毕业设计论文王川

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1、南京机电职业技术学院毕业设计（论文）题目 基于西门子PROFIBUS通讯实现数据共享系部 自动化工程系 专业 电气自动化姓名 王川 学号 G1110932指导教师史丹青2014年3月20日目录摘要3绪论3S7系列PLC简介5S7-300PLC/400PLC 简介6STEP7编程软件的使用方法7调试方案15过程发现的问题、以及解决方案15结论16致谢16参考文献17基于西门子300-200PLC之间的PROFIBUS通讯实现数据共享摘要随着工业自动化控制理论、计算机技术和通信技术的飞速发展，各类控制系 统的竞争日益强烈，用户对工业自动化控制系统的可靠性，复杂性，功能性，人 机界面的友好性，数据分

2、析和数据管理的快速性，系统安装的调试和运行维护的 方便性等体现出了越来越高的要求性。西门子自动化与驱动集团作为全球自动化领域技术、标准与市场的领导者， 响应市场的需求，在1996年提出“全集成自动化的概念”。全集成自动化技术是 西门子自动化技术与产品的合信思想和主导理念。全集成自动化立足于一种新的概念以实现工业自动化控制任务，解决现有的 系统瓶颈。它将所有的设备和系统都完整的嵌入到一个彻底的自动化解决方案 中，采用共同的组态和编程，共同的数据管理和共同的通信。应用这种解决方案 可以大大简化系统的结构、减少大量接口部件，克服上位机和工业控制器之间、 连续控制和逻辑控制之间、集成控制和分散控制之间

3、的界限。关键词：PLC，自动化系统绪论PLC在工业自动控制中的地位工业自动化系统包括：逻辑控制、系统控制、过程控制和运动控制等。其中逻辑控制系统通 常使用电控装置，过程控制系统通常使用电议装置，运动控制系统通常使用电转装置。PLC集成三电于一体，是一种同时具备逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数 据处理功能和联网通信功能的多功能控制器。因此PLC被公认为现代化工业自动化三大支 柱（PLC、机器人、CADXDAM）。西门子PLC产品的发展历程西门子公司早在1979年，S3系列被S5系列所取代，该产品广泛的使用了微处理器。20世纪80年代初，S5系列进一步升级为U系列PLC，较常使用的机型

4、有：S5_90U、95U、 100U、115U、135U、155U，该系列产品在工业自动化领域得到了广泛的使用。20世纪90年代初，S7系列PLC诞生，它具有体积小，速度快，标准化，具有网络通信功能，功能更强，可靠信高，window是系统兼容。其机型分为S7-200、 S7-300、S7-400OS7系列PLC简介1. S7系列：传统意义的PLC产品，S7-200是针对低性能要求的小型PLCo S7-300是模块式中小型PLC，最多可以扩展32个模块。S7-400是大型PLC，可以扩展300多个模块。S7-300/400可以组成MPI、PROFIBUS和工业以太网等。2. M7-300/400

5、：采用与S7-300/400相同的结构，它可以作为CPU或功能模块使用。具有AT兼容计算机的功能，可以用C, C+或CFC等语言来编程。3. C7由S7-300 PLC, HMI （人机接口）操作面板、I/O、通信和过程监控系统组成。4. WinAC基于Windows和标准的接口（ActiveX, OPC）,提供软件PLC或插槽PLC。S7-300/400 系列 PLC 简介S7-300 系列 PLC1、系统结构S7-300的CPU模块（简称为 CPU）都有一个编程用的 RS-485接口，有的有PROFIBUS-DP接口或PtP串行通信接口，可以建立一个MPI （多点接口）网络或DP网络。5

6、63 2 4 7891.电源模块2.后备电池3. 24V DC连接器4.模式开关5.状态和故障指示灯6.存储器卡（CPU 313以上）7. MPI多点接口8.前连接器9.前盖功能最强的CPU的RAM为512KB，最大8192个存储器位，512个定时器和512个计 数器，数字量最大65536，模拟量通道最大为4096。有350多条指令。计数器的计数范围为1999，定时器的定时范围为10ms9990s。DINL L电源模块 3 4567891011扩展机架机架2槽号=_= =_=M345678910扩展机架机架1中央机架机架01234567891011电源模块CPU模块电源模块槽号图2-2 S7-

7、300的安装、多机架的S7-300 PLC只需要扩展一个机架，可以使用价格便宜的IM 365接口模块对。数字量模块从0号机架的4号槽开始，每个槽位分配4个字节的地址，32个I/O点。模拟量模块一个通道占一个字地址。从IB256开始，给每一个模拟量模块分配8个字。（1）.模块诊断功能可以诊断出以下故障：失压，熔断器熔断，看门狗故障，EPROM、RAM故障。模拟量模块共模故障、组态/参数错误、断线、上下溢出。（2）.过程中断数字量输入信号上升沿、下降沿中断，模拟量输入超限，CPU暂停当前程序，处理OB40。1状态与故障显示LEDSF （系统出错/故障显示，红色）：CPU硬件故障或软件错误时亮。BA

8、TF （电池故障，红色）：电池电压低或没有电池时亮。DC 5V （+5V电源指示，绿色）：5V电源正常时亮。FRCE （强制，黄色）：至少有一个I/O被强制时亮。RUN （运行方式，绿色）：CPU处于RUN状态时亮；重新启动时以2 Hz的频率闪亮;HOLD （单步、断点）状态时以0.5Hz的频率闪亮。STOP （停止方式，黄色）：CPU处于STOP，HOLD状态或重新启动时常亮。BUSF （总线错误，红色）。后备电池存储器卡插槽PROFIBUS-DP接口多点接口（MPI）电源与系统 接地端子图2-4 CPU 318-2的面板模式选择开关（a）RUN-P（运行-编程）位置：运行时还可以读出和修改

9、用户程序，改变运行方式。（b）RUN （运行）位置：CPU执行、读出用户程序，但是不能修改用户程序。（c）STOP （停止）位置：不执行用户程序，可以读出和修改用户程序。（d）MRES （清除存储器）：不能保持。将钥匙开关从STOP状态搬到MRES位置， 可复位存储器，使CPU回到初始状态。复位存储器操作：通电后从STOP位置扳到MRES位置，“STOP” LED熄灭1s，亮1s， 再熄灭1s后保持亮。放开开关，使它回到STOP位置，然后又回到MRES，STOP” LED 以2Hz的频率至少闪动3s，表示正在执行复位，最后“STOP” LED 一直亮。某些CPU模块上有集成I/O。PLC使用的

10、物理存储器：RAM，ROM，快闪存储器（Flash EPROM） 和 EEPROM。STEP 7编程软件的使用方法一、STEP 7 概述STEP 7用于S7，M7，C7的编程、监控和参数设置，基于STEP 7 V5.2版。STEP 7具有以下功能：硬件配置和参数设置、通信组态、编程、测试、启动和维护、 文件建档、运行和诊断功能等。STEP 7的硬件接口： PC./MPI适配器+ RS-232C通信电缆。计算机的通信卡CP 5611 （PCI卡）、CP 5511或CP 5512 （PCMCIA卡）将计算机连 接到MPI或PROFIBUS网络。计算机的工业以太网通信卡CP 1512（PCMCIA卡

11、）或CP 1612（PCI卡），通过工业以太网实现计算机与PLC的通信。STEP 7的授权在软盘中。STEP 7光盘上的程序用于显示、安装和取出授权。二、STEP 7的编程功能1. 编程语言3种基本的编程语言：梯形图（LAD）、功能块图（FBD）和语句表（STL）。S7-SCL （结构化控制语言），S7-GRAPH （顺序功能图语言），S7 HiGraph和CFC。2. 符号表编辑器3. 增强的测试和服务功能设置断点、强制输入和输出、多CPU运行（仅限于S7-400），重新布线、显示交叉参考 表、状态功能、直接下载和调试块、同时监测几个块的状态等。程序中的特殊点可以通过输入符号名或地址快速查找

12、。4. STEP 7的帮助功能按F1键便可以得到与它们有关的在线帮助。菜单命令“Helpcontents”进入帮助窗口。三、STEP 7的硬件组态与诊断功能1. 硬件组态(1) 系统组态：选择硬件机架，模块分配给机架中希望的插槽。(2) CPU的参数设置。(3) 模块的参数设置。可以防止输入错误的数据。2. 通信组态(1) 网络连接的组态和显示；(2) 设置用MPI或PROFIBUS-DP连接的设备之间的周期性数据传送的参数。(3) 设置用MPI、PROFIBUS或工业以太网实现的事件驱动的数据传输，用通信块编 程。3. 系统诊断(1) 快速浏览CPU的数据和用户程序在运行中的故障原因。(2)

13、 用图形方式显示硬件配置、模块故障；显示诊断缓冲区的信息等。4硬件组态与参数设置4. 1项目的创建与项目的结构插入新的对象的方法。4.2硬件组态Bh Skicri Insert PLC iew Options 财ndw/ tldpCanfiHj -15IMATEC 300俚)(1：5曰卵511口时-D3CJ6ES7 30?-lEiWCF0AA0Load supply vol t ie1： 103 P E3UVAC：D口欧DC蹈V, IlO16KlE2q/4tlVEr of: StandardIMoJuIa.D.F1 -1JFS 30? 5k6ES?图4-2 S7-300的硬件组态窗口系统数据（

14、System Data）包括硬件组态、网络组态和连接表，也下载到CPU。4.2在线连接的建立与在线操作（1）.建立在线连接通过硬件接口连接计算机和PLC必须，然后通过在线的项目窗口访问PLC。管理器中执行菜单命令“Viewf Online”、“ViewOffline”进入离线状态。在线窗口显示的是PLC中的内容，离线窗口显示的是计算机中的内容。如果PLC与STEP 7中的程序和组态数据是一致的，在线窗口显示的是PLC与STEP 7 中的数据的组合。（2）.处理模式与测试模式在设置CPU属性的对话框中的“Protection（保护）标签页选择处理（Process）模式 或测试（Test）模式。（

15、3）.在线操作进入在线状态后，执行菜单命令“PLC Diagnostics/Settings ”中不同的子命令。进入在线状态后，“PL C”主菜单中的命令功能。设置了口令后，执行在线功能时，会显示出“Enter Password”对话框。若输入的口令 正确，就可以访问该模块。用菜单命令“ PLCAccess Rights Setup ”输入口令。4.3下载与上载（1）.下载的准备工作计算机与CPU之间必须建立起连接，要下载的程序已编译好；在RUN-P模式一次只能 下载一个块，建议在STOP模式下载。在保存块或下载块时，STEP 7首先进行语法检查，应改正检查出来的错误。下载前应 将CPU中的用户存储器复位。可以用模式选择开关复位，CPU进入STOP模式，再用菜单 命令“ PLC-Clear/Rese