蒸洗机控制系统通信网络实验结果

1.实验目的

1）学习和了解蒸洗机系统的系统结构与工艺流程。

2）学习和了解蒸洗机系统网络通信系统总体设计方法。

3）掌握系统网络通信模型仿真。

2.实验预备知识

了解蒸洗机的工作过程；掌握PLC程序硬件组态和下载；掌握多CPU通信的编程和调试。

3.实验设备及工具

一台PC（装有STEP 7V5.5用于编程，装有PLCSIM V5.5用于系统调试），西门子S7-300系列PLC控制器（4个），西门子S7-400系列PLC控制器（2个）。

4.被控对象分析

本系统由两个厂房共四个车间组成。在现场级，采用的是S7-300控制器来对整条生产线的运行进行控制，下面连接着若干个变频器和电动机，一个车间网络上挂载一个分布式IO。通过通信网络将两个车间的信息传送到管理级S7-400处。再由S7-400将采集的数据再传送到OS客户端，由客户端来监视车间的工作情况。然后，两个车间的客户端信息一起汇总到中央服务器。整体的网络通信设计架构如图C-1所示。

本实验的内容是蒸洗机控制系统通信方案的设计，整个蒸洗机的控制系统涉及两个S7-400（作为数据归档服务器）、四个S7-300（作为蒸洗机系统的主控制器）、多台变频器及电动机驱动、远程I\O从站、以及系统监控站等之间的通信。所以，对其控制系统通信部分的良好设计是整个系统正常运行的必要条件。整个系统的硬件见表C-2。

图C-1 系统通信结构图

表C-1 系统硬件选型表

1）操作员站（OS站）与S7-400的通信选择的是工业以太网。对于蒸洗机通信系统来说，本系统对于网络通信的要求比较高，特别是操作员站和S7-400之间的通信，使用工业以太网可以降低网络的负荷，对于数据的过滤也较精确，减少冲突，大大提高了通信的准确性和实时性。

2）两个S7-400之间选择的也是工业以太网，由于两个S7-400之间是双边通信，所以能实时的传输数据成为重要的条件，还有的就是几乎绝大多数编程语言都支持工业以太网，这给予了工业以太网极大的可操作性。

3）S7-400和S7-300之间选择基于PROFIBUS的S7通信。PROFIBUS是一种高速低成本的数据传输。

4）S7-300与变频器之间采用PROFIBUS-DP通信。因为在变频器调速期间，对于时间的响应要非常迅速，而PROFIBUS-DP的特点决定了它非常适合现场级设备间的通信，并且PROFIBUS-DP的通信实现起来相对来说比较简单。(www.xing528.com)

5）S7-300与远程I/O从站选择的是DP通信，由于两者间的距离比较近，所以选择DP通信比较有性价比。其次DP通信特别适合用于设备控制系统与分散式I/O的通信。

5.实验内容和要求

（1）系统组态

打开STEP7，单击新建项目，插入两个S7-400站。然后再在每个S7-400的站下分别再插入两个S7-300站，按照通信系统图要求，每个S7-300下再挂接一个ET200M的远程I/O从站、一个变频器。完成硬件组态。硬件组态完成后，按照通信系统要求图进行网络组态。选择各自通信的网络后，完成网络组态。

（2）系统通信要求

组态完成后。进行通信网络的编程。为了简便过程，本实验只要求系统间进行简单的通信，只要能够把系统网络调试成功。即达到本实验的要求。具体实验要求如下：

1）OS站与S7-400站之间的通信。要求能够用Ethernet让OS站与S7-400通信成功。

2）S7-400与S7-400之间的通信。要求采用基于以太网的S7双边通信方式。

3）S7-300与S7-400之间的通信。要求采用基于PROFIBUS的S7单边通信方式，S7-400作为客户机，S7-300作为服务器。

4）S7-300与ET200M之间的通信。要求S7-300通过主从站通信控制ET200M里面的输出位。

5）S7-300与MM440之间的通信。要求能够实现S7-300与MM440变频器基于PRO-FIBUS-DP的通信。

6.实验报告

1）给出实现所要求功能的完整组态与程序。

2）给出PLCSIM仿真调试的结果。

3）给出必要的说明性文档。

4）写出实验体会及实验中遇到的问题和解决方法。