实训三S7-300PLC与S7-200PLC的DP通信.doc

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1、实训三 S7-300PLC与S7-200PLC的DP通信 一、实训目的： 1了解网络的基本知识，了解西门子工业网络结构。2学习现场总线通信的基本知识，了解PROFIBUS-DP技术规范。 3. 能正确设置S7-300、S7-200的映射区。 4. 能构建 S7-300控制S7-200构架及编程。二、实训内容： 控制要求：如下图1所示，主站（S7-300）按启动（I0.0），主站彩灯亮(Q0.0)，延时2秒后，从站（S7-200）彩灯亮(Q0.0)，2秒后主站灯灭，再经2秒后从站彩灯灭，从站彩灯灭2秒后主站彩灯亮，如此循环；主站按停止(I0.1)，主从站彩灯全停，如图2所示。图1 主-从网络结构

2、图2 系统控制要求 三、实训设备：THPFSF-3型实训装置、DP总线、安装有STEP7 V5.5编程软件计算机、S7200PLC、EM277模拟、导线若干。 四、实训步骤：（一）硬件连接1. 通过S7-200扩展端口排线将S7-200CPU与PROFIBUS-DP从站模块EM277连接起来，如图3所示。同进将EM277的DP地址设置为“3”（要与后面的组态地址一致），通过图4中箭头位置所示的旋转开关设置。图3 S7-200CPU与EM277连接图4 EM277模块2. 用制作测试完好的PROFIBUS DP总线将S7-200PLC EM277DP接口与S7-300PLC的DP接口（X2接口）

3、连接起来，组成PROFIBUS-DP网络。如图5所示。图中主、从站下面的“2”、“3”是规划的DP网络地址号。图5 构建PROFIBUS-DP网络 （二）网络组态 1. 生成S7-300主站打开STEP 7，首先执行菜单命令“文件”“新建.”创建一个S7项目，自己可重新命名项目名，这里重命名为“300-200”。选中项目名，然后执行菜单命令“插入”“站点”“SIMATIC 300 站点”，在此项目下插入S7-300的PLC工作站。根据PLC工作站硬件实际完成组态，这里PLC用的是S7300 CPU314C-2DP，订货号为：6ES7 314-6CH04-0AB0。（1）选中SIMATIC管理器

4、左边的站对象“SIMATIC 300（1）”，双击右边窗口的“硬件”图标，打开硬件组态工具HW Config。（2）放置机架。用鼠标打开硬件目录中的文件夹“SIMATIC 300RACK-300”，选中机架Rail，可用“拖放”的方法或用鼠标双击之放置机架。（3）放置CPU。用鼠标单击选中机架2号槽，之后打开硬件目录中的文件夹“SIMATIC 300CPU-300CPU 314C-2 DP6ES7 314-6CH04-0AB0”，选中“V3.3”固件，可用“拖放”的方法或用鼠标双击之放置，在出现如图6所示的“PROFIBUS接口 DP”对话框。点击图6对话框中的“新建”按钮，在出现的“新建子网

5、 PROFIBUS”对话框中选中网络设置选项卡，如图7所示。这里采用系统默认参数，点击图7中的“确定”按钮，返回图6所示对话框，这时在“子网”窗口出现了“PROFIBUS（1） 1.5Mbps”网络，点击该对话框“确定”按钮。这时在硬件组态工具中出现CPU 314C-2 DP情况，并且在其DP接口后带有“PROFIBUS（1）”总线，如图8所示。图6 “PROFIBUS接口 DP”对话框图7 新建子网对话框图8 PROFIBUS（1）主站系统组态双击机架中的“2.2 DI24/DO16”插槽，在“DI24/DO16”属性对话框，将此台PLC“DI24/DO16”的地址修改为从IB0、QB0开始

6、。 2. 安装EM277的GSD文件 EM277模块必须安装GSD文件（siem089d.gsd）。siem089d.gsd文件一般情况包含中名为EM277的压缩文件中，此文件可从西门子网站上下载（http:/ 安装GSD文件菜单命令图10 安装GSD文件对话框点击图11中的“安装”按钮，开始安装GSD文件，系统会提醒安装GSD文件后不能撤消，确定即可。安装结束后，关闭对话框，在HW Config 右边的硬件目录窗口中的“PROFIBUS DPAdditional Field DevicesPLCSIMATIC”文件夹中，可以看到新安装的EM277。图11 安装GSD文件对话框 3. 组态EM

7、277从站安装导入GSD文件后，将HW Config右侧窗口的设备列表中的“EM 277 PROFIBUS-DP”拖放到左边窗口的 PROFIBUS-DP网络上。之后系统弹出如图12所示的EM277 PROFIBUS-DP属性对话框，将地址栏选设为“3”，然后点击“确定”按钮。图12 EM277 PROFIBUS-DP属性对话框用鼠标选中生成的EM277从站，打开右边窗口设备列表中的“EM 277 PROFIBUS-DP”子文件夹，根据实际系统的需要选择传送的通信字节数（本次实训所需IO不多，选择的是2字节输入/2字节输出方式）。将“EM 277 PROFIBUS-DP”子文件夹下的“2 By

8、tes Out/2 Bytes In”拖放到下面窗口表格中的1号槽。STEP7自动分配远程I/O的输入输出地址，这里系统分配给EM277的输入、输出字节地址分别为IB3-IB4和QB2-QB3。如图13所示。图13 EM277从站加入网络双击网络上的EM277从站，打开DP从站属性对话框。点击“常规”选项卡中的“PROFIBUS”按钮，在打开的接口属性对话框中，可设置或修改EM277的站地址。注意EM277上的拨码开关设置的站地址应与STEP7中设置的站地址相同。点击“参数赋值”选项卡，如图14所示。设置“I/O Offset in the V-memory”（S7-200 V存储区中的I/O

9、偏移量）为100，之后点击对话框的“确定”按钮。图14 DP从站属性对话框这样设置后，S7-200通过VB100VB103与主站S7-300交换数据，如图15所示。 VB100、VB101是S7-300写到S7-200的数据，对应于S7-300的QB2、QB3； VB102、VBl03是S7-300从S7-200读取的数据，对应于S7-300的IB3、IB4。 图15 交换数据区 4. 组态完成后，执行菜单命令“站点保存并编译”或点击工具栏上的“保存并编译”按钮。 5. 执行SIMATIC管理器菜单命令“选项组态网络”，也可以点击工具栏上的“组态网络”按钮，打开网络组态工具 NetPro，如图

10、16所示。可以看到S7-300与EM277连接到了PROFIBUS（1）网络上。图16 网络组态工具 NetPro执行菜单命令“网络保存并编译”或点击工具栏上的“保存并编译”按钮，出现“保存并编译”对话框，选择“编译并检查全部”项后点击“确定”按钮。系统会完成编译，创建网络组态数据。组态结束后，将组态信息下载到S7-300的CPU模块。6. 编写程序根据本次实训控制要求，分别编写S7-300和S7-200的程序，他们的主程序参考如下。为了防止网络通信的故障造成CPU和整个PROFIBUS主站系统停机，S7-300应生成和下载OB82、OB86、OB122。采取上述措施后，即使没有在这些OB中编

11、写任何程序，出现故障时，CPU也不会进入STOP模式。建议生成和下载上述组织块。（三）接线根据本次实训控制要求，利用S7-300PLC实训挂箱组件连接启停按钮，连接彩灯电路。（4）下载程序，调试运行。 分别用S7-300和S7-200编程电缆，将组态信息和程序下载到各自CPU，并将CPU切换到RUN模式，开始运行调试系统，观察彩灯显示情况。 五、相关知识 PROFIBUS设备数据文件GSD文件1. GSD文件简介 PROFlBUS设备具有不同的性能特点，为达到PROFIBUS简单的即插即用配置，PROFIBUS设备的特性均在电子设备数据库文件(GSD)中具体说明。标准化的GSD数据将通信扩大到

12、操作员控制级。使用基于GSD的组态工具可将不同厂商生产的设备集成在同一总线系统中，既简单又是对用户友好的。 2. GSD文件的组成 GSD文件可以分为三个部分： 一般规范 这部分包括生产厂商和设备的名称，硬件和软件的版本状况，支持的波特率一可能的监视时间问隔以及总线插头的信号分配； 与DP主站有关的规范这部分包括只运用于DP主站的各项参数(如连接从站的最多台数或上装和下装能力)。这一部分对从站没有规定； 与DP从站有关的规范 这部分包括与从站有关的一切规范(如输入输出通道的数量和类型、中断测试的规范以及输入输出数据一致性的信息)。 3. GSD文件格式 GSD文件是ASCII文件可以用任何一种

13、ASCII编辑嚣编辑 如计事本、UltraEdit等，也可使用PROFIBus用户组织提供的编辑程序GSDEdit。GSD文件是由若干行组成，每行都用一个关键字开头，包括关键字及参数(无符号数或字符串)两部分。GSD文件中的关键字可以是标准关键字(在PROFIBUS标准中定义)或自定义关键字。标准关键字可以被PROFIBUS的任何组态工具所识别，而自定义关键字只能被特定的组态工具识别。 也可以这样理解，GSD文件是PROFIBUS-DP产品的驱动文件，是不同生产商之间为了互相集成使用所建立的标准通讯接口。一般当从站模块的生产商与主站PLC生产商不同时，需要在主站组态时安装从站模块的GSD文件。GSD文件也就是硬件在软件编程时需要的一个软件包，相当于一个人的身份证一样。比如主站PLC为西门子CPU314C-2DP，从站为力士乐的伺服控制器Ecodrive03，此时需要在STEP7 “HW Config”里安装力士乐伺服控制器的GSD文件。该GSD文件由生产商（力士乐）免费提供。