现场总线技术实验指导书.docx 《现场总线技术》 实验指导书 自动化学院控制工程系 编写：李娟王巧玲 北京信息科技大学 2009年12月 绪论 现场总线技术是当今自动化领域技术发展热点么一。《现场总线技术》课程是一门实践性强 的课程，实验组成了课程的一个重要部分。实验的任务是使学生从应用角度出发，在理论和实践 上掌握现场总线系统的垄本组成，建立现场总线控制系统的整体概念，使学生具冇现场总线技 术应用系统软、锁件开发的初步能力。在搞好理论教学的同时，应通过本课程实验，使学生进一 步理解、掌握和运川所沖内容，更深刻理解基于现场总线技术的检测或控制系统。不但能纽建硬 件系统，还要能够编写应用软件，实现报文交换。要求进一步掌握卜-列内容： 1、 工业组态软件的应用； 2、 了解PR0F1BUS控制器的基本工作原理； 3、 PROFIBUS过程控制系统的调试方法。 实践平台选川TIIPCAT 2型现场总线控制系统实验装置，它在原冇传统过程控制实验装置基 础上，通过PROFTBUS协议进行数据传输和交换，川现场总线模块替代常规的现场检测和变送装 置，可采用工业以太网与上位机进行通信和远程控制，整个控制系统实现网络化和数字化。 实验指导书以TIIPCAT 2型实验装置中的水箱和彩灯为控制对彖，设计了验证性和设计性实 验题冃共9个，课程课内实验学时共8学时，可从下述实验中选做： 第一章是TIIPCAT 2型现场总线控制系统实验装置的组成及原理介绍。 第二章包括三个验证性实验项日，每个实验为2为时，通过实验应基本掌握PROEIBUS系统 组成、程序卜?装与调试方法。 第三章包括三个设计性实验项日，每个实验为2为时，通过实验应基本掌握PROEIBUS控制 器的基本工作原理和应川。软件采川SIEMENS公司的PLC编程软件STEP7o 第四章包括三个设计性实验项冃，每个实验为4学时，通过实验应基木掌握IIMT界面组态、 T/0驱动方法。软件采用SIEMENS公司的监控组态软件STMATTC WTNCCc 目录 TOC o “1-5” h z o “Current Document” 目录 Ill o “Current Document” 第一章 现场总线控制系统的组成与认识 1 o “Current Document” 第二章PROFIBUS过程控制系统实验 5 o “Current Document” 第一节一阶单容水箱液位定值控制系统实验 5 o “Current Document” 第二节二阶双容水箱液位定值控制系统实验 10 o “Current Document” 第三节水箱液位与进水流虽串级控制系统实验 13 o “Current Document” 第三章PROFIBUS控制器实验 17 o “Current Document” 第一节DP总线开关量T/0实验 17 o “Current Document” 第二节DP总线模拟量读取实验 19 o “Current Document” 第三节PA总线仪表I/O实验 21 o “Current Document” 第四章 PROFIBUS液位控制工程 23 o “Current Document” 第一节PROFIBUS液位监控界面设计实验 23 o “Current Document” 第二节PROFTBUS水箱液位开环控制实验 25 o “Current Document” 第三节PROFIBUS水箱液位闭环控制实验 27 o “Current Document” 附录一:编程软件STEP 7应用介绍 28 o “Current Document” 附录二：组态软件WINCC应用介绍 32 o “Current Document” 附录三：单回路控制系统基础知识 48 o “Current Document” 附录四：串级控制系统基础知识 52 第一章现场总线控制系统的组成与认识 一、系统简介 THPCAT-2型现场总线控制系统实验装置是基于PROFTBUS和工业以太网通信协议，在传统过 程控制实验装置的基础上升级而成的新一代现场总线控制系统。 整个实验装置分为控制系统和控制对象两部分，控制系统结构图如图1-1所示： 图1-1控制系统结构图 控制对象总貌图如图1-2所示。 二、系统组成 实验装置对象主要山网孔板、不锈钢储水箱、有机玻璃水箱、电加热锅炉（山不锈钢锅炉内 胆加温筒和封闭式锅炉夹套构成）、纯滞示盘管等组成。在实验屏的下而布置有储水箱和两套供 水系统。 两路独立的供水系统（主副|叫路），分别由两只独立的水泵驱动供水，主冋路采用现场总线 仪表，副冋路采用常规仪表。主要包括磁力泵、电动调节阀、
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