成都理工大学现场总线(袁礼---06)

1、本科生实验报告实验课程 现场总线技术 学院名称 核技术与自动化工程学院 专业名称 电气工程及其自动化 学生姓名 袁 礼 学生学号 3201206050506 指导教师 张晴 实验地点 6C901 实验成绩 二一五年 十 月 二一五年十一月实验一 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-DP网络的配置。3、掌握PROFIBUS电缆和D形连接器的安装。4、熟悉线路的故障分析及排除故障的方法。二、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57S7-200CPU22632尖嘴钳28SIEMEN

2、S DPA型普通紫色10m3电缆剥线器SIEMENS DP29S7-300CPU315-2DP14DP通信测试仪BT200110DP从站通信模块EM27725万用表DT2025111DP通信卡C5611/5613(可选)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 DP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CPU226连接成PPI通信网络。通

3、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-DP总线网络组建（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、CPU226、ET200M连接成PROFIBUS-DP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电阻设置CPU226主站PORT0CPU226从站1PORT0CPU226从站2PORT0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

4、、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。C 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PROFIBUS DP电缆？答; 因为双屏蔽作用，这些电缆特别适合用于易受电磁干扰的工业环境中。通过总线电缆外皮和总线端子上的接地端子，能实现系统范围内的接地方案。2、为什么要在网络的两端加终端电阻？ 答：匹配总线阻抗，提高数据通信的抗干扰性及可靠行。在设备少距离短的情况下，不加终端负载电阻整个网络能很好的工作；

5、但随着距离的增加性能将降低.五、实验结果分析和过程体会1、总结终端电阻的配置原则。根据传输线理论，终端电阻可以吸收网络上的反射波，有效地增强信号强度。两个终端电阻并联后的值应当基本等于传输线在通信频率上的特性阻抗。2、总结D形连接器和电缆连接的注意事项。（1）进线嘴连接紧固。 接线后紧固件的紧固程度，大嘴以抽拉电缆不串动为合格，小嘴以 1 只手的五指使劲压紧螺母旋进不超过半圈为合格。压盘式线嘴压紧电缆后的压扁量不超过电缆直径的 10 。  (2）电缆护套穿入进线嘴长度一般为 5-15mm 。如电缆粗，穿不

6、进时，可将穿人部分锉细，但护套与密封圈结合部位不得锉细。  (3）电缆护套按要求剥除后，线芯应截成适当长度，做好线头以后才能连接到接线柱上。接线应整齐、无毛刺，卡爪不压绝缘胶皮或其他绝缘物，也不得压住或接触屏蔽层。地线长度适宜，松开接线嘴拉动电缆时，三相火线拉紧或松脱，地线应不掉。  (4）当橡套电缆与各种插销连接时，必须使插座连接在靠电源的一边。  (5）屏蔽电缆与电气设备连接时，必须剥除主芯线的屏蔽层，其剥除长度应大于国家标准规定耐泄漏性的 d 级绝缘材料的最小爬电距离的 1 . 

7、5-2 倍。3、说明判断通信网络是否连接成功的方法。实验二 PPI通信网络的数据传输一、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。二、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SIEMENS DP27S7-200实验箱CPU22634DP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：（1） 主站外接按钮SB11按

8、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Q0.1输出幅度为5V、频率为100HZ、占空比为50%的脉冲；主站外接按钮SB14按下时，从站1的Q0.1输出停止（3） 主站外接按钮SB15按下时，从站2挂接的EM235输出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。（4） 从站1外接接近开关SQ21（可用按钮替代）动作时，从站1的Q0.0输出停止，主站外接发光二极管VD11长亮。（5）

9、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SB11I0.0从站1的SQ21动作指示VD11Q0.0从站1的SQ21状态V0.0数据传输禁止SB12I0.1从站2的SQ31状态V1.0从站1的PWM波允许SB13I0.2从站2的SQ31动作指示VD12Q0.1从站1的VD21控制V2.0从站1的PWM波禁止S

10、B13I0.3从站1的PWM波控制V2.1从站2的输出允许SB14I0.4从站2的VD31控制V3.0从站2的输出禁止SB15I0.5从站2的EM235控制V3.1（2）打开STEP7-Micro/WIN V4.0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2-3 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、Q0.0的PWM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：VD31的亮/灭控制、EM235的直流电压输出控制（写操作）和S

11、Q31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PORT0和PORT1两个通信端口中，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状态信息（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Q0.0的控制（写操作）图2-9 从站2的HL1和EM235的控制（写操作）（7）为NETR/NETW指令配置分配存储区图2-10 NETR/NETW操作指令分配存储区（8）编写主站梯形

12、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SQ21I0.0数据传输允许显示VD21Q0.0从站1的SQ21状态V0.0PWM波输出Q0.1从站1的VD21控制V2.0从站1的PWM波控制V2.1（2）打开STEP7-Micro/WIN V4.0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，设置从

13、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SQ31I0.0数据传输允许显示VD31Q0.0从站2的SQ31状态V1.0从站2的VD31控制V3.0从站2的模拟电压输出控制V3.1（2）打开STEP7-Micro/WIN V4.0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

14、示波器观测并绘出从站1的Q0.1输出PWM波形（2）当按下主站外接SB15时，通过直流电压表观测从站2的EM235输出的直流电压大小实验三 基于PROFIBUS DP的分布式I/O控制系统一、实验目的1、掌握应用STEP7进行PROFIBUS-DP总线系统的硬件和网络组态。2、掌握应用STEP7进行PROFIBUS-DP总线系统的编程。二、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电缆剥线器SIEMENS DP212S7-300电源PS307/5A14DP通信测试仪BT200113S7-300

15、CPUCPU315-2DP15万用表DT2025114DI8×DO8SM32326DP总线连接器9针D形415ET200MIM153-137PROFIBUS-DP电缆A型紫色10m16AI×12bitSM33118直流可调电源112V117AO×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-DP网络系统。（2） 主站外接按钮SB11按下时，1号从站外接指示灯VD21点亮；松开SB11，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

16、接按钮SB13按下时，3号从站输出5V直流电压。（3） 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。（4） 2号从站输入电压1VU5V时，主站外接指示灯VD12点亮；2号从站输入电压5VU10V时，主站外接指示灯VD13点亮。实验图2 PROFIBUS-DP系统组成实验图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（1） 按控制电路接线图正确连接线路。（2） 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

17、调试。（5） 调试成功后，把系统数据和程序下载到PLC。（6） 检查无误后，并经指导教师检查后方可合闸通电试验。（7） 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。（8） 实验中出现不正常现象时，应切断电源，分析故障并排除后，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SB11I0.0BOOL主站按钮SB11SB12I0.1BOOL主站按钮SB12SB13I0.2BOOL主站按钮SB13VD11Q0.0BOOL主站指示灯VD11VD12Q0.1BOOL主站指示灯VD12VD13Q0.2BOOL主站指示灯

18、VD13SB21I1.0BOOL从站1按钮SB21VD21Q1.0BOOL从站1指示灯VD21U2_INTPIW256INT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_ENM10.0BOOLFC105使能输入FC105_BIM10.1BOOLFC105输入方式选择FC105_ENOM20.0BOOLFC105使能输出FC105_RETMW30WORDFC105执行错误信息FC106_ENM10.2BOOLFC106使能输入FC106_BIM10.3BOO

19、LFC106输入方式选择FC106_RETMW35WORDFC106执行错误信息INIT_1M0.0BOOL系统初始化用INIT_2M0.1BOOL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OB100CPU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OB100初始化程序：OB1主程序：四、思考题1、 说明一个S7-300站点的硬件组态的操作步骤。A选中项目名，单击Insert/Station/SIMATIC300Station，进入中央机架硬件组态界面。B、打开S7-300地组态项目。首先组态S7-30

20、0机架；然后在第一槽上组态电源模板；在第二槽上组态CPU模板；在第三槽上组态接口模板专用；在第四槽至第十一槽用于组态信号模板或其他模板。2、 如何在本次实验的PROFIBUS-DP网络中添加一个S7-200的从站？1 在项目窗口下，生成你所预设的DP主站，DP从站和Profibus子网。 2 在你所预设的从站硬件组态窗口下，打开DP属性对话框（而不是DP接口属性对话框），共有4个标签，可分别设置以下参数： 3 态该CPU为DP从站系统 设置Profibus从站地址 设置从站的诊断地址区域（缺省值为2047）3、OB100初始化程序的作

21、用是什么？S7-300在暖启动时调用OB100，只执行一次，可用于变量的初始化。实验四 PROFIBUS DP网络系统的时间中断和故障诊断一、实验目的1、掌握PROFIBUS-DP总线系统的时间中断组织块的调用。2、掌握PROFIBUS-DP总线系统的故障诊断组织块的调用。二、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/0.5W52尖嘴钳小型211按钮NP2143电缆剥线器SIEMENS DP212S7-300电源PS307/5A14DP通信测试仪BT200113S7-300 CPUCPU315-2DP15万用表DT2025114DI8

22、×DO8SM32326DP总线连接器9针D形415ET200MIM153-137PROFIBUS-DP电缆A型紫色10m16AI×12bitSM33118直流可调电源112V117AO×12bitSM33219LED指示灯3V/0.02A418蜂鸣器5V/0.1A1三、实验内容和步骤1、实验内容（1） 由一个主站和三个从站构成PROFIBUS-DP网络系统，控制系统的功能与实验三相同。（2） 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/0.5W的电阻降压限流。（3） 在程序中添加故障诊断组织块