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1、现场总线技术实验报告 实 验 报 告 课程名称 现场总线技术 题目名称 现场实验报告 学生学院 信息工程学院 专业班级 学生学号 学生姓名 指导教师 2021 年 1 月 1 日 实验一 0 STEP7 V5.0 编程基础及 S7- -C 300PLC 组态 一、实验目的 通过老师讲解 STEP7 软件和硬件组态的基础知识，使同学们掌握使用 STEP7 的步骤和硬件组态等内容，为后续实验打下基础。 二、 实验 内容 1、组合硬件和软件 STEP7 V5.0 是专用于 SIMATIC S7-300/400 PLC 站的组态创建及设计 PLC 控制程序的标准软件。按照以下步骤： （1）运行 STE

2、P7 V5.0 的软件，在该软件下建立自已的文件。 （2）对SIMATIC S7-300PLC站组态、保存和编译，下载到 S7-300PLC。 （3）使用 STEP7 V5.0 软件中的梯形逻辑、功能块图或语句表进行编程，还可应用 STEP7 V5.0 对程序进行调试和实时监视。 2、使用 STEP7 V5.0 的步骤 设计自动化任务解决方案 生成一个项目 下载到 CPU 进行调试诊断 硬件组态 程序生成 程序生成 硬件组态 图 1-1 STEP7 的基本步骤 3、启动 SIMATIC 管理器并创建一个项目 （1）新建项目 首先在电脑中必须建立自己的文件：File New 写上 Name （2

3、）通信接口设置 为保证能正常地进行数据通信，需对通信接口进行设置，方法有 2 种： 1）所有程序 SIMATIC STEP 7 设置 PG/PC 接口 PC Adapter(Auto) 属性 本地连接 USB/COM（根据适配器连接到计算机的方式选择）； 2）SIMATIC 管理器界面 选项 PC Adapter(Auto) 属性 本地连接 USB/COM（根据适配器连接到计算机的方式选择）。 （3）硬件组态 在自己的文件下，对 S7-300PLC 进行组态，一般设备都需有其组态文件，西门子常用设备的组态文件存在 STEP7 V5.0 中，其步骤如下; l 插入 站点 SIMATIC 300

4、站点 ； l 选定 SIMATIC 300（1） 的 Hardwork（硬件）右边 Profi 标准 SIMATIC 300 将轨道、电源、CPU、I/O 模块组态到硬件中： 轨道：RACK-300 Rail；， 插入电源：选中（0）UR 中 1 1, 插入电源模块 PS-300 PS307 5A； 插入 CPU：选中（0）UR 中 2 2，插入 CPU 模块 CPU-300CPU315-2DP配置 CPU 的型号（CPU 模块的最下方）； l 插入输入/输出模块 DI/DO： 1)选中（0）UR 中 4，插入输入/输出模块 SM-300 DI/DO 配置 输入/输出模块的型号（CPU 模块的

5、最上方）； 2) S7-300 PLC 中有些 CPU 自带输入/输出模块，此时不需进行 DI/DO组态。 （4）S7-300PLC CPU 的开关与指示灯 S7-300PLC CPU 的开关与显示灯如图 11 所示 模式选择器： MRES: 模块复位功能。 STOP: 停止模式，程序不执行。 RUN: 程序执行，编程器只读操作。 RUN-P: 程序执行，编程器读写操作。 指示灯： S F: 组错误：CPU 内部错误或带诊断功能错误。 BF: 组错误: 总线出错指示灯(只适用于带有 DP 接口的 CPU)。出错时亮。 FRCE: FORCE：指示至少有一个输入或输出被强 制。 DC5V: 内部

6、 5VDC 电压指示。 RUN: 当 CPU 启动时闪烁，在运行模式下常亮。 STOP: 在停止模式下常亮，有存储器复位请求时慢速闪烁。正在执行存储器复位时快速闪烁，由于存储器卡插入需要存储器复位时慢速闪烁 。 （5）编程 图 1-5 CPU 开关与指示灯 图 1-1 CPU 开关与指示灯 S7-300PLC 采用模块化的编程结构，包含有通用的 OB 组织块，通用的 FC、FB 功能与功能块，西门子提供的 SFC，SFB 系统功能块，DB 数据块，各个模块之间可以相互调用 。OB1 是其中的循环执行组织块，程序首先并一直在 OB1 中循环运行，在 OB1 中可以调用其它的程序块执行。 在 S7

7、 Program 下的 Block 中，选定并打开 OB1，用梯形逻辑、功能块图或语句表编程，再保存编译和下载，即可执行程序。 （6）程序的清除（存储器复位）： 图 12 编程界面 A、模式选择器放在 STOP 位置 B、模式选择器保持在 MERS 位置，直到 STOP 指示灯闪烁两次（慢速） C、松开模式选择器（自动回到 STOP 位置） D、模式选择器保持在 MERS 位置（STOP 指示灯快速闪烁） E、松开模式选择器（自动回到 STOP 位置） （7）运行并监控 将 CPU 打到 STOP 模式，下载整个 SIMATIC 300 站点。再将 CPU打到 RUN 模式，打开监视，程序运行

8、状态可在 OB1 上监视到。 三 、 思考题 一. 为什么要进行硬件组态？ PLC 是一种模块化的结构，电源、cpu、i/o 等模块都是单独成块的。而 PLC 组态是对硬件进行配置，简单的说就是告诉系统你配置了哪些东西，这样系统才能去连接你的东西。 二. 硬件组态和程序生成有先后之分吗？哪种比较方便些？ 没有先后之分。先进行硬件组态，然后是下载用户程序方便些。这样STEP7 在硬件组态编辑器中会显示可能的地址。而且有了系统数据块后，如果你的程序中硬件组态与你的实际硬件一致，就可以在 SIMATIC管理器中，直接选中 Blocks，然后执行下载，在提示你是否也下载系统数据块时，只要点击 Yes，

9、就把硬件组态信息和用户程序一起下载到 CPU 中。 四 、 实验心得 在这次的实验中，从中了解 STEP7 V5.0 的软件，并学会在该软件下建立自已的文件，对 PLC 站组态、保存和编译，并且下载到 PLC，用软件中的梯形逻辑进行编程，还用软件进行实时监视。开始没找到正确的硬件进行组态，然后在师姐的指导下，找到完全和硬件一致的进行组态，之后的还是比较容易。 实验 二 S7-300PLC 之间的 MPI 通讯 一、实验目的 熟悉现场总线网络 MPI 网络通讯的基本原理和 STEP7 硬件组态，掌握 S7-300PLC 编程和两个 PLC 之间 MPI 网络通讯的具体方法。 二、实验内容 （1）

10、要求：对 PLC 及 MPI 网络组态，采用 STEP 7 V5.x 编程，以 MPI 网络通讯的方式，在第二台 S7-300 的程序中编译一组密码，在第一台 S7-300 上输入八位的开关信号。如果开关信号与密码不同，则第二台 PLC 的某个输出点上的输出信号闪烁；如果开关信号与密码相同，则这个输出点上的输出信号长亮。根据需要添加实验内容和使用 PLC 内部的系统功能。 （2）实验主要仪器设备和器材：S7-300 可编程控制器，开关装置，S7-300 适配器，装有 STEP7 软件的工控机（或电脑）。 （3）实验方法、步骤及结构测试： 图 2-1 MPI 通讯示意图 具体实验步骤如下： 1、

11、硬件连接 应用带连接头的屏蔽双绞线，通过 PLC 中的 MPI 接口进行连接，SIEMENS300(2) CPU SIEMENS300(1) CPU 全局数据 将实际线路连好，开关输入量也接好；同时全部清除两台 S7-300PLC原有的程序，并打到 STOP 挡，为硬件组态和编程作好准备。 2、组态硬件 利用 SIMATIC 管理器，在项目中为要连网的设备生成硬件站之后利用硬件组态工具逐个打开这些站。 1) 打开 SIMATIC Manager,在"文件'选择"新建'。在空白处点击右键选中"插入新对象'，再选 SIMATIC 300。 2)

12、 进行组态 第一台设备：根据实际硬件配置组态 。 第二台设备：根据实际硬件配置组态。 3) 选"站点',进行"保存和编译'。 3、设定 MPI 地址 组态硬件时，必须定义CPU连接在MPI网络上，并分配各自MPI地址。 1) 在 SIMATIC 300（1）选中 Hardware（硬件）。 2) 双击，选 CPU315-2DP。 3) 双击，选属性。 4) 选定 MPI（1），并设定其地址。 在硬盘上保存 CPU 的配置参数，然后分别下装到每一 CPU 中(点到点)。 4、检查网络 1) 网络组态 分别在两台 PLC 硬件组态中，选菜单栏中的"选项

13、'，然后选"组 态网络'，进行组网。选中 MPI（I）双击，将两台 PLC 组网。 用 Profibus 电缆连接 MPI 节点，可以用多条 MPI 线连接。在这里用一条 MPI 线连接即可，这样就可以与所有 CPU 建立在线连接。打开网络组态查看，还可用 SIMATIC 管理中 PLC 下的"Accessible Nodes'功能来测试连接状态。 5、设计程序 编译程序 进入程序设计时，可按以下步骤：选 SIMATIC 300（1）CPU 315-2DPS7 Program(1)BlocksOB1,双击后可开始编写程序。 第一台 S7_300 的程

14、序框图： 读取八位开关信号 IB0，传递到 MB0： MOVE EN ENO IN OUT 第二台 S7-300 的程序框图： 输入密码，输入固定数据 1280，传送到 MW2： MOVE EN ENO IN OUT 开关信号数据 MW6 与密码数据 MW2 对比： IB0 MB0 1280 MW2 CMP=1 IN1 IN2 CMP1 IN1 IN2 输出为 Q0.0。输出信号灯闪烁： 第二台 CPU 的时钟存储器，地址 M100 此时闪光频率为 1Hz,周期=1s,灯通=0.5s,灯闭=0.5s 程序框图 M100 Q124.5 6、生成全局数据表 应用"定义全局数据'工具可以生成一个全局数据表。将数据表编译两次然后下装到 CPU 中。 根据程序可知，数据从第一个 CPU 中的 MB0 发送到第二个 CPU中的 MW6，编译两次后，下载。 生成全局数据表步骤如下： 1）选择 MPI 网 回到前面的项目界面双击 MPI 网选项定义全局数据，产生或打开全局数据表。 2）分配 CPU MW2 MW6 MW2