东华大学工业控制网络技术实验报告

1、东华大学工业控制网络技术实验报告 实验一 Automation Studio的使用和基本程序编程及调试一、实验目的1. 掌握 Automation Studio 的基本使用技巧和方法2. 熟悉 Automation Studio 的基本命令3. 学会和掌握Automation Studio 程序的调试方法二、实验设备1. PC机一台，装有Automation Studio编程软件；2. 贝加莱PCC-2003一台；3. 各PC机与PCC-2003通过RS232电缆连接进行通信。三、实验内容熟悉并练习Automation Studio的使用，用选定的编程语言编制、调试控制程序。1.PCC硬件配置

2、：根据所给实验装置，使用Automation Studio对系统硬件进行配置。2.实验程序 1使用Automation Basic或其它PLC编程语言，编制一段小控制程序，实现以下功能：利用实验装置上的第一个模拟量旋钮（电位器），来控制模拟量输出，当旋转该电位器时，第一个模拟量输出随之变化，旋钮逆时针旋到底时（模拟量输入为最小值0），要求模拟量输出为0（光柱无显示），当旋钮顺时针旋到底时（模拟量输入为最大值32767），要求模拟量输出为最大值（光柱全显示）；同时，第二个模拟量输出的状态正好与第一个模拟量输出相反。3.实验程序 2使用Automation Basic或其它PCC编程语言，编制一段

3、小控制程序，实现以下功能：利用实验装置上的两个开关，来控制模拟量输出，当接通（合上）其中一个开关（另一个应处于断开状态）时，第一个模拟量输出从0开始随时间逐渐增大，达到其最大值后，再从0开始，周而复始；当接通（合上）另一个开关时，第一个模拟量输出从0开始随时间逐渐增大，达到其最大值后，再从0开始，同时，第二个模拟量输出从其最大值开始随时间逐渐减小，达到0后，再从其最大值开始，周而复始。4、 实验步骤1.PCC硬件件配置步骤：(1)双击电脑桌面上的Automation Studio 图标，进入Automation Studio环境。(2)点击菜单“Files”中的“New”进入新建项目的画面。(

4、3)为项目命名。按“确认”后，在“Upload hardware from target”前面的框内打钩，点击“Next”选项。(4)进入页面后，在页面的空白区域，右击鼠标右键，选择“Insert Object”，添加用户控制程序，进入下一个界面。(5)命名程序模块，选择编程语言以及该程序的运行循环周期。点击“确认”后即进入相应的编程环境。(6)编写样例程序：SS1 DW 00 in -x1SS2 DW 01 in- x2SS2 DW 00 out-y0SS2 DW 01 out-y1Digital input 01-a1Digital input 02-a2Digital input 03-

5、a3Digital output 01-b1Digital output 02-b2Digital output 03-b32.实验程序1步骤： (1)输入输出变量配置如图1所示：图1：变量配置(2)在编程环境中编写相应的程序，编写的程序为： y0 = x0 y1 = 32767 - x0(3)编译运行并下载程序。(4)实验结果：旋转实验装置上的第一个模拟量旋钮，第一个模拟量输出随之变化。当旋钮顺时针旋到底时，模拟量输出为最大值（光柱全显示），旋钮逆时针旋到底时，模拟量输出为0（光柱无显示）；同时，第二个模拟量输出的状态正好与第一个模拟量输出相反。3.实验程序2步骤： (1)输入输出变量配置，

6、配置图如图2所示：图2：变量配置(2)在编程环境中编写相应的程序，编写的程序为： if (a>0) then y0 = y0 + 1 endif if(y0 >= 32767) then y0 = 0 endif if (a>0) and (b>0) then y1 = y1 + 1 endif (3)编译运行并下载程序。(4)实验结果：利用实验装置上第三个和第四个开关，来控制模拟量输出，当接通其中一个开关（另一个应处于断开状态）时，第一个模拟量输出从0开始随时间逐渐增大，达到其最大值后，再从0开始，周而复始；当接通另一个开关时，第一个模拟量输出从0开始随时间逐渐增大，

7、达到其最大值后，再从0开始，同时，第二个模拟量输出从其最大值开始随时间逐渐减小，达到0后，再从其最大值开始，周而复始。五、思考题1.在Automation Studio中为什么要对PLC系统硬件进行配置？答：对PLC系统硬件进行配置后，将Automation Studio中编写的程序下载到实验装置上，就可以通过按实验装置上的开关对数字、模拟量的输出进行控制。2.为什么要为用户编制的控制程序命名？答：将执行该控制程序所需要的各种资源自动配置到该程序名下,同时也方便日后查找到该控制程序。3.为用户程序选择循环周期的原则是什么？答：利用顺序结构或者条件语句来代替循环语句。4.Automation S

8、tudio为用户提供多种编程语言有什么好处？答：编程语言丰富，可以供用户选择不同的编程语言，同时也可以混合多种语言编程，增加通用性。六、实验总结在本次实验中，通过使用Automation Studio与贝加莱PLC-2003的配套使用，基本掌握了Automation Studio的使用技巧和方法，通过BASIC语言进行编程，基本掌握了Automation Studio程序的调试方法，知道了编程语言在其内部的不同。实验二 工业水位控制系统（工业监控软件的使用）一、实验目的1.掌握 WinCC 集成环境的基本使用技巧和方法2熟悉 WinCC 的基本图形命令3学会和掌握 WinCC 图形动作控制的基

9、本方法二、实验设备PC机一台，装有Window 2000操作系统和 WinCC 6.0 中文版。三、实验内容熟悉并练习 WinCC 的使用，根据例图用 WinCC的图形编辑器绘制水位控制系统的图形，定义控制变量(Tag)并将所定义的Tag与相应图形相连接，使在 WinCC 监控软件运行时，相应的图形可以根据操作者的命令作相应的动作。四、实验过程1. 打开Wincc，新建项目，利用图形编辑器绘制好水位控制系统的相关图形。2. 设置各个变量类型，左阀右阀(BOOL型)水管（BOOL）及开关(BOOL型)水箱（模拟量）和水位显示（模拟量），并且根据各变量及其实验要求设置参数。3. 将各变量设置好参数

10、后与按钮等器件相匹配， 。4. 实验结果如图1所示： 图1：实验结果五、思考题1WinCC 的作用是什么？答：在控制方面，WinCC控制PLC，在显示方面，WinCC根据PLC内部模块的变化显示不同的状态。它的通用的应用程序，适合所有工业领域的解决方案；可以集成到所有自动化解决方案内；内置所有操作和管理功能，可简单、有效地进行组态；适用于所有工业和技术领域的解决方案。WinCC集生产自动化和过程自动化于一体，实现了相互之间的整合2.在 WinCC 资源管理器中，为什么要在计算机属性中窗口属性的全屏处打勾？答：可以全屏观察，这样方面观看实验进程，如果窗口显示可能有些部分不会显示出来。 3.如何使

11、用户设计的图形在整个屏幕中显示，并使整幅画面比较平衡？答：在WinCC中点击计算机属性-选择“图形运行系统”-将“窗口属性”中的“全屏”打勾。4.图形动作显示时有滞后现象（即按下按钮后画面要延迟若干时间后才有变化）的原因有哪些？答：原因是当改变数据值后，WinCC传给PLC、PLC处理完、再传回WinCC，每一步都需要时间的，没来得及反应过来而已。而且用户自定义的变量在PLC中是否还有某些条件或延时处理。六、实验总结在本次实验中，我熟悉了WinCC 的使用，也了解了WinCC的在工业控制中的作用。根据实验要求中的样例图，使用WinCC的图形编辑器绘制水位控制系统的图形，并且设置控制变量(Tag

12、)，所定义的Tag与相应图形相连接，使在 WinCC 监控软件运行时，相应的图形可以根据要求实现变化。从本次实验，我掌握了WinCC 集成环境的基本方法，学会了WinCC的基本图形命令并用图形动作控制。实验三 工业水位控制系统的本地控制一、实验目的1.掌握 Automation Studio 程序的编制和调试方法2.掌握 WinCC 图形控制的方法3.学会和掌握 OPC 的设置及使用方法二、实验设备PC 机一台，装有 Windows 2000 操作系统、Automation Studio 编程软件 以及 WinCC 5.0 中文版，贝加莱 PCC-2003 一台；各 PC 机与 PLC-200

13、3 通过 RS232 电缆连接进行通信。三、实验内容与实验二基本相同，只是图形的控制必须由 PLC 来进行。即用 PLC 的输入输出控制信号来控制阀门的动作，进而控制水位。实验时只需将实验二画面中的动作变量由实验二中的按钮改成 PLC 实验装置上的开关可；工业水位控制系统自动运行的程序由 PLC 程序执行。四、实验过程1.在Automation Studio，建立工程文件。2.设置实验中所需要用的变量，如图1所示: 图1：变量设置3. 建立控制程序，如图2所示：图2：控制程序编译并下载程序，在PLC上运行，由日志文件可知，程序没有错误。4. 打开OPC Configurxtor(1)新建文件夹

14、，取名test，(2)点击Insert outlines，然后添加在Automation Studio中的刚才定义的变量，如图3所示：图3：定义变量(3)打开OPC Configurxtor中上方的实时观察选项，然后通过控制PLC进行观察OPC中是否同步改变。(4)打开Wincc,打开OPC变量进行系统参数添加，添加刚才定义的几个变量，如图4所示：图4：添加变量(5)在图形编辑器中画图，对每个开关变量进行动态动作框的设计,如图5所示：图5：设计开关变量(6)运行程序，并观察实验现象，如图6所示：图6：实验现象五、思考题1.什么是OPC？它的作用是什么？答：OPC是OLE for Process

15、 Control的缩写。 用于过程控制的OLE是一个工业标准，管理这个标准国际组织是OPC基金会，OPC基金会现有会员包括世界上所有主要的自动化控制系统、仪器仪表及过程控制系统的公司。基于微软的OLE(现在的Active X)、COM (部件对象模型)和DCOM (分布式部件对象模型)技术。OPC包括一整套接口、属性和方法的标准集，用于过程控制和制造业自动化系统。2.实验中所用的OPC服务器是否对所有自动化设备都适用？为什么？答：是。OPC服务器的功能就是与下位机进行数据的交换，其中包含了大量的通讯程序和数据存贮程序。然后提供标准的OPC接口，供其它软件使用。程序标准化以后，其他的软件商只需开

16、发面对服务器的程序即可。3.实验中所用的 OPC 客户器是否对所有自动化设备都适用？为什么？答：不行，OPC服务器都不能对所有自动化设备适用。4.如何判断 OPC 服务器的工作是正常的？答：OPC服务器能正常读取设备的数据则判断工作正常。六、实验总结在本次实验中，掌握了Automation Studio的程序编制与调试，再通过OPC设置，从而对WinCC的图形进行控制，成功的将图形控制转变成PLC控制，受益匪浅。实验四 工业水位控制系统的远程控制一、实验目的1.掌握 Automation Studio 程序的编制和调试方法2.掌握 WinCC 图形控制的方法3.学会和掌握 OPC 以及 CAN

17、 网络的设置及使用方法二、实验设备PC 机一台，装有 Automation Studio 以及 WinCC 5.0 中文版；贝加莱 PLC-2003 一台；PC 机与 PLC-2003 通过 RS232 电缆连接进行通信。各 PLC 之间应由 CAN 网络互相连通。三、实验内容与实验三基本相同，只是图形的控制必须由其它 PLC 来进行。即用其它 PLC上的输入输出控制信号来控制阀门的动作。实验时只需将实验三画面中的动作变量由实验三中的本地开关改成其它PLC 上的开关输入即可；工业水位控制系统自动运行的程序也由远程 PLC 程序执行。四、实验过程1.在实验三的基础上，首先来建立两台主机的通信，实

18、现控制其他计算机的功能，自己使用的计算机作为发送方。2.实验程序主控机发出数据程序：CXNopen_0.enxble=1CXNopen_0.bxud_rxte=50CXNopen_0.cob_xnz=5CXNopen_0.error_xdr=xdr(cxn_error);CXNopen_0.device=0CXNopen_0 FUB CXNopen()CXNwrite_0,enxble=1CXNwrite_0.us_ident=CXNopen_0.us_identCXNwrite_0.cxn_id=123CXNwrite_0.dxtx_xdr=xdr(buf)CXNwrite_0.dxtx_l

19、ng=8CXNwrite_0 FUB CXNwrite(0Buf0=kai1Buf1=kai2Buf2kai3被控机接受数据程序：CXNopen_0.enxble=1CXNopen_0.bund_rxte=50CXNopen_0.cob_xnz=5CXNopen_0.error_xdr=xdr(cxn_error)CXNopen_0.device=0CXNopen_0 FUB CXNopen()For CXNwrite:CNXwrite_0.enxble=1CXNwrite_0.us_ident=CXNopen_0.us_identCXNwrite_0.cxn_id=100CXNwrite_0.dxtx_xdr=xdr(yyy)CNXwrite_0.dxtx_lng=8CXNwrite_0 FUB CXNwrite()yyy(0)=USINT(k1)For CXN RexdCXNrexd_0.enxble=1CXNrexd_0