第一篇：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。

第二篇：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);}

第三篇：總線基本實驗報告

實驗三：

總線基本實驗報告

組員：

組號：21組 時間：周二5、6節 【實驗目的】

理解總線的概念及其特性.掌握總線傳輸和控制特性

【實驗設備】

– TDN-CM+或TDN-CM++數學實驗系統一臺.–

【實驗原理】

總線傳輸實驗框圖所示,它將幾種不同的設備掛至總線上,有存儲器、輸入設備、輸出設備、寄存器。這些設備都需要有三態輸出控制，按照傳輸要求恰當有序地控制它們，就可實現總線信息傳輸。

總線基本實驗要求如下：

根據掛在總線上的幾個基本部件，設計一個簡單的流程：

? 寄存器、存儲器和I/O部件掛接到總線 ? 各部件由三態門信號控制

? 數據主要流程：輸入?寄存器?存儲器?輸出LED指示

【實驗步驟】

（一）完成書上要求的操作：將一個數存儲到R0寄存器中，然后LED顯示（1）連接實驗線路（下頁圖1）

（2）關閉所有三態門（SW-B=1，CS=1，R0-B=1，LED-B=1），關聯的信號置為LDAR=0，LDR0=0，W/R=1。

（3）SW-B=0，INPUT置數，撥動LDR0控制信號做0 ? 1? 0動作，產生一個上升沿將數據打入到R0中；

SW-B=0，INPUT置數，撥動LDAR控制信號做0 ? 1? 0動作，產生一個上升沿將數據打入到AR中； SW-B=1，R0-B=0，W/R(RAM)=0，CS=0，將R0中的數寫入到存儲器中； 關閉R0寄存器輸出，使存儲器處于讀狀態CS=1，R0-B=1；W/R(RAM)=1，CS=0，LED-B=0，撥動LED的W/R控制信號做1→0→1動作產生一個上升沿將數據打入到LED中。

附：實驗電路路線連接圖1

(二)存放三個數46、63、69到R0，R1，R2,分別存放在#11，#12，#13中在LED顯示，另外由于需要借線，連線R1-B---S2,R2-B---S1,LDR1---M,LDR2---Cn，連接線路如下圖三所示。（1）關閉所有三態門（SW-B=1，CS=1，R0-B=1，R1-B=1，R2-B=1，LED-B=1），關聯的信號置為LDAR=0，LDR0=0，LDR1=0，LDR2=0，W/R=1。

1將數據46放R0，再將R0的數寫入到#11中，然后 LED顯示#11中數?！餝W-B=0，INPUT置數01000110，撥動LDR0控制信號做0?1?0動作，產生一個上升沿將數據打入到R0中；

SW-B=0，INPUT置數00010001，撥動LDAR 做0 ?1?0動作，產生一個上升沿將數據打入到AR中；

SW-B=1，R0-B=0，W/R(RAM)=0，CS=0，將R0中的數寫到存儲器中； CS=1，R0-B=1，W/R(RAM)=1，CS=0，LED-B=0，撥動LED的W/R控制信號做1→0→1動作，產生一個上升沿將數據打入到LED中。

2將數據63放入R1，再將R1的數寫入到#12中，然后LED顯示#12中數?！餝W-B=0，INPUT置數01010011，撥動LDR1控制信號做0?1?0動作，產生一個上升沿將數據打入到R1中；

SW-B=0，INPUT置數00010010，撥動LDAR做0?1?0動作，產生一個上升沿將數據打入到AR中；

SW-B=1，R1-B=0，W/R(RAM)=0，CS=0，將R1中的數寫到存儲器中； CS=1，R1-B=1，W/R(RAM)=1，CS=0，LED-B=0，撥動LED的W/R控制信號做1→0→1動作，產生一個上升沿將數據打入到LED中。

3將數據69放入R2，再將R2的數寫入到#13中，然后LED顯示#13中數。○SW-B=0，INPUT置數01101001，撥動LDR2控制信號做0?1?0動作，產生一個上升沿將數據打入到R2中；

SW-B=0，INPUT置數00010011，撥動LDAR 0?1?0動作，產生一個上升沿將數據打入到AR中； SW-B=1，R2-B=0，W/R(RAM)=0，CS=0，將R2中的數寫到存儲器中； CS=1，R2-B=1，W/R(RAM)=1，CS=0，LED-B=0，撥動LED的W/R控制信號做1→0→1動作，產生一個上升沿將數據打入到LED中。

【結果分析】

試驗中LED顯示管所顯示的數與放在各個地址中的數符合，證明連線、操作無誤。

【問題分析】

在連線時，由于實驗時所用到的實驗電路，某些端口是單口，如：LDR1、LDR2，而所用線最小也是兩口線，所以借用端口到S1、S2、M、CN時一定要注意不要連接交叉，每條線對應各自的端口，否則就會出現混亂。

第四篇：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?，F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?，F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?，F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。

第五篇：集散控制系統與現場總線技術期末考試總結

縮寫詞全稱：

（1）SCC：Supervisory Computer Control 計算機監督控制（2）DDC: Direct Digital Control 直接數字控制（3）DCS：Distributed Control System 集散控制系統

（4）CIMS：Computer Integrated Manufactured System 計算機集成制造系統（5）FCS：Fieldbus Control System 現場總線控制系統

（6）CIPS：Computer Integrated Process System 計算機集成過程系統（7）PLC：Programmable Logic Controller 可編程邏輯控制器

關于DCS: 集散型控制系統，又稱分布式控制系統。是計算機技術（Computer），通信技術（Communication），圖形顯示技術（CRT）,控制技術（Control）的發展產物。主要特點：可靠性高，靈活的擴展性，完善的自主控制性，完善的通信網絡。設計思想：危險分散，控制功能分散，操作和管理集中。

DDZ_II DDZ_III:電動單元組合儀表

II特點：

（1）采用0-10mA的直流電流為統一的聯絡信號（信號制式），只有電流輸出。

方便各單元聯系

（2）將整套儀表分為若干能單獨完成某項功能的典型單元

（3）信號下限從0開始，便于模擬量的加減乘除開方等數學運算，并能使用通

用刻度的指示、記錄儀表。

III特點：

（1）采用國際上統一使用的4-20mA的直流電流或者1-5V的直流電壓作為聯絡

信號（信號制式），信號電流與電壓轉換成電阻250歐姆?，F場與控制室之 間的信號傳輸采用電流傳輸方式，控制室內的儀表之間使用電壓傳輸方式。（2）信號下限不是從0開始，使儀表的電氣零點和機械零點得以分開，便于檢驗信號傳輸線是否斷線以及儀表是否斷電，并為現場送變器實現兩線制（既是電源線又是信號線）提供可能性。（3）集中統一供電，采用線性集成電路

SCC結構

計算機定時采集生產過程參數，按指定的控制算法求出輸出關系和控制量，并通過一定方式提供現場信息?？梢圆唤涍^人員的參與而直接對生產過程施加影響。閉環結構

DDC結構

計算機對被控參數進行檢測，再根據設定值和控制算法經過運算輸出到執行機構，是參數穩定在給定值上。

DCS主流網絡協議： OSI：七層

TCP/IP：TCP（傳輸控制協議）和IP（網際協議）FF:Fieldbus Foundation現場總線基金會 FCS主流協議：

CAN: Controller Area Network 一種有效支持分布式控制系統的串行通信網絡 性能高，可靠性高，傳輸速率高。采用一種稱作廣播式的傳輸工作方式，其特點是廢除了傳統的以節點地址為中心的編碼方式，而代之以基于數據塊的編碼方式 LonWorks：Local Operation Networks 特色是智能節點，可以脫離上層的管理工具自行完成數據采集和處理，并能與其他節點共享數據。節點內部可以編程 ProfiBus： 應用最廣泛，包括12M的高速總線DP和用于過程控制的低速總線PA，完美結合使其在結構和性能上優越于其他總線 FF：

DeviceNet：CAN總線的基礎上建立起來的，開放，低成本，高效率，高可靠性

AI采集溫度信號

現場PLC電源電源rCRRRRrBRTDRTADrRrRr 1-5V轉化為4-20mA

這個電路叫郝蘭德電路，是典型的電壓電流轉換電路。其特點是負載電阻有一端接地(恒流源通常有這個要求)，而取樣電阻兩端均不接地。之所以能夠實現這個要求，關鍵就是上面一個運放和電阻的匹配。上面一個運放顯然是跟隨器，其輸入阻抗很高，可以看成開路，其輸出阻抗很低，可以看成電壓源，而電位與Rs右端相同。這樣就避免了R2中電流對輸出的影響(R2不從輸出端取用電流)。利用運放的虛短和虛斷可以退出加在RL兩端的電壓是 V*RL*R2/R1/RS,因此流過RL的電流IL為V/RS*R2/R1,與負載無關。由運放虛短概念可知，V2=V1,V5=V4 V3=V2+(V2/R3)*R4 ―> V3=V2*(1+R4/R3)=V1*(1+R4/R3)V1=R1*(V5-V)/(R1+R2)+ V －> V5=V1*(1+R2/R1)–V*(R2/R1)

= V3

–V*(R2/R1)= V4 采樣電阻RS兩端的電壓為：V4-V3= V*(R2/R1)流過RS的電流為：(V*(R2/R1))/RS，其大小與負載電阻RL無關，受輸入電壓V

控制。電流源

4-20mA轉化為0-5V

看門狗電路原理

看門狗芯片和單片機的一個I/O引腳相連,該I/O引腳通過程序控制它定時地往看門狗的這個引腳上送入高電平(或低電平),這一程序語句是分散地放在單片機其他控制語句中間的，一旦單片機由于干擾造成程序跑飛后而陷入某一程序段不進入死循環狀態時,寫看門狗引腳的程序便不能被執行,這個時候,看門狗電路就會由于得不到單片機送來的信號,便在它和單片機復位引腳相連的引腳上送出一個復位信號,使單片機發生復位,即程序從程序存儲器的起始位臵開始執行,這樣便實現了單片機的自動復位.RTOS 當外界事件或數據產生時，能夠接受并以足夠快的速度予以處理，處理的結果又能在規定的時間內來控制生產過程或度對處理系統做出快速響應，并控制所有實時任務協調一致運行。特點：

? 實時：每個可執行的任務都能及時響應，都可享用“時間片”。? 多任務：多個程序并行執行。

? 響應異步實體：能夠接受來自外部的中斷

? 能夠保證任務切換時間：必須有定時系統和實時時鐘

? 必須有盡快的中斷響應時間：即對最高優先級中斷的快速響應 ? 可以實現多任務調度功能：循環、優先級 ? 必須可以實現同步和互斥功能：資源共享

CSMA/CD 優點：原理比較簡單，技術上易實現，網絡中各工作站處于平等狀態，不需要集中控制，不提供優先級控制

缺點：網絡負載增大時，發送時間增加，發送效率急劇下降。

原理：發送數據前先偵聽信道是否空閑。如果空閑，則立即發送數據。如果忙碌，則等待一段時間至信道中的信息傳輸結束后再發送數據。若在上一段信息發送結束后有兩個或以上的節點都提出發送請求，則判定為沖突。沖突的話就立即停止發送數據，等待一段時間后再重新嘗試。先聽先發，邊發變聽，沖突停發，隨機延遲后重發。Token Bus/Token Ring 令牌總線（Token Bus）是一種在總線拓撲結構中利用令牌（Token）作為控制節點訪問公共傳輸介質的控制方法。在令牌總線網絡中，任何一個節點只有在拿到令牌后才能在共享總線上發送數據。若節點不需發送數據，則將令牌交給下一個節點。

CSMA/CD與Token Bus都是針對總線拓撲的局域網設計的，而Token Ring 是針對環型拓撲的局域網設計的。如果從介質訪問控制方法的角度看，CSMA/CD屬于隨機型介質訪問控制方法，而Token Bus 和Token Ring屬于確定型介質訪問控制方法。Token Bus適用于實時性要求較高的場合。OSI的七層：

? 物理層:數據單位為比特。為數據端設備提供傳送數據的通路 ? 數據鏈路層：數據單位為幀。為網絡層提供數據傳送服務

? 網絡層：數據單位為數據包。選擇合適的網間路由和交換節點，確保數據及時傳送。主要設備是路由器 ? 傳輸層：數據單位為數據段。

? 會話層：以后單位均為報文。不參與具體的傳輸，提供包括訪問驗證和會話管理在內的建立和維護應用之間通信的機制。如用戶登錄驗證。

? 表示層：主要解決用戶信息的語法表示問題。將某一用戶使用的抽象語法轉化為OSI系統內部使用的傳送語法。如數據的壓縮和解壓縮，加密和解密。? 應用層：為操作系統或網絡應用程序提供訪問網絡服務的接口。TCP/IP：

? 網絡接口層：定義物理介質的各種特性。

? 網絡層：負責相鄰計算機之間的通信。Ip協議是網絡層的核心

? 傳輸層：提供應用程序之間的通信；格式化信息流，提供可靠傳輸。接收端必須發回確認，并且假如分組丟失，必須重新發送 ? 應用層：提供常用的應用程序

PID：

U(t)?Kc[e(t)?1Ti?t0e(t)dt?Tdde(t)]dt

?U(k)?U(k)?U(k?1)?Kc{[e(k)?e(k?1)]?TTe(k)?d[e(k)?2e(k?1)?e(k?2)]}TiT

PID整定方法：

（1）臨界比例度法/閉環震蕩法

通過試驗得到臨界比例度PB和臨界周期Tk，然后根據經驗公式求出控制器各參考值。被控系統穩定后，首先將積分時間放大最大，微分時間放到0，相當于只使用比例作用。然后觀察其階躍響應，從大到小逐步把控制器的比例度減小，看測量值震蕩的變化情況，當產生恒定幅度和周期的震蕩波形時，記下PB，Tk。然后根據經驗公式求得PID參數。

特點：不需要求得控制對象的特性，而可以直接在閉合的系統中進行整定，適用于一般的系統。對于臨界比例度比較小的系統不適用，而且有的系統是不容許震蕩的。

（2）衰減曲線法

跟1差不多，只是不是等幅振蕩，而是衰減4:1或者10:1的時候記下衰減比例度Ps和衰減周期Ts，然后根據經驗公式求得

特點：簡單實用，適用于一般的控制系統。但是對于干擾頻繁，記錄曲線不規則，不斷有小擺動時，難以獲取有效參數，不適合用。（3）經驗湊試法

選取一個合適的P，Ti作為起始值；改變參數觀察曲線變化形狀，不斷改變參數滿足需求。然后在此基礎上加入微分作用，選取微分參數后試著減小P，Ti湊試，得到最佳結果為止。Pid各參數的作用：

Kp越大，被控曲線越平穩。但是會產生余差，需要引入積分作用。Ti：消除余差

Td：超前控制，在偏差大之前調整

IEC標準編程語言： 1 梯形圖：適合于邏輯控制 功能塊圖：合適于典型固定復雜算法控制如PID調節 3 順序功能圖：適合于多進程時序混合型復雜控制 4 指令表：適合于簡單文本自編專用程序 結構化文本：適合于復雜自編專用程序，如特殊的模型算法 未來組態的發展：

組態就是利用工控軟件中提供的工具和方法來完成工程中某一具體任務的過程，這個軟件就叫做組態軟件。

組態軟件作為一種工業信息化的管理工具，其發展方向必然是不斷降低工程開發工作量，提高工作效率。易用性是提高效率永恒的主題，但是提高易用性對于提高開發效率是有限的，亞控科技則率先提出通過復用來提高效率，創造性地開發出模型技術，并將這一技術集成到KingView7.0中。這一技術能將客戶的工程開發周期縮短到原來的30%或更低，將組態軟件為客戶創造價值的能力提高到了一個新的境界，代表了組態軟件的未來。

組態軟件的發展必將沿著更好的人機交互、更加逼真的畫面、能滿足客戶個性化需求、具備行業特征和區域特征、具有很好的開放性、信息唾手可得和更高的可靠性以及大型SCADA的方向發展。

FCS：

減少接線和安裝的原因：由于現場總線系統設備前端的智能設備能執行多種功能，可以減少變送器的數量，也不需要信號的調理轉換、隔離技術等，節省了一大筆硬件投資。

現場總線的接線非常簡單，由于一對雙絞線或一條電纜上通常可以掛接多個設備，所以電纜、端子、槽盒、橋架的用量大大減少。當需要增加現場控制設備時，無需增加新的電纜，可就近連接在原有的電纜上，這樣可以節省大量的電纜。特點：

?適應工業應用環境，?要求實時性強，可靠性高，安全性好。?多為短幀傳送，?通信的傳輸速率相對較低。

結構：全分布、網絡集成式控制系統。企業的底層網絡

FCS區別于DCS的特點

? 系統的開放性、互用性 ? 擺脫了傳統常規模擬儀表的束縛 ? 在各個層次上都采用了數字通信技術 ? 系統結構的高度分散

? 數字儀表在生產現場構成虛擬控制站(Virtual control station)

CAN總線： 特點：

? CAN不采用節點地址編碼，而是對報文編碼，節點通過報文濾波決定是否與其有關，即接受或發送相應的報文。

? CAN采用多主工作方式，節點不分主從。

? CAN總線節點報文分成不同的優先級，滿足不同的實時需求。? CAN總線采用總線仲裁技術，保證優先級高的節點實時傳輸報文。

工業以太網與商業以太網的區別：

商用以太網具有價格低、通信速率和帶寬高、兼容性好、軟件資源豐富、廣泛的技術支持基礎和強大的發展潛力等優點。但是以太網采用了載波偵聽多路訪問/碰撞（沖突）檢測（CSMA/CD）的傳輸規范，這無法滿足工業控制中的實時性、確定性、可重復性等方面的要求；此外，現有的高層協議也無法滿足工業控制要求。工業以太網需要應對更為惡劣的環境需求。工業以太網的優勢

? 可滿足控制系統各個層次的要求，利于管控一體化。? 設備成本下降。

? 用戶擁有成本下降。（維護）? 易與Internet集成。? 廣泛的開發技術支持。? 大量的現有軟件資源。以太網的優勢：

工業以太網面臨的問題

? 通信實時性

? 環境適應性與可靠性（結構、連接器）? 總線供電（5類線中的空閑線，10-36V）? 本質安全（防爆安全柵）

本質安全是指通過設計等手段使生產設備或生產系統本身具有安全性，即使在誤操作或發生故障的情況下也不會造成事故的功能。具體包括失誤—安全（誤操作不會導致事故發生或自動阻止誤操作）、故障—安全功能（設備、工藝發生故障時還能暫時正常工作或自動轉變安全狀態）。

本質安全防爆方法是利用安全柵技術將提供給現場儀表的電能量限制在既不能產生足以引爆的火花，又不能產生足以引爆的儀表表面溫升的安全范圍內，從而消除引爆源的防爆方法。

現場總線的發展趨勢： ?1.注重系統的開放性

?2.注重應用系統設備間的互操作性 ?3.注重控制網絡與公用數據網絡的結合 ?4.注重使測控設備具備網絡瀏覽功能 ?5.以太網已直接進入控制網絡

?6.多種通信方式下的數據傳輸與數據集成，管控一體化目標下的數據綜合利用

PLC 優點：

1.編程方法簡單易學 2.功能強，性能價格比高

3.硬件配套齊全．用戶使用方便。適應性強 4.可靠性高。抗干擾能力強

5.系統的設計、安裝、調試工作量少

6.維修工作量小，維修方便 7.體積小，能耗低

區別：