PROFIBUS_DP主站與分布式IO從站的通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、1 1一、一、S7-300S7-300主站與分布式主站與分布式I/OI/O從站、設(shè)備站從站、設(shè)備站1 1、任務(wù)要求、任務(wù)要求 由一個(gè)主站和三個(gè)從站構(gòu)成由一個(gè)主站和三個(gè)從站構(gòu)成PROFIBUS-DPPROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 當(dāng)主站外接按鈕當(dāng)主站外接按鈕SB11SB11按下時(shí)，按下時(shí)，1 1號(hào)從站外接指示燈號(hào)從站外接指示燈VD21VD21點(diǎn)亮；松開點(diǎn)亮；松開SB11SB11，VD21VD21熄滅。當(dāng)主站外接按鈕熄滅。當(dāng)主站外接按鈕SB12SB12按下時(shí)，按下時(shí)，3 3號(hào)從站輸出號(hào)從站輸出2V2V直流電壓；當(dāng)主站外接直流電壓；當(dāng)主站外接按鈕按鈕SB13SB13按下時(shí)，按下時(shí)，3 3

2、號(hào)從站輸出號(hào)從站輸出5V5V直流電壓。直流電壓。 當(dāng)當(dāng)1 1號(hào)從站外接按鈕號(hào)從站外接按鈕SB21SB21按鈕下時(shí)，主站外接指示燈按鈕下時(shí)，主站外接指示燈VD11VD11點(diǎn)亮。松開點(diǎn)亮。松開SB21SB21，VD11VD11熄滅。熄滅。 當(dāng)當(dāng)2 2號(hào)從站輸入電壓號(hào)從站輸入電壓1VU1VU5V5V時(shí)，主站外接指示燈時(shí)，主站外接指示燈VD12VD12點(diǎn)亮；當(dāng)點(diǎn)亮；當(dāng)2 2號(hào)從站輸入電壓號(hào)從站輸入電壓5VU5VU10V10V時(shí)，主站時(shí)，主站外接指示燈外接指示燈VD13VD13點(diǎn)亮。點(diǎn)亮。2 22 2、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成3 3 主站由電源模塊主站由電源模塊PS307/2APS307/2A、處理器

3、模塊、處理器模塊315-2DP315-2DP和數(shù)和數(shù)字輸入字輸入/ /輸出輸出EM323EM323模塊構(gòu)成。模塊構(gòu)成。EM323EM323有有8 8個(gè)晶體管輸入個(gè)晶體管輸入和和8 8個(gè)晶體管輸出端口。個(gè)晶體管輸出端口。 1 1號(hào)從站是遠(yuǎn)程號(hào)從站是遠(yuǎn)程I/OI/O站，使用站，使用ET200MET200M系列的系列的IM153-1IM153-1通通訊模塊，使用訊模塊，使用SM323SM323作為作為I/OI/O端口。端口。 2 2號(hào)從站是遠(yuǎn)程號(hào)從站是遠(yuǎn)程I/OI/O設(shè)備站，使用設(shè)備站，使用ET200MET200M系列的系列的IM153-IM153-1 1通訊模塊，使用通訊模塊，使用SM331SM3

4、31模擬量輸入模塊，該模塊有模擬量輸入模塊，該模塊有2 2個(gè)分辨率為個(gè)分辨率為1212位的模擬量輸入通道。位的模擬量輸入通道。 3 3號(hào)從站是遠(yuǎn)程號(hào)從站是遠(yuǎn)程I/OI/O設(shè)備站，使用設(shè)備站，使用ET200MET200M系列的系列的IM153-IM153-1 1通訊模塊，使用通訊模塊，使用SM332SM332模擬量輸出模塊，該模塊有模擬量輸出模塊，該模塊有2 2個(gè)分辨率為個(gè)分辨率為1212位的模擬量輸出通道。位的模擬量輸出通道。4 43 3、硬件電路、硬件電路5 56 64 4、使用、使用STEP7STEP7進(jìn)行硬件和網(wǎng)絡(luò)組態(tài)進(jìn)行硬件和網(wǎng)絡(luò)組態(tài)單擊單擊單擊單擊7 7單擊單擊雙擊雙擊8 8雙擊雙擊

5、雙擊雙擊雙擊雙擊9 9單擊單擊單擊單擊1010雙擊雙擊1111雙擊雙擊1212選中選中雙擊雙擊單擊單擊1313雙擊雙擊雙擊雙擊14141515雙擊雙擊單擊單擊161617171818名稱名稱I/OI/O類型類型存儲(chǔ)存儲(chǔ)類型類型位置位置地地址址號(hào)號(hào)I0.0I0.0I0.7I0.7輸入數(shù)字量輸入數(shù)字量BitBit主站主站2 2I1.0I1.0I1.7I1.7輸入數(shù)字量輸入數(shù)字量BitBit從站從站1 13 3PIW256PIW256、PIW258PIW258輸入模擬量輸入模擬量WordWord從站從站2 24 4Q0.0Q0.0Q0.7Q0.7輸出數(shù)字量輸出數(shù)字量BitBit主站主站2 2Q1.0

6、Q1.0Q1.7Q1.7輸出數(shù)字量輸出數(shù)字量BitBit從站從站1 13 3PQW256PQW256、PQW258PQW258輸出模擬量輸出模擬量WordWord從站從站3 35 5I/OI/O端口地址分配表端口地址分配表19195 5、編寫梯形圖程序、編寫梯形圖程序 調(diào)用調(diào)用FC105FC105功能塊實(shí)現(xiàn)模擬輸入量的量程轉(zhuǎn)換。功能塊實(shí)現(xiàn)模擬輸入量的量程轉(zhuǎn)換。 調(diào)用調(diào)用FC106FC106功能塊實(shí)現(xiàn)模擬輸出量的量程轉(zhuǎn)換。功能塊實(shí)現(xiàn)模擬輸出量的量程轉(zhuǎn)換。 創(chuàng)建符號(hào)表。創(chuàng)建符號(hào)表。 程序的初始化模塊編程。程序的初始化模塊編程。 使用使用STEP7STEP7的符號(hào)編輯器編寫程序的步驟。的符號(hào)編輯器編

7、寫程序的步驟。2020l 模擬量輸入模擬量輸入/ /輸出模塊的量程轉(zhuǎn)換輸出模塊的量程轉(zhuǎn)換 各種各類的傳感器通常把溫度、壓力、流量、物體各種各類的傳感器通常把溫度、壓力、流量、物體位置、速度等物理量的變化轉(zhuǎn)換電壓或電流或電阻的變位置、速度等物理量的變化轉(zhuǎn)換電壓或電流或電阻的變化。由模擬量輸入模塊采集后，將這些模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)化。由模擬量輸入模塊采集后，將這些模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量形式的數(shù)據(jù)，由字量形式的數(shù)據(jù)，由CPUCPU經(jīng)過(guò)相關(guān)邏輯判斷和運(yùn)算后，經(jīng)過(guò)相關(guān)邏輯判斷和運(yùn)算后，得到數(shù)字量形式的結(jié)果，經(jīng)模擬量輸出模塊轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)得到數(shù)字量形式的結(jié)果，經(jīng)模擬量輸出模塊轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電壓或電流去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成各

8、種控制任務(wù)。的電壓或電流去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成各種控制任務(wù)。 這就需要熟悉模擬量輸入這就需要熟悉模擬量輸入/ /輸出模塊的轉(zhuǎn)換特性，輸出模塊的轉(zhuǎn)換特性，根據(jù)其特性設(shè)計(jì)專門的計(jì)算分析方法。在根據(jù)其特性設(shè)計(jì)專門的計(jì)算分析方法。在S-300/400S-300/400中中，可以通過(guò)程序調(diào)用，可以通過(guò)程序調(diào)用FC105FC105和和FC106FC106這兩個(gè)功能塊來(lái)完成這兩個(gè)功能塊來(lái)完成這個(gè)任務(wù)。這個(gè)任務(wù)。2121l FC105FC105的用途的用途 例如：一個(gè)集成溫度傳感器，它把現(xiàn)場(chǎng)溫度的變化例如：一個(gè)集成溫度傳感器，它把現(xiàn)場(chǎng)溫度的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化。該電壓輸入至轉(zhuǎn)換成電壓的變化。該電壓輸入至SM33

9、1SM331模擬量輸入模模擬量輸入模塊的輸入通道，轉(zhuǎn)換成塊的輸入通道，轉(zhuǎn)換成-27648-27648+27648(+27648(雙極性輸入雙極性輸入) )或或者者0 027648(27648(單極性輸入單極性輸入) )范圍內(nèi)的整型數(shù)。這需要根據(jù)范圍內(nèi)的整型數(shù)。這需要根據(jù)SM331SM331的輸入轉(zhuǎn)換特性，經(jīng)分析計(jì)算后才能知道整型數(shù)的輸入轉(zhuǎn)換特性，經(jīng)分析計(jì)算后才能知道整型數(shù)所對(duì)應(yīng)的電壓值是多少。所對(duì)應(yīng)的電壓值是多少。 在程序中調(diào)用在程序中調(diào)用FC105FC105功能塊，直接把整型數(shù)轉(zhuǎn)換成功能塊，直接把整型數(shù)轉(zhuǎn)換成與現(xiàn)場(chǎng)溫度對(duì)應(yīng)的電壓值與現(xiàn)場(chǎng)溫度對(duì)應(yīng)的電壓值( (實(shí)數(shù)實(shí)數(shù)) )。這樣就不必再去分析

10、。這樣就不必再去分析計(jì)算。從而提高了編程效率。計(jì)算。從而提高了編程效率。2222l FC106 FC106的用途的用途 例如：某恒壓供水系統(tǒng)的水泵由一臺(tái)三相異步電機(jī)例如：某恒壓供水系統(tǒng)的水泵由一臺(tái)三相異步電機(jī)拖動(dòng)，經(jīng)拖動(dòng)，經(jīng)PIDPID運(yùn)算后，輸出變化的直流電壓，控制變頻運(yùn)算后，輸出變化的直流電壓，控制變頻器的輸出頻率，實(shí)現(xiàn)三相異步電機(jī)的無(wú)級(jí)變頻調(diào)速。達(dá)器的輸出頻率，實(shí)現(xiàn)三相異步電機(jī)的無(wú)級(jí)變頻調(diào)速。達(dá)到平穩(wěn)控制供水壓力的目的。而到平穩(wěn)控制供水壓力的目的。而PIDPID運(yùn)算后得到的實(shí)數(shù)運(yùn)算后得到的實(shí)數(shù)，需要根據(jù)模擬量輸出模塊的轉(zhuǎn)換特性，經(jīng)過(guò)分析計(jì)算，需要根據(jù)模擬量輸出模塊的轉(zhuǎn)換特性，經(jīng)過(guò)分析計(jì)算

11、得到對(duì)應(yīng)的整數(shù)，再經(jīng)得到對(duì)應(yīng)的整數(shù)，再經(jīng)SM332SM332模擬量輸出模塊轉(zhuǎn)換成直模擬量輸出模塊轉(zhuǎn)換成直流電壓輸出。流電壓輸出。 在程序中調(diào)用在程序中調(diào)用FC106FC106功能塊，直接把功能塊，直接把PIDPID運(yùn)算后得到運(yùn)算后得到的實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的整數(shù)，經(jīng)的實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的整數(shù)，經(jīng)SM332SM332轉(zhuǎn)換直流電壓輸出轉(zhuǎn)換直流電壓輸出。從而提高了編程效率。從而提高了編程效率。23232424l FC105FC105的使用詳解的使用詳解 FC105FC105的功能：從的功能：從ININ端輸入一個(gè)整型數(shù)值，并將其端輸入一個(gè)整型數(shù)值，并將其轉(zhuǎn)換成以某工程單位表示的介于下限值轉(zhuǎn)換成以某工程單位表示的

12、介于下限值( (由由LO_LIMLO_LIM端輸端輸入入) )和上限值和上限值( (由由HI_LIMHI_LIM端輸入端輸入) )之間的實(shí)型數(shù)值。其結(jié)之間的實(shí)型數(shù)值。其結(jié)果從果從OUTOUT端輸出。端輸出。 FC105 FC105功能塊在符號(hào)編輯功能塊在符號(hào)編輯器的左欄的器的左欄的“庫(kù)庫(kù)” ” “standard library”standard library”“TI TI -S7 converting Blocks-S7 converting Blocks”中。中。 2525 FC105 FC105的內(nèi)部轉(zhuǎn)換公式：的內(nèi)部轉(zhuǎn)換公式：OUTOUT=(FLOAT(=(FLOAT(ININ)-K1

13、)/(K2-K1)-K1)/(K2-K1)* *( (HI_LIMHI_LIM- -LO_LIMLO_LIM)+)+LO_LIMLO_LIM K1K1、K2K2由輸入的由輸入的BIPOLARBIPOLAR值決定。值決定。 BIPOLARBIPOLAR=1=1，表示是雙極性輸入，表示是雙極性輸入，ININ端輸入的整型數(shù)端輸入的整型數(shù)介于介于2764827648之間，之間，K1=-27648.0K1=-27648.0，K2=+27648.0K2=+27648.0。 BIPOLARBIPOLAR=0=0，表示是單極性輸入，表示是單極性輸入，ININ端輸入的整型數(shù)端輸入的整型數(shù)介于介于0 027648

14、27648之間，之間，K1=0.0K1=0.0，K2=+27648.0K2=+27648.0。 如果如果ININ端輸入的整型數(shù)端輸入的整型數(shù)K2K2，OUTOUT端輸出值端輸出值= =HI_LIMHI_LIM，并返回一個(gè)錯(cuò)誤代碼。如果并返回一個(gè)錯(cuò)誤代碼。如果ININ端輸入的整型數(shù)端輸入的整型數(shù)K1K1，OUTOUT端輸出值端輸出值= =LO_LIMLO_LIM，并返回一個(gè)錯(cuò)誤代碼。，并返回一個(gè)錯(cuò)誤代碼。2626FC105FC105的參數(shù)表的參數(shù)表2727從站從站2 2的的SM331SM331的輸入值量程轉(zhuǎn)換的輸入值量程轉(zhuǎn)換2828 M10.0=1M10.0=1時(shí)執(zhí)行時(shí)執(zhí)行FC105FC105功

15、能塊。功能塊。 FC105FC105功能塊執(zhí)行完后，功能塊執(zhí)行完后，M20.0=1M20.0=1；否則；否則M20.0=0M20.0=0。 ININ端輸入的是端輸入的是PIW256PIW256存儲(chǔ)的存儲(chǔ)的1616位二進(jìn)制整數(shù)。位二進(jìn)制整數(shù)。PIW256PIW256存放的是存放的是SM331SM331的通道的通道0 0的的A/DA/D轉(zhuǎn)換整數(shù)值。轉(zhuǎn)換整數(shù)值。 M10.1=1M10.1=1表示為雙極性輸入方式。表示為雙極性輸入方式。 電壓上限值由電壓上限值由HI_LIMHI_LIM端輸入，為端輸入，為+10.0+10.0。 電壓下限值由電壓下限值由LO_LIMLO_LIM端輸入，為端輸入，為-10

16、.0-10.0。 RET_VALRET_VAL端的輸出值存放在端的輸出值存放在MW30MW30中，功能塊如果執(zhí)行中，功能塊如果執(zhí)行正確，正確，MW30MW30存放值存放值=W#16#0000=W#16#0000。 轉(zhuǎn)換的實(shí)數(shù)值由轉(zhuǎn)換的實(shí)數(shù)值由OUTOUT端輸出，存放在端輸出，存放在MD40MD40中。中。2929l FC106FC106的使用詳解的使用詳解 FC106FC106的功能：從的功能：從ININ端輸入一個(gè)實(shí)型數(shù)值，將其轉(zhuǎn)端輸入一個(gè)實(shí)型數(shù)值，將其轉(zhuǎn)換成表示某類工程量的整數(shù)值從換成表示某類工程量的整數(shù)值從OUTOUT端輸出，其值介于端輸出，其值介于介于下限值介于下限值( (由由LO_LI

17、MLO_LIM端輸入端輸入) )和上限值和上限值( (由由HI_LIMHI_LIM端輸端輸入入) )之間。之間。 FC106 FC106功能塊在符號(hào)編輯器功能塊在符號(hào)編輯器的左欄的的左欄的 “庫(kù)庫(kù)” ” “standard library”standard library”“TI-TI-S7 converting BlocksS7 converting Blocks”中。中。 3030 FC106 FC106的內(nèi)部轉(zhuǎn)換公式：的內(nèi)部轉(zhuǎn)換公式：OUTOUT=(=(ININ- -LO_LIMLO_LIM)/()/(HI_LIMHI_LIM- -LO_LIM)LO_LIM)* *(K2-K1)+K1(

18、K2-K1)+K1 K1K1、K2K2由輸入的由輸入的BIPOLARBIPOLAR值決定。值決定。 BIPOLARBIPOLAR=1=1，表示是雙極性輸出，整型數(shù)介于，表示是雙極性輸出，整型數(shù)介于2764827648之間，之間，K1=-27648.0K1=-27648.0，K2=+27648.0K2=+27648.0。 BIPOLARBIPOLAR=0=0，表示是單極性輸出，整型數(shù)介于，表示是單極性輸出，整型數(shù)介于0 02764827648之間，之間，K1=0.0K1=0.0，K2=+27648.0K2=+27648.0。 如果如果ININ端輸入的實(shí)型數(shù)端輸入的實(shí)型數(shù)HI_LIMHI_LIM，

19、OUTOUT端輸出值端輸出值=K2=K2，并返回一個(gè)錯(cuò)誤代碼。如果并返回一個(gè)錯(cuò)誤代碼。如果ININ端輸入的實(shí)型數(shù)端輸入的實(shí)型數(shù) LO_LIMLO_LIM，OUTOUT端輸出值端輸出值=K1=K1，并返回一個(gè)錯(cuò)誤代碼。，并返回一個(gè)錯(cuò)誤代碼。3131FC106FC106的參數(shù)表的參數(shù)表3232從站從站3 3的的SM332SM332的輸出值量程轉(zhuǎn)換的輸出值量程轉(zhuǎn)換3333 M10.2=1M10.2=1時(shí)執(zhí)行時(shí)執(zhí)行FC106FC106功能塊。功能塊。 FC105FC105功能塊執(zhí)行完后，功能塊執(zhí)行完后，M20.1=1M20.1=1；否則；否則M20.1=0M20.1=0。 ININ端輸入的是端輸入的是

20、MD45MD45存儲(chǔ)的實(shí)數(shù)。該實(shí)數(shù)就是存儲(chǔ)的實(shí)數(shù)。該實(shí)數(shù)就是SM332SM332的的通道通道0 0的的D/AD/A轉(zhuǎn)換輸出電壓值。轉(zhuǎn)換輸出電壓值。 M10.3=0M10.3=0表示為單極性輸入方式。表示為單極性輸入方式。 電壓上限值由電壓上限值由HI_LIMHI_LIM端輸入，為端輸入，為+10.0+10.0。 電壓下限值由電壓下限值由LO_LIMLO_LIM端輸入，為端輸入，為+0.0+0.0。 RET_VALRET_VAL端的輸出值存放在端的輸出值存放在MW35MW35中，功能塊如果執(zhí)行中，功能塊如果執(zhí)行正確，正確，MW30MW30存放值存放值=W#16#0000=W#16#0000。 轉(zhuǎn)

21、換的整數(shù)值由轉(zhuǎn)換的整數(shù)值由OUTOUT端輸出，存放在端輸出，存放在PQW256PQW256中。中。3434符號(hào)符號(hào)地址地址類型類型說(shuō)明說(shuō)明SB11SB11I0.0I0.0BOOLBOOL主站按鈕主站按鈕SB11SB11SB12SB12I0.1I0.1BOOLBOOL主站按鈕主站按鈕SB12SB12SB13SB13I0.2I0.2BOOLBOOL主站按鈕主站按鈕SB13SB13VD11VD11Q0.0Q0.0BOOLBOOL主站指示燈主站指示燈VD11VD11VD12VD12Q0.1Q0.1BOOLBOOL主站指示燈主站指示燈VD12VD12VD13VD13Q0.2Q0.2BOOLBOOL主站指

22、示燈主站指示燈VD13VD13SB21SB21I1.0I1.0BOOLBOOL從站從站1 1按鈕按鈕SB21SB21VD21VD21Q1.0Q1.0BOOLBOOL從站從站1 1指示燈指示燈VD21VD21U2_INTU2_INTPIW256PIW256INTINT從站從站2 2輸入電壓輸入電壓A/DA/D轉(zhuǎn)換值轉(zhuǎn)換值符號(hào)表符號(hào)表3535符號(hào)符號(hào)地址地址類型類型說(shuō)明說(shuō)明U2_REALU2_REALMD40MD40REALREAL 從站從站2 2輸入電壓值輸入電壓值U3_INTU3_INTPQW256PQW256INTINT從站從站3 3輸出電壓輸出電壓D/AD/A轉(zhuǎn)換值轉(zhuǎn)換值U3_REALU3

23、_REALMD45MD45REALREAL 從站從站3 3輸出電壓值輸出電壓值FC105_ENFC105_ENM10.0M10.0BOOLBOOL FC105FC105使能輸入使能輸入FC105_BIFC105_BIM10.1M10.1BOOLBOOL FC105FC105輸入方式選擇輸入方式選擇FC105_ENOFC105_ENOM20.0M20.0BOOLBOOL FC105FC105使能輸出使能輸出FC105_RETFC105_RETMW30MW30WORDWORD FC105FC105錯(cuò)誤信息錯(cuò)誤信息FC106_ENFC106_ENM10.2M10.2BOOLBOOL FC106FC106使能