第一篇：現場總線A4總結1

現場總線:現場總線是用于現場儀表與控制系統和控制室之間的一種全分散、全數字化、智能、雙向、互聯、多變量、多點、多站的通信網絡。IEC對現場總線的定義:現場總線是一種應用于生產現場，在現場設備之間、現場設備與控制裝置之間實行雙向、串行、多節點數字通信的技術。/涉及智能儀表、控制、計算機、數據通信技術。現場總線的特點和優點—結構特點：由于采用智能現場設備，能夠把DCS系統中處于控制室的控制模塊、各輸入輸出模塊置入現場設備中，在現場直接完成采集和控制。由于不需要其他的模數轉換器件，且一對電線能傳輸多個信號，因而簡化了系統結構，節約了設備及安裝維護費用。FCS與DCS的對比：1結構：FCS: 一對多：一對傳輸線接多臺儀表，雙向傳輸多個信號。DCS: 一對一：一對傳輸線接一臺儀表，單向傳輸一個信號。2可靠性：FCS: 可靠性好：數字信號傳輸抗干擾能力強，精度高；DCS: 可靠性差：模擬信號傳輸不僅精度低，而且容易受干擾。3失控狀態：FCS: 操作員在控制室既可以了解現場設備或現場儀表的工作狀況，也能對設備進行參數調整，還可以預測或尋找故障，使設備始終處于操作員的遠程監視與可控狀態之中；DCS:操作員在控制室既不能了解模擬儀表的工作狀態，也不能對其進行參數調整，更不能預測故障，導致操作員對儀表處于“失控”狀態。4互換性：FCS: 用戶可以自由選擇不同制造商提供的性能價格比最優的現場設備和儀表，并將不同品牌的儀表互連；DCS:盡管模擬儀表統一了信號標準(4-20mA DC)，可大部分參數仍由制造廠自定，致使不同品牌的儀表互換難度較大。5儀表：FCS: 智能儀表，除了具有模擬儀表的檢測、變換、補償等功能外，還具有數字通信能力，并且具有控制和運算的能力；DCS: 模擬儀表只具有檢測、變換、補償等功能。6控制：FCS: 控制功能分散在各個智能儀表中；DCS: 所有控制功能集中在控制站中。技術特點：系統的開放性：通信協議公開，各不同廠家的設備之間可進行互連并實現信息交換。互可操作性與互用性、現場設備的智能化與功能自治性、系統結構的高度分散性、對現場環境的適應性。優點：節省硬件數量與投資、節省安裝費用、節約維護開銷、用戶具有高度的系統集成主動權、提高了系統的準確性與可靠性。現場總線網絡的實現：制定標準時參照OSI七層協議標準/大多采用第1層(物理層)、第2層(數據鏈路層)和第7層(應用層)，并增加第8層用戶層。/物理層：定義了信號的編碼與傳送方式、傳送介質、接口的電氣及機械特性、信號傳輸速率等/現場總線有兩種編碼方式：Manchester和NRZ，前者同步性好，但頻帶利用率低，后者剛好相反。前者采用基帶傳輸，后者采用頻帶傳輸。傳輸介質主要有：有線電纜、光纖和無線介質。數據鏈路層:分為兩個子層：介質訪問控制層(MAC)和邏輯鏈路控制層(LLC)。MAC對傳輸介質傳送的信號進行發送和接收控制；LLC對數據鏈進行控制，保證數據傳送到指定的設備上。現場總線上的設備可以是主站，也可以是從站。/MAC層的三種協議：集中式輪詢協議、令牌總線協議和總線仲裁協議。應用層:分為兩子層：應用服務層(FMS)，用于為用戶提供服務；現場總線存取層(FAS)，用于實現數據鏈路的連接。用戶層：定義了從現場裝置中讀寫信息和向網絡中其他裝置分派信息的方法，即規定了供用戶組態的標準“功能模塊”。企業網絡信息集成系統的層次結構：統一的企業網絡信息集成系統應具有三層結構，從底向上依次是：過程控制層(PCS)、制造執行層(MES)、企業資源規劃層(ERP)。過程控制層：依照現場總線的協議標準，智能設備采用功能塊的結構，通過組態設計，完成數據采集、A/D轉換、數字濾波、溫度壓力補償、PID控制等功能。智能轉換模塊對傳統檢測儀表的電流電壓進行數字轉換和補償。過程控制層的拓撲結構：環形網：時延確定性好，重載時網絡效率高；總線網：成本低，時延不確定，重載時效率低；樹形網：可擴張性好，頻帶較寬，但節點間通信不便；令牌總線網：物理上是總線網，邏輯上是令牌網。制造執行層：從現場設備中獲取數據，完成各種控制、運行參數的監測、報警和趨勢分析等功能，還包括控制組態的設計和下裝。通過總線接口轉換器實現現場總線網段和以太網段的連接。企業資源規劃層：在分布式網絡環境下構建一個安全的遠程監控系統。首先將中間監控層的數據庫中的信息轉入上層關系數據庫中，使遠程用戶能通過瀏覽器查詢網絡運行狀態，對生產過程進行實時的遠程監控；對數據進行進一步的分析和整理，為相關的各種管理、經營決策提供支持，實現管控一體化。現場總線與數據局域網的區別：用途不同：現場總線主要用于對生產、生活設備的控制；數據網絡主要用于通信、辦公，提供文字、聲音和圖像等數據信息。技術要求不同：現場總線要求具備高度的實時性、安全性和可靠性，網絡接口盡可能簡單，成本盡量降低，數據量一般較小；數據網絡則需要大批量數據傳輸和處理。現場總線與上層網絡的互聯：第一種方式：采用專用網關完成不同通信協議的轉換，把現場總線網段或DCS網段連接到以太網上。第二種方式：將現場總線網卡和以太網卡都置入工業PC機插槽上，在PC機內實現數據交換。第三種方式：將Web服務器直接置入PLC或現場總線設備內，借助Web服務器和通用瀏覽工具實現數據信息的動態交互。現場總線網絡集成應考慮的因素：控制網絡的特點（適應工業控制應用環境，要求實時性強，可靠性高，安全性好；網絡傳輸的使測控數據及其相關信息，短幀，傳輸速率低）、標準支持(國際、國家、地區、企業標準)、網絡結構（介質、拓撲結構、節點數等）、網絡性能（傳輸速率、時間同步準確度、訪問控制方式等）、測控系統應用考慮、市場及其他因素。現場總線簡介：基金會現場總線（以ISO/OSI開放系統互連模型為基礎，介質支持雙絞線、光纜和無線發射，傳輸信號采用曼徹斯特編碼）。Profibus現場總線（德國國家標準和歐洲標準；參考模型也是ISO/OSI模型；傳輸介質為雙絞線、光纜）。LonWorks（采用ISO/OSI模型的全部七層協議；支持雙絞線、同軸電纜、光纖、射頻等多種介質；）CAN（是控制器局域網的簡稱，采用ISO/OSI模型的物理層、數據鏈路層和應用層；傳輸介質為雙絞線；采用短幀結構傳輸，傳輸時間短，受干擾的概率低；）HART（即可尋址遠程傳感高速通道。特點是在現有模擬信號傳輸線上實現數字通信，屬于模擬系統向數字系統轉變過程中的工業過程控制的過渡性產品）。總線與總線段：總線是傳輸信號或信息的公共路徑，是遵循同一技術規范的連接與操作方式。一組設備通過總線連接在一起稱為總線段。總線的基本概念：總線主設備：可在總線上發起信息傳輸的設備；總線從設備：不能在總線上主動發起通信，只能掛在總線上，對總線信息進行接收查詢；總線協議：管理主、從設備使用總線的規則；總線操作：總線上命令者與響應者之間的“連接-數據傳送-脫開”這一操作序列稱為一次總線操作。尋址：物理尋址：用于選擇某一總線段上某一特定位置的從設備作為響應者；邏輯尋址：選擇從設備與位置無關；廣播尋址：用于選擇多個響應者。總線仲裁：用于裁決哪一個主設備是下一個占有總線的設備。某一時刻只允許某一主設備占有總線，等到它完成總線操作，釋放總線占有權后才允許其他總線主設備使用總線。總線定時：總線通過定時信號進行同步。定時信號用于指明總線上的數據和地址在什么時刻是有效的。模擬信號與數字信號：隨時間連續變化的信號稱為模擬信號，隨時間離散變化的信號稱為數字信號。碼元：時間軸上的一個信號編碼單元稱為碼元。信源、信宿和信道：在數據通信中，通常將數據的發送方稱為信源，數據的接收方稱為信宿，在信源與信宿之間傳輸數據的通道稱為信道。通信方式：按照字節使用的信道數，數據通信可以分為串行通信和并行通信兩種方式。按照數據在傳輸線路上的傳輸方向，可分為單工通信、半雙工通信和全雙工通信三種方式。性能指標：傳輸速率是衡量數據傳輸有效性的指標。指通信系統每秒傳送的數據量。工業中常用的標準數據信號速率為：9600bps, 500Kbps, 1Mbps, 2.5Mbps, 10Mbps, 100Mbps。比特(bit)率S指單位時間內所傳送的二進制序列的位數，單位：bps波特(Baud)率BTRR（TTH = 持有令牌時間；TTR = 目標令牌循環時間；TRR = 實際令牌循環時間）PROFIBUS-DP 定義三種設備類型：DP-1類主設備(DPM1)：中央控制器, 它與分散的 I/O 設備(DP-從)交換數據允許若干個DPM1，典型的設備是 PLC, PC, VME。DP-2 類主設備(DPM2)：組態、監視或工程工具，它被用來設定網絡或參數／監視 DP-從設備。DP-從設備：直接連接 I/O 信號的外圍設備；典型的設備是輸入、輸出、驅動器、閥、操作面板等等。DP-信息循環時間的計算：一個八位二進制數（一字節）按 11位傳輸；電文頭和尾由11 個字節或 9 個字節組成；波特率為1.5 M 時，1個位時間＝0.6667 ns(1 個八位二進制數 ＝ 11位時間＝7.3337ns)；波特率為12 M時，1個位時間＝ 0.083 ns(1個八位二進制數＝11個位時間＝ 0.913ns)；在實施中，還要加上約10-20% 的余量。精確的計算規則可以從EN 50170 V.2 獲得.現場總線的布線和安裝—網絡組件主要有：中繼器(Repeater)、集線器(Hub)、交換式集線器(Switching Hub)、網橋(Bridge)、路由器(Router)、網關(Gateway)等。此外還有連接器(Connector)、耦合器(Coupler)等。屏蔽線不應多點接地，應集中一點后再接地。本質安全現場總線控制系統的實現有兩種辦法：使用總線隔離柵或本安電源調整器。以太網在工業自動化領域應用受限的原因：以太網采用CSMA/CD碰撞檢測方式，在網絡負荷較重(大于40%)時，網絡的確定性未能滿足工業控制的實時要求；以太網所用的接插件、集線器、交換機和電纜是為辦公室應用而設計的，不符合工業控制的實時要求；在工廠環境中，以太網抗干擾能力較差。若用于危險場合，以太網不具備本質安全性能；以太網還不具備通過信號線向現場儀表供電的功能。工業以太網與其他控制網絡相比較的優勢：工業以太網可以滿足控制系統各個層次的要求，使企業信息網絡與控制網絡得以統一；設備成本下降；用戶擁有成本下降；以太網易于與Internet集成。以太網作為現場總線技術的技術優勢：采用以太網作為現場總線，可以保證現場總線技術的可持續性發展；以太網受到廣泛的開發技術支持；由于以太網是應用最廣泛的計算機網絡技術，有廣泛的硬件產品可供選擇，價格十分低廉；由于以太網已使用多年，具有大量的軟件資源；如果采用以太網作為現場總線技術，可以避免現場總線技術游離于計算機網絡技術的發展主流之外，可以實現自動化控制領域的徹底開放。工業以太網技術應解決的問題：通信實時性問題；對環境的適應性與可靠性問題；總線供電問題；本質安全問題。工業以太網非確定性問題的緩解措施：提高通信速率--10Mb/s-> 100Mb/s->1Gb/s；控制網絡負荷--在網絡設計時控制各網段的負荷量，合理分布各現場設備的節點位置，以減少沖突的發生；采用以太網的全雙工交換技術；采用交換式以太網技術---采用交換機將網絡切分成多個網段，在網段分配合理的情況下，由于網段上多數的數據不需要經過主干網傳輸，只在本地網絡傳輸的數據不占用其它網段的帶寬。實時以太網的媒體訪問控制：RT-CSMA/CD協議：網絡節點分為實時節點和非實時節點，分別遵循RT-CSMA/CD和CSMA/CD協議；以網絡上相距最遠的兩個節點之間信號傳遲延時間的2倍作為最小競爭時隙，發送數據時先偵聽信道，若在一個最小競爭時隙中沒有檢測到沖突，則獲得訪問控制權，發送數據包；非實時節點檢測到沖突時停止發送，退出競爭；實時節點檢測到沖突時，發送長度不小于最小競爭時隙的競爭信號。確定性分時調度，將通信過程劃分為若干個循環，每個循環分為4個時段：起始時段：進行必要的準備和時鐘同步；周期性通信時段：用于保證周期性實時數據的傳輸。在該周期中為各節點安排好各自的微時隙進行各自的通信。非周期性通信的異步時段：為普通TCP/IP數據包提供通過競爭傳輸非實時數據的機會。保留時段：用于發布時鐘，控制時鐘同步。IEEE 1588精確時間同步協議(PTP)時鐘偏移量與傳輸延遲的測量過程：測量主時鐘和從時鐘之間的時差，即測量時鐘偏移值；測量傳輸延遲。OPC的對象和接口：OPC規范為OPC服務器規定了兩種接口：客戶接口(CI:Custom Interface)必須由每一個OPC服務器提供，是訪問過程變量的有效通道。自動化接口(AI:Automation Interface)是對客戶接口的進一步封裝，面向解釋程序開發環境，是可選項。控制網絡與信息網絡的集成，可以通過以下幾種方式實現：加入轉換接口；采用DDE技術；采用統一的協議標準；采用數據庫訪問技術；采用OPC技術。基于DDE技術的控制網絡和信息網絡的集成：控制網絡與信息網絡有一個共享工作站或通信處理機時，可以通過DDE技術實現數據交換；DDE：動態數據交換（Dynamic Data Exchange）；DDE是Windows環境下使用共享內存在應用程序之間傳遞數據的協議，用于完成應用程序之間的數據交換；DDE協議地址包括：應用程序、主題、條目。

第二篇：現場總線技術實驗報告

實 驗 報 告

課程名稱

《現場總線技術》

題目名稱

現場實驗報告

學生學院

信息工程學院

專業班級

學生學號

學生姓名

指導教師

2015 年 1 月 1 日

實驗一

0 STEP7 V5.0 編程基礎及 S7--C 300PLC 組態

一、實驗目的

通過老師講解 STEP7 軟件和硬件組態的基礎知識，使同學們掌握使用 STEP7 的步驟和硬件組態等內容，為后續實驗打下基礎。

二、實驗 內容 1、組合硬件和軟件 STEP7 V5.0 是專用于 SIMATIC S7-300/400 PLC 站的組態創建及設計 PLC 控制程序的標準軟件。按照以下步驟：

（1）運行 STEP7 V5.0 的軟件，在該軟件下建立自已的文件。

（2）對SIMATIC S7-300PLC站組態、保存和編譯，下載到 S7-300PLC。

（3）使用 STEP7 V5.0 軟件中的梯形邏輯、功能塊圖或語句表進行編程，還可應用 STEP7 V5.0 對程序進行調試和實時監視。

2、使用 STEP7 V5.0 的步驟

設計自動化任務解決方案 生成一個項目 下載到 CPU 進行調試診斷 硬件組態 程序生成 程序生成 硬件組態

圖 1-1 STEP7 的基本步驟

3、啟動 SIMATIC 管理器并創建一個項目（1）新建項目 首先在電腦中必須建立自己的文件：File → New →寫上 Name（2）通信接口設置 為保證能正常地進行數據通信，需對通信接口進行設置，方法有 2 種：

1）所有程序

SIMATIC

STEP 7

設置 PG/PC 接口

PC Adapter(Auto)

屬性

本地連接

USB/COM（根據適配器連接到計算機的方式選擇）； 2）SIMATIC 管理器界面

選項

PC Adapter(Auto)

屬性

本地連接

USB/COM（根據適配器連接到計算機的方式選擇）。

（3）硬件組態 在自己的文件下，對 S7-300PLC 進行組態，一般設備都需有其組態文件，西門子常用設備的組態文件存在 STEP7 V5.0 中，其步驟如下;? 插入 →站點 →

SIMATIC 300 站點 ； ? 選定 SIMATIC 300（1）的Hardwork（硬件）右邊 Profi

→

標準 → SIMATIC 300 將軌道、電源、CPU、I/O 模塊組態到硬件中：

軌道：RACK-300 →

Rail；，插入電源：選中（0）UR 中 1 1, 插入電源模塊 PS-300 →

PS307 5A；

插入 CPU：選中（0）UR 中 2 2，插入 CPU 模塊 CPU-300→CPU315-2DP→配置 CPU 的型號（CPU 模塊的最下方）； ? 插入輸入/輸出模塊 DI/DO：

1)選中（0）UR 中 4，插入輸入/輸出模塊 SM-300

→ DI/DO→ 配置

輸入/輸出模塊的型號（CPU 模塊的最上方）； 2)S7-300 PLC 中有些 CPU 自帶輸入/輸出模塊，此時不需進行 DI/DO組態。

（4）S7-300PLC CPU 的開關與指示燈 S7-300PLC CPU 的開關與顯示燈如圖 1－1 所示 模式選擇器：

MRES:

模塊復位功能。

STOP:

停止模式，程序不執行。

RUN:

程序執行，編程器只讀操作。

RUN-P:

程序執行，編程器讀寫操作。

指示燈：

S F: 組錯誤：CPU 內部錯誤或帶診斷功能錯誤。

BF: 組錯誤: 總線出錯指示燈(只適用于帶有 DP

接口的 CPU)。出錯時亮。

FRCE:

FORCE：指示至少有一個輸入或輸出被強

制。

DC5V: 內部 5VDC 電壓指示。

RUN:

當 CPU 啟動時閃爍，在運行模式下常亮。

STOP:

在停止模式下常亮，有存儲器復位請求時慢速閃爍。正在執行存儲器復位時快速閃爍，由于存儲器卡插入需要存儲器復位時慢速閃爍。

（5）編程 圖 1-5

CPU 開關與指示燈 圖 1-1

CPU 開關與指示燈

S7-300PLC 采用模塊化的編程結構，包含有通用的 OB 組織塊，通用的 FC、FB 功能與功能塊，西門子提供的 SFC，SFB 系統功能塊，DB 數據塊，各個模塊之間可以相互調用。OB1 是其中的循環執行組織塊，程序首先并一直在 OB1 中循環運行，在 OB1 中可以調用其它的程序塊執行。

在 S7

Program 下的 Block 中，選定并打開 OB1，用梯形邏輯、功能塊圖或語句表編程，再保存編譯和下載，即可執行程序。

（6）程序的清除（存儲器復位）：

圖 1－2 編程界面 A、模式選擇器放在 STOP 位置 B、模式選擇器保持在 MERS 位置，直到 STOP 指示燈閃爍兩次（慢速）

C、松開模式選擇器（自動回到 STOP 位置）

D、模式選擇器保持在 MERS 位置（STOP 指示燈快速閃爍）

E、松開模式選擇器（自動回到 STOP 位置）

（7）運行并監控 將 CPU 打到 STOP 模式，下載整個 SIMATIC 300 站點。再將 CPU打到 RUN 模式，打開監視，程序運行狀態可在 OB1 上監視到。

三、思考題 一.為什么要進行硬件組態？

PLC 是一種模塊化的結構，電源、cpu、i/o 等模塊都是單獨成塊的。而 PLC 組態是對硬件進行配置，簡單的說就是告訴系統你配置了哪些東西，這樣系統才能去連接你的東西。

二.硬件組態和程序生成有先后之分嗎？哪種比較方便些？ 沒有先后之分。先進行硬件組態，然后是下載用戶程序方便些。這樣STEP7 在硬件組態編輯器中會顯示可能的地址。而且有了系統數據塊后，如果你的程序中硬件組態與你的實際硬件一致，就可以在 SIMATIC管理器中，直接選中 Blocks，然后執行下載，在提示你是否也下載系統數據塊時，只要點擊 Yes，就把硬件組態信息和用戶程序一起下載到 CPU 中。

四、實驗心得 在這次的實驗中，從中了解 STEP7 V5.0 的軟件，并學會在該軟件下建立自已的文件，對 PLC 站組態、保存和編譯，并且下載到 PLC，用軟件中的梯形邏輯進行編程，還用軟件進行實時監視。開始沒找到正確的硬件進行組態，然后在師姐的指導下，找到完全和硬件一致的進行組態，之后的還是比較容易。

實驗 二

S7-300PLC 之間的 MPI 通訊

一、實驗目的 熟悉現場總線網絡 MPI 網絡通訊的基本原理和 STEP7 硬件組態，掌握 S7-300PLC 編程和兩個 PLC 之間 MPI 網絡通訊的具體方法。

二、實驗內容 （1）要求：對 PLC 及 MPI 網絡組態，采用 STEP 7 V5.x 編程，以 MPI 網絡通訊的方式，在第二臺 S7-300 的程序中編譯一組密碼，在第一臺 S7-300 上輸入八位的開關信號。如果開關信號與密碼不同，則第二臺 PLC 的某個輸出點上的輸出信號閃爍；如果開關信號與密碼相同，則這個輸出點上的輸出信號長亮。根據需要添加實驗內容和使用 PLC 內部的系統功能。

（2）實驗主要儀器設備和器材：S7-300 可編程控制器，開關裝置，S7-300 適配器，裝有 STEP7 軟件的工控機（或電腦）。

（3）實驗方法、步驟及結構測試：

圖 2-1 MPI 通訊示意圖 具體實驗步驟如下：

1、硬件連接 應用帶連接頭的屏蔽雙絞線，通過 PLC 中的 MPI 接口進行連接，SIEMENS300(2)CPU SIEMENS300(1)CPU 全局數據

將實際線路連好，開關輸入量也接好；同時全部清除兩臺 S7-300PLC原有的程序，并打到 STOP 擋，為硬件組態和編程作好準備。

2、組態硬件 利用 SIMATIC 管理器，在項目中為要連網的設備生成硬件站之后利用硬件組態工具逐個打開這些站。

1)打開 SIMATIC Manager,在“文件”選擇“新建”。在空白處點擊右鍵選中“插入新對象”，再選 SIMATIC 300。

2)進行組態 第一臺設備：根據實際硬件配置組態。

第二臺設備：根據實際硬件配置組態。

3)選“站點”,進行“保存和編譯”。

3、設定 MPI 地址 組態硬件時，必須定義CPU連接在MPI網絡上，并分配各自MPI地址。

1)在 SIMATIC 300（1）選中 Hardware（硬件）。

2)雙擊，選 CPU315-2DP。

3)雙擊，選屬性。

4)選定 MPI（1），并設定其地址。

在硬盤上保存 CPU 的配置參數，然后分別下裝到每一 CPU 中(點到點)。

4、檢查網絡

1)網絡組態 分別在兩臺 PLC 硬件組態中，選菜單欄中的“選項”，然后選“組

態網絡”，進行組網。選中 MPI（I）雙擊，將兩臺 PLC 組網。

用 Profibus 電纜連接 MPI 節點，可以用多條 MPI 線連接。在這里用一條 MPI 線連接即可，這樣就可以與所有 CPU 建立在線連接。打開網絡組態查看，還可用 SIMATIC 管理中 PLC 下的“Accessible Nodes”功能來測試連接狀態。

5、設計程序 編譯程序 進入程序設計時，可按以下步驟：選 SIMATIC 300（1）→CPU 315-2DP→S7 Program(1)→Blocks→OB1,雙擊后可開始編寫程序。

第一臺 S7_300 的程序框圖：

讀取八位開關信號 IB0，傳遞到 MB0：

MOVE EN

ENO IN

OUT 第二臺 S7-300 的程序框圖：

輸入密碼，輸入固定數據 1280，傳送到 MW2：

MOVE EN

ENO IN

OUT

開關信號數據 MW6 與密碼數據 MW2 對比：

IB0 MB0 1280 MW2

CMP==1 IN1

IN2

CMP<>1 IN1

IN2

輸出為 Q0.0。輸出信號燈閃爍：

第二臺 CPU 的時鐘存儲器，地址 M100 此時閃光頻率為 1Hz,周期=1s,燈通=0.5s,燈閉=0.5s 程序框圖

M100

Q124.5 6、生成全局數據表 應用“定義全局數據”工具可以生成一個全局數據表。將數據表編譯兩次然后下裝到 CPU 中。

根據程序可知，數據從第一個 CPU 中的 MB0 發送到第二個 CPU中的 MW6，編譯兩次后，下載。

生成全局數據表步驟如下：

1）選擇 MPI 網 回到前面的項目界面雙擊 MPI 網→選項→定義全局數據，產生或打開全局數據表。

2）分配 CPU MW2 MW6 MW2 MW6

點擊 GDID 后的空格右鍵彈出 CPU→點擊 CPU→雙擊 SIMATIC

300(1)→雙擊 CPU 3）填入發送和接收數據（注明發送方）

填入 MB0→選“選作發送器”→在后一空格用右鍵彈出 CPU→點擊 CPU→雙擊 SIMATIC

300(2)→雙擊選中另一個 CPU→點擊下一空格填入 MW6→編譯→關閉→點擊“查看”→選“掃描速率”及“全局數據狀態”→編譯→關閉→退出。

4）下載程序

定義完全局數據后下載程序。在下載程序前應先清除原有的程序。SIMATIC 300（1）→下載。

5）運行及結果 A、將兩臺 S7－300PLC 的開關打到 RUN 擋，S7－300CPU 上的其它燈是不亮的，這時全局數據開始自動循環交換。

B、在第一臺 PLC 上輸入八位開關量 IB0，數據傳遞到 MB0，通過 MPI 網絡，運行全局數據表，數據從第一臺 PLC 的 MB0 傳送到第二臺 PLC 的 MW6。MW6 上的數據與第二臺 PLC 的 MW2 中C、密碼數據相比較后，在第二臺 PLC 的輸出點 Qxxx.x 輸出結果。若信號與密碼相同，第二臺 PLC 輸出燈 Qxxx.x 亮。

三、思考題 1、在下載程序前如何清除原來的程序？ 現在 PLC 把新的程序下載進去，會自動覆蓋原本的程序的。如果要直接清除的話，則可通過復位清除寄存器內容，先把模式選擇器放在STOP 位置，然后模式選擇器保持在 MERS 位置，直到 STOP 指示燈閃爍兩次，再松開模式選擇器，模式選擇器保持在 MERS 位置，此時 STOP 指示燈快速閃爍，然后松開模式選擇器就可以了。

2、下載程序時應注意什么問題？ A 硬件組態沒有錯誤，組態都錯了，下進去也沒用。

B最好先下新硬件組態信息，然后保證按鍵打到STOP檔位再下程序。

C 在進行了新的組態編譯時，必須點擊 Yes，即把新的硬件組態信息也下載到 CPU 中，否則新的硬件組態和舊的用戶程序將產生沖突。

3、密碼數據在開關量上是如何表示的？試著把密碼設為小于 256 的數，再運行程序看結果如何？為什么？ 如果字節數據轉換成字，則 MB0、MB1 分別變成 MW6 的高 8 位和低 8位，MB1 沒有則補 0，MB0 傳送到 MW6 中變成高 8 位。如果小于 256，則輸出信號長亮，因為密碼相同了啊。

四、實驗心得 在這次實驗中，學會了 PLC 兩個 PLC 之間 MPI 網絡通訊的方法，同時學會了用梯形圖編程，如果是簡單的程序基本能自己編好。實驗中開始沒懂程序原理，難點就在那個密碼表示，后來請教師姐才懂的。

實驗三 三

S7-300PLC 之間的 DP 通訊

一、實驗目的

熟悉現場總線 DP 網絡通訊的基本原理，掌握 S7-300 編程和兩個 PLC 之間 DP 網絡通訊的具體方法。

二、實驗內容

1）要求：對 PLC 及 DP 網絡組態，采用 STEP 7 V5.0 編程，以 DP 網絡通訊的方式，在第二臺 S7-300（從站）的程序中編譯一組（三個）兩字節的密碼，分別為 256，512，1280，在第一臺 S7-300（主站）上輸入 16 位的開關信號。如果開關信號與其中一組密碼相同，則第一臺 PLC 的一個指定的相應輸出點上的輸出信號亮，即輸入信號是256，則 Q4.0 亮，輸入信號是 512，則 Q4.1 亮，輸入信號是 1280，則 Q4.2 亮；否則沒有燈亮。

2）實驗主要儀器設備和材料：S7-300 可編程控制器，開關裝置，S7-300適配器，裝有 STEP7 軟件的工控機。

3）實驗方法、步驟及結構測試：

1、硬件連接 將兩臺的 DP 口通過 PROFIBUS 電纜連接，開關輸入量接在主站的DI 模塊上；同時將兩臺 PLC 全部清除原有程序，打到 STOP 擋，為硬件組態和編程作好準備。

SIEMENS300(1)主站

交換區 PROFIBUS-DP SIEMENS300(1)從站

交換區

圖 3-1 DP 通訊示意圖 4）組態硬件（1）新建項目 在 STEP7 中創建一個新項目，然后選擇“插入”?站點?Simatic 300 站點，插入兩個 S7 300 站，這里命名為 Simatic 300(master)和 Simatic 300(slave)。再選擇“插入”?“站點”?PROFIBUS。如圖 3-2 所示。當然也可完成一個站的配置后，再建另一個。

（2）組態硬件 從站和主站硬件根據實際選定，原則上要先組態從站。雙擊 Simatic 300(slave)“Hardware(硬件)”，進入硬件組態窗口，在功能按鈕欄中點擊“Catalog”圖標打開硬件目錄，按硬件安裝次序和訂貨號依次插入機架、電源、CPU 和輸入/輸出模塊等進行硬件組態，主從站的硬件組態原理一樣。

5）參數設定 硬件組態后，雙擊 DP(X2)插槽，打開 DP 屬性窗口點擊屬性按鈕進入 PROFIBUS 接口組態窗口，進行參數設定。

（1）從站設定：在“屬性 DP ”對話框中選擇“工作模式” 標簽，將 DP 屬性設為從站(Slave)。然后點擊“常規”標簽，點擊“屬

性”按鈕，之后點擊 Network Settings 標簽，對其它屬性進行配置，如：站地址、波特率等。設定完成之后，點擊”保存”即可,不要進行編譯。

（2）主站設定：在“屬性 DP ”對話框中選擇 “工作模式”標簽，將 DP 屬性設為主站(Master)。然后點擊“常規”標簽，點擊“屬性”按鈕，對其它屬性進行配置，如：站地址、波特率等。注意：這里的主站地址跟從站的地址不能重復，且同一個站的 MPI 地址和 DP地址要保持一致。

（3）連接從站：在硬件組態（HW Config）窗口中，打開窗口右側硬件目錄，選擇“ PROFIBUS DP?Configured Stations”文件夾，將 CPU31x 拖拽到主站系統 DP 接口的 PROFIBUS 總線上，這時會彈出 DP 從站連接屬性對話框，選擇所要連接的從站后，點擊“連接”按鈕，再點擊“確認”。注 注：如果有多個從站存在時，要一一連接。

（4）設定交換區地址 雙擊從站，選擇“組態”標簽，打開 I/O 通信接口區屬性設置窗口，進行設置。或者進入“從站屬性“窗口，如果沒有出現表格，則要點擊下面的“新建”，分兩次輸入表格。

地址類型:

選擇“Input”對應輸入區，“Output”對應輸出區。

地址:

設置通信數據區的起地址。

長度:

設置通信區域的大小，最多 32 字節。本例設為 8 字節。

單位:

選擇是按字節（byte）還是按字（word）來通信。

一致性:

選擇“Unit”是按在“Unit”中定義的數據格式發送，即

按字節或字發送。

從站與主站設置完成后，點擊“編譯存盤”按鈕，編譯無誤后即完成從站和主站的組態設置。

6）檢查網絡 點擊“組態網絡”圖標

。打開網絡組態查看，是否成功。

7）設計程序

輸入三個 16 位的密碼：

256，512，1280 結束 從站

主站 給定一個 16 位的開關量信號 開關量是 256 開關量是 512 開關量是1280 Q4.0 亮 Q4.1 亮 Q4.2 亮 結束 圖 3-2 程序框圖

8）程序清單

輸入零字節的任一位閉合，使能接通。IW0的值傳送到 QW10。

圖 3-4 從站中密碼設定

圖 3-3 主站程序

9）運行及實驗結果 輸入開關量 1，則 Q4.0 亮；輸入開關量 2，則 Q4.1 亮；輸入開關量 5，則 Q4.2 亮，輸入其它量時，信號與密碼不同，無燈亮。

三、思考題

1．指出 PROFIBUS 中，DP 與 MPI 通信的特點與區別。

MPI：多點通信的接口，是一種適用于少數站點間通信的網絡，多用于連接上位機和少量PLC之間近距離通信。MPI的通信速率為19.2K～12Mbit/s。在 MPI 網絡上最多可以有 32 個站。MPI 允許主-主通信和主-從通信。

DP：允許構成單主站或多主站系統。在同一總線上最多可連接 126 個站點。通訊波特率最大支持 12MB，距離可達 1200M。包括以下三種不同類型設備：一級 DP 主站、二級 DP 主站、DP 從站。

2．簡述數據交換過程以及數據交換區的設置方法。

由主機數據交換區的數據通過總線傳送到從機的數據交換區。雙擊從站，選擇組態標簽，打開 I/O 通信接口區屬性設置窗口，進行設置。或者進入從站屬性窗口，如果沒有出現表格，則要點擊下面的新建，分兩次輸入表格。

3．在不改變交換區地址的情況下，QW10-QW16，IW20-IW24 可以用 M寄存器區取代嗎？說明原因。

可以，取代的話還會使程序簡單，不過功能也會變得簡單罷了。

四、實驗心得

在這次實驗中，熟悉現場總線 DP 網絡通訊的基本原理，弄懂了兩個PLC 之間 DP 網絡通訊的方法，同時又用梯形圖編程，加強了編程能力。實驗中 DP 通訊還是比較復雜，主要是有很多細節，常常要請教師姐，看來要多用和多了解才行。

第三篇：現場總線控制系統學習心得

現場總線控制系統學習心得

班級：電技131 姓名：楊秋

學號：20*** 現場總線控制系統學習心得

六個星期的現場總線控制系統課程已經結束，通過這段時間的學習和老師的耐心講解，我初步了解到了這門課程的基本內容。

目前，在連續型流程生產工業過程控制中，有三大控制系統，即PLC、DCS和FCS。我們已經在以往的學習中了解到了PLC和DCS這兩大系統的基本知識，而FCS就是我們這段時間學習的現場總線控制系統。老師分別從以下幾個方面詳細地向我們講解了這門課程。

1現場總線和現場總線控制系統的概念

根據國際電工委員會IEC61158標準的定義，現場總線是指應用在制造過程區域現場裝置和控制室內自動控制裝置之間的包括數字式、多點、串行通信的數據總線，即工業數據總線。是開放式、數字化、多點通信的底層通信網絡。以現場總線為技術核心的工業控制系統，稱為現場總線控制系統FCS（Fieldbus Control System），它是自20世紀80年代末發展起來的新型網絡集成式全分布控制系統。

其中，現場總線系統一般被稱為第五代控制系統。第一代控制系統為50年代前的氣動信號控制系統PCS，第二代為4~20mA等電動模擬信號控制系統，第三代為數字計算機集中式控制系統，第四代為70年代中期以來的集散式分布控制系統DCS。現場總線技術現場總線技術將專用的微處理器置入了傳統的測量控制儀表，使其各自都具有了多多少少的數字計算和數字通信能力，成為能獨立承擔某些控制、通信任務的網絡節點。它們通過普通雙絞線、光纖、同軸電纜等多種途徑進行信息傳輸，這樣就能夠形成以多個測量控制儀表、計算機等作為節點連接成的網絡系統。該網絡系統按照規范和公開的通信協議，在位于生產現場的多個微機化自控設備之間，以及現場儀表與用作管理、監控的遠程計算機之間，實現數據傳輸與信息共享，進一步構成了各種適應實際需要的自動控制系統 現場總線的分類

老師重點講述了現場總線的幾種類別，典型的現場總線技術包括了基金會現場總線FF（Foudation Fieldbus），LonWork現場總線，Profibu現場總線，CAN現場總線以及HART現場總線。其中FF總線尤為重要，按照基金會總線組織的定義，FF總線是一種全數字、串行、雙向傳輸的通信系統，是一種能連接現場各種現場儀表的信號傳輸系統，其最根本的特點是專門針對工業過程自動化而開發的，在滿足要求苛刻的使用環境、本質安全、總線供電等方面都有完善的措施。為此，有人稱FF總線為專門為過程控制設計的現場總線。現場總線技術的特點

現場總線技術具有系統的開放性，互可操作性與互用性，現場設備的智能化與功能自治性，系統結構的高度分散性以及對現場環境的適應性等。除此之外，現場總線技術還具備以下優點：節省硬件數量與投資，節省安裝費用，節省維護開銷，用戶具有高度的系統集成主動權以及提高了系統的準確性與可靠性。

5現場總線技術的發展

現場總線技術的發展體現在兩個方面，一個是高速現場總線技術的發展，另外一個是低速現場總線領域的繼續完善和發展。就現在而言，現場總線產品主要針對的是低速總線產品，用于運行速率較低的領域，對網絡的性能要求不高。而高速現場總線主要應用于互聯控制網、連接控制計算機、處理速度快的設備以及實現低速現場總線網間的連接，是充分實現系統的全分散控制結構所必須的。但是目前高速現場總線這一環節還相對薄弱。總體來說，自動化系統與設備將向現場總線體系的結構改變，并且向著趨于開放統一的方向發展。同時，在單獨的現場總線體系下不可能只容納單一的標準，加上商業利益的驅使，各種現場總線技術都在十分激烈的市場競爭環境中求得發展。所以有理由認為，在將來的不久，集中總線標準的設備通過路由網關互聯并且會實現信息共享的局面。

除此之外，老師還向我們介紹了現場總線控制系統與以前學到的DCS系統的關系。通過現場總線系統的網絡結構可以發現，它可以由現場智能設備和人機接口構成兩層的網絡結構，同時把常規的PID在智能變送器中實現。但這種總線控制系統的局限性限制了現場總線控制系統的功能，使之不能實現復雜的協調控制功能，為了實現這個功能，其結構中需要包含控制站，即需要三層的網絡結構。這樣，三層網絡結構的現場總線系統網絡就與DCS相似了，但是其中控制站所承擔的功能卻與DCS有很大差別。在傳統的DCS系統中，控制站可以用來實現包括控制回路的PID運算和控制回路之間的協調控制等功能。但在FCS中，底層的PID等基本控制功能卻完全由現場設備來完成，控制站只完成控制回路之間信息的交流和控制協調功能。這樣的話，就大大減輕了控制器的負荷率，分散了系統的風險性，加快了數據處理速度。通過現場總線系統的網絡結構可以發現，它可以由現場智能設備和人機接口構成兩層的網絡結構，同時把常規的PID在智能變送器中實現。但這種總線控制系統的局限性限制了現場總線控制系統的功能，使之不能實現復雜的協調控制功能，為了實現這個功能，其結構中需要包含控制站，即需要三層的網絡結構。這樣，三層網絡結構的現場總線系統網絡就與DCS相似了，但是其中控制站所承擔的功能卻與DCS有很大差別。在傳統的DCS系統中，控制站可以用來實現包括控制回路的PID運算和控制回路之間的協調控制等功能。但在FCS中，底層的PID等基本控制功能卻完全由現場設備來完成，控制站只完成控制回路之間信息的交流和控制協調功能。這樣的話，就大大減輕了控制器的負荷率，分散了系統的風險性，加快了數據處理速度。

現場總線技術自推廣以來，已經在世界范圍內應用于工業控制的各個領域。現場總線的技術推廣有了三、四年的時間，已經或正在應用于冶金、汽車制造、煙草機械、環境保護、石油化工、電力能源、紡織機械等各個行業。應用的總線協議主要包括PROFIBUS、DeviceNet、Foundation、Fieldbus、Interbus_S 等。在汽車行業，現場總線控制技術應用的非常普遍，近兩年國內新的汽車生產線和舊的生產線的改造，大部分都采用了現場總線的控制技術。國外設計的現場總線控制系統已應用很廣泛，從單機設備到整個生產線的輸送系統，全部采用現場總線的控制方法。而國內的應用仍大多集中中生產線的輸送系統、隨著技術的不斷發展和觀念的更新必然會逐步擴展其應用領域。

通過這段時間的現場總線課程的學習，讓我對現場總線有了更多的了解，還有更多的是對其工業各方面應用的了解及其前景。自己對自己的這個專業有了更多的了解和認識，自己專業意識和素養都有很多的增加。特別從老師那里學到那種精神，要有專業素養和意識，不僅要學好書上的知識，自己的那種專業敏感度，和實際動手能力都要好好培養，我感覺自己受益頗多。

第四篇：淺談電氣現場總線控制系統

淺談電氣現場總線控制系統（FCS）

引言

隨著我國電力行業的高速發展，DCS的應用也越來越廣泛，但DCS主要完成的是汽輪機、鍋爐的自動化過程控制，對電氣部分的自動化結合較少，DCS一般未充分考慮電氣設備的控制特點，所以無論是功能上還是系統結構上，與網絡微機監控系統相比在開放性、先進性和經濟性等方面都有較大的差距。1 電氣現場總線控制系統的監控對象

電氣現場總線控制系統的監控對象主要有:發電機-變壓器組，其監控范圍主要包括發電機、發電機勵磁系統、主變壓器、220kV斷路器；高壓廠用工作及備用電源，其監控范圍主要包括高壓廠用工作變壓器、起動-備用變壓器等；主廠房內低壓廠用電源，其監控范圍主要包括低壓廠用工作和公用變壓器、照明變壓器、檢修變壓器和除塵變壓器等主廠房的低壓廠用變壓器；輔助車間低壓廠用電源；動力中心至電動機控制中心電源饋線；單元機組發電機和鍋爐DCS控制電動機；保安電源；直流系統；交流不停電電源。電氣現場總線控制系統的特點

2.1 電氣參數變化快電氣模擬量一般為電流、電壓、功率、頻率等參數，數字量主要為開關狀態、保護動作等信號，這些參數變化快，對計算機監控系統的采樣速度要求高。

2.2 電氣設備的智能化程度高電氣系統的發電機-變壓器組保護、起動-備用變壓器保護、自動同期裝置、廠用電切換裝置、勵磁調節器等保護或自動裝置均為微機型，6kV開關站保護為微機綜合保護，380V開關站采用智能開關和微機型電動機控制器，所有的電氣設備均實現了智能化，能方便地與各種計算機監控系統采用通信方式進行雙向通信。另外，電氣設備的控制一般均為開關量控制，控制邏輯十分簡單，一般無調節或其它控制要求，電氣設備的控制邏輯簡單。

2.3 電氣設備的控制頻度較低除在機組起、停過程中，部分電氣設備要進行一些倒閘或切換操作外，在機組正常運行時電氣設備一般不需要操作。在事故情況下，大多由繼電保護或自動裝置動作來切除故障或進行用電源切換。且電氣設備具有良好的可控性，這是因為電氣的控制對象一般均為斷路器、空氣開關或接觸器，其操作靈活，動作可靠，與電廠其它受控設備相比，具有良好的可控性。

2.4 電氣設備的安裝環境較好且布置相對集中電氣設備大多集中布置在電氣繼電器室和各電氣配電設備間內，設備布置相對比較集中，且安裝環境極少有水汽或粉塵的污染，為控制設備就地布置提供了有利條件。電氣現場總線控制系統配置

每臺機組配置現場總線控制系統(fieldbusco nt rol sys-tem，FCS)，將機組電氣系統的發電機-變壓器組、單元機組廠用電系統和公用廠用電系統都納入FCS，FCS作為DCS的一個子系統，在DCS操作員站實現對電氣系統的監控，并通過冗余配置的通信服務器在站控層與DCS進行連接。

3.1 網絡結構電氣FCS采用分層、分布式計算機控制系統，在系統功能上分層，設備布置上分散。網絡結構為3層設備2層網方式，3層設備指監控主站層、通信子站層和間隔層，2層網指連接監控主站層與通信子站層的以太網以及連接通信子站層與間隔層的現場總線網。監控主站層由雙冗余的系統主機、工程師站、網絡交換機和負責與DCS及廠級監控系統(SIS)通信的雙冗余通信服務器等組成，通信子站層主要由安裝于電氣繼電器室的多串口通信服務器和安裝在各配電室的通信管理機組成，間隔層設備主要包括安裝在電氣繼電器室、6kV開關柜和380V開關柜的智能測控裝置、綜合保護測控裝置、電動機控制器和智能儀表等。通信管理機與監控主站采用雙冗余的光纖以太網連接，與間隔層設備可根據設備情況采用Profibus，LON，CAN，工業以太網或其它現場總線進行連接，其主要功能除完成對各綜合智能測控單元的數據進行管理外，還完成實時數據的加工和分布式數據庫的管理工作。公用廠用電系統的站控層以太網獨立組網，通過通信網關分別與機組自動化系統以太網連接，共用單元機組的工程師站，并通過軟、硬件閉鎖手段只能接受一臺機組控制系統的操作指令。

3.2 數據采集對發電機-變壓器組、高壓廠用變壓器及起動-備用變壓器，除少量模擬量信號、高壓側斷路器、隔離開關、接地開關位置信號、控制回路斷線及允許遠方操作信號、發電機-變壓器組及起動-備用變壓器所有控制量信號采用硬接線直接與DCS連接外，其它監測信號均通過專設的測控裝置接入FCS，再以通信方式送DCS。電氣專用裝置如發電機-變壓器組及起動-備用變壓器保護、電壓自動調整裝置(AVR)、同期裝置、故障錄波、廠用電快速切換、柴油機、直流系統以及交(直)流不停電電源(UPS)系統等均設有通信接口，通過多串口通信服務器接入FCS。

電廠廠用電源分高壓廠用工作及備用電源、主廠房低壓廠用電源系統和輔助車間低壓廠用電源系統，主廠房低壓廠用電源包括低壓廠用工作和公用變壓器、照明變壓器、檢修變壓器和除塵變壓器及其380V配電裝置等，輔助車間低壓廠用電源包括輸煤系統、工業廢水處理站、翻車機、循環水系統、補給水系統變壓器及其380V配電裝置等。為與本工程水、煤、灰輔助系統集中控制的思路相適應，輔助車間廠用電源系統均納入機組DCS監控。針對熱控水、煤、灰單獨設置控制點的方案，輔助車間380V電源系統也可納入相應可編程序控制器(PLC)控制。

為使控制系統接線更加簡單，對主廠房重要廠用電源如6kV廠用電系統及鍋爐、汽輪機、主廠房公用系統等，采用硬接線和現場總線相結合的采集方式，即重要DI信號(如斷路器合閘位置、斷路器跳閘位置、允許操作、故障)和DO信號(如斷路器合閘指令、斷路器跳閘指令等)保留硬接線，回路其它所有信息均通過現場總線以通信方式送入FCS及DCS；而對機組不重要廠用電源如檢修、照明、電除塵及輔助車間廠用電系統等，取消廠用電電源系統全部的硬接線，完全采用通信方式進行監視和控制。

對單元機組電動機，由于與機組熱工系統聯系緊密，采用硬接線和現場總線相結合的采集方式，同時，要保留和監控邏輯有關的重要信息，采用硬接線的方式，接入DCS中進行監控。FCS采集的供電氣系統分析管理的信息如各保護整定值、故障時電流和電壓波形等數據，送入FCS的工程師站進行分析處理，不送入DCS，但可以通過獨立的通信接口送入SIS和管理信息系統(MIS)。4 結束語

隨著電廠自動化水平的不斷提高，電氣系統采用計算機控制已成為當前設計的主流，控制方式也從單純的DCS監控逐步向具備故障分析、信息管理、設備管理、自動抄表、仿真培訓等高等級運行管理功能的方向發展，由此又推動了現場總線技術在電廠電氣控制系統中的應用。將FCS應用到火力發電廠控制過程有利于提高火力發電廠電氣系統的自動化水平，節約工程投資，值得大力推廣應用。

參考文獻：

[1]李虞文.火電廠計算機控制技術與系統[M].北京:水利水電出版社.2003.[2]張建.計算機測控系統設計與應用[M].北京:機械工業出版社.2004.[3]周其節.自動控制原理[M].廣州:華南理工大學出版社.1989.

第五篇：北郵現場總線實驗報告

現場總線實驗報告

實驗名稱：

CAN總線技術與iCAN模塊實驗

學院：

自動化學院

專業：

自動化專業

班級：

2010211411

姓名：

韓思宇

學號：

10212006

指導老師：

楊軍

一、實驗名稱：

實驗一：CAN總線技術與iCAN模塊實驗

二、實驗設備：

計算機，CAN總線系列實驗箱，測控設備箱，萬用表。

三、實驗內容：

1、熟悉iCAN各模塊的功能及原理，了解接線端子。

2、學習USBCAN-2A接口卡的使用及安裝，安裝USBCAN-2A接口卡的驅動程序。

3、根據實驗指導書中的手動設置iCAN模塊MACID的方法手動設置各模塊的MACID。

4、使用提供的iCANTest測試軟件工具來測試各模塊的功能及用法，利用測試工具與模塊之間通信。

5、學習了解iCAN主站函數庫中的主要操作函數及其應用。

6、學習利用VC或者VB編程來對iCAN系列各模塊進行操作。

四：實驗過程：

1、驅動程序安裝：

USBCAN-2A接口卡的驅動程序需要自己手動進行安裝，驅動程序已經存放于實驗準備內容中。找到驅動程序，直接點擊進行安裝即可。安裝完成后，在“管理->設備管理器->通用串行總線控制器”中查看驅動是否安裝成功。

注意：安裝驅動程序過程中PC機不能連接USB電纜。

2、iCANTEST安裝與運行：

連接設備后，打開iCANTEST軟件，點擊“系統配置”，設置設備類型為USBCAN2，點擊“啟動”->“上線”，試驗各模塊的功能。點擊“全部下線”，將斷開主機與所有模塊的連接。

3、各種iCAN模塊的測試

4、指示燈，按鈕，溫濕度傳感器的連接

5、測試運行記錄與截屏圖：

iCAN模塊測試運行記錄與截圖。

圖（1）

iCANTEST界面

iCAN4055模塊界面如圖（2）。DI輸入由測控設備箱中的開關控制，DO輸出控制設備箱上的燈泡亮滅。

圖（2）

iCAN4055模塊界面

iCAN4210模塊如圖（3）。iCAN4210模塊為2路模擬量輸出模塊。將該模塊的輸出通道0與iCAN4017模塊的輸入通道3相連，可觀察到改變iCAN4210的通道0設定值時，iCAN4017的通道3顯示值會隨之變化。（通道0為0x8000時，通道3顯示為5.000V。）

圖（3）

iCAN4210模塊界面

iCAN4017模塊如圖（4）。iCAN4017模塊為8路模擬量輸入模塊。將該模塊的通道0與通道1與測控設備箱的溫濕度傳感器相連，可由通道0和1的電壓值推導出傳感器測出的環境溫度和濕度。由于實驗時使用的溫濕度傳感器溫度測量部分故障，所以通道0顯示0.000V,濕度測量部分正常，通道1顯示為6.182V。

圖（4）

iCAN4017模塊界面

6、自編程序主要功能

（1）添加一個輸入編輯框和一個按鈕控件，通過輸入0x00-0xFF之間的十六

進制數來控制iCAN4055的DO通道的輸入；再設置一個編輯框edit控件來讀取iCAN4055的8位數字量輸入通道的狀態。（2）設置兩個輸入編輯框控件，來分別設置iCAN4210兩個通道的輸出。（3）設置4個編輯框edit控件來分別讀取iCAN4017前四個通道ch0、ch1、ch2、ch3的模擬量輸入值。

7、自編程序運行結果與截圖（課上未做，課下做了界面和程序）

圖（5）

iCAN4055模塊界面

圖（6）

iCAN4017模塊界面

8、主要程序部分

（1）有關iCAN4055功能模塊的簡單功能的實現的整體代碼如下：

首先在生成的類頭文件Sample4055dlg.h中的類CSample4055中添加申明變量： public:

unsigned char buf[1];//發送數據的數據緩存區 unsigned char recbuf[1];//接受數據的數據緩存區 unsigned long len;int outvalue;int count;CString str;在Sample4055.cpp文件中編寫控制代碼： 首先添加對變量的定義： ROUTECFG cfg;

HANDLE hRoute=0;//新的ICAN網絡

HANDLE hSlave4055=0;//數字量輸入輸出模塊4055，MACID=1 CSample4055::CSample4055(CWnd* pParent /*=NULL*/){

}

（2）添加每個控件消息響應函數的代碼： void CSample4055::OnStartsysButton1(){ : CDialog(CSample4055::IDD, pParent)buf[0]=0;recbuf[0]=0;count=0;len=0;str=“";

// TODO: Add your control notification handler code here cfg.iCardType=4;//使用usbcan2接線口 cfg.iCardInd=0;//卡序號

cfg.iCANInd=0;//CAN通道選擇（0表示0通道；1表示1通道）cfg.wCANBaud=0x001c;//波特率的設定0x001c(500kbps)cfg.iMasterCycle=500;//主站循環周期 cfg.wMasterID=0;//主站ID

Mgr_AddRoute(cfg,&hRoute);//添加iCAN網絡

if(Mgr_StartSys()!=ICANOK)//調用Mgr_StartSys()函數對CAN網絡是否啟動進行判斷，返回為ICANOK

} void CSample4055::OnLink4055Button2(){ if(Mgr_IsStarted()!=1){ { } else { } MessageBox(”CAN網絡已啟動“);MessageBox(”系統啟動失敗“);

MessageBox(”系統未啟動或啟動失敗，請先啟動CAN網絡“);

} else { // TODO: Add your control notification handler code here Route_AddSlave(hRoute,1,&hSlave4055);//添加從站4055,MACID=1

if(Slave_Connect(hSlave4055)!=ICANOK)//判斷從站4055是否連接成功 { } MessageBox(”4055連接失敗“);

else

{ } MessageBox(”4055連接成功“);

SetTimer(1,1000,NULL);//設定開啟定時循環，1代表消息事件id，1000表示1000ms即1s } void CSample4055::OnTimer(UINT nIDEvent)//Timer事件函數 {

// TODO: Add your message handler code here and/or call default if(nIDEvent==1){ }

len=1;Slave_GetDIData(hSlave4055,recbuf,&len);//讀取4055數字量輸入端口數據 str.Format(”0x%02x:%d“,recbuf[0],count);

m_getDI.SetWindowText(str);count=count+1;

CDialog::OnTimer(nIDEvent);

} } void CSample4055::OnButtonSetvalue()//設定4055數字量輸出端口值 { // TODO: Add your control notification handler code here if((Mgr_IsStarted()==1)&&(Slave_IsConnected(hSlave4055)==1))

{

UpdateData(true);

outvalue=strtol(m_invalue,NULL,16);//按十六進制進行讀取 if(outvalue >= 0 && outvalue <= 255){

buf[0]=(unsigned short)strtol(m_invalue,NULL,16);

Slave_SendData(hSlave4055,0x20,buf,1);//發送數據 } else { } } else { MessageBox(”請輸入00~FF之間的十六進制數“);

MessageBox(”系統未啟動或從站未連接，請查看后再進行操作“);}

（3）2路模擬量輸出模塊iCAN4210的編程使用 實驗代碼如下：

首先添加所用變量的申明： ROUTECFG cfg;

HANDLE hRoute=0;//新的ICAN網絡 HANDLE hSlave4210=0;//MACID=2

控制代碼：

void CSample4210::OnBUTTONStartCANSys(){ // TODO: Add your control notification handler code here } 8

cfg.iCardType=4;//使用usbcan2接線口 cfg.iCardInd=0;//卡序號

cfg.iCANInd=0;//CAN通道選擇（0表示0通道；1表示1通道）cfg.wCANBaud=0x001c;//波特率的設定0x001c(500kbps)cfg.iMasterCycle=500;//主站循環周期 cfg.wMasterID=0;//主站ID

Mgr_AddRoute(cfg,&hRoute);//添加iCAN網絡

if(Mgr_StartSys()!=ICANOK)//調用Mgr_StartSys()函數對CAN網絡是否啟動進行判斷，返回為ICANOK

} void CSample4210::OnButtonLink4210(){

// TODO: Add your control notification handler code here if(Mgr_IsStarted()!=1){ { } else { } MessageBox(”CAN網絡已啟動“);MessageBox(”系統啟動失敗“);

MessageBox(”系統未啟動或啟動失敗，請先啟動CAN網絡“);

} else { // TODO: Add your control notification handler code here Route_AddSlave(hRoute,2,&hSlave4210);

if(Slave_Connect(hSlave4210)!=ICANOK){ } MessageBox(”4210連接失敗“);

else

} void CSample4210::OnButtonCanok(){ if((Mgr_IsStarted()==1)&&(Slave_IsConnected(hSlave4210)==1)){ } } MessageBox(”4210連接成功“);

{ unsigned char buf[32]={0};

UpdateData(true);if(m_setch0>=0.0&&m_setch0<=10.0){

buf[1]=(unsigned short)(m_setch0/10)*65535;

buf[0]=(unsigned short)((m_setch0/10)*65535)>>8;

} else { } if(m_setch1>=0.0&&m_setch1<=10.0)MessageBox(”提示：請輸入0~10V電壓“);

{

buf[3]=(unsigned short)(m_setch1/10)*65535;

buf[2]=(unsigned short)((m_setch1/10)*65535)>>8;

}

else { } MessageBox(”提示：請輸入0~10V電壓“);

Slave_SendData(hSlave4210,0x60,buf,4);

} else {

MessageBox(”系統未啟動或從站未連接，請查看后再進行操作“);}（4）8路模擬量輸入模塊iCAN4017 首先，在生成的.h頭文件中添加使用到的變量的申明。public:

unsigned char recbuf[16];unsigned long len;int count;} 在.cpp文件中首先添加iCAN網絡定義和申明以及變量的初始化操作。

ROUTECFG cfg;HANDLE hRoute=0;//新的ICAN網絡

HANDLE hSlave4017=0;//AI模塊4017，MACID=3

CSample4017::CSample4017(CWnd* pParent /*=NULL*/){

: CDialog(CSample4017::IDD, pParent)//{{AFX_DATA_INIT(CSample4017)m_valuech0 = 0.0;m_valuech1 = 0.0;m_valuech2 = 0.0;

} m_valuech3 = 0.0;m_counter = 0;//}}AFX_DATA_INIT recbuf[0]=0;recbuf[1]=0;recbuf[2]=0;recbuf[3]=0;recbuf[4]=0;recbuf[5]=0;recbuf[6]=0;recbuf[7]=0;len=0;count=0;void CSample4017::OnBUTTONStartCANSys(){

// TODO: Add your control notification handler code here cfg.iCardType=4;//使用usbcan2接線口 cfg.iCardInd=0;//卡序號

cfg.iCANInd=0;//CAN通道選擇（0表示0通道；1表示1通道）cfg.wCANBaud=0x001c;//波特率的設定0x001c(500kbps)cfg.iMasterCycle=500;//主站循環周期 cfg.wMasterID=0;//主站ID

Mgr_AddRoute(cfg,&hRoute);//添加iCAN網絡

if(Mgr_StartSys()!=ICANOK)//調用Mgr_StartSys()函數對CAN網絡是否啟動進行判斷，返回為ICANOK

{

} } else { } MessageBox(”系統啟動失敗“);MessageBox(”CAN網絡已啟動“);void CSample4017::OnButtonLink4017(){

// TODO: Add your control notification handler code here if(Mgr_IsStarted()!=1){

MessageBox(”系統未啟動或啟動失敗，請先啟動CAN網絡“);

} else { // TODO: Add your control notification handler code here Route_AddSlave(hRoute,3,&hSlave4017);if(Slave_Connect(hSlave4017)!=ICANOK){ } MessageBox(”4017連接失敗“);

else

{ }

SetTimer(1,1000,NULL);} MessageBox(”4017連接成功");} void CSample4017::OnTimer(UINT nIDEvent){

// TODO: Add your message handler code here and/or call default if(nIDEvent==1){

Slave_GetAIData(hSlave4017,recbuf,&len);

m_valuech0=((double)(recbuf[0]*16*16+recbuf[1])-0x8000)*10/(double)0x8000;

m_valuech1=((double)(recbuf[2]*16*16+recbuf[3])-0x8000)*10/(double)0x8000;

m_valuech2=((double)(recbuf[4]*16*16+recbuf[5])-0x8000)*10/(double)0x8000;

m_valuech3=((double)(recbuf[6]*16*16+recbuf[7])-0x8000)*10/(double)0x8000;

}

m_counter=count;UpdateData(false);count=count+1;CDialog::OnTimer(nIDEvent);}