实时数据库为中介环节，所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁。选择工程浏览器左侧大纲项“数据库\数据词典”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，弹出“变量属性”对话框。此对话框可以对数据变量完成定义、修改等操作，以及数据库的管理工作。在“变量名”处输入变量名，如：；在“变量类型”处选择变量类型如：整数，如图所示。3.3组态王定义数据变量

数据库是“组态王”软件的核心部分天津实训中心培训西门子现场总线同样方法定义如下图所示其他变量同样方法定义如下图所示其他变量3.4创建组态画面

1选择工程浏览器左侧大纲项“文件\画面”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，弹出对话框如图所示。在“画面名称”处输入新的画面名称，其它属性目前不用更改。点击“确定”按钮进入内嵌的组态王画面开发系统。3.4创建组态画面

1选择工程浏览器左侧大纲项“文件\画面2在组态王开发系统中从“工具箱”中分别选择“矩形”和“文本”，按钮等图标，绘制如下图所示对象，如图所示。2在组态王开发系统中从“工具箱”中分别选择“矩形”和“文本3.5建立动画连接

定义动画连接是指在画面的图形对象与数据库的数据变量之间建立一种关系，当变量的值改变时，在画面上以图形对象的动画效果表示出来；或者由软件使用者通过图形对象改变数据变量的值（参见“第七章动画连接”）。“组态王”提供了21种动画连接方式：属性变化线属性变化、填充属性变化、文本色变化位置与大小变化填充、缩放、旋转、水平移动、垂直移动值输出模拟值输出、离散值输出、字符串输出值输入模拟值输入、离散值输入、字符串输入特殊闪烁、隐含滑动杆输入水平、垂直命令语言按下时、弹起时、按住时3.5建立动画连接

定义动画连接是指在画面的图形对象与数据双击“变频器当前频率”后面的“”文本，出现如图所示动画连接窗口双击“变频器当前频率”后面的“”文本，出现如图所示动画连接窗单击“模拟值输出”按钮，出现如下图所示对话框单击“模拟值输出”按钮，出现如下图所示对话框单击“?”出现选择变量名窗口，选中””变量，单击“确定”按钮单击“?”出现选择变量名窗口，选中””变量，单击“确定”按钮天津实训中心培训西门子现场总线单击“确定”按钮。完成当前频率的动画连接，用同样方法完成其他的文本和按钮的动画连接后，选择“文件”>“全部存”如图所示单击“确定”按钮。完成当前频率的动画连接，用同样方法完成其他3.6运行工程组态王工程已经初步建立起来，进入到运行和调试阶段。在组态王开发系统中选择“文件\切换到”菜单命令，进入组态王运行系统。在运行系统中选择“画面\打开”命令，从“打开画面”窗口选择“变频器总线控制”画面。显示出组态王运行系统画面。在运行画面中我们就可以对变频器进行总线控制了3.6运行工程组态王工程已经初步建立起来，进入到运行和调试第四章.温度变送器仪表组态4.1简介是的缩写，即把应用于工业控制领域。原意是对象链接和嵌入，随着2的发行，其范围已远远超出了这个概念。现在的包容了许多新的特征，如统一数据传输、结构化存储和自动化，已经成为独立于计算机语言、操作系统甚至硬件平台的一种规范，是面向对象程序设计概念的进一步推广。建立规范之上，它为工业控制领域提供了一种标准的数据访问机制。工业控制领域用到大量的现场设备，在出现以前，软件开发商需要开发大量的驱动程序来连接这些设备。即使硬件供应商在硬件上做了一些小小改动，应用程序就可能需要重写；同时，由于不同设备甚至同一设备不同单元的驱动程序也有可能不同，软件开发商很难同时对这些设备进行访问以优化操作。硬件供应商也在尝试解决这个问题，然而由于不同客户有着不同的需要，同时也存在着不同的数据传输协议，因此也一直没有完整的解决方案。第四章.温度变送器仪表组态4.1简介自提出以后，这个问题终于得到解决。规范包括服务器和客户两个部分，其实质是在硬件供应商和软件开发商之间建立了一套完整的“规则”，只要遵循这套规则，数据交互对两者来说都是透明的，硬件供应商无需考虑应用程序的多种需求和传输协议，软件开发商也无需了解硬件的实质和操作过程。自提出以后，这个问题终于得到解决。规范包括服务器和客户两个部天津实训中心培训西门子现场总线4.2组态王通过访问温度变送器数据总的网络结构如下图所示4.2组态王通过访问温度变送器数据总的网络结构如下图所示软件配置说明：在配置ＰＡ仪表之前计算机应该并且已经安装有使用7V5.3和6.0，,组态王6.53等软件并且电脑已经安装有了5611卡。软件配置说明：4.21表的地址设置1双击电脑“开始”>“控制面板”>“接口在中参数设置如下。点击ＯＫ后确定4.21表的地址设置1双击电脑“开始”>“控制2双击打开，新建工程或（名称可任意命名），点击工具栏的的下拉菜单中的选项，出现如下界面。2双击打开，新建工程或（名称可任意命名），点击工具栏的3在线配置仪表的地址，此时应检查硬件连接是否正确。（注意：由于仪表的初始地址均为１２６，所以在第一次仪表与耦合器连接时，一次只连接一个仪表，以便区分）。点击工具菜单，在其下拉选项中选择…，如下3在线配置仪表的地址，此时应检查硬件连接是否正确。（注意：如果通讯正常的话，在弹出的对话框中显示两行，上面一行是检测到在线仪表的地址，下面一行显示的是将要设置的地址，然后点击应用确认，这期间需要一段时间。如果通讯正常的话，在弹出的对话框中显示两行，上面一行是检测到4点击工程管理器中的，然后右击，选择中的,如下图所示：4点击工程管理器中的，然后右击，选择中的,如下图所示：再次右击，选择中的，如下图：再次右击，选择中的，如下图：5右击，选择中的，如下。5右击，选择中的，如下。弹出一个对话窗口，如下弹出一个对话窗口，如下名字选择默认，地址对应着刚刚设置过的仪表的地址：4然后可以选择建立几个仪表，这里选择默认的1，点击后在右侧出现刚刚建立的，名字选择默认，地址对应着刚刚设置过的仪表的地址：4然后可然后双击它，进入硬件组态界面，如下图所示然后双击它，进入硬件组态界面，如下图所示选择，点击ＯＫ弹出如下窗口选择，点击ＯＫ弹出如下窗口选择”“>>>018157选择”“>>>018157点击后进入设备参数修改界面点击后进入设备参数修改界面在上面的界面窗口可以进行参数以及地址的修改。（建议使用ＰＡ仪表的默认参数），设置完毕后，点击“下载”按钮，弹出“下载到设备”窗口，如下图所示在上面的界面窗口可以进行参数以及地址的修改。（建议使用ＰＡ点击“”，如果设置正确，出现如下图所示下载进度条点击“”，如果设置正确，出现如下图所示下载进度条下载完毕后，点击“关闭”按钮，再出现的是否保存对话框中，选择“”保存。如下图所示下载完毕后，点击“关闭”按钮，再出现的是否保存对话框中，选择4.3配置1. 打开，分别在第一插槽插入，第三槽插入5611卡，如图，站名本例取名为“”4.3配置1. 打开，分别在第一插槽插入，2. 新建一个项目，通过>>插入一个站，注意站名要更改成中所命名的，即命名为“”，如图2. 新建一个项目，通过>>插入一个站，注意3. 打开硬件组态窗口，组态与所安装的软件版本相一致的硬件，插槽结构与在组态的站一致，如图：3. 打开硬件组态窗口，组态与所安装的软件版本相一致的4分配5611网络参数双击5611打开其属性对话框，将5611接口设为,点击“”建立一个网络，地址与波特率的设置要与中对5611参数设置相同．同时，在中，选择模式为。如图示。4分配