基于DP总线的A3000实验和测试培训V1M7D9

A3000-DP型过程控制实验系统补充测试实验培训指导

北京华晟高科教学仪器有限公司

前言

《A3000-DP型过程控制实验系统补充测试实验培训指导》是根据A3000过程控制实验系统的相关内容编写的，包括如下内容：

1、S7-300 DP设备。

2、S7-300 PLC控制系统编程和组态软件的连接。

3、DP总线实验。

不介绍具体的A3000现场系统和组态软件。有关这些内容将在独立的培训培训书中介绍。一般不涉及PA总线的内容，《A3000-PA型过程控制实验系统补充测试实验培训指导》。

本培训书缺点和错误在所难免，敬请各位专家、院校师生和广大读者批评指正。

申明：本培训书内容只适合华晟高科A3000教学实验。范例和文档内容只用于提供信息，对本书不承担任何保证。

北京华晟高科教学仪器有限公司

二零零七年八月

第一章DP设备的接线 (1)

1.1总体结构 (1)

1.2DP设备的接线 (1)

第二章S7-300 PLC中控制编程 (2)

2.1增加DP设备 (2)

2.2控制系统编程 (5)

2.3组态软件 (10)

第三章DP总线的实验 (13)

3.1培训范例说明 (13)

3.1.1控制和组态程序数据词典 (13)

3.1.2 变频器的控制 (14)

3.2测试题--单容下水箱液位变频器PID单回路控制 (15)

3.2.1测试题目描述 (15)

3.2.2 上位组态要求 (16)

3.2.3 控制结果和评分标准 (18)

3.2.4 控制算法和编程 (20)

3.2.5 操作过程和调试 (20)

3.2.6 范例测试结果及记录 (21)

3.3测试题—双容下水箱液位变频器PID单回路控制 (21)

3.3.1测试题目描述 (21)

3.3.2 上位组态要求 (22)

3.3.3 控制结果和评分标准 (24)

3.3.4 控制算法和编程 (26)

3.3.5 操作过程和调试 (26)

3.3.6 范例测试结果及记录 (27)

3.4测试题--流量变频器PID单回路控制 (27)

3.4.1 测试题目描述 (27)

3.4.2 上位组态要求 (28)

3.4.3 控制结果和评分标准 (30)

3.4.4 控制算法和编程 (32)

3.4.5 操作过程和调试 (32)

3.4.6 范例测试结果及记录 (33)

3.5测试题--液位和进口流量串级控制 (33)

3.5.1 测试题目描述 (33)

3.5.2 上位组态要求 (35)

3.5.3 控制结果和评分标准 (37)

3.5.4 控制算法和编程 (38)

3.5.5 操作过程和调试 (39)

3.5.6 范例测试结果及记录 (40)

3.6测试题--流量-液位前馈反馈控制 (41)

3.6.1 测试题目描述 (41)

3.6.2 上位组态要求 (43)

3.6.3 控制结果和评分标准 (45)

3.6.4 控制算法和编程 (46)

3.6.5 操作过程和调试 (47)

3.6.6 范例测试结果及记录 (48)

第一章DP设备的接线

1.1 总体结构

PROFIBUS DP控制网络如图所示。

如果没有配置DP设备，也可以通过模拟量模块进行实验。

1.2 DP设备的接线

DP设备包括ET200S，或者ET200M，执行器包括变频器。在控制箱中，A3000C板专门提供一个总线信号的连接。

第二章S7-300 PLC中控制编程

本章只介绍DP设备的编程问题，有关STEP7使用，以及PLC编程的基本方法在《基于S7-300控制系统的A3000实验和测试培训》中详细介绍。

2.1 增加DP设备

这里不介绍S7-300编程，在书《基于S7-300控制系统的A3000实验和测试培训》中详细介绍。

新建工程，增加S7-300站点。打开硬件组态界面。

插入机架，插入CPU，需要支持DP通讯。插入机架之前还需要进行机架的更新和驱动的安装。

所示。

ET 200S（IM151）。如图所示。

选择模块，包括电源，2AI, 2RTD模块，系统自动分配地址。如图所示。

同样的方法插入MM420变频器。如图所示。首先双击选择SIMOVERT，MICROMASTER 4。然后下面的表中选中一行，然后选择CATALOG窗口中的

4 PKW, 2PZD（PPO1）。

2.2 控制系统编程

参考《基于S7-300控制系统的A3000实验和测试培训》，复制创建OB1，DB3。复制FC200，FC201，插入FB41。

（1）建立SYMBOL表如图所示。

其中包括所有DP各个地址通道名称。这些通道地址在硬件组态中有。那么程序中就可以通过符号来访问，比单纯的地址清楚多了。

（2）DB3中建立如图所示的变量。

其中包括实验选择EXP_NO，变频器控制位，ET200S的输入工程值。我们采用工程量来进行PID运算。

（3）建立输入转换。如图所示。流量0-3立方/小时，液位25厘米。温度0-100，注意标定值不同。

2AI模块4毫安对应0，20毫安对应32000

2RTD为温度值的10倍。

（4）PID运算

（6）变频器准备操作如图所示。

（7）变频器启动操作如图所示。

（7）变频器清错操作如图所示。

（8）变频器输出控制如图所示。

（9）变频器状态读取操作如图所示。

程序编写好之后就可以下装运行。

2.3 组态软件

以组态王为例子，具体操作参考组态软件的说明。

一个主界面，DP的7个实验。包括单回路、串级、前馈反馈等实验。

变量定义如图所示。

典型的窗口如图所示。

在窗口属性中增加“运行时”代码，如图所示。

在变频器控制按钮上，增加代码。BITSET(TR_COMM,1,1);准备好。BITSET(TR_COMM,2,1);启动。BITSET(TR_COMM,3,1);清错。

第三章DP总线的实验

3.1 培训范例说明

为了培训方便，所有组态软件和编程软件具有一致性。控制器编程分成几个类别。包括PID控制，串级控制，前馈反馈控制。控制器中的寄存器地址也是规定好的。在实验或测试时，并不需要按照这里的次序和变量名称。

由于各个测试题的工程量转换可能不同，所以一个测试题一个组态工程。但是为了演示方便，我们还提供通用的组态软件。通用组态软件采用所有的工程量都是0-100.0。而用户必须按照变化正确工程量来进行转换。

3.1.1 控制和组态程序数据词典

在控制程序中定义了很多变量，如表3.1.1所示的变量将和组态软件交互数据。

表3.1.1 程序中变量信息

3.1.2 变频器的控制

DP总线对于变频器的控制比较特殊这里要说明一下，在第二章介绍有关变频器的各种状态，在启动变频器之前应先观察变频器状态，如果是出错状态应先进行[清错]后，再根据状态提示进行[准备]或[启动]等操作，变频器启动后，用户便可手动或自动设定相应频率值。如图3.1.1

图3.1.1 变频器控制实验

3.2 测试题--单容下水箱液位变频器PID单回路控制3.2.1测试题目描述

单容液位变频器PID单回路控制工艺流程图如图3.2.1所示。

图3.2.1 单容下水箱液位变频器PID单回路控制流程图单容下水箱液位调节阀PID单回路控制测点清单如表3.2.1所示。

表3.2.1单容下水箱液位调节阀PID单回路控制测点清单

水介质由泵P101（变频器驱动）从水箱V104中加压获得压头，经由管路进入水箱V103，通过手阀QV-116回流至水箱V104而形成水循环；其中，水箱V103的液位由LT-103测得，通过调节手阀QV-116的开启程度来模拟负载的大小。本例为定值自动调节系统，变频器U-101转速为操纵变量，LT-103为被控变量，采用PID调节来完成。

3.2.2 上位组态要求

1、流程图界面要求

1）测试要求的组态流程图界面，如图3.2.2所示。