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2015年1月1日实验一 STEP7 V5.0编程基础及S7-300PLC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STEP7 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）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;●插入→站点→ SIMATIC 300 站点；●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, 插入电源模块PS-300 → PS307 5A；插入CPU：选中（0）UR中2，插入CPU模块CPU-300→CPU315-2DP→配置CPU的型号（CPU模块的最下方）；●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1－1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 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1－2 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，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）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、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，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)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”，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 315-2DP→S7 Program(1)→Blocks→OB1,双击后可开始编写程序。

第一台S7_300的程序框图：读取八位开关信号IB0，传递到MB0：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：开关信号数据MW6与密码数据MW2对比：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 Q124.56、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点击GDID后的空格右键弹出CPU→点击 CPU→双击SIMATIC 300(1) →双击CPU3）填入发送和接收数据（注明发送方）填入MB0→选“选作发送器”→在后一空格用右键弹出CPU→点击CPU→双击SIMATIC 300(2) →双击选中另一个CPU→点击下一空格填入MW6→编译→关闭→点击“查看”→选“扫描速率”及“全局数据状态”→编译→关闭→退出。

4）下载程序定义完全局数据后下载程序。

在下载程序前应先清除原有的程序。

SIMATIC 300（1）→下载。

5）运行及结果A、将两台S7－300PLC的开关打到RUN挡， S7－300CPU上的其它灯是不亮的，这时全局数据开始自动循环交换。

B、在第一台PLC上输入八位开关量IB0，数据传递到MB0，通过MPI网络，运行全局数据表，数据从第一台PLC 的MB0传送到第二台PLC 的MW6。

MW6上的数据与第二台PLC 的MW2中C、密码数据相比较后，在第二台PLC的输出点Qxxx.x输出结果。

若信号与密码相同，第二台PLC输出灯Qxxx.x亮。

三、思考题1、在下载程序前如何清除原来的程序？现在PLC把新的程序下载进去，会自动覆盖原本的程序的。

如果要直接清除的话，则可通过复位清除寄存器内容，先把模式选择器放在STOP位置，然后模式选择器保持在MERS位置，直到STOP指示灯闪烁两次，再松开模式选择器，模式选择器保持在MERS位置，此时STOP指示灯快速闪烁，然后松开模式选择器就可以了。

2、下载程序时应注意什么问题？A硬件组态没有错误，组态都错了，下进去也没用。

B最好先下新硬件组态信息，然后保证按键打到STOP档位再下程序。