物流实验室网络控制系统实训指导手册

左希庆 编

二零零六年九月

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目录

实训一 控制网络系统的组成及其认识实验??????????????????3

实训二 下位机软件的硬件配置实验（系统构建）???????????????6

实训三 控制网络系统组态软件的应用实验????????????????? 14

实训四 上位机（PC）与S7-300之间的MPI通信设计?????????????21

实训五 上位机（PC）与S7-300之间的IndustrialEthernet通信设计???????30

实训六 S7-300与远程IO之间的通信设计??????????????????38

实训七 通过ETHERNET建立SIMATICNETOPC服务器与PLC的S7连接….……43

实训八 通过EM277建立S7-300与S7-200之间的PROFIBUS通信………………….51

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实训一 控制网络系统的组成及其认识实验

实训目的：

（1） 系统了解本控制网络系统的硬件组成部件及其特点。 （2） 了解本控制系统软件的特点及其配置。

（3） 教育学生爱护实验装置，养成良好实验习惯。

实训内容及步骤：

（1）系统简述

湖州职业技术学院物流实验室自动控制系统专门设计用于物流专业进行物流实验、以及自动化电子专业学习基于PLC的网络控制理论。本自动控制系统包含设备控制系统、监视系统和上层管理软件等。本实验实训指导书面向理工分院自动化、电子专业，故只对控制和监视系统作论述，其他部分请参看经贸分院的相关使用手册。

物流设备控制系统包含设备底层控制系统和上层监视（HMI）系统。底层控制系统由主控PLC和4个远程CPU站点组成，系统采用分布式控制模式，此种控制模式为目前大型物流项目普遍采用的数据通讯和控制模式。物流实验室中采用的分布式总线为德国西门子Profibus总线系统，其连接了主站和4个ProfibusDP子站。

控制系统网络结构图如下： 监视计算机

以太网 RS422 串行模块 主控PLC

条码1 Profibus总线 条码2

控制子站2 控制子站3 堆垛机子站 控制子站1 条码3

系统中同时集成了用于货品编码数据收集的条形码扫描技术，并通过CAN总线连接多个工业级条码扫描设备，最后通过RS422将数据送至主控PLC中，与上位计算机交换数据信息，从而得出货品的分配路向。使货品根据上位数据管理计算机的安排送至相应的分道或进入堆垛机，在自动货架区暂存等。

（2）系统组成

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本实验装置由设备底层控制系统和上层监视（HMI）系统两部分组成。底层控制系统主要由主控PLC、条形码收集系统、主控制总线系统等，上层软件系统由监控软件和系统软件组态王6.5(带运行版加密狗)、SIMATICNET6.2(SIEMENSEthernetOpcserver)组成。

1、主控PLC

设备层控制系统中采用了德国西门子S7-300系列最新型PLC组件------CPU315-2PN/DP，其内置以太网接口，可以很方便的使用TCP/IP协议与上位计算机实现数据共享和通讯。

其运算指令丰富，运算速度快，执行位指令时间为0.1μS，而执行复杂的浮点运算时间为2μS。同时，丰富的功能（FC）和功能块（FB）/数据块指令（DB）编程使控制流程的实现更容易。

内置的MPI/DP接口可通过step7软件进行接口模式转换，此系统中应用的方式为DP接口模式。通过此主站Profibus接口连接4个DP（S7-200）子站。

CPU315-2PN/DP具有42K条指令的存储空间用于存储工艺流程程序文件和存储中间控制数据以及上位机通讯程序等等。

CPU315-2PN/DP等新型CPU产品的所有程序文件和系统文件等均存储在CPU本体上的MMC中。

CPU本体设置了硬件运行，停止和复位开关。编程工作模式的改变以硬件优先。即通过STEP7软件更改运行模式时，应将硬件设置为运行。，

CPU本体集成了以太网接口（10Mb/S），与上位管理计算机的通讯就是通过此硬件接口完成的。其上的LED指示为LINK，TXD，RXD；正常时应为LINK灯（绿色）常亮，TXD和RXD灯（黄色）快速闪烁。

2、条码数据收集系统

系统中设置了3套工业级固定式条码扫描装置，采用的是德国SICK公司的产品，德国SICK公司是专业条码扫描产品的生产商，其产品具有接口模式丰富，性能可靠，条码识读率高等特点。

每套条码仪均配置了扫描仪接口控制盒，用于总线通讯。条码仪之间采用的是速率较高的两线式CAN总线通讯模式，通过专用软件（CLVSETUP）可设定CAN总线系统中的子站和主站。所有的子站将收集的信息传送至主站，子站的发送信息均带有地址号的前缀，用于区别信息的来源。

扫描仪主站通过RS4224线模式与PLC侧的串行通讯模块进行数据交换。

串行通讯模块CP340有3个LED指示灯，当系统刚上电开机的时候SF为红色，系统自检完成后，SF灯应熄灭。当数据通讯正常的情况下，RXD在有条码数据通讯时为绿色闪烁。

其中，所有条码扫描仪为直接连接控制即可。而条码控制盒需提供数据线和电源线。数据线即为CAN总线，电源线为单独提供的DC24V电源。

系统中所有扫描仪均选择了采用传感器（光电开关）触发扫描的方式，此方式即为当传感器被阻挡时条码仪打开条码扫描激光，开始扫描。当扫描到条码后激光自动关闭。这样可提高阅读条码的精度同时可大幅度的延长扫描仪的使用寿命。

3．主控制总线系统（Profibus总线）

系统中采用了4个DP子站，其中3个控制区域采用远程数据收集子站，第4个子站为堆垛机控制PLC子站。

通过主控PLC的DP接口连接了4个DP子站，DP子站采用EM277与DP总线连接，并通过在EM277的地址设定旋转开关设定DP子站的地址。

DP子站的EM277的地址设定为*1和*10两个设定开关，分别设定地址的个位和十位。

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