S7-300PLC之间的DP通讯与电机控制实验项目名称：S7-300PLC之间的DP通讯与电机控制实验实验项目性质：综合性实验所属课程名称：现场总线技术及其应用、可编程控制器实验计划学时：4一、实验目的通过现场总线网络通讯实验，掌握S7-300编程和两个PLC之间DP网络通讯的具体方法，掌握S7-300PLC与矢量变频器之间的DP网络通讯的具体方法，从而熟悉现场总线DP网络通讯的基本原理和控制电机的矢量变频调速器的设置方法。二、实验内容和要求对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。S7-300 PLC上的按给定速度控制并通过开关量控制连接矢量变频器电机的启停。三、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，西门子变频器和三相交流异步电机。四、实验方法、步骤及结构测试1、S7-300之间硬件连接将两台的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。图3-1 DP通讯示意图2、S7-300之间通信组态硬件（1）新建项目：在STEP7中创建一个新项目，然后选择InsertStationSimatic 300 station，插入两个S7 300站，这里命名为Simatic 300(master)和Simatic 300(slave)。如图3-2所示。当然也可完成一个站的配置后，再建另一个。图3-2 新建站点（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，如图3-3所示。双击Simatic 300(slave)“Hardware”，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。 图3-3主从设备组态3、PLC互连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DP Properties 对话框中选择 Operation mode 标签，将DP 属性设为从站(Slave)，如图3-4所示。然后点击“General”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。如图3-5所示。图3-4设为从站图3-5站址号、波特率的设定（2）主站设定：在DP Properties 对话框中选择 Operation mode 标签，将DP 属性设为主站(Master)，如图3-6所示。然后点击“General”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。如图3-7所示。注意这里的主站地址跟从站的地址不能重复。图3-6设为主站图3-7站址号、波特率的设定（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 DPConfigured Stations”文件夹，将CPU31x拖拽到主站系统DP接口的PROFIBUS总线上，这时会同时弹出DP从站连接属性对话框，选择所要连接的从站后，点击“Connect”按钮确认。如图3-8所示。注意，如果有多个从站存在时，要一一连接。图3-8连接从站（4）设定交换区地址双击图3-8中的从站，选择“Configuration”标签，打开I/O通信接口区属性设置窗口，进行如图3-9设置。Address type:选择“Input”对应输入区，“Output”对应输出区。Address: 设置通信数据区的起地址。Length: 设置通信区域的大小，最多32字节。本例设为8字节。Unit: 选择是按字节（byte）还是按字（word）来通信。Consistency: 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。图3-9 设定交换区域参数从站与主站设置完成后，点击编译存盘按钮 ，如图3-10所示，编译无误后即完成从站和主站的组态设置。图3-10 编译存盘4、检查网络在图3-10中点击Configure Netword图标 。打开网络组态查看，如图3-11所示。图3-11 网络组态5、矢量变频器的硬件组态矢量变频器控制原理是运用空间向量估计值以及为降低电机损耗与开关损耗而经过优化逆变器触发脉冲模式，来获得优良的控制特性和更高的动态性能。矢量变频器上的CBP2板支持DP通讯。（1）PROFIBUS-DP下挂上从站SIMOVERT中的CBP2。（2）用户数据使用PPO1型，交换地址：I/O=256263（参数识别码值PKW）；I/O=264267（过程数据PZD）开启控制字是STW1=47FH，停止控制字是STW1=470H。图3-12 连接变频器的硬件组态6、PLC连接设计程序图3-13 程序框图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。从站中密码设定：7、连接变频器的编程速度设定为频率为25Hz，即主设定值HSW= 2000H。开启控制字是STW1=47FH，停止控制字是STW1=470H。变频器参数设定(1) 参数复位到工厂设置P060=2；P970=0(2) 简单参数设置P060=3；P071=380（进线电压）P101=380（电机额定电压）P102=3.6（电机额定电流）P108=1039（电机额定转速）(3) 远程参数设置P060=1；P368=6（远程CBP控制）；P918=4 （从站地址）P053=7（CBP+PMU+Scom1（OP）；P554.1=3100（接收控制字）P443.1=3002（接收主设定值）；P734.1=32（传送状态字）P060=0程序清单7、运行及实验结果（1）验证PLC互连：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。（2）通过网络实现电机运行控制及结果：开启开关I0.1，电机按给定速度转动；关闭I0.1，电机停止。五、实验报告要求在自己动手做通实验的基础上，按照学校要求的统一格式写出实验报告，并完成后面的思考题。六、思考题1指出PROFIBUS中，DP与MPI通信的特点与区别。2简述PROFIBUS-DP的连接器与电缆的连接特点和方法。3简述数据交换过程以及数据交换区的设置方法。4矢量控制是怎样使电机具有大的转矩的？6在硬件组态的过程中哪个步骤和开关量直接有关？7若改用S7-200，哪些地方需要作相应的改变？1