1、現場總線技術實驗指導書實驗一 RS-485串行通信網絡安裝技術一、實驗目的1、理解PPI通信網絡的安裝和配置。2、理解PROFIBUS-DP網絡的配置。3、掌握PROFIBUS電纜和D形連接器的安裝。4、熟悉線路的故障分析及排除故障的方法。二、實驗器材及工具表1 實驗所需器材及工具序號名稱型號數量序號名稱型號數量1改刀一字、十字57S7-200CPU22632尖嘴鉗28SIEMENS DPA型普通紫色10m3電纜剝線器SIEMENS DP29S7-300CPU315-2DP14DP通信測試儀BT200110DP從站通信模塊EM27725萬用表DT2025111DP通信卡C5611/5613(可

2、選)16DP總線連接器SIEMENS9針D形312遠程分布式I/O模塊ET200M1三、實驗內容和步驟1、電纜剝線器的使用和PROFIBUS DP電纜、D形連接器的連裝（1） 用電纜剝線器按圖1-1所示方法剝制DP電纜。（2） 用DP連接器把剝制好的電纜連接起來。2、PPI通信網絡組建（1） 按圖1-2所示，用制作好的帶D形連接器的DP電纜把三個CPU226連接成PPI通信網絡。通信端口用PORT0。（2） 按圖1-2所示，設置D形連接器上的終端電阻。3、PROFIBUS-DP總線網絡組建（1） 按圖1-3所示，用制作好的帶D形連接器的DP電纜把CPU315-2DP、EM277、CPU226、

3、ET200M連接成PROFIBUS-DP總線網絡。（2） 按圖1-3所示，設置D形連接器上的終端電阻。圖1-1 PROFIBUS DP電纜、D形連接器的連接終端電阻設置CPU226主站PORT0CPU226從站1PORT0CPU226從站2PORT0圖1-2 PPI通信網絡的組建圖1-3 PROFIBUS-DP總線網絡的組建4、故障排查（1） 故障設置A 某一處或兩處D形連接器的A、B線位置接反。B 某一處或兩處D形連接器的A或B線未接。C 電纜的屏蔽層未接地。D 某一處的終端電阻未裝。（2） 故障診斷方法一：使用BT200手持式智能終端確定錯誤位置和類型。方法二：使用萬用表電阻檔測量線路是否

4、接通、終端電阻是否安裝。四、思考題1、為什么要使用專用的電纜剝線器剝制PROFIBUS DP電纜？2、為什么要在網絡的兩端加終端電阻？3、當通信連接成功時有什么現象？五、實驗結果分析和過程體會1、總結終端電阻的配置原則。2、總結D形連接器和電纜連接的注意事項。3、說明判斷通信網絡是否連接成功的方法。4、書寫心理體會和實驗結果。實驗二 PPI通信網絡的數據傳輸一、實驗目的1、 掌握PPI通信網絡的數據傳輸方法。2、 掌握PPI通信網絡的編程技巧。二、實驗器材及工具表2 實驗所需器材及工具序號名稱型號數量序號名稱型號數量1改刀一字、十字55萬用表DT20252尖嘴鉗26DP總線連接器SIEMENS

5、9針D形3電纜剝線器SIEMENS DP27S7-200實驗箱CPU22634DP通信測試儀BT20018SIEMENS DPA型普通紫色10m三、實驗內容和步驟1、按圖2-1所示組建PPI通信網絡和控制電路。2、數據傳輸任務要求如下：（1） 主站外接按鈕SB11按下時，從站1外接發光二極管VD21和從站2外接發光二極管VD31長亮，可進行數據傳輸。主站外接按鈕SB12按下時，從站1外接VD21和從站2外接VD31熄滅，禁止數據傳輸。（2） 主站外接按鈕SB13按下時，從站1的Q0.1輸出幅度為5V、頻率為100HZ、占空比為50%的脈沖；主站外接按鈕SB14按下時，從站1的Q0.1輸出停止（

6、3） 主站外接按鈕SB15按下時，從站2掛接的EM235輸出5V的直流電壓；主站外接按鈕SB16按下時，從站2掛接的EM235無直流電壓輸出。（4） 從站1外接接近開關SQ21（可用按鈕替代）動作時，從站1的Q0.0輸出停止，主站外接發光二極管VD11長亮。（5） 從站2外接接近開關SQ31（可用按鈕替代）動作時，從站2的EM235無直流電壓輸出，主站外接發光二極管VD12長亮。圖2-1 PPI通信網絡的數據傳輸3、根據數據傳輸任務要求，設置主站的地址、通信參數，編寫主站的梯形圖程序。（1）主站的I/O端口和軟元件分配表2-1 主站的I/O端口和軟元件分配名稱端口名稱端口名稱軟元件數據傳輸允許

7、SB11I0.0從站1的SQ21動作指示VD11Q0.0從站1的SQ21狀態V0.0數據傳輸禁止SB12I0.1從站2的SQ31狀態V1.0從站1的PWM波允許SB13I0.2從站2的SQ31動作指示VD12Q0.1從站1的VD21控制V2.0從站1的PWM波禁止SB13I0.3從站1的PWM波控制V2.1從站2的輸出允許SB14I0.4從站2的VD31控制V3.0從站2的輸出禁止SB15I0.5從站2的EM235控制V3.1（2）打開STEP7-Micro/WIN V4.0編程軟件建立新項目，選擇CPU類型：CPU226。圖2-2 主站PLC類型設置（3）設置主站地址和通信參數圖2-3 主站

8、地址和通信參數設置（4）使用指令向導建立主站的通信子程序對于從站1的通信操作：VD21的亮/滅控制、Q0.0的PWM信號輸出控制（寫操作）和SQ21的狀態信息（讀操作）等共計2個。對于從站2的通信操作：VD31的亮/滅控制、EM235的直流電壓輸出控制（寫操作）和SQ31的狀態信息（讀操作）等共計2個。因此，需要網絡讀寫操作數目為4個。圖2-4 選擇指令向導類型并指定網絡操作數目（5）指定通信端口和通信子程序名稱CPU226有PORT0和PORT1兩個通信端口中，需要指定其中一個用于通信。子程序自定。圖2-5 指定通信端口和通信子程序名稱（6）指定網絡操作內容圖2-6 從站1的SQ21狀態信息

9、（讀操作）圖2-7 從站2的SQ31狀態信息（讀操作）圖2-8 從站1的HL1和Q0.0的控制（寫操作）圖2-9 從站2的HL1和EM235的控制（寫操作）（7）為NETR/NETW指令配置分配存儲區圖2-10 NETR/NETW操作指令分配存儲區（8）編寫主站梯形圖程序4、根據數據傳輸任務要求，設置從站的地址、通信參數，編寫從站1梯形圖程序。（1）從站1的I/O端口和軟元件分配表2-2 從站1的I/O端口和軟元件分配名稱端口名稱端口名稱軟元件接近開關SQ21I0.0數據傳輸允許顯示VD21Q0.0從站1的SQ21狀態V0.0PWM波輸出Q0.1從站1的VD21控制V2.0從站1的PWM波控制

10、V2.1（2）打開STEP7-Micro/WIN V4.0編程軟件建立新項目，選擇CPU類型：CPU226。圖2-11 從站1PLC類型設置（3）設置從站1地址和通信參數圖2-12 從站1的地址和通信參數設置（4）編寫從站1梯形圖程序5、根據數據傳輸任務要求，設置從站的地址、通信參數，編寫從站2梯形圖程序。（1）從站1的I/O端口和軟元件分配表2-3 從站2的I/O端口和軟元件分配名稱端口名稱端口名稱軟元件接近開關SQ31I0.0數據傳輸允許顯示VD31Q0.0從站2的SQ31狀態V1.0從站2的VD31控制V3.0從站2的模擬電壓輸出控制V3.1（2）打開STEP7-Micro/WIN V4

11、.0編程軟件建立新項目，選擇CPU類型：CPU226。圖2-13 從站2PLC類型設置（3）設置從站2地址和通信參數圖2-14 從站2PLC類型設置（4）編寫從站2梯形圖程序5、并觀查實驗結果，解答思考題，書寫實驗結果分析和總結。（1）當按下主站外接SB13時，通過示波器觀測并繪出從站1的Q0.1輸出PWM波形（2）當按下主站外接SB15時，通過直流電壓表觀測從站2的EM235輸出的直流電壓大小四、思考題1、 如何更改從站1的Q0.0輸出的脈沖電壓的頻率和占空比？2、 如何更改從站2掛接的EM235輸出的直流電壓高低？五、實驗結果分析和實驗過程體會書寫心得體會和實驗結果。實驗三 基于PROFI

12、BUS DP的分布式I/O控制系統一、實驗目的1、掌握應用STEP7進行PROFIBUS-DP總線系統的硬件和網絡組態。2、掌握應用STEP7進行PROFIBUS-DP總線系統的編程。二、實驗器材和工具表2 實驗所需器材及工具序號名稱型號數量序號名稱型號數量1改刀一字、十字510電阻1K/2W42尖嘴鉗小型211按鈕NP2143電纜剝線器SIEMENS DP212S7-300電源PS307/5A14DP通信測試儀BT200113S7-300 CPUCPU315-2DP15萬用表DT2025114DI8DO8SM32326DP總線連接器9針D形415ET200MIM153-137PROFIBUS

13、-DP電纜A型紫色10m16AI12bitSM33118直流可調電源112V117AO12bitSM33219LED指示燈3V/0.02A418三、實驗內容和步驟1、實驗內容（1） 由一個主站和三個分布式I/O從站構成PROFIBUS-DP網絡系統。（2） 主站外接按鈕SB11按下時，1號從站外接指示燈VD21點亮；松開SB11，VD21熄滅。當主站外接按鈕SB12按下時，3號從站輸出2V直流電壓；當主站外接按鈕SB13按下時，3號從站輸出5V直流電壓。（3） 1號從站外接按鈕SB21按鈕下時，主站外接指示燈VD11點亮。松開SB21，VD11熄滅。（4） 2號從站輸入電壓1VU5V時，主站外

14、接指示燈VD12點亮；2號從站輸入電壓5VU10V時，主站外接指示燈VD13點亮。實驗圖2 PROFIBUS-DP系統組成實驗圖2 PROFIBUS-DP系統主站電路實驗圖3 PROFIBUS-DP系統從站電路2、實驗步驟（1） 按控制電路接線圖正確連接線路。（2） 使用STEP7進行硬件和網絡組態，各I/O地址由系統分配。（3） 使用STEP7按任務要求編寫控制程序。（4） 使用PLCSIM對系統進行仿真調試。（5） 調試成功后，把系統數據和程序下載到PLC。（6） 檢查無誤后，并經指導教師檢查后方可合閘通電試驗。（7） 操作控制按鈕，并觀查實驗結果。解答思考題，書寫心得體會和實驗報告。（8

15、） 實驗中出現不正常現象時，應切斷電源，分析故障并排除后，才能再通電試驗。3、控制程序（1）確定各I/O端口地址和變量符號表1 I/O端口地址分配和變量符號符號地址類型說明SB11I0.0BOOL主站按鈕SB11SB12I0.1BOOL主站按鈕SB12SB13I0.2BOOL主站按鈕SB13VD11Q0.0BOOL主站指示燈VD11VD12Q0.1BOOL主站指示燈VD12VD13Q0.2BOOL主站指示燈VD13SB21I1.0BOOL從站1按鈕SB21VD21Q1.0BOOL從站1指示燈VD21U2_INTPIW256INT從站2輸入電壓A/D轉換值U2_REALMD40REAL從站2輸入

16、電壓值U3_INTPQW256INT從站3輸出電壓D/A轉換值U3_REALMD45REAL從站3輸出電壓值FC105_ENM10.0BOOLFC105使能輸入FC105_BIM10.1BOOLFC105輸入方式選擇FC105_ENOM20.0BOOLFC105使能輸出FC105_RETMW30WORDFC105執行錯誤信息FC106_ENM10.2BOOLFC106使能輸入FC106_BIM10.3BOOLFC106輸入方式選擇FC106_RETMW35WORDFC106執行錯誤信息INIT_1M0.0BOOL系統初始化用INIT_2M0.1BOOL系統初始化用（2）程序塊表2 調用的各程序

17、塊名稱功能OB1循環執行的主程序OB100CPU暖啟動時執行一次，用于系統初始化FC105用于模擬電壓輸入的量程轉換FC105用于模擬電壓輸出的量程轉換OB100初始化程序：OB1主程序：四、思考題1、 說明一個S7-300站點的硬件組態的操作步驟。2、 如何在本次實驗的PROFIBUS-DP網絡中添加一個S7-200的從站？3、程序中的MD45存儲的是什么類型的數據？它的存儲數據有什么用途？4、OB100初始化程序的作用是什么？五、實驗結果分析和實驗過程體會實驗四 PROFIBUS DP網絡系統的時間中斷和故障診斷一、實驗目的1、掌握PROFIBUS-DP總線系統的時間中斷組織塊的調用。2、

18、掌握PROFIBUS-DP總線系統的故障診斷組織塊的調用。二、實驗器材和工具表2 實驗所需器材及工具序號名稱型號數量序號名稱型號數量1改刀一字、十字510電阻1K/0.5W52尖嘴鉗小型211按鈕NP2143電纜剝線器SIEMENS DP212S7-300電源PS307/5A14DP通信測試儀BT200113S7-300 CPUCPU315-2DP15萬用表DT2025114DI8DO8SM32326DP總線連接器9針D形415ET200MIM153-137PROFIBUS-DP電纜A型紫色10m16AI12bitSM33118直流可調電源112V117AO12bitSM33219LED指示燈3V/0.02A418蜂鳴器5V/0.1A1三、實驗內容和步驟1、實驗內容（1） 由一個主站和三個從站構成PROFIBUS-DP網絡系統，控制系統的功能與實驗三相同。（2） 在程序中添加一個時間中斷組織塊，該組織塊的功能：每隔一個小時使蜂鳴器叫一聲。蜂鳴器占用的輸出端口自定，用24V供電，串聯一只1K/0.5W的電阻降壓限流。（3） 在程序中添加故障診斷組織塊OB82和OB86，用于系統的故障診斷。OB82和OB86的調用次數和診斷數據分別存放在兩個共享數據塊中。（4） 使用PLCSIM仿真一個I/O端口故障，查看數據塊的數據是否有變化。2、實驗步驟（1） 添加一個結構體的數據類型UDT