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S7-300


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第九章 工程应用
1、 PROFIBUS 总线通讯 、
PROFIBUS是一种国际化,开放式, PROFIBUS是一种国际化,开放式,不依赖 是一种国际化 于生产商的现场总线标准。 PROFIBUS以 于生产商的现场总线标准。 PROFIBUS以 ISO7498为基础 以开放式系统互联网络OSI 为基础, OSI作 ISO7498为基础,以开放式系统互联网络OSI作 为参考模型。其传输速率为9.6kpbs 12Mbps。 9.6kpbs为参考模型。其传输速率为9.6kpbs-12Mbps。 最多可挂接127个站点。传输可使用RS 485传 127个站点 RS最多可挂接127个站点。传输可使用RS-485传 输技术或光纤媒体。 输技术或光纤媒体。

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PROFIBUS 通讯组态过程
设备及连接
硬件和软件配置如下: 硬件和软件配置如下: 硬件: 硬件: 1)CPU 315-2DP及SM模块 ) 及 模块 2)CPU 313C-2DP一块 根据条件可选用其他型号 ) 一块(根据条件可选用其他型号 一块 的S7-300/400) 3) 插入 网卡CP5611的 PC机 ( 组态编 ) 插入PROFIBUS网卡 网卡 的 机 程用) 程用) 4) PROFIBUS电缆及三个接头 电缆及三个接头 软件: 软件: STEP 7 V5.3
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硬件连接

首先用工具制作带有三个接头的PROFIBUS 电缆 首先用工具制作带有三个接头的 PROFIBUS电缆 , PROFIBUS 电缆, 两端接头上的拨码至ON 并将两端接头上的拨码至 ON, 并将 两端接头上的拨码至 ON , 中间的接头拨码至 OFF。 利用这根电缆将 PC 机 、 CPU 313C-2DP 和 CPU PC机 313C DP和 OFF 。 利用这根电缆将PC 315- DP建立PROFIBUS物理连接。如图1所示。 315-2DP建立PROFIBUS物理连接。如图1所示。 建立PROFIBUS物理连接

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图1

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系统硬件组态 原则上先组态从 站,再组态主站

新建项目: 7中创建一个新项目 中创建一个新项目, 1)新建项目:在STEP 7中创建一个新项目, 插入两个SIMATIC Station, 插入两个SIMATIC 300 Station,并重新命名 300(zhu) 为“SIMATIC 300(zhu)”和“SIMATIC 300 fu) (fu)”。
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2)组态从站 组态硬件 双击Hardware, 双击Hardware,根据硬件安装次序和定货 Hardware 号依次插入机架、电源、CUP、输入、 号依次插入机架、电源、CUP、输入、输出模 块,进行硬件组态。在插入CPU时,同时弹出 进行硬件组态。在插入CPU时 CPU PROFIBUS组态画面 点击“New”按钮新建 组态画面。 PROFIBUS组态画面。点击“New 按钮新建 PROFIBUS( ),组态PROFIBUS站地址 组态PROFIBUS站地址: PROFIBUS(1),组态PROFIBUS站地址:2,点 Properties”按钮组态网络属性 按钮组态网络属性, 击“Properties 按钮组态网络属性,选择 Settings”,进行网络参数设置, “Network Settings ,进行网络参数设置,如 图2所示。双击CPU项下的Dp栏,在网络属性窗 所示。双击CPU项下的Dp栏 CPU项下的Dp 口选择“ Mode”, 选择“ Slave”。 口选择“Operating Mode , 选择“Dp Slave 。 选择此300站为Dp slave(从站方式),如图3 300站为 ),如图 选择此300站为Dp slave(从站方式),如图3 所示。 所示。
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图2
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图3
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组态通讯区 选择标签“Configuration”,点击“New” 选择标签“Configuration ,点击“New 按钮新建两行通讯接口区,一行输入, 按钮新建两行通讯接口区,一行输入,注意选 择输入方式:input、地址: 择输入方式:input、地址:1、传输数据长度 length:2(最多32个字节)、传输单元Unit: length:2(最多32个字节) 传输单元Unit: 最多32个字节 Unit Byte、传输方式Consistency All。一行输出, Consistency: Byte、传输方式Consistency:All。一行输出, 方式同前。如图4 所示。 方式同前。如图4,图5所示。 编译保存

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图4
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图5
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注意

【Address type】:选择Input,表 type】 选择Input, Input 示将CPU315 2DP从站作为数据的输入接口区 CPU315示将CPU315-2DP从站作为数据的输入接口区 Address】 【Address】 : 填入数据接收区的起始 地址,此时写入0 地址,此时写入0 length】 设置传输数据长度为2 【length】:设置传输数据长度为2(最 多32个字节) 32个字节) 个字节 Unit】 传输单元为Byte Byte数据 【Unit】:传输单元为Byte数据 Consistency】 选择传输方式ALL 【Consistency】:选择传输方式ALL

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3)组态主站 以同样的方式组态主站,注意在图3 以同样的方式组态主站,注意在图3中选择 Dp master。选择PROFIBUS站地址:3,并选择 master。选择PROFIBUS站地址: PROFIBUS站地址 与从站相同的PROFIBUS网络PROFIBUS(1) PROFIBUS网络PROFIBUS(1)。 与从站相同的PROFIBUS网络PROFIBUS(1)。打 开硬件目录,选择“ DP开硬件目录,选择“PROFIBUS DPStation”文件夹 选择CPU31x 文件夹, CPU31x, Configuration Station 文件夹,选择CPU31x, 将其拖曳到DP主站系统的PROFIBUS总线上, DP主站系统的PROFIBUS总线上 将其拖曳到DP主站系统的PROFIBUS总线上,从 而将其连接到DP网络上,如图6所示。 而将其连接到DP网络上,如图6所示。 DP网络上

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图6

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此时自动弹出“ Properties”, 此时自动弹出“Dp slave Properties , 在其中的“Connection”标签中选择已经组态 在其中的“Connection 标签中选择已经组态 过的从站,点击“Connect” 过的从站,点击“Connect 按钮将其连接到 网络,如图7所示。 网络,如图7所示。

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图7
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之后点击“Configuration”标签 标签, 之后点击“Configuration 标签,设置主 站的通讯接口区。 站的通讯接口区。 注意

从站的输出区必须与主站的输入区对应, 从站的输出区必须与主站的输入区对应, 同样从站的输入区必须与主站的输出区对应。 同样从站的输入区必须与主站的输出区对应。 这样一发一收彼此对应。 这样一发一收彼此对应。

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4)硬件下装设置及PROFIBUS通讯检测 硬件下装设置及PROFIBUS通讯检测 PROFIBUS

在下装时,先存盘编译,在控制面板中, 在下装时,先存盘编译,在控制面板中, 选择“ interface” 选择“Set PG/PC interface 选择“S7 ONLINE PC→adapter MPI ,如图8 MPI” 如图8 选择“ 所示。 所示。

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图8
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将下装电缆插在S7 CPU的MPI通讯 将下装电缆插在S7 300 CPU的MPI通讯 槽中。检查通讯是否畅通,如图9所示。 槽中。检查通讯是否畅通,如图9所示。

图9

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如此将主站和从站分别下装。 如此将主站和从站分别下装。 利用软件检查PROFIBUS通讯线是否一致。 利用软件检查PROFIBUS通讯线是否一致。 PROFIBUS通讯线是否一致 点击图标如图10。可以看到网络图如图11。 点击图标如图10。可以看到网络图如图11。 10 11

图10

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图11
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PROFIBUS 通讯程序
库函数介绍

SFC14

SFC15

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SFC14:解开存放在 端的数据包 , 接收数据 。 放 : 解开存放在IB端的数据包 接收数据。 端的数据包, 在对应的数据库中。 在对应的数据库中。 SFC15:将存放在相应数据库中的数据打包,并通 :将存放在相应数据库中的数据打包, 端发送数据。 过QB端发送数据。 端发送数据 具体参数说明如下: 具体参数说明如下:
参数名 EN LADDR RET-VAL RECORD
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参数说明 使能端 接收区或发送区的起始地址 状态字: 状态字:包含出错信息代码 通信数据区,一般为ANY指针格式 通信数据区,一般为 指针格式
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使用场合:在数据的连续类型是“Unit”, 使用场合:在数据的连续类型是“Unit ,可 以直接读入输入、输出区, 以直接读入输入、输出区,如果数据类型是 All”,程序需用SFC14 SFC15对数据进行打 SFC14、 “All ,程序需用SFC14、SFC15对数据进行打 包和解包。 包和解包。 编写主站程序 要求建立OB1、OB82、OB86、OB122, 要求建立OB1、OB82、OB86、OB122, OB1 其中OB82 OB86、OB122是为避免网络某个 OB82、 其中OB82、OB86、OB122是为避免网络某个 站点掉电而使整个网络不能正常工作。 站点掉电而使整个网络不能正常工作。

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建立相应的数据块,DB1、DB2。DB块的 建立相应的数据块,DB1、DB2。DB块的 建立如图12 12。 建立如图12。

图12

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建立监控变量表VAT1。 建立监控变量表VAT1。 VAT1 RECORD端设置为 端设置为P#DB1.DBX0.0 2形式 形式。 在RECORD端设置为P#DB1.DBX0.0 BYTE 2形式。 RET-VAL的返回值放在不同 RET-VAL的返回值放在不同的MW中。 的返回值放在不同

编程要求
主站发送数据,打包后通过QB端发送 主站发送数据,打包后通过QB端发送 QB 字节。同时通过IB端接收数据,并解包。 IB端接收数据 字节。同时通过IB端接收数据,并解包。 程序如图13所示。 13所示 程序如图13所示。

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图11

图13
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编写从站程序 要求建立OB1、OB82、OB86、OB122,其 要求建立OB1、OB82、OB86、OB122, OB1 OB82、OB86、OB122是为避免网络某个站点 中OB82、OB86、OB122是为避免网络某个站点 掉电而使整个网络不能正常工作。 掉电而使整个网络不能正常工作。 建立相应的数据块,DB1、DB2。DB块的 建立相应的数据块,DB1、DB2。DB块的 建立。 建立。 建立监控变量表VAT2。 建立监控变量表VAT2。 VAT2 在RECORD端设置为P#DB1.DBX0.0 BYTE 2 RECORD端设置为P#DB1.DBX0.0 端设置为 形式。RET-VAL的返回值 的返回值放在不同的MW中。 形式。RET-VAL的返回值

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编程要求
从站接收数据,打包后通过QB端发送字节。 从站接收数据,打包后通过QB端发送字节。 QB端发送字节 注意从站的接收数据地址要与主站的发送地 址相对应,同时通过IB端接收数据,并解包。 IB端接收数据 址相对应,同时通过IB端接收数据,并解包。 注意从站的发送数据地址要与主站的接收地 址相对应。程序如图14 14所示。 址相对应。程序如图14

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图12

图14
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软件下装和PROFIBUS设置 软件下装和PROFIBUS设置 PROFIBUS 分别下装主站和从站的软件BLOCK。 分别下装主站和从站的软件BLOCK。 BLOCK 紫色PROFIBUS线接在CPU的PROFIBUS口上, 紫色PROFIBUS线接在CPU的PROFIBUS口上,总 PROFIBUS线接在CPU 口上 线连接器的终端电阻开关在两端打到ON,在中间 线连接器的终端电阻开关在两端打到ON, ON 打到OFF OFF。 打到OFF。 在控制面板中,选择“ interface” 在控制面板中,选择“Set PG/PC interface 选择“ CP5611(PROFIBUS)”如图13 选择“S7 ONLINE CP5611 所示。

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图13

图15
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在面板上,点击“Diagnostics”按钮 按钮, 在面板上,点击“Diagnostics 按钮,观察通 讯状态。如图16所示。读出操作站(PC机 16所示 讯状态。如图16所示。读出操作站(PC机)地 址为0 从站地址为2 主站地址为3 址为0,从站地址为2,主站地址为3。

图16

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监控变量表

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如图17所示,对数据库中的值进行监控, 如图17所示,对数据库中的值进行监控, 17所示 value”中显示当前值 中显示当前值, 在“Status value 中显示当前值,若想改变数 据库中的数值, value”中输入新值 中输入新值, 据库中的数值,在“Modify value 中输入新值, 按强制按钮,改变数据值。 按强制按钮,改变数据值。 观察数据通讯是否正常。 观察数据通讯是否正常

图17

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2、 工业以太网通讯 、
设备及连接
1、 硬件: 、 硬件: 电源模块PS307 5A(1块) 电源模块 ( 块 CPU313C-2 DP(1块) ( 块 CP343-1 IT(1块) ( 块 电气链路模块ELM(1块) ( 块 电气链路模块 数据通讯MPI线缆 线缆 数据通讯
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2、 软件: 、 软件: STEP7 V5.3 JDK 1.4.2(JAVA开发工具包) 开发工具包) 开发工具包 IE 6.0

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硬件连接

PS30 7 5A

CPU313 C-2 DP

CP3431 IT

PC1

ELM

PC2

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STEP 7中的设置 中的设置
系统硬件组态

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1)Step7中的硬件组态如图1所示: Step7中的硬件组态如图1所示: 中的硬件组态如图

图1

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2)配置CP343-1 IT模块: 配置CP343- IT模块: CP343 模块 双击硬件组态中的CP343 CP343模块, 双击硬件组态中的CP343-1 IT 模块, 弹出如图2 弹出如图2所示对话框

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图2

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单击图2对话框中“Properties 按钮 按钮, 单击图2对话框中“Properties”按钮,弹出 如图3所示对话框,按图示进行相应设置。 如图3所示对话框,按图示进行相应设置。

图3

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单击图4.1.2对话框中上方的User标签页,弹 单击图4.1.2对话框中上方的User标签页, 4.1.2对话框中上方的User标签页 出如图4.1.4所示对话框,分配用户权限。 4.1.4所示对话框 出如图4.1.4所示对话框,分配用户权限。例如 用户名为“sf”,密码为“12345678”。 用户名为“sf ,密码为“12345678 。

图4

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系统软件编程

1)Step7中添加符号表 Step7中添加符号表

图5

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CP343- IT中添加符号表 2) CP343-1 IT中添加符号表 单击图4对话框中上方的Symbols标签页, 单击图4对话框中上方的Symbols标签页, Symbols标签页 弹出如图6所示对话框: 弹出如图6所示对话框:

图6

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单击图6中的“Add“按钮 弹出如图7 按钮, 单击图6中的“Add 按钮,弹出如图7所示 的对话框,并在其中填入相应的符号变量: 的对话框,并在其中填入相应的符号变量:

图7

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SIEMENS 单击”OK“按钮 返回如图6所示的对话框。 按钮, 单击”OK 按钮,返回如图6所示的对话框。 每个符号变量, 每个符号变量,通过取消下方 Pribileges:”复选框 复选框, 的”Pribileges: 复选框,改变每个符号 变量的权限为” wtite”。 变量的权限为”Read and wtite 。

图8

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3)PLC控制程序的编写 PLC控制程序的编写

控制要求: 控制要求:
PLC控制程序要求将三个符号变量 PLC控制程序要求将三个符号变量 Speed(速度 速度) Temp(温度 温度) Level(液位 液位) Speed(速度)、Temp(温度)、Level(液位) 在一个给定的范围内按指定的阶跃量周 期变化。 期变化。

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FC中变量定义如图9 FC中变量定义如图9 中变量定义如图

图9

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FC中程序: FC中程序:IN:Max_Value,Min_Value 中程序 Increment IN_OUT:vlaue TEMP:back

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初始化OB100中的控制程序 初始化OB100中的控制程序 OB100

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循环OB1中的控制程序 循环OB1中的控制程序 OB1

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OB1控制程序说明: OB1控制程序说明: 控制程序说明 Network1和Network5构成振荡 构成振荡。 1、Network1和Network5构成振荡。 Network2、 Network3、 Network4分 2、Network2、 Network3、 Network4分 别表示速度、温度、 别表示速度、温度、液位在一定范围内的 增减。 增减。

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创建变量表如图10所示: 10所示 4)创建变量表如图10所示:

图10

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PC机的设置 机的设置
设置PC1 IP地址如图 PC1的 地址如图11, 12,13所示 所示: 1)设置PC1的IP地址如图11, 12,13所示:

图11

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图12

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图13

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设置PC2 IP地址 参见PC1的设置, PC2的 地址, PC1的设置 (2) 设置PC2的IP地址,参见PC1的设置,如将 IP地址设置为 192.168.0.2”, 地址设置为” IP地址设置为”192.168.0.2 ,子网掩码设置 255.255.255.0”。 为”255.255.255.0 。

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Java开发工具包的安装 开发工具包的安装

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CP343-1 IT模块中的文件系统 模块中的文件系统

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IE监控界面的预览 监控界面的预览

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