基于TDNCM++的总线设计（大全）

第一篇：基于TDNCM++的总线设计（大全）

课程设计报告

课程设计题目：基于TDNCM++的总线控制设计 专

业：**** 班

级：**** 姓

名：**** 学

号: **** 指 导

教 师: ****

2014 年1 月

5日

目录

一、设计题目…………………………………………………2

二、设计目的...........................................................................2

三、设计设备............................................................................2

四、设计原理............................................................................2

五、设计内容............................................................................2

六、设计步骤............................................................................6

七、设计总结...........................................................................9

一、设计题目

基于TDNCM++的总线控制设计

二、设计目的

1、理解总线的概念及其特性。

2、掌握总线传输控制特性。

3、掌握总线仲裁的方式及其方法。

三、设计设备

1、TDN-CM+或

TDN-CM++教学实验系统一台。

2、PC 微机一台。

3、导线若干。

四、设计原理

实验所用总线传输实验框图如图17所示，它将几种不同的设备挂至总线上，有存储器、输入设备、输出设备、寄存器。这些设备都需要有三态输出控制，按照传输要求恰当有序的控制它们，就可进行总线信息传输。

五、设计内容

要求:

(1)输入设备将一个数打入R0寄存器。

(2)输入设备将另一个数打入地址寄存器。

-2-(3)将R0寄存器中的数写入到当前地址的存储器中。（4）将当前地址的存储器中的数用LED数码管显示。（5）如下图

存储器实验接线图

图1

-3-步骤：

1.首先应关闭所有三态门（SW-B=1，CE=1，R0-B=1，LED-B=1），并将关联的信号置为：LDAR=0，LDR0=0，W/R（RAM）=1，W/R（LED）=1。

2.输入设备将数据68H(01101000)送到寄存R0中

关闭R0寄存器输出三态门： R0-B=_1__ 从数据开关送数据给总线：SW-B=__0_ 将总线数据存入R0寄存器：LDR0 =_0_->_1_->_0_ 关闭输入设备：SW-B= _1__

3.输入设备将数据22H(00100010)送到地址寄存AR中

从数据开关送数据给总线：SW-B=_0__ 将总线数据存入AR寄存器中LDAR=_0_->_1_->_0_ 关闭输入设备：SW-B= _1_

4.将寄存器R0中存放的数据写入存储器RAM 关闭输入设备： SW-B=_1_ 从R0寄存器读数据到总线：LDR0 = __0_，R0-B =_0_ 选择读或写存储器：WE=__0__

-4-打开存储器片选信号：CE=_0__ 写入存储器WE=_1_->_0_->_1_ 关闭存储器片选信号：CE=_1__ 关闭R0寄存器：R0-B =__1_

5.将存储器的数据用输出设备显示。

选择读或写存储器：WE=__1__ 打开存储器片选信号：CE=__0__ 打开输出设备LED控制信号：LEB-B=_0_ 选择输出设备LED读或写信号：W/R =_1_->_0_->_1_ 关闭存储器片选信号：CE=_1__

最后在LED显示的是68H.上节总线基本实验中，关于总线的仲裁问题是由人为控制的，本实验将设计一个控制逻

辑，来实现总线仲裁功能。实验将图 1中控制输出部件的使能输入端接入控制逻辑，然 后由控制逻辑输出至各对应的模块。其中的输出设备有 INPUT、RAM 及 R0，这里设其优先级依次降低，即 INPUT DEVICE 设备的优先级最高，当它输出有效

-5-时，即使给其他输出设备输入有效的输出信号也不能将数据输出至总线。其他设备依次类推。这样可以避免几个设备若同时输 数据至总线时的冲突，造成器件损坏。实验规定总线控制逻辑在 CPLD1032 中定义的管脚如图 2。

图2

六、实验步骤

1、用ABEL 语言设计上述控制逻辑。

2、在ispDesignEXPERT 环境下编辑并编译上述所设计的 源程序，并将生成的 JED 文件下载至 CPLD 中。

3、按图3 连接实验接线。

4、具体实验操作步骤同上小节。分析两个实验在总线控制

上的不同。

初始状态应设为：关闭所有的三态门（SW-B=1，CE=1，R0-B=1），其他控制信号为：LDAR=0，LDR0=0，W/R（RAM）=1，W/R（LED=1

第一组数据：（R0）=11H，（R）=21H LED显示的数据为：

第二组数据：（R0）=A5H，（R）=22H LED显示的数据为： 第三组数据：（R0）=FCH，（R）=23H LE显示的数据为：

-8-注意事项：

1、所有导线使用前须测通断；

2、不允许带电接线；

3、“0”——亮“1”——灭；

４、注意连接线的颜色、数据的高低位。

七、实验总结

实验过程出现了很多问题，只有在实验前做好充分准备，才能减少在实验过程中遇到的难题。实验主要是使我们理解总线的概念及其特性，并掌握总线传输控制特性，这对我们深入了解计算机组成原理这门课程更加有利。

第二篇：总线基本实验报告

实验三：

总线基本实验报告

组员：

组号：21组 时间：周二5、6节 【实验目的】

理解总线的概念及其特性.掌握总线传输和控制特性

【实验设备】

– TDN-CM+或TDN-CM++数学实验系统一台.–

【实验原理】

总线传输实验框图所示,它将几种不同的设备挂至总线上,有存储器、输入设备、输出设备、寄存器。这些设备都需要有三态输出控制，按照传输要求恰当有序地控制它们，就可实现总线信息传输。

总线基本实验要求如下：

根据挂在总线上的几个基本部件，设计一个简单的流程：

 寄存器、存储器和I/O部件挂接到总线  各部件由三态门信号控制

 数据主要流程：输入寄存器存储器输出LED指示

【实验步骤】

（一）完成书上要求的操作：将一个数存储到R0寄存器中，然后LED显示（1）连接实验线路（下页图1）

（2）关闭所有三态门（SW-B=1，CS=1，R0-B=1，LED-B=1），关联的信号置为LDAR=0，LDR0=0，W/R=1。

（3）SW-B=0，INPUT置数，拨动LDR0控制信号做0  1 0动作，产生一个上升沿将数据打入到R0中；

SW-B=0，INPUT置数，拨动LDAR控制信号做0  1 0动作，产生一个上升沿将数据打入到AR中； SW-B=1，R0-B=0，W/R(RAM)=0，CS=0，将R0中的数写入到存储器中； 关闭R0寄存器输出，使存储器处于读状态CS=1，R0-B=1；W/R(RAM)=1，CS=0，LED-B=0，拨动LED的W/R控制信号做1→0→1动作产生一个上升沿将数据打入到LED中。

附：实验电路路线连接图1

(二)存放三个数46、63、69到R0，R1，R2,分别存放在#11，#12，#13中在LED显示，另外由于需要借线，连线R1-B---S2,R2-B---S1,LDR1---M,LDR2---Cn，连接线路如下图三所示。（1）关闭所有三态门（SW-B=1，CS=1，R0-B=1，R1-B=1，R2-B=1，LED-B=1），关联的信号置为LDAR=0，LDR0=0，LDR1=0，LDR2=0，W/R=1。

1将数据46放R0，再将R0的数写入到#11中，然后 LED显示#11中数。○SW-B=0，INPUT置数01000110，拨动LDR0控制信号做010动作，产生一个上升沿将数据打入到R0中；

SW-B=0，INPUT置数00010001，拨动LDAR 做0 10动作，产生一个上升沿将数据打入到AR中；

SW-B=1，R0-B=0，W/R(RAM)=0，CS=0，将R0中的数写到存储器中； CS=1，R0-B=1，W/R(RAM)=1，CS=0，LED-B=0，拨动LED的W/R控制信号做1→0→1动作，产生一个上升沿将数据打入到LED中。

2将数据63放入R1，再将R1的数写入到#12中，然后LED显示#12中数。○SW-B=0，INPUT置数01010011，拨动LDR1控制信号做010动作，产生一个上升沿将数据打入到R1中；

SW-B=0，INPUT置数00010010，拨动LDAR做010动作，产生一个上升沿将数据打入到AR中；

SW-B=1，R1-B=0，W/R(RAM)=0，CS=0，将R1中的数写到存储器中； CS=1，R1-B=1，W/R(RAM)=1，CS=0，LED-B=0，拨动LED的W/R控制信号做1→0→1动作，产生一个上升沿将数据打入到LED中。

3将数据69放入R2，再将R2的数写入到#13中，然后LED显示#13中数。○SW-B=0，INPUT置数01101001，拨动LDR2控制信号做010动作，产生一个上升沿将数据打入到R2中；

SW-B=0，INPUT置数00010011，拨动LDAR 010动作，产生一个上升沿将数据打入到AR中； SW-B=1，R2-B=0，W/R(RAM)=0，CS=0，将R2中的数写到存储器中； CS=1，R2-B=1，W/R(RAM)=1，CS=0，LED-B=0，拨动LED的W/R控制信号做1→0→1动作，产生一个上升沿将数据打入到LED中。

【结果分析】

试验中LED显示管所显示的数与放在各个地址中的数符合，证明连线、操作无误。

【问题分析】

在连线时，由于实验时所用到的实验电路，某些端口是单口，如：LDR1、LDR2，而所用线最小也是两口线，所以借用端口到S1、S2、M、CN时一定要注意不要连接交叉，每条线对应各自的端口，否则就会出现混乱。

第三篇：汽车CAN总线实验教学系统的设计

成都盘沣科技有限公司

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汽车CAN总线实验教学系统的设计

一 系统概述

CAN-bus(Controller Area Network)即控制器局域网，是国际上应用最广泛的开放式现场总线之一，作为一种技术先进、可靠性高、功能完善、成本合理的网络通讯控制方式，CAN-bus在汽车也已经得到了广泛的应用。汽车电子车身网络系统是由多个ECU之间采用高速CAN总线网络通信实现车辆动力与操作系统信息快速交互，低速CAN总线网络通信实现车辆车身操作控制信息交互，以及低成本的LIN总线对CAN网络进行必要的扩充。通过总线的连接，将多个ECU组成控制网络，实现相互间的信息互联互通，使汽车变得更加安全、可靠、智能，功能扩展更加便捷，车身更加轻便。

该实验系统配置了汽车常见的基础ECU（ECU即电子控制单元Electronic Control Unit的缩写），可以通过ECU外置的输入输出硬件进行本地化操作，以达到了解单独一个ECU功能的目的。提供ECU仿真模型、二次开发所必须的原理图、源代码等，为以后独立开发汽车电子功能部件奠定基础。该系统也可组网构成一个基本车载网络的模型，了解车载网络的基本构成。通过可配套使用的PFautoCAN平台软件，可以完成对车载网络的设计、软件仿真、半实物仿真、硬件在环仿真等，以达到构建网络控制方案，验证网络模型，并通过对网络数据的采集、存储、分析、处理等对车载网络进行测量、评估、优化等目的。二 技术指标

1.双CAN通信网关单元

1.1 可实现低速CAN网络（如125Kbps）与高速CAN网络（如250Kbps）之间的数据选择性交互，完成汽车电子车身网络内不同通信速率CAN网络之间的信息互联互通。

1.2 支持CAN2.0A与CAN2.0B协议，支持CAN通信速度范围5Kbps ～ 1000Kbps。1.3 通过彩色液晶显示屏实时显示网络报文等相关信息。1.4 提供8路开关量信号输入和8路开关量信号输出。

1.5 提供软件代码测试CAN各种波特率标准、通信帧的类型、通信帧的格式、总线滤波等功能。成都盘沣科技有限公司

http://www.xiexiebang.com 1.6 可通过PFautoCAN平台软件对ECU进行CAN-BUS网络通信软仿真、半实物仿真及硬件在环仿真。

1.7 提供ECU实物原理图、实验源代码等教学资源。

1.8 能够通过PFautoCAN平台软件对单个ECU的CAN-BUS通信功能进行诊断，并可做多个ECU联网后CAN-BUS通信的综合诊断。

2.汽车组合仪表控制单元

汽车仪表是一个综合性汽车电器，采集并显示来自各个汽车模块的信息，如车灯、车门、油温、车速等；所以仪表是汽车所有信息的汇集处，仪表既要将这些状态信息显示出来，又要将相应的信息发送给相应控制模块，工作较为繁忙，在汽车电子车身网络中扮演着非常重要的角色。

2.1 仪表包括：里程表、发动机转速表、车速表、燃油表和温度表。

2.2 指示包括：燃油报警信号；关于发动机的信号：水温报警信号、充电指示信号、机油压力报警指示等；关于制动系统的信号：制动器液位故障报警指示、驻车制动指示、制动蹄片间隙警告指示；关于安全的信号：安全带未系警告指示、SRS故障指示、副驾驶安全气囊、防盗指示等；关于车灯的信号：近光灯、远光灯、防雾灯和转向灯等；除霜信号指示。2.3软件包括八类模块单元：

2.3.1燃油表控制模块：主要有油位采集模块和步进电机驱动模块； 2.3.2温度表控制模块：主要有温度采集模块和步进电机驱动模块； 2.3.3车速表控制模块：主要有车速采集模块和步进电机驱动模块； 2.3.4转速表控制模块：主要有转速采集模块和步进电机驱动模块； 2.3.5指示灯模块：主要有信号采集和控制信号输出模块；

2.3.6液晶显示模块：主要时间、日期调节和显示模块以及总里程显示模块； 2.3.7CAN通信模块：主要有数据处理模块、CAN接收和发送模块； 2.3.8声光报警模块：主要有信号采集模块和蜂鸣器驱动模块。2.4 实验信号输入：

实验设备自带信号输入；信号发生器信号输入；CAN网络报文输入。2.5 通过PFautoCAN平台软件对ECU进行软仿真、半实物仿真及硬件在环仿真。成都盘沣科技有限公司

http://www.xiexiebang.com 2.6 提供ECU实物原理图、实验源代码等教学资源。

2.7 通能够通过PFautoCAN平台软件对单个ECU的CAN-BUS通信功能进行诊断，并可做多个ECU联网后CAN-BUS通信的综合诊断。

3.汽车车门控制单元

3.1 提供不少于6路的继电器信号输出，可以驱动控制车门、车窗、后视镜等汽车电器。

3.2 四门独立控制开关输入。

3.2实现CAN与Lin总线通信的综合应用。

3.3 通过本地控制可以实现本单元的ECU功能演示，并可通过CAN/lin总线网络进行实车的模拟控制，并通过网关、仪表等显示相关控制报文、指示信息等。3.4 综合应用CAN通信与LIN通信的组网与数据交互，以及车门开关控制策略； 3.5 提供ECU原理图及实验源代码等教学资源。

3.6 通过PFautoCAN平台软件对ECU进行软仿真、半实物仿真及硬件在环仿真。3.7 通能够通过PFautoCAN平台软件对单个ECU的CAN-BUS通信功能进行诊断，并可做多个ECU联网后CAN-BUS通信的综合诊断。

4.汽车车灯控制单元

4.1 七组以上灯光控制继电器输出。4.2 1七路以上独立逻辑信号输入。4.3实现CAN与Lin总线通信的综合应用。

4.4 通过本地控制可以实现本单元的ECU功能演示，并可通过CAN/lin总线网络进行实车的模拟控制，并通过网关、仪表等显示相关控制报文、指示信息等。4.5 提供ECU原理图及实验源代码等教学资源。

4.6 通过PFautoCAN平台软件对ECU进行软仿真、半实物仿真及硬件在环仿真。4.7 通能够通过PFautoCAN平台软件对单个ECU的CAN-BUS通信功能进行诊断，并可做多个ECU联网后CAN-BUS通信的综合诊断。

5.汽车防盗报警器单元 成都盘沣科技有限公司

http://www.xiexiebang.com 5.1 六路以上继电器控制输出，五路以上报警信号输入。

5.2 综合应用CAN、LIN总线通信与无线通信的数据交互技术，以及汽车防盗原理。

5.3 提供ECU原理图及实验源代码等教学资源。5.4 多路LED工作指示灯控制电路。

5.5 电子防盗软件部分主要包括功能选择开关信号采集与处理、制动踏板等开关信号采集与处理、振动传感器信号采集与处理、RF信号采集与处理、继电器控制及控制策略。

5.6 通过PFautoCAN平台软件对ECU进行软仿真、半实物仿真及硬件在环仿真。5.7 通能够通过PFautoCAN平台软件对单个ECU的CAN-BUS通信功能进行诊断，并可做多个ECU联网后CAN-BUS通信的综合诊断。

6.汽车倒车雷达控制单元

6.1 通过对超声波探头控制，采集车身周围障碍物分布情况，将信息汇总后模糊推理，提供倒车建议。

6.2 提供ECU原理图及实验源代码等教学资源。

6.3 通过PFautoCAN平台软件对ECU进行软仿真、半实物仿真及硬件在环仿真。6.4 通能够通过PFautoCAN平台软件对单个ECU的CAN-BUS通信功能进行诊断，并可做多个ECU联网后CAN-BUS通信的综合诊断。

7.智能天窗控制单元

7.1 提供4路以上控制继电器输出，控制天窗滑移电机、斜升电机等。7.2 提供6路以上逻辑信号输入。

7.3 实现滑动开关有滑动打开、滑动关闭和断开（中间位置）3 个挡位。7.4 实现斜升开关也是有斜升、斜降和断开（中间位置）3个挡位。7.5 实现对天窗的自动控制。

7.6 综合应用CAN、LIN总线的通信技术，以及智能天窗控制原理。7.7 提供ECU原理图及实验源代码等教学资源。成都盘沣科技有限公司

http://www.xiexiebang.com 7.8 通过PFautoCAN平台软件对ECU进行软仿真、半实物仿真及硬件在环仿真。7.9 通能够通过PFautoCAN平台软件对单个ECU的CAN-BUS通信功能进行诊断，并可做多个ECU联网后CAN-BUS通信的综合诊断。

8.PFautoCAN汽车CAN网络设计仿真平台软件

PFautoCAN平台软件是针对车载CAN-BUS网络及其相关ECU的开发、测试和分析的集成开发环境软件，涵盖了从系统规划到实现的完整开发流程，可提高开发基于CAN-BUS网络的ECU及车载网络的效率。支持ECU及车载CAN-BUS网络系统的开发、测量、仿真、诊断、测试、分析、数据记录、数据回放等，并实现了与Vector公司的dbc文件兼容等。

8.1 测量：以图形，图表等形式实时的反映车载网络的总线状态及相关信息 8.2仿真：用于车载网络仿真，包括软件仿真，半实物仿真，硬件在环仿真。8.3诊断：完成对单个ECU的CAN-BUS通信功能诊断，以及多个ECU联网后网络的综合诊断。

8.4测试：对开发过程中各个阶段的ECU进行CAN总线通信功能测试，检查测试模型，回归测试及一致性测试。

8.5 数据记录与回放：可记录总线数据，并进行记录数据的回放。

8.6符合ISO11898标准的两路独立CAN-bus通道，可以处理CAN2.0A和CAN2.0B格式的CAN报文信息；发送速度最高大于4000帧/秒，接收速度最高大于5000帧/秒。

8.7可实时显示总线负载和流量以及总线错误状态。8.8支持检测和显示错误帧。

8.9 可通过脚本配置以支持自定义协议。

8.10 可发送协议帧，进行模拟操作；具有键盘输入、时间等触发功能，并可设定接收到指定类型的协议帧时触发发送相应的协议帧。

9.汽车信号发生器

9.1 具有DDS单元（数字信号发生单元），可通过该单元模拟发动机转速、车速等信号。成都盘沣科技有限公司

http://www.xiexiebang.com 9.2 具有CAN-BUS通信功能，可以根据汽车CAN网络设计单元、汽车CAN网络测试单元、汽车CAN网络管理的实验需要，模拟在总线中的各种ECU输出到总线的状态信息，如汽车车速、发动机转速、油压、温度、ABS、车门车窗状态等。

第四篇：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

0 STEP7 V5.0 编程基础及 S7--C 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

设计自动化任务解决方案 生成一个项目 下载到 CPU 进行调试诊断 硬件组态 程序生成 程序生成 硬件组态

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 1, 插入电源模块 PS-300 →

PS307 5A；

插入 CPU：选中（0）UR 中 2 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，SIEMENS300(2)CPU SIEMENS300(1)CPU 全局数据

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：

MOVE EN

ENO IN

OUT 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：

MOVE EN

ENO IN

OUT

开关信号数据 MW6 与密码数据 MW2 对比：

IB0 MB0 1280 MW2

CMP==1 IN1

IN2

CMP<>1 IN1

IN2

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

Q124.5 6、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 MW2 MW6 MW2 MW6

点击 GDID 后的空格右键弹出 CPU→点击 CPU→双击 SIMATIC

300(1)→双击 CPU 3）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。

C 在进行了新的组态编译时，必须点击 Yes，即把新的硬件组态信息也下载到 CPU 中，否则新的硬件组态和旧的用户程序将产生冲突。

3、密码数据在开关量上是如何表示的？试着把密码设为小于 256 的数，再运行程序看结果如何？为什么？ 如果字节数据转换成字，则 MB0、MB1 分别变成 MW6 的高 8 位和低 8位，MB1 没有则补 0，MB0 传送到 MW6 中变成高 8 位。如果小于 256，则输出信号长亮，因为密码相同了啊。

四、实验心得 在这次实验中，学会了 PLC 两个 PLC 之间 MPI 网络通讯的方法，同时学会了用梯形图编程，如果是简单的程序基本能自己编好。实验中开始没懂程序原理，难点就在那个密码表示，后来请教师姐才懂的。

实验三 三

S7-300PLC 之间的 DP 通讯

一、实验目的

熟悉现场总线 DP 网络通讯的基本原理，掌握 S7-300 编程和两个 PLC 之间 DP 网络通讯的具体方法。

二、实验内容

1）要求：对 PLC 及 DP 网络组态，采用 STEP 7 V5.0 编程，以 DP 网络通讯的方式，在第二台 S7-300（从站）的程序中编译一组（三个）两字节的密码，分别为 256，512，1280，在第一台 S7-300（主站）上输入 16 位的开关信号。如果开关信号与其中一组密码相同，则第一台 PLC 的一个指定的相应输出点上的输出信号亮，即输入信号是256，则 Q4.0 亮，输入信号是 512，则 Q4.1 亮，输入信号是 1280，则 Q4.2 亮；否则没有灯亮。

2）实验主要仪器设备和材料：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。

3）实验方法、步骤及结构测试：

1、硬件连接 将两台的 DP 口通过 PROFIBUS 电缆连接，开关输入量接在主站的DI 模块上；同时将两台 PLC 全部清除原有程序，打到 STOP 挡，为硬件组态和编程作好准备。

SIEMENS300(1)主站

交换区 PROFIBUS-DP SIEMENS300(1)从站

交换区

图 3-1 DP 通讯示意图 4）组态硬件（1）新建项目 在 STEP7 中创建一个新项目，然后选择“插入”站点Simatic 300 站点，插入两个 S7 300 站，这里命名为 Simatic 300(master)和 Simatic 300(slave)。再选择“插入”“站点”PROFIBUS。如图 3-2 所示。当然也可完成一个站的配置后，再建另一个。

（2）组态硬件 从站和主站硬件根据实际选定，原则上要先组态从站。双击 Simatic 300(slave)“Hardware(硬件)”，进入硬件组态窗口，在功能按钮栏中点击“Catalog”图标打开硬件目录，按硬件安装次序和订货号依次插入机架、电源、CPU 和输入/输出模块等进行硬件组态，主从站的硬件组态原理一样。

5）参数设定 硬件组态后，双击 DP(X2)插槽，打开 DP 属性窗口点击属性按钮进入 PROFIBUS 接口组态窗口，进行参数设定。

（1）从站设定：在“属性 DP ”对话框中选择“工作模式” 标签，将 DP 属性设为从站(Slave)。然后点击“常规”标签，点击“属

性”按钮，之后点击 Network Settings 标签，对其它属性进行配置，如：站地址、波特率等。设定完成之后，点击”保存”即可,不要进行编译。

（2）主站设定：在“属性 DP ”对话框中选择 “工作模式”标签，将 DP 属性设为主站(Master)。然后点击“常规”标签，点击“属性”按钮，对其它属性进行配置，如：站地址、波特率等。注意：这里的主站地址跟从站的地址不能重复，且同一个站的 MPI 地址和 DP地址要保持一致。

（3）连接从站：在硬件组态（HW Config）窗口中，打开窗口右侧硬件目录，选择“ PROFIBUS DPConfigured Stations”文件夹，将 CPU31x 拖拽到主站系统 DP 接口的 PROFIBUS 总线上，这时会弹出 DP 从站连接属性对话框，选择所要连接的从站后，点击“连接”按钮，再点击“确认”。注 注：如果有多个从站存在时，要一一连接。

（4）设定交换区地址 双击从站，选择“组态”标签，打开 I/O 通信接口区属性设置窗口，进行设置。或者进入“从站属性“窗口，如果没有出现表格，则要点击下面的“新建”，分两次输入表格。

地址类型:

选择“Input”对应输入区，“Output”对应输出区。

地址:

设置通信数据区的起地址。

长度:

设置通信区域的大小，最多 32 字节。本例设为 8 字节。

单位:

选择是按字节（byte）还是按字（word）来通信。

一致性:

选择“Unit”是按在“Unit”中定义的数据格式发送，即

按字节或字发送。

从站与主站设置完成后，点击“编译存盘”按钮，编译无误后即完成从站和主站的组态设置。

6）检查网络 点击“组态网络”图标

。打开网络组态查看，是否成功。

7）设计程序

输入三个 16 位的密码：

256，512，1280 结束 从站

主站 给定一个 16 位的开关量信号 开关量是 256 开关量是 512 开关量是1280 Q4.0 亮 Q4.1 亮 Q4.2 亮 结束 图 3-2 程序框图

8）程序清单

输入零字节的任一位闭合，使能接通。IW0的值传送到 QW10。

图 3-4 从站中密码设定

图 3-3 主站程序

9）运行及实验结果 输入开关量 1，则 Q4.0 亮；输入开关量 2，则 Q4.1 亮；输入开关量 5，则 Q4.2 亮，输入其它量时，信号与密码不同，无灯亮。

三、思考题

1．指出 PROFIBUS 中，DP 与 MPI 通信的特点与区别。

MPI：多点通信的接口，是一种适用于少数站点间通信的网络，多用于连接上位机和少量PLC之间近距离通信。MPI的通信速率为19.2K～12Mbit/s。在 MPI 网络上最多可以有 32 个站。MPI 允许主-主通信和主-从通信。

DP：允许构成单主站或多主站系统。在同一总线上最多可连接 126 个站点。通讯波特率最大支持 12MB，距离可达 1200M。包括以下三种不同类型设备：一级 DP 主站、二级 DP 主站、DP 从站。

2．简述数据交换过程以及数据交换区的设置方法。

由主机数据交换区的数据通过总线传送到从机的数据交换区。双击从站，选择组态标签，打开 I/O 通信接口区属性设置窗口，进行设置。或者进入从站属性窗口，如果没有出现表格，则要点击下面的新建，分两次输入表格。

3．在不改变交换区地址的情况下，QW10-QW16，IW20-IW24 可以用 M寄存器区取代吗？说明原因。

可以，取代的话还会使程序简单，不过功能也会变得简单罢了。

四、实验心得

在这次实验中，熟悉现场总线 DP 网络通讯的基本原理，弄懂了两个PLC 之间 DP 网络通讯的方法，同时又用梯形图编程，加强了编程能力。实验中 DP 通讯还是比较复杂，主要是有很多细节，常常要请教师姐，看来要多用和多了解才行。

第五篇：现场总线控制系统学习心得

现场总线控制系统学习心得

班级：电技131 姓名：杨秋

学号：20*** 现场总线控制系统学习心得

六个星期的现场总线控制系统课程已经结束，通过这段时间的学习和老师的耐心讲解，我初步了解到了这门课程的基本内容。

目前，在连续型流程生产工业过程控制中，有三大控制系统，即PLC、DCS和FCS。我们已经在以往的学习中了解到了PLC和DCS这两大系统的基本知识，而FCS就是我们这段时间学习的现场总线控制系统。老师分别从以下几个方面详细地向我们讲解了这门课程。

1现场总线和现场总线控制系统的概念

根据国际电工委员会IEC61158标准的定义，现场总线是指应用在制造过程区域现场装置和控制室内自动控制装置之间的包括数字式、多点、串行通信的数据总线，即工业数据总线。是开放式、数字化、多点通信的底层通信网络。以现场总线为技术核心的工业控制系统，称为现场总线控制系统FCS（Fieldbus Control System），它是自20世纪80年代末发展起来的新型网络集成式全分布控制系统。

其中，现场总线系统一般被称为第五代控制系统。第一代控制系统为50年代前的气动信号控制系统PCS，第二代为4~20mA等电动模拟信号控制系统，第三代为数字计算机集中式控制系统，第四代为70年代中期以来的集散式分布控制系统DCS。现场总线技术现场总线技术将专用的微处理器置入了传统的测量控制仪表，使其各自都具有了多多少少的数字计算和数字通信能力，成为能独立承担某些控制、通信任务的网络节点。它们通过普通双绞线、光纤、同轴电缆等多种途径进行信息传输，这样就能够形成以多个测量控制仪表、计算机等作为节点连接成的网络系统。该网络系统按照规范和公开的通信协议，在位于生产现场的多个微机化自控设备之间，以及现场仪表与用作管理、监控的远程计算机之间，实现数据传输与信息共享，进一步构成了各种适应实际需要的自动控制系统 现场总线的分类

老师重点讲述了现场总线的几种类别，典型的现场总线技术包括了基金会现场总线FF（Foudation Fieldbus），LonWork现场总线，Profibu现场总线，CAN现场总线以及HART现场总线。其中FF总线尤为重要，按照基金会总线组织的定义，FF总线是一种全数字、串行、双向传输的通信系统，是一种能连接现场各种现场仪表的信号传输系统，其最根本的特点是专门针对工业过程自动化而开发的，在满足要求苛刻的使用环境、本质安全、总线供电等方面都有完善的措施。为此，有人称FF总线为专门为过程控制设计的现场总线。现场总线技术的特点

现场总线技术具有系统的开放性，互可操作性与互用性，现场设备的智能化与功能自治性，系统结构的高度分散性以及对现场环境的适应性等。除此之外，现场总线技术还具备以下优点：节省硬件数量与投资，节省安装费用，节省维护开销，用户具有高度的系统集成主动权以及提高了系统的准确性与可靠性。

5现场总线技术的发展

现场总线技术的发展体现在两个方面，一个是高速现场总线技术的发展，另外一个是低速现场总线领域的继续完善和发展。就现在而言，现场总线产品主要针对的是低速总线产品，用于运行速率较低的领域，对网络的性能要求不高。而高速现场总线主要应用于互联控制网、连接控制计算机、处理速度快的设备以及实现低速现场总线网间的连接，是充分实现系统的全分散控制结构所必须的。但是目前高速现场总线这一环节还相对薄弱。总体来说，自动化系统与设备将向现场总线体系的结构改变，并且向着趋于开放统一的方向发展。同时，在单独的现场总线体系下不可能只容纳单一的标准，加上商业利益的驱使，各种现场总线技术都在十分激烈的市场竞争环境中求得发展。所以有理由认为，在将来的不久，集中总线标准的设备通过路由网关互联并且会实现信息共享的局面。

除此之外，老师还向我们介绍了现场总线控制系统与以前学到的DCS系统的关系。通过现场总线系统的网络结构可以发现，它可以由现场智能设备和人机接口构成两层的网络结构，同时把常规的PID在智能变送器中实现。但这种总线控制系统的局限性限制了现场总线控制系统的功能，使之不能实现复杂的协调控制功能，为了实现这个功能，其结构中需要包含控制站，即需要三层的网络结构。这样，三层网络结构的现场总线系统网络就与DCS相似了，但是其中控制站所承担的功能却与DCS有很大差别。在传统的DCS系统中，控制站可以用来实现包括控制回路的PID运算和控制回路之间的协调控制等功能。但在FCS中，底层的PID等基本控制功能却完全由现场设备来完成，控制站只完成控制回路之间信息的交流和控制协调功能。这样的话，就大大减轻了控制器的负荷率，分散了系统的风险性，加快了数据处理速度。通过现场总线系统的网络结构可以发现，它可以由现场智能设备和人机接口构成两层的网络结构，同时把常规的PID在智能变送器中实现。但这种总线控制系统的局限性限制了现场总线控制系统的功能，使之不能实现复杂的协调控制功能，为了实现这个功能，其结构中需要包含控制站，即需要三层的网络结构。这样，三层网络结构的现场总线系统网络就与DCS相似了，但是其中控制站所承担的功能却与DCS有很大差别。在传统的DCS系统中，控制站可以用来实现包括控制回路的PID运算和控制回路之间的协调控制等功能。但在FCS中，底层的PID等基本控制功能却完全由现场设备来完成，控制站只完成控制回路之间信息的交流和控制协调功能。这样的话，就大大减轻了控制器的负荷率，分散了系统的风险性，加快了数据处理速度。

现场总线技术自推广以来，已经在世界范围内应用于工业控制的各个领域。现场总线的技术推广有了三、四年的时间，已经或正在应用于冶金、汽车制造、烟草机械、环境保护、石油化工、电力能源、纺织机械等各个行业。应用的总线协议主要包括PROFIBUS、DeviceNet、Foundation、Fieldbus、Interbus_S 等。在汽车行业，现场总线控制技术应用的非常普遍，近两年国内新的汽车生产线和旧的生产线的改造，大部分都采用了现场总线的控制技术。国外设计的现场总线控制系统已应用很广泛，从单机设备到整个生产线的输送系统，全部采用现场总线的控制方法。而国内的应用仍大多集中中生产线的输送系统、随着技术的不断发展和观念的更新必然会逐步扩展其应用领域。

通过这段时间的现场总线课程的学习，让我对现场总线有了更多的了解，还有更多的是对其工业各方面应用的了解及其前景。自己对自己的这个专业有了更多的了解和认识，自己专业意识和素养都有很多的增加。特别从老师那里学到那种精神，要有专业素养和意识，不仅要学好书上的知识，自己的那种专业敏感度，和实际动手能力都要好好培养，我感觉自己受益颇多。