现场总线控制技术实验指南

1、 HYPERLINK 目 录TOC o 1-3 h z u澳实验一 现场总斑线系统构建认识靶实验一、实验目的般通过对现场总线翱系统的认识，使昂学生了解构建现跋场总线控制系统懊的基本原理和方把式。二、实验仪器斑1、智能楼宇模鞍型及其配套的实俺验操作台（包括板照明控制、智能稗IC卡车库管理俺系统及双电梯运搬行系统）；2安爸防系统（包括门俺禁系统：指纹门俺禁、感应式IC碍卡门禁、可笆视对盎讲门禁；防盗报扳警系统及四画面昂硬盘录像系统）按；3消防系统；唉 4远程抄表系笆统； 5、模拟白空调系统；6、碍PROFIBU傲S-DP主站监熬控系统。三、预习要求翱了解PLC的基肮本工作原理和通艾信方式。 颁 四

2、、实验电路百系统网络结构见澳图11 。唉图11 系统隘网络结构图碍五、实验内容及背步骤碍整个系统共配五芭套可编程控制器搬（西门子PLC鞍），可以对每个斑子系统进行控制稗程序及组态监控巴程序的编程（用熬S7-200及胺组态王6.5编傲程软件），又可罢以通过主站（用办西门子W八inCC疤组态软件）进行把网络编程，将所翱有子系统连接叭在一百齐构成一个PR靶OFIBUS-埃DP网络，以便邦对各个子系统进暗行集中监控。实验内容：啊（一）智能楼宇巴模型的照明控制拔及双电梯运行系霸统艾主要的控制及监翱控功能：按1、在建筑模型扮内安装有两台电敖梯，两台电梯既盎能单独运行，又拜可进行群控，并矮可通过DP网与八消

3、防系统进行联把动控制。啊2、在配套的实阿验台上提供一套佰给水控制，用人隘工输入来模拟供扳水管网用水流量霸或供水压力的变白化，使变频器改按变频率拖动模拟袄水泵（小型异步摆电动机代）运行癌，达到恒压或恒哀流量供水的目的鞍。澳3、在楼宇模型昂上配有一个地下癌车库的出/入管柏理系统，使用I隘C卡，可将信号板（IC袄卡号半）读入PLC上扮传至计算机中。啊4、模型内外的啊灯光可根据需要按通过编程实现分蔼时、分区控制及柏手动/自动控制埃。（二）安防系统鞍主要的控制及监袄控功能：蔼由防盗报警系统袄、硬盘录像系统挨及门禁系统组成昂。稗门禁系统可控制罢进入特定区域和碍房间的人员，并扮可规定进入该区佰域人员的权限，

4、靶可记录进入该区摆域人员的人数和矮时间，并将信息熬传送到计算机上暗，以便管理人员熬及时了解情况。佰目前使用的门禁啊有IC卡门禁、捌指纹门禁、可视氨对讲等。实验装奥置提供了上述三芭种门禁，以供学爸生了解和使用单白台门禁和多台门敖禁。傲闭路监视系统是摆安全防范体系中按的重要组成部分八。它版主要耙由摄像部分（摄柏像机、云台等）板、传输部分、控坝制部分（信号处按理）和显示部分爸组成。通过控制按摄像机等设备来碍监视被控场所的把情况，同时将信袄号送至主控制室挨监视器上显示，佰并可将信号记录瓣在设备上。罢防盗报警系统主傲要是把门磁开关岸、窗磁开关及红癌外线移动探测器败等所监测到的信澳号送控制器，通罢过撤/布

5、防设置柏来决定是否进行昂报警输出，并可坝通过DP网将防扒盗报警信号送至败主站进行监控。爱（三）模拟空调案系统把主要的控制及监熬控功能：颁1、监控空调机岸组送/回风机的霸运行状态、风机把的故障报警及手鞍/自动状态。巴2、监测机组设吧定温度、实际温癌度，根据设定/败实班际温绊度的比较差值调岸节阀门的开度。鞍3、模拟过滤器按的压差报警，请败求清洗服务。袄4、按程序启停扒设备，实现风机啊与阀门的连锁控凹制。办5、紧急状态下熬关闭空调机组，挨通过PROFI把BUS-DP网艾络，实现与消防隘系统的联动。挨（四）远程抄表板系统澳通过光隔离中继靶器及信号转换器伴来采集脉冲电表白、脉冲水表或脉啊冲煤气表的数据昂

6、并进行处理，上白位主机可随时观盎测各路表的运行拔数据（用电、用暗水、用气状况）绊。笆（五）PROF扒IBUS-DP疤主站拜用一台计算机（搬装有PROFI霸BUS-DP网哎卡）作为主机，哀将以上五个PL颁C（从站）连接啊在一起组成一个版PROF碍IBUS-DP靶网络，并对各个巴部分进行监控和扳管理。实验步骤：背1、在编程计算昂机中（WIND岸OW2000平拔台）装入S7-跋200编程软件芭及组态编程软件鞍。 搬2、将S7-2拜00的编程电缆爱接好（一端接P八LC的编程口，背一端接计算机的安COM口）。巴3、插好实验台佰电源进线插头,按给实验台送电。安4、在计算机上懊打开S7-20挨0的编程软件，

7、昂按照控制PLC霸的输入/输出地伴址表及所要求或半规定的控制或监巴控功能进行控制败及监控程序的编岸程。疤5、合上实验台蔼的总电源（电源伴指示灯亮）及控笆制PLC的分项伴电源开关，将所鞍编的PLC控制扮程序下载到PL鞍C中进行调试，板直到达到所规定哀的设计要求。扳6、打开组态编袄程软件，按照所案规定的要求对各八个部分设计组态暗画面并建立与P巴LC控制程序的矮连接，调试组态昂监控程序直到达盎到所规定的设计皑要求。六、思考题胺1、说明此控制暗系统中PLC和坝PC各起什么作凹用。案七、实验报告要搬求八 颁按规范撰写实验版报告、实验总结皑。完成思考题。艾实验二 智能仪疤表和现场总线的艾连接实验一、实验目

8、的蔼通过对智能仪表扮和现场总线的连按接，使学生了解按构建现场总线控凹制系统的基本原癌理和方式，掌埃握智蔼能仪表和FCS俺系统的通信连接哎方式。二、实验仪器埃THJ-2型高蔼级过程控制系统罢实验装置熬、计算机、上位懊机MCGS组态懊软件、RS23瓣2-485转换芭器1只、串口线鞍1根。三、预习要求拌了解流量传感器靶、温度传感器、澳压力传感器的基板本工作原理和智靶能仪表的通信方霸式。 四、实验电路扮系统结构图见图哀21 。霸图21 系统扳网络结构图拔五、实验内容及唉步骤疤（一）智能仪表袄认识1、检测装置鞍压力传感器、变叭送器：采用工业霸用的扩散硅压力板变送器，含不锈版钢隔离膜片，同搬时采用信号隔离

9、唉技术，对传感器吧温度漂移跟随澳补偿跋。压力传感器艾用来对上、中、半下水箱的液位进奥行检测安，其精度为0.懊5级，因为为二扮线制，故工作时暗需串接24V直鞍流电源。懊温度传感器：采半用六个八P爱t佰100传感器，拌分别用来检测上斑水箱出口、锅炉八内胆、锅炉夹套扳以及靶盘管奥的澳水温。经过调节埃器的温度变送器蔼，可将温度信号笆转换成4 2斑0mADC电流隘信号八。 Pt100扮传感器精度高，蔼热补偿性较好奥。哀流量传感器、转罢换器：流量传感罢器分别用来对电胺动调节阀支路、碍变频支路及盘管版出口支路的流量艾进行测量。涡轮爱流量计型号：埃LWGY-10鞍，流量范围：0哀1.2m3/笆h，精度：1.瓣

10、0%。输出：4奥20m阿A标准信号。吧本装置用了三套哀涡轮流量传感器白、变送器。2、执行机构澳电动调节阀：采按用智能型电动调傲节阀，用来进行扳控制回路流量的挨调节。电动调节背阀型号为：板QSVP-16败K吧。具有精度高、翱技术先进、体积挨小、重量轻、推摆动力大、功能强败、控制单元与电巴动执行机构一体癌化、可靠性高、白操作方便等优点艾，拌控制信号胺为420绊mA耙 邦DC或15V百 DC叭，袄输出420m皑A DC的阀位伴信号，使用和校皑正非常方便。班变频器：采用日挨本三菱斑(FR-S52拔0S-0.4K胺-CH(R)盎变频器，控制信阿号输入为42澳0mADC或0皑5VDC，唉220V变频按输出

11、吧用来翱驱动三相磁力驱办动泵。哎（二）由智能仪爱表和控制器构成按现场总线控制系绊统芭给主控单元、现皑场总线I/O模拔块以及交换机上哎电；将控制屏上伴的24V电源输俺出直接接到仪表昂模块上，注意极碍性，防止接反。岸网线2根：一根俺网线用来电脑和奥交换机相连，另蔼一根网线是主控跋单元和交换机相哎连。系统关系如凹图22所示：爸图22 系统八关系图跋连接结束后，分唉析系统的工作过罢程，了解构建一稗个现场总线控制拔系统的方式。奥（三）上水箱(八中水箱或下水箱罢)液位定值控制芭1按要求，完懊成系统的接线。拌2接通总电源办和相关仪捌表的靶电源。板3打开阀F1鞍-1、F1-2唉、F1-6和F拜1-9，且把F板

12、1-9控制在适佰当的开度。昂4设置好系统扒的给定值后，用百手动操作调节器岸的输出，使电动癌调节阀给上水箱氨打水，待其液位稗达到给定量所要拌求的值，且基本邦稳定不变时，把岸调节器切换为自绊动，使系统投入扳自动运行状态。吧5启动计算机捌，运行MCGS翱组态软件软件，矮并进行下列实验叭：稗1）当系统稳定邦运行后，突加阶白跃扰动（将给定挨量增加5%1翱5%），观察并败记录系统的输出邦响应曲线。岸2）待系统进入埃稳态后，适量改班变阀F1-6的鞍开度，以作为系爱统的扰动，观察盎并记录在阶跃扰敖动作用下白液位的变化过程爸。六、思考题吧1、说明此控制把系统中智能仪表般和PC各起什么罢作用。碍七、实验报告要爸求

13、碍 懊按规范撰写实验澳报告、实验总结搬。完成思考题。岸实验三 邦组态软件基本编摆程练习一、实验目的凹通过对PLC基岸本环节和组态程笆序的编程，掌握扳组成监控系统的绊基本方法。二、实验仪器扒三菱FX型PL邦C，SC09艾通信电缆，装有搬FX梯形图设计班软件和MCGS肮工控组态软件的稗PC。三、预习要求傲1、掌握PLC安梯形图设计软件案的使用方法；唉2、掌握PLC瓣的外部接线版；般3、掌握PLC哎各位元件和数据芭寄存器的特点。拌 四、实验电路拜按图31连接案PLC和PC。扳图31 PL般CPC连接示绊意图半五、实验内容及瓣步骤按（一）MCGS八软件的基本使用把方法叭工程项目系统分巴析：分析工程项傲

14、目的系统构成、瓣技术要求和工艺熬流程，弄清系统阿的控制流程和测坝控对象的特征，白明确监控要求和般动画显示方式，芭分析工程中的设百备采集及输出通埃道与软件中实时颁数据库变量的对拌应关系，分清哪搬些变量是要求与八设备连接的，哪百些变量是软件内袄部用来传递数据斑及动画显示的。背工程立项搭建框跋架：佰MCGS板称为建立新工程氨。主要埃内容包括：定义唉工程名称、封面板窗口名称和启动吧窗口（封面窗口拌退出后接着显示白的窗口）名称，摆指定存盘数据库把文件的名称以及氨存盘数据库，设板定动画刷新的周熬期。经过此步操办作，即在吧MCGS肮组态环境中，建败立了由五部分组笆成的工程结构框矮架。封面窗口和安启动窗口也可

15、等笆到建立了用户窗扳口后，再行建立哀。靶设计菜单基本体盎系：为了对系统唉运行的状态及工凹作流程进行有效靶地调度和控制，哎通常要在主控窗啊口内编制菜单。跋编制菜单分两步隘进行，第一步首岸先搭建菜单的框奥架，第二步再对澳各级菜单命令进癌行功能组态。在熬组态过程中，可笆根据实际需要，扮随时对菜单的内芭容进行增加或删办除矮，不断完善工程靶的菜单。伴制作动画显示画百面：动画制作分奥为静态图形设计肮和动态属性设置碍两个过程。前一癌部分类似于扒“颁画画唉”挨，用户通过凹MCGS耙组态软件中提供瓣的基本图形元素艾及动画构件库，坝在用户窗口内稗“办组合版”芭成各种复杂的画叭面。后一部分则八设置图形的动画奥属性，

16、与实时数捌据库中定义的变昂量建立相关性的拌连接关系，作为哀动画图形的驱动坝源。哀编写控制流程程澳序：在运行策略疤窗口内，从策略叭构件箱中，选择芭所需功能策略构拔件，构成各种功坝能模块（称为策版略块），由这些背模块实现各种人芭机交互操作。邦MCGS坝还为用户提供了安编程用的功能构吧件（称之为凹“邦脚本程序袄”班功能构板件），使用简单懊的编程语言，编啊写工程控制程序颁。败完善菜单按钮功扮能：包括对菜单靶命令、监控器件瓣、操作按钮的功八能组态；实现历蔼史数据、实时数扒据、各种曲线、啊数据报表、报警案信息输出等功能按；建立工程安全懊机制等。碍编写程序调试工啊程：利用调试程埃序产生的模拟数扒据，检查动画

17、显爸示和控制流程是吧否正确。把连接设备驱动程颁序：选定与设备把相匹配的设备构唉件，连接设备通百道，确定数据变袄量的数据处理方奥式，完成设备属斑性的设置。此项霸操作在设备窗口熬内进行。般（二）基本电路跋组态编程练习实芭验爱1、建立实时数瓣据库；拌2、选择连接设斑备构件，设置通巴信参数，定义其鞍内部拔属性，进行通道稗连接和数据处理捌方式；跋3、制作动画显搬示画面，参考画板面见图32；佰图32 参考耙动画画面肮4、设计各控制半环节PLC的梯安形图把1）点动、自锁翱控制蔼A肮、参考梯形图见巴图33。霸图33 点动扮、自锁梯形图埃B、下载梯形图罢至PLC中。袄C、联机进行调俺试，验证监控界笆面的正确性。

18、叭2）定时器的控坝制败A盎、参考梯形图见哀图34。跋图34 定时绊器控制梯形图扮B、下载梯形图埃至PLC中。澳C、联机进行调扳试，验证监控界拌面的正确性。捌2）计数器的控敖制扳A绊、参考梯形图见斑图35。邦图35 计稗数器控制梯形图罢B、下载梯形图般至PLC中。般C、联机进行调安试，验证监控界八面的正确性。六、思考题扳1、设计一控制岸系统，实现用P搬LC进行数码显笆示控制，用PC埃进行监控。疤七、实验报告要蔼求佰 敖按规范撰写实验岸报告、实验总结袄。叙述各基本环昂节的工作过程。罢完成思考题。拜实验四板 基于组态技术按的监控系统设计一、实验目的癌通过PLC对机稗械手控制的模拟扒和组态程序的编奥程，掌握组成一伴个监控系统的实坝际方法。二、实验仪器八三菱FX型PL按C，SC09扳通信电缆，装有爸FX梯形图设计癌软件和霸MCGS工控组办态软件的PC。三、预习要求皑1、掌握PLC摆梯形图设计软件袄的使用方法；俺2、掌握PLC岸的外部接线；肮3、掌握PLC碍各个位元件和数俺据寄存器的特点肮；凹4、掌握MCG稗S软件的基本使氨用方法。四、实验电路矮按图41连接碍PLC和PC。奥图41 PL鞍CPC连接示办意图跋五、实验内容及俺步骤1、控制要求1、控制要求澳一个将工件由