现场总线实验报告

实验报告

实验名称：SIMATIC STEP7 项目设计

课程名称：现场总线技术及应用教程

实验目的：

1、通过模拟饮料灌装线的控制系统，熟练掌握STEP 7软件的基本使用方法、

PLC程序的编程和调试方法。

2、熟练掌握PROFIBUS总线系统的硬件组态方法。

3、熟练掌握PLCSIM仿真软件的使用。

实验要求：

项目描述：

在本项目中，我们模拟一个饮料灌装线的控制系统。系统中有两条饮料灌装线和一个操作员面板。

（1）每一条灌装线上，有一个电机驱动传送带；两个瓶子传感器能够检测到瓶子经过，并产生电平信号；传送带中部上方有一个可控制的灌装漏斗，打开时及开始灌装。当传送带中部的传感器检测到瓶子经过时，传送带停止，灌装漏斗打开，开始灌装。1 号线灌装时间为3s（小瓶），2 号线灌装时间为5s（大瓶），灌装完毕后，传送带继续运。位于传送带末端的传感器对灌装完毕的瓶子计数。（2）在控制面板部分，有四个点动式按钮分别控制每条灌装线的启动和停止；一个总控制按钮，可以停止所有生产线；两个状态指示灯分别表示生产线的运行状态；两个数码管显示器显示每条线灌装的数目。

实验方法及步骤：

1 系统功能规划

根据任务描述，可以将上述系统功能划分为两个子功能：

（1）启停操作控制：负责将用户操作面板的输入信号逻辑转换为灌装线的启停信号。

（2）灌装线控制：负责处理灌装定时和满瓶计数，为灌装线传送带电机和灌装漏斗提供控制信号，向数码管提供BCD码计数值。

第FC1 实现，第FB1实现，两条灌装线的定时时间分别保存在两个背景数据块DB1 和DB2 中。

2 创建项目

在STEP7 中建立一个名为example4的项目，通过插入菜单加入一个S7程序。

3 编辑符号表

符号表可以为绝对地址（如I0.0、Q4.0 等）提供一个符号名（如“启动”、“输出”等），以方便编程及程序阅读。

在【S7 程序（1）】目录下，双击【符号】图标，打开符号表，对其进行编辑并保存。

4 编辑FC1

在【S7 程序（1）】下的【块】中单击右键，插入功能并命名为FC1。

FC1 的参数表及程序如图

5 编辑FB1 用同样的方法插入FB1 并编辑，如图

FB1 程序

6 编辑DB1、DB2 在【S

7 程序（1）】下的【块】中单击右键，插入FB1的背景数据块并命名为DB1，如图所示。用同样的方法插入DB2。

双击DB1 就可以打开并对DB1 进行编辑，DB 编辑器分为了“数据视图”和“说明视图”，在“说明视图”下，只能看到DB 的数据定义，在“数据视图”下，还可以对值进行修改。通过【查看】菜单在两种视图间切换。DB1 和DB2 的设置如图所示。

7 编辑OB1

双击OB1，选择LAD（梯形图）编程方式，打开OB1，对OB1 进行编辑

8 程序下载与仿真

利用wincc对step7程序进行组态操作监控，仿真模拟如下：Wincc界面：

启动模拟如图：

生产线2的模拟

实验总结：

现场总线技术是一种实用性较强的技术，通过实验操作、模拟项目来实践课本所学内容，可以让我们更好的掌握和运用这门技术。

通过对饮料灌装线的控制系统的模拟，本小组成员掌握了PLC程序的编程和调试方法、STEP 7软件的基本使用方法，学习了PROFIBUS总线系统的硬件组态方法，对PLCSIM仿真软件的使用也有了基本认识，对系统在线编程掌握了一定的知识和经验，深化了我们对现场总线这门技术的理解和认识，必将为以后的虚席和工作奠定坚实的基础。

现场总线与网络化仪表实验报告要求最新

第一轮实验：实验一、六、七 第二轮实验：实验二、四、五、八、九 不用看实验三

现场总线与网络化仪表 实验指导书 东北大学秦皇岛分校

前言 《现场总线与网络化仪表》是一门实践性的专业技术课程，因此必须在课堂教学的基础上配合以足够的实践性教学环节，以理论联系实际，使学生深入理解课堂知识，加强学生动手能力和分析问题解决问题的能力。本实验指导书是《工业网络技术》一书的配套教材。 该实验指导书紧密结合教材内容，以西门子S7-200及PC机作为实验硬件，深入浅出地介绍MODBUS通信。全书共分两部分。 第一部分基础篇，包括利用西门子S7-200库指令实现PC机与PLC之间的MODBUS通信，CRC校验的程序编写调试的实现等。 第二部分提升篇，利用自由口通信方式实现PC机与PLC之间的通信，MODBUS主从站库指令的剖析实现及调试。 对于每一个实验都给出了实验目的、实验内容、预习要求、报告要求、实验提示等。实验提示部分我们仅给出部分文字提示或者实验程序，以作为学生自己编程时参考。我们主张学生做实验前，充分预习准备，依靠自己在实验前编出的程序，经过实验调试改正程序，得出正确的实验结果。这样的实验才能真正有收获，才能真正提高分析解决问题的能力。 由于编者水平有限，书中不妥之处或者错误之处在所难免，欢迎大家在使用中提出宝贵意见。 编者

目录

实验须知 一、预习要求 1.实验前认真阅读实验教材中有关内容，明确实验目的、内容和实验任务。 2.每次实验前做好充分的预习，对所需预备知识做到心中有数。 3.实验前应编好程序，并对调试过程、实验结果进行预测。 二、实验要求 1.实验课请勿迟到、缺席。 2.爱护实验设备，保持清洁，不要随意更换设备。 3.认真完成各项实验任务。 4.做硬件实验时，严禁带电操作，即所有的接线、改线及拆线操作均应在 不带电的状态下进行。 5.发生事故时应立即切断电源并马上告知实验老师，检查原因，吸取教训。 6.实验完毕后，请整理好实验设备，班级组织同学打扫实验室卫生。 三、报告要求 每次实验后，应提交一份实验报告，报告应包括以下内容： 1.实验名称、实验人名字、班级学号、实验时间、所用设备号。 2.实验目的、任务。 3.完整的电气连接图、程序流程图。 4.实验调试过程，包括实验过程中遇到的问题及解决办法、实验结果分析 等并附上最终的程序清单（带适当的注释） 5.总结实验中的心得体会，提出对实验内容的建议或设想等

现场总线郭琼习题答案

《现场总线及其应用第2版主编郭琼课后习题答案》 机电职业技术学院电气工程系 作者：卡尔二毛第一章： 1.过程控制系统的发展经历了那几代控制系统？ 答：共5代。1.基地式仪表控制系统2.模拟式仪表控制系统3.直接式数字控制系统（DDC）4.集散控制系统（DCS）5.现场总线控制系统（FCS） 2.阐述DDC控制系统的结构及工作过程？ 答：结构由：计算机控制系统和生产过程的输入、输出设备组成。 工作过程：计算机通过过程输入通道对生产现场的变量进行巡回检测，然后根据变量，按照一定的控制规律进行运算，最后将运算结果通过输出通道输出，并作用于执行器，使被控变量符合系统要求性能指标。 3.计算机在DDC控制系统中起什么作用？ 答：完成对生产过程的自动控制、运行参数监视等。 4.DDC控制系统的输入、输出通道各起什么作用？ 答：输入通道作用：用于向计算机输入生产过程的模拟信号、开关量信号或数字信号。 输出通道作用：用于将计算机的运算结果输出并作用于控制对象。 5.计算机的软件包括哪两大类？各起什么作用？ 答：用户软件和系统软件。用户软件供用户使用处理一些相关工作；系统软件是用户软件的操作平台，具有开发性。 6.什么是集散控制系统？其基本设计思想是什么？ 答：集散控制系统：由过程控制级和过程监控级组成的、以通信网络为纽带的多级计算机控制系统。核心思想：集中管理、分散控制。 7.简述集散控制系统的层次结构及各层次所起的作用？ 答：层次结构：分散过程控制级、集中操作监控级、综合信息管理级； 分散过程控制级作用：完成生产过程的数据采集、闭环调节控制和顺序控制等功能。 集中操作监控级作用：了解系统操作、组态、工艺流程图显示、监控过程对象和控制装置的运行情况，并可通过通信网络向过程级设备发出控制和干预指令。 综合信息管理级作用：监视企业各部门的运行情况，实现生产管理和经营管理等功能。 8.生产过程包括哪些装置？ 答：PLC、智能调节器、现场控制站和其他测控装置。

现场总线实验五(DX通信)

实验五基于PROFIBUS—DP协议的DX通信 一、实验目的 掌握同一主从系统中从站之间的通信方式 二、实验设备 1、1个PROFIBUS-DP主站CPU315-2DP 2、2个PROFIBUS-DP从站CPU315-2DP 3、MPI网卡CP5611 4、PROFIBUS总线连接器及电缆 5、计算机（带STEP7软件） 三、实验内容 在同一S7-300主站（站地址为2）之下的两个S7-300从站（站地址分别为3和4），其中3号站在向主站发送1个字节的数据的同时，将这1个字节的数据同时发送给4号从站，实现同一主站之下DP从站之间的直接数据交换。3号从站按下启动按钮，使2号站皮带首先启动，5S后启动3号站皮带，5S后启动4号站皮带；3号从站按下停止按钮，4号站皮带立即停止，5S后3号站皮带停止，5S后2号主站皮带停止。 四、实验操作步骤 1、组态3号从站 （1）、新建一项目，名称为DX通信。在此项目之下插入一个S7300的从站，双击HARDWARE，进入“HW Config”窗口。依次插入UR、PS、CPU等模块。 （2）、新建PROFIBUS（1）网络： 在放入CPU模块的同时，如下图按要求新建一PROFIBUS（1）网络。系统为CPU300 定义的在网络上的节点为3； PROFIBUS（1）网络的属性设置在“Network setting” 选项卡中设置。 （3）、设置从站通信接口区 双击CPU315-2DP下“DP”项，在出现的PROFIBUS-DP属性菜单中设置 ①、在“工作模式”选项卡中选择“DP 从站”

②、在“组态”选项卡中点击“新建”,新建一个输出通信接口区，为1个字节。 2、组态4号从站（CPU315-2DP） 按照组态3号从站的方法组态4号从站，定义其站点的编号为4，其属性为DP从站。 新建一个通信接口区如下。

北邮通电实验报告

实验3 集成乘法器幅度调制电路 信息与通信工程学院 2016211112班 苏晓玥杨宇宁 2016210349 2016210350

一．实验目的 1．通过实验了解振幅调制的工作原理。 2．掌握用MC1496来实现AM和DSB的方法，并研究已调波与调制信号，载波之间的关系。3．掌握用示波器测量调幅系数的方法。 二．实验准备 1．本实验时应具备的知识点 （1）幅度调制 （2）用模拟乘法器实现幅度调制 （3）MC1496四象限模拟相乘器 2．本实验时所用到的仪器 （1）③号实验板《调幅与功率放大器电路》 （2）示波器 （3）万用表 （4）直流稳压电源 （5）高频信号源 三．实验内容 1．模拟相乘调幅器的输入失调电压调节。 2．用示波器观察正常调幅波（AM）波形，并测量其调幅系数。 3．用示波器观察平衡调幅波（抑制载波的双边带波形DSB）波形。 四．实验波形记录、说明 1.DSB信号波形观察

2.DSB信号反相点观察 3.DSB信号波形与载波波形的相位比较 结论：在调制信号正半周期间，两者同相；负半周期间，两者反相。

4.AM正常波形观测 5.过调制时的AM波形观察（1）调制度为100%

（2）调制度大于100% （3）调制度为30% A=260.0mv B=140.0mv

五．实验结论 我们通过实验了解振幅调制的工作原理是：调幅调制就是用低频调制信号去控制高频振荡（载波）的幅度，使其成为带有低频信息的调幅波。目前由于集成电路的发展，集成模拟相乘器得到广泛的应用，为此本实验采用价格较低廉的MC1496集成模拟相乘器来实现调幅之功能。 DSB信号波形与载波波形的相位关系是：在调制信号正半周期间，两者同相；负半周期间，两者反相。 通过实验了解到了调制度的计算方法 六．课程心得体会 通过本次实验，我们了解了振幅调制的工作原理并掌握了实现AM和DSB的方法，学会计算调制度，具体见实验结论。我们对集成乘法器幅度调制电路有了更好的了解，对他有了更深入的认识，提高了对通信电子电路的兴趣。 和模电实验的单独进行，通电实验增强了团队配合的能力，两个人的有效分工提高了实验的效率，减少了一个人的独自苦恼。

现场总线课后答案

现场总线课后答案 现场总线课后答案第一章现场总线技术概述 1.自动控制系统的发展经历了哪几个阶段？大致经历了四个发展阶段，具体如下：20世纪50年代以前是模拟仪表控制系统；直接数字控制系统；70年代中期出现集散控制系统；90年代后期现场总线控制系统。控制系统的结构包括哪几部分？包括三部分：分散过程控制装置部分，操作管理装置部分，通信系统部分 3.现场总线的基本定义？现场总线(Fieldbus)：是用于过程自动化或制造自动化中的，实现智能化现场设备传输宽带传输异步转移模式ATM 7.在载带传输中有哪几种常用的数据表示方法？调幅方式、调频方式、调幅方式8.在数据通讯系统中，通常采用哪几种数据交换方式? 线路交换方式报文交换方式报文分组交换

方式9.比较通信系统中的几种拓扑结构。星型结构：在星形拓扑中，每个站通过点-点连接到中央节点，任何两站之间通信都通过中央节点进行。中央节点的结构显得比较复杂，对其要求较高。环型结构：通过中继器进行点-点连接，构成一个封闭的环路。中继器接收前驱站发来的数据，发往后继站。链路是单向的，工作站需有较复杂的网路处理功能。总线型结构：在总线拓扑中，传输介质是一条总线，工作站通过相应硬件接口接至总线上。一个站发送数据，所有其它站都能接收。 10.介质访问控制方式主要有哪两种?说明各自的含义。/CD(载波监听多路访问/冲突检测) 。载波监听CSMA的控制方案是先听再讲。一个站要发送，首先需监听总线，以决定介质上是否存在其他站的发送信号。如果介质是空闲的，则可以发送。如果介质是忙的，则等待一定间隔后重试。 2.令牌访问控制方式。令牌方式是一种按一定顺序在各

现场总线技术实验指导书

《现场总线技术》实验指导书

RS-485串行通信网络安装技术实验一实验目的一、 PPI通信网络的安装和配置。1、理解 PROFIBUS-DP网络的配置。2、理解 D形连接器的安装。、掌握PROFIBUS电缆和3 4、熟悉线路的故障分析及排除故障的方法。二、实验器材及工具表1 实验所需器材及工具 数序数序名称型号型号名称量号号量CPU226 1 3 改刀S7-200 一字、十字 5 7 2 尖嘴钳A10m 8 SIEMENS DP 型普通紫色 2 3 CPU315-2DP 1 SIEMENS DP 9 S7-300 2 电缆剥线器 DP从站4 EM277 2 DP通信测试仪 BT200 1 10 通信模块1 11 DT2025 C5611/5613(1 可选) DP通信卡万用表5 远程分布式SIEMENS 12 DP总线连接器1 ET200M 3 6 I/O模块 9针D形三、实验内容和步骤1、电缆剥线器的使用和PROFIBUS DP电缆、D形连接器的连装 （1）用电缆剥线器按图1-1所示方法剥制DP电缆。 （2）用DP连接器把剥制好的电缆连接起来。 2、PPI通信网络组建 （1）按图1-2所示，用制作好的带D形连接器的DP电缆把三个CPU226连接成PPI通信网络。通信端口用PORT0。 （2）按图1-2所示，设置D形连接器上的终端电阻。 3、PROFIBUS-DP总线网络组建 （1）按图1-3所示，用制作好的带D形连接器的DP电缆把CPU315-2DP、EM277、CPU226、ET200M连接成PROFIBUS-DP总线网络。 形连接器上的终端电阻。D所示，设置1-3图按）2 （．

北邮微波实验报告整理版

北京邮电大学信息与通信工程学院 微波实验报告 班级：20112111xx 姓名：xxx 学号：20112103xx 指导老师：徐林娟 2014年6月

目录 实验二分支线匹配器 (1) 实验目的 (1) 实验原理 (1) 实验内容 (1) 实验步骤 (1) 单支节 (2) 双支节 (7) 实验三四分之一波长阻抗变换器 (12) 实验目的 (12) 实验原理 (12) 实验内容 (13) 实验步骤 (13) 纯电阻负载 (14) 复数负载 (19) 实验四功分器 (23) 实验目的 (23) 实验原理 (23) 实验内容 (24) 实验步骤 (24) 公分比为1.5 (25) 公分比为1（等功分器） (29) 心得体会 (32)

201121111x 班-xx 号-xx ——电磁场与微波技术实验报告 实验二 分支线匹配器 实验目的 1．熟悉支节匹配器的匹配原理 2．了解微带线的工作原理和实际应用 3．掌握Smith 图解法设计微带线匹配网络 实验原理 支节匹配器是在主传输线上并联适当的电纳（或者串联适当的电抗），用附加的反射来抵消主传输线上原来的反射波，以达到匹配的目的。 单支节匹配器，调谐时主要有两个可调参量：距离d 和由并联开路或短路短截线提供的电纳。匹配的基本思想是选择d ，使其在距离负载d 处向主线看去的导纳Y 是Y0+jB 形式。然后，此短截线的电纳选择为-jB ，根据该电纳值确定分支短截线的长度，这样就达到匹配条件。 双支节匹配器，通过增加一个支节，改进了单支节匹配器需要调节支节位置的不足，只需调节两个分支线长度，就能够达到匹配（但是双支节匹配不是对任意负载阻抗都能匹配的，即存在一个不能得到匹配的禁区）。 微带线是有介质εr (εr >1)和空气混合填充，基片上方是空气，导体带条和接地板之间是介质εr ，可以近似等效为均匀介质填充的传输线，等效介质电常数为 εe ，介于1和εr 之间，依赖于基片厚度H 和导体宽度W 。而微带线的特性阻抗与其等效介质电常数为εe 、基片厚度H 和导体宽度W 有关。 实验内容 已知：输入阻抗Z 75in ，负载阻抗Z (6435)l j ，特性阻抗0Z 75 ，介质基片 2.55r ，1H mm 。 假定负载在2GHz 时实现匹配，利用图解法设计微带线单支节和双支节匹配网络，假设双支节网络分支线与负载的距离114d ，两分支线之间的距离为21 8 d 。画出几种可能的电路图并且比较输入端反射系数幅度从1.8GHz 至2.2GHz 的变化。 实验步骤 1．根据已知计算出各参量，确定项目频率。 2．将归一化阻抗和负载阻抗所在位置分别标在Smith 圆上。 3．设计单枝节匹配网络，在图上确定分支线与负载的距离以及分支线的长度，根据给定的介质基片、特性阻抗和频率用TXLINE 计算微带线物理长度和宽度。此处应该注意电长度和实际长度的联系。 4．画出原理图，在用微带线画出基本的原理图时，注意还要把衬底添加到图中，将各部分的参数填入。注意微带 分支线处的不均匀性所引起的影响，选择适当的模型。 5．负载阻抗选择电阻和电感串联的形式，连接各端口，完成原理图，并且将项目的频率改为1.8—2.2GHz 。 6．添加矩形图，添加测量，点击分析，测量输入端的反射系数幅值。 7．同理设计双枝节匹配网络，重复上面的步骤。

现场总线ICAN报告

实验一CAN总线技术与iCAN模块实验 实验报告 学院：自动化学院 专业：自动化专业 班级：2010211410 姓名：高娃姚雷阳 学号：2011211975 2011211977 指导老师：杨军

一．实验名称：实验一CAN总线技术与iCAN模块实验 二．实验设备：计算机、CAN总线系列实验箱、测控设备箱、万用表。三．实验过程、实验内容、实验记录： (1)驱动程序安装 USBCAN-2A接口卡的驱动程序需要自己手动进行安装，驱动程序已经存放于实验准备内容中。找到驱动程序，直接点击进行安装即可。安装完成后，在“管理->设备管理器->通用串行总线控制器”中查看驱动是否安装成功。 注意：安装驱动程序过程中PC机不能连接USB电缆。 (2)iCANTEST安装与运行 iCANTEST安装与运行后，利用iCANTest软件对iCAN系列各模块进行验证性测试，可以测试各模块是否可以通过USBCAN-2A接口卡与PC机正常连接与通信以及进行简单的测控操作。 (3)各种iCAN模块的测试 1. 打开iCANTest软件(老师，我们当时觉得安装这些过程太简单了，没意识到截图，所以引用了一些PPT上的图像，但后面测试部分的都是自己的截图，希望老师谅解。) 在工具栏中点击“系统配置”，在弹出的对话框中设置通信信息。如下图： 图1 2. 点击“搜索”，则CAN总线中连接的所有模块应该被搜索出来，列表显示。包括模块设置的MACID。

图 2 3.图示为搜索完成后的显示状态，在从站列表中将所有模块予以显示。点击某个 模块，则弹出该模块的操作窗口。 图 3 4. 点击“启动”，再点击“全部上线”。在从站列表中所有上线的模块标志变成绿色的三角，表示该模块上线成功。 图 4 5.试验各个模块的基本输入输出功能。 ※点击继电器模块2404的4个输出，听到继电器动作声音。

现场总线练习题参考答案

填空题 控制网络与计算机网络相比主要特点有：、及。 信号所含频率分量的集合称为频谱；频谱所占的频率宽度称之为带宽。 局域网常用的拓外结构有总线、星形和___环形__ _三种。著名的以太网（Ethernet）就是采用其中的___总线____结构。 按交换方式来分类，可以分为_电路交换_ 、_报文交换__和__分组交换___三种。 开放系统互连参考模型OSI中，共分七个层次，分别是应用层、表达层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。 6.常用的有线通信介质主要有双绞线、同轴电缆和光缆。 7. PROFIBUS由以下三个兼容部分组成: PROFIBUS-DP 、PROFIBUS-PA 和PROFIBUS-FMS 。 8. LonWorks拥有三个处理单元的神经元芯片：一个用于链路层的控制，一个用于网络层的控制，另一个用于用户的应用程序。 9 LonT alk协议提供了应答方式、请求/响应方式、非应答重发方式和非应答方式四种类型的报文服务。 10.FF现场总线的拓扑结构较灵活，通常包括点到点型、带分支的总线型、菊花链型和树型。 11. FF总线由低速（FF-H1）和高速(FF-HSE) 两部分组成。 12. 按照地理分布距离和覆盖范围来看，计算机网络可以分为广域网、城域网和局域网。 13. FF的网络管理主要由网络管理者、网络管理代理和网络管理信息库。 14.PROFIBUS的总线存取方式有：主站之间采用_令牌方式_传送，主站和从站之间采用_ 主从方式_传送。 17. PROFIBUS的OSI模型由_应用层_ __、__数据链路层_ __和_ 物理层_ _组成三层模型。 18. CAN的ISO/OSI参考模型的层次结构分为数据链路层和物理层。 19.CAN控制器的验收滤波器由4个验收码寄存器和4个验收屏蔽寄存器定义。 CAN总线上用显性和隐形两个互补的逻辑值表示“0”和“1”。

通信与现场总线课程设计报告书

电气工程学院 通信与现场总线课程设计

目录 一：设计任务 (4) 理想模型： (4) 实验中用到的任务模型 (5) 二：力控软件平台建立的实验模型 (5) 三、实验设备与仪器 (6) 四、设计思路与过程 (6) 五、调试和功能 (13) 六、联机调试：C/S方式的远程控制 (26) 七、课设总结与心得 (29)

（一）本次课程设计题目： 通过三维力控组态软件实现对搅拌罐的网络控制 （二）主要容及要求 在组态软件Forecontrol V6.1平台上，通过工业以太网，分别以C/S方式(客户端/服务器)及B/S方式（浏览器/服务器）完成对SIEMENS的可编程序控制器通过工业现场总线PROFIBUS方式与2台SIEMENS MM440变频器控制的三相异步电机的实际工程平台，实现对搅拌罐PLC控制系统（含本地控制和远程控制）的网络控制。 独立完成，承担系统设计、系统分析、组态软件的学习与编程、网络系统调试等任务，要求提供最终的解决程序（验收）和相关文件，并以报告论文方式说明实现的思路及工程应用前景。 （三）进度安排： （1）在第一次课堂上了解并知道了Forecontrol V6.1软件的初步使用。 （2）根据相关资料，熟悉并设计并完成客户端组态软件的实际工艺流程界面界面的绘制。 （3）对搅拌罐工程相关控制进行了编程。 （4）熟悉服务器端通信参数的要求，完成C/S的网络控制。 （4）3月30日在实验室完成整个系统的软件调试及最后联机调试。 （5）撰写设计报告。

通过三维力控组态软件实现 对搅拌罐的网络控制 一：设计任务 在组态软件Forecontrol V6.1平台上，通过工业以太网，分别以C/S方式(客户端/服务器)及B/S方式（浏览器/服务器）完成对SIEMENS的可编程序控制器通过工业现场总线PROFIBUS方式与2台SIEMENS MM440变频器控制的三相异步电机的实际工程平台，实现对搅拌罐PLC控制系统（含本地控制和远程控制）的网络控制。 本次课程设计中，我们主要运用了C/S（客户端/服务器）方式，实现对搅拌罐PLC控制系统（含本地控制和远程控制）的网络控制。 理想模型：

北京邮电大学通信原理软件实验报告

北京邮电大学实验报告 题目：基于SYSTEMVIEW通信原理实验报告

实验一：验证抽样定理 一、实验目的 1、掌握抽样定理 2. 通过时域频域波形分析系统性能 二、实验原理 低通滤波器频率与m（t）相同 三、实验步骤 1. 要求三个基带信号相加后抽样，然后通过低通滤波器恢复出原信号。 2. 连接各模块完成系统，同时在必要输出端设置观察窗。 3. 设置各模块参数。 三个基带信号的频率从上到下分别设置为10hz、12hz、14hz。 抽样信号频率设置为28hz，即2*14hz。（由抽样定理知，） 将低通滤波器频率设置为14hz，则将恢复第三个信号（其频率为14hz）进行系统定时设置，起始时间设为0，终止时间设为1s.抽样率设为1khz。 3.观察基带信号、抽样后的信号、最终恢复的信号波形

四、实验结果 最上面的图为原基带信号波形，中间图为最终恢复的信号波形，最下面的图为抽样后的信号波形。 五、实验讨论 从实验结果可以看出，正如前面实验原理所述，满足抽样定理的理想抽样应该使抽样后的波形图如同冲激信号，且其包络图形为原基带信号波形图。抽样后的信号通过低通滤波器后，恢复出的信号波形与原基带信号相同。 由此可知，如果每秒对基带模拟信号均匀抽样不少于2次，则所得样值序列含有原基带信号的全部信息，从该样值序列可以无失真地恢复成原来的基带信号。 讨论：若抽样速率少于每秒2次，会出现什么情况？ 答：会产生失真，这种失真被称为混叠失真。 六、实验建议、意见 增加改变抽样率的步骤，观察是否产生失真。

实验二:奈奎斯特第一准则 一、实验目的 （1）理解无码间干扰数字基带信号的传输； （2）掌握升余弦滚降滤波器的特性； （3）通过时域、频域波形分析系统性能。 二、实验原理 在现代通信系统中，码元是按照一定的间隔发送的，接收端只要能够正确地恢复出幅度序列，就能够无误地恢复传送的信号。因此，只需要研究如何使波形在特定的时刻无失真，而不必追求整个波形不变。 奈奎斯特准则提出：只要信号经过整形后能够在抽样点保持不变，即使其波形已经发生了变化，也能够在抽样判决后恢复原始的信号，因为信息完全恢复携带在抽样点幅度上。 奈奎斯特准则要求在波形成形输入到接收端的滤波器输出的整个传送过程传递函数满足：,其充分必要条件是x(t)的傅氏变换X ( f )必须满足 奈奎斯特准则还指出了信道带宽与码速率的基本关系。即R B =1/T B =2? N =2B N。 式中R b 为传码率，单位为比特/每秒（bps）。f N 和B N 分别为理想信道的低通截止 频率和奈奎斯特带宽。上式说明了理想信道的频带利用率为R B /B N =2。 在实际应用中，理想低通滤波器是不可能实现的，升余弦滤波器是在实际中满足无码间干扰传输的充要条件，已获得广泛应用的滤波器。 升余弦滤波器的带宽为：。其中，α为滚降系数，0 ≤α≤1， 三、实验步骤 1.根据奈奎斯特准则，设计实现验证奈奎斯特第一准则的仿真系统，同时在必 要输出端设置观察窗。设计图如下

现场总线实验报告

现场总线 实验报告 专业班级：测控1202 姓名：李聪 学号：12054224

一、实验目的： 1、熟悉现场总线控制系统的组成 2、了解常用的现场总线控制软件 3、熟悉STEP7、SIMATIC组态软件的使用 4、了解PROFIBUS-DP总线接口卡CP5611的工作原理 二、实验设备： 1、PROFIBUS-DP现场总线控制系统 2、万用表 3、4-20MA温度变送器 三、实验内容： 现场总线是一种串行的数字数据通讯链路，它沟通了生产过程领域的基本控制设备之间以及更高层次自动控制领域的自动化控制设备之间的联系。 Profibus是世界上最快的总线，世界范围的标准。主要应用于工业控制的各个领域。PROFIBUS提供了3种数据传输类型：用于DP和FMS的RS-485传输、用于PA的IEC1158-2传输、用光纤传输。 分为工厂级，车间级还有现场级。 实验室的Profibus总线系统

实验室通过电脑显示4-20 ma常规信号 三、实验步骤： 1.打开station cobfiguration editor。设置OPC server和CP5611 2.打开STMATIC Manager，通过insert>station>simatic pc station插入一个pc站，站名要更 改为configuration editor中所命名的。 3.选择address为1，并新建subnet

4.在Set pc interface中选择pc internal（local） 5.双击cobfiguration，打开硬件组态窗口，组态与所安装的simatic net软件版本 相一致的硬件，插槽机构与在cobfiguration editor的pc站一致 6.设置address为4 7.设置数据类型为w

现场总线CAN复习题3

（1）CAN的ISO/OSI参考模型的层次结构分为物理层和数据链路层。（2）CAN报文帧格包含11位标识符的标准帧和29位标识符的扩展帧。（3）微控制器和SJA1000之间状态、控制和命令信号的交换都是在控制段中完成的。 （4）SJA1000检测到有复位请求，中止当前报文收、发工作，进入到复位模式，当复位请求位出现1到0的变化，CAN控制器将返回到操作模式。（5）验收滤波器由验收代码寄存器和验收屏蔽寄存器定义。 （6）改变验收滤波器配置的途径：在运行中改变和在复位模式改变。（7）CAN总线智能节点的软件设计包括：CAN节点初始化、报文发送和报文接收。 （8）CAN总线上用显性和隐性两个互补的逻辑值表示“0”和“1”。 （9）验收滤波器的滤波模式包括单过滤模式和双过滤模式。 2.远程帧由6个不同的位域组成：帧起始、仲裁域、控制域、CRC域、应答域、帧结尾 4. CAN总线报文传送由4种不同类型的帧表示，分别是数据帧、远程帧、错误帧、过载帧。 8.过载帧由过载标志和过载界定符组成。 9. CAN总线的同步方式有两种：硬同步和重新同步。 10. SJA1000有两种操作模式：支持CAN2.0A协议的BasicCAN模式和支持CAN2.0B 协议的PeliCAN模式。 18. 在CAN总线中存在5种不同的错误类型，即：位错误、填充错误、CRC错误、格式错误、应答错误。 （1）CAN报文中帧类型不包括（C）。 A、数据帧 B、远程帧 C、应答帧D错误帧 （2）SJA1000中，状态寄存器对于微控制器来说是（B）。 A、只写寄存器 B、只读寄存器 C、可读可写 D、以上均不对（4）CAN发送缓冲区列表中，数据长度最大为（D）字节。 A、5 B、6 C、7 D、8 (5) 在（C）模式中才能对CAN寄存器的进行设置。 A、工作模式 B、操作模式 C、复位模式 D、自检模式 （7）可以作为CAN总线的传输介质是（D）。 A、光纤 B、双绞线 C、同轴电缆 D、以上均可 （8）下面哪种说法是错误的（C）。 A、CAN是目前为止唯一有国际标准的现场总线。 B、CAN为多主工作方式，而且不分主从。 C、CAN采用破坏总线仲裁技术。 D、CAN的直接通信距离可达10Km。 （9）在一个给定的CAN系统中，位速率是（C）。 A、唯一的 B、固定的 C、唯一且固定 D、唯一但不固定

现场总线实验三(ET200M)

实验三CPU集成PROFIBUS-DP接口连接远程站ET200M 一、实验目的 掌握主站与ET200M从站通信组态方法和参数设置 二、实验设备 1、PROFIBUS-DP主站S7-300 CPU315-2DP 2、从站ET200M接口模块及输入输出模块 3、MPI网卡CP5611 4、PROFIBUS总线连接器及电缆 5、计算机（带STEP7软件） 三、实验内容 建一主站CPU315-2DP（站地址为2），1个从站ET200M（站地址为3）。建立主从通信连接，并观察主机架I/O地址分配与远程I/O地址分配有无不同。使用ET200M上的模拟量输入模块，使之输入1-5V电压，通过编程，使ET200M上的模拟量输出模块输出1-5V电压，并用电压表显示出来。 四、实验操作步骤 1、组态主站 （1）、新建一项目，名称为ET200M。在此项目之下插入一S7 300的站，双击HARDWARE，进入“HW Config”窗口。依次插入UR、PS、CPU等模块。在放入CPU模块的同时，如下图按要求新建一PROFIBUS（1）网络。系统为CPU300定义网络上的节点为2； PROFIBUS（1）网络的属性设置在“Network setting”选项卡中设置。

（2）、在主机架上依次插入各模块，观察I/O地址分配情况。 2、组态从站ET200M （1）、鼠标放在PROFIBUS（1）上单击右键，在出现的下拉菜单中选择“Insert Object…” 在出现的菜单中选择ET200M中的IM 153-1（订货号为6ES7 153-1AA03-0XB0）。在 出现的IM 153-1属性设置中站地址必须与IM 153-1上拨码开关设置的站地址相 同，本例中为3。

北邮arduino实验报告

电子电路综合实验设计 实验名称： 基于 Arduino 的电压有效值测量电路设计与实现 学院： 班级： 学号： 姓名： 班内序号：

实验 基于Arduino 的电压有效值测量电路设计与实现 一. 摘要 Arduino是一个基于开放原始码的软硬件平台，可用来开发独立运作、并具互动性的电子产品，也可以开发与PC 相连的周边装置，同时能在运行时与PC 上的软件进行交互。为了测量正弦波电压有效值，首先我们设计了单电源供电的半波整流电路，并进行整流滤波输出，然后选择了通过Arduino设计了读取电压有效值的程序，并实现使用此最小系统来测量和显示电压有效值。在频率和直流电压幅度限定在小范围的情况下，最小系统的示数基本和毫伏表测量的值相同。根据交流电压有效值的定义，运用集成运放和设计的Arduino最小系统的结合，实现了运用少量元器件对交流电压有效值的测量。 关键字:半波整流整流滤波 Arduino最小系统读取电压有效值 二. 实验目的 1、熟悉Arduino 最小系统的构建和使用方法； 2、掌握峰值半波整流电路的工作原理； 3、根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数； 4、画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）； 5、熟悉计算机仿真方法； 6、熟悉Arduino 系统编程方法。 三. 实验任务及设计要求 设计实现 Arduino 最小系统，并基于该系统实现对正弦波电压有效值的测量和显示。 1、基本要求 （1）实现Arduino 最小系统，并能下载完成Blink 测试程序，驱动Arduino 数字13 口LED 闪烁； （2）电源部分稳定输出5V 工作电压，用于系统供电； （3）设计峰值半波整流电路，技术指标要求如下：

现场总线技术文献综述

《现场总线技术》 论文 论文题目: 现场总线技术文献综述 论文类型：文献综述 姓名: 学号: 班级: 2016 年 6 月 6 日

摘要 现场总线(Fieldbus)是指开放式、国际标准化、数字化、相互交换操作的双向传送、连接智能仪表和控制系统的通信网络。它作为工厂数字通信网络的基础 沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是一个基层网络 而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这是一项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术 是信息化带动工业化和工业化推动信息化的适用技术 是能应用于各种计算机控制领域的工业总线 因现场总线潜在着巨大的商机 世界范围内的各大公司投入相当大的人力、物力、财力来进行开发研究[1]。当今现场总线技术一直是国际上各大公司激烈竞争的领域 由于现场总线技术的不断创新 过程控制系统由第四代的DCS发展至今的FCS(Fieldbus Control System)系统 已被称为第五代过程控制系统[2]。而FCS 和DCS 的真别在于其现场总线技术。现总线技术以数字信号取代模拟信号 在3C(Computer 计算机、Control 控、Commcenication 通信)技术的基础上 大量现场检测与控制信息就地采集、就地处理、就地使用 许多控制功能从控制室移至现场设备。由于国际上各大公司在现场总线技术这一领域的竞争 仍未形成一个统一的标准 目前现场总线网络互联都是遵守OSI 参考模型[3]。由于现场总线以计算机、微电子、网络通讯技术为基础 这一技术正在从根本上改变控制系统的理念和方法 将极大地推动整个工业领域的技术进步 对工业自动化系统的影响将是积极和深远的。 关键字 CAN总线、LonWorks总线、FF总线 Abstract Fieldbus (Fieldbus) refers to open, international standardization, digital and mutual exchange operations two-way transmission, connecting intelligent instrument and control system of communication network. It as plant digital communication network, the basis of the production process communication between field and the control equipment with higher control management level and the contact between. It s not only a grass-roots network, but also a kind of open, new whole distribution control system. This is an intelligent sensing, control, computer, digital communication technology as the main contents of the comprehensive technology, is becoming an information based society impetus industrialization and the industrialization push the applicable technology, information can be applied to various computer control areas of industrial bus, because of fieldbus potential great opportunities, the worldwide each big companies invest considerable human, material nd financial resources to develop research [1]. Today's Fieldbus technology has been international companies competitive field, because of Fieldbus technology unceasing innovation, process Control System consists of the fourth generation since the DCS development of Fieldbus Control System (FCS) System, has been called the fifth generation process Control System [2]. But the real difference of DCS and FCS in the fieldbus technology. Now bus technology replaced with digital signal analog signals in 3C (Computer Control Control, Computer, Commcenication communication) technology, and on the basis of field test and Control information of in situ Set, in situ treatment and on-the-spot use, many control functions from the control room moved to site equipment. The big company because international in the fieldbus technology this field of competition, still not form an unified standards, currently fieldbus network interconnection abide by the OSI reference model [3].

现场总线习题答案1

1.集散控制系统的核心思想是集中管理、分散管理。 2.比特率是一种数字信号的传输速率，表示单位时间内传送的二进制代码的有效位数。 3.在网络控制方法中，常用的介质访问控制方法有总线方式的CSMACD方法、环形结构的 令牌环方法、令牌总线方法。 4.Profibus现场总线根据应用特点和用户不同的需要可分为Profibus–FMS、Profibus–DP、 Profibus–PA三个家族成员。 5.集线器是中继器的一种形式，区别在于集线器能够提供多端口服务，也称为多口中继器。 6.Profibu s网络的硬件又主站、从站、网络部件、网络工具等组成。 7.经过扩展的诊断功能是对故障进行快速定位，诊断信息分为站诊断信息、模块诊断信息 和通道诊断信息等3级。 https://www.sodocs.net/doc/c13157482.html,–link采用主从通信方法，可由1个总站和64个从站组成，为防止主站出现故障而导 致整个系统瘫痪，系统可设置备用主站。 9.串行通信可分为同步传输和异步传输两种传输方式。 10.波特率是一种数字信号的调制速率，指数据信号对载波的调制速率，用单位时间内载波 的调制状态的改变次数来表示。 11.在数据通信系统中通常采用数据交换方式有线路交换、报文交换和分组交换。 12.交换机一种基于MAC地址识别，采完成封装转发数据包功能的网络设备，又称多端口。 13.现场总线控制系统的核心思想是功能分散、危险分散、信息集中。 14.Profibus的总站有4种工作方式，分别为离线模式、停止模式、消除模式、操作运行模 式。 15.根据现场设备控制系统中起的作用不同，现场设备可为1类主站、2类主站和从站3种类 型。 16.信息帧主要包括设备地址、功能代码、数据段错误检测域。 二、判断题 1、多模光纤性能优于单模光纤。× 2、光纤不受外界电磁干扰与噪声影响。√ 3、令牌访问原理可用于环形网络，不可用于总线网，构成令牌总线网络。× 4、如果需要检测5个错误，则海明距离知识应为6. √ 5、在网络互连时，网桥可以实现相异网络在网络层的互连。× 6、在理论上看，并行传输的信号传输速率比串行传输的信号传输速率高。√ 7、在Profibus网络中，从站数目最多只有126.× 8、在Profibus–PA网络中，采用单股屏蔽的A型电缆允许最大电缆总长度为1900. √ 9、在Profibus系统中，使用的连接模块不占用DP网络中的从站地址。× 1.简述控制系统的发展历程，并举例说明该时期的控制系统特点。 答：（1）基地式仪表控制系统非电物理量（0.02-0.1MPa气动信号）、需要工人现场巡视（2）模拟仪表控制系统模拟电量（0-10V、4-20mA电信号）、集中控制 （3）直接式数字控制系统数字电量（单片机、PLC等）、集中控制 （4）集散控制系统模拟电量和数字电量混合、集中控制，分散管理 （5）现场总线控制系统全数字电量（智能节点设备、PLC等）、信息集中，危险分散，功能分散 2.简述通信系统的组成。 答：（1）信息源：信息的来源，作用是将原始信息转换为相应的信号（通常称为基带信号）。电话机的话筒、摄像机等都属于信源。 （2）发送设备：对基带信号进行各种变换和处理，如放大、调制等，使其适合在信道中传输。（3）传输介质：发送设备和接收设备之间用于传输信号的介质。 （4）接收设备：功能与发送设备相反，对接收信号进行必要的处理和变换后，恢复为相应的基带信号。 （5）接收者：信息的接收者，与信源相对应，将恢复的基带信号转换成相应的原始信息。电话机的听筒、耳机以及显示器等都属于信宿。 （6）干扰源：信道中的噪声以及分散在通信系统其他各处噪声的集中表现。 3.在现场总线电缆上主要的干扰源有哪些?针对这些不同的干扰，所采取的抑制干扰的方法是什么? 答：（1）内部噪声，选择高质量的、标配的传输介质 （2）信号反射，使用终端电阻器。 （3）不同类型导线间的干扰。同一类型的电缆可以放在一起，同方向地安置在同一个电缆槽中。不同种类的电缆相互之间必须保持一定的距离，并且当它们相互交叉时必须正交交叉，不能有任何平行（即便是很短的距离）排列。不同类型的电缆相互之间必须保持的最小距离。可以使用相互隔离的电缆槽把不同种类的电缆排列在一起，必须做到相互之间完全用金属槽隔离，金属槽的结合部要使用低电阻和低电感的导体可靠地连接起来（最好焊接，但要防止被腐蚀），然后接地，金属槽应和建筑物等电势。 （4）在有高频干扰的地方，电缆屏蔽层的两端必须可靠地接地，但在电气环境恶劣的某些工厂，比较明显地存在着电势差，从而造成屏蔽层中流过电流。 4.请给出3种在现场总线网络中使用RS485中继器的场合。答：（1）扩展网络（2）改变网络拓扑（3）信号隔离 7. 举例简述海明码的编码规则。 （1）发送端的编码 根据要传输的数据单元的长度，确定冗余位的个数；确定各冗余位在数据单元中的位置； 计算出各冗余校验位的值；排列成包含冗余校验位的数据序列，按此序列发送。 a. 确定冗余位的个数 设纠正单比特错误需增加的冗余位数为r，r应满足：2r≥m + r + 1；m为数据单元的长度。如7位的ASCII码，m为7，取r为4可满足上式；且r为4是满足上式的最小取值。要纠正7位ASCII码中的1位错误，需要增加4个冗余位。 b. 确定各冗余位在数据单元中的位置 将4个冗余位分别编号为R1, R2, R3, R4 ，按海明码的编码规则，这4个冗余位应分别插到数据单元的20, 21, 22, 23位置上，即R 1, R2, R3, R4将被分别插入到数据单元的D1，D2，D4，D8的位置上。 c. 计算出各冗余校验位的值 海明码的每个冗余位的值都是一组数据的奇偶校验位。冗余比特位R 1, R2, R3, R4分别是4组不同数据位的奇偶校验位，采用二进制数据来表示海明码11个数据位数有0001；0010；0011；0100；0101；0110；0111；1000；1001；1010，1011这11种情况,对这11种情况中位数最低位为1的位置进行偶校验，即对0001；0011；0101；0111；1001，1011这6个数据位做偶校验，得到的偶校验码为R 1的值,即R 1为对从低位数起的第1、3、5、7、9、11这6位作偶校验而得到的校验位。 （2）接收端的解码判断 按与发送方相同的方法，计算出接收数据的冗余校验位；排列成包含冗余校验位的数据序列；将按计算结果排列出的数据序列与接收到的数据序列比较，判断传输过程是否有错；是哪一位出错，并将出错位取反，以纠正该错误。 9.简要列举6种比较有影响的现场总线。（12分） （1）FF-----基金会总线（FF，Foundation Fieldbus）是在过程自动化领域得到广泛支持和具有专有良好发展前景的技术。 （2）Profibus------过程现场总线的缩写，于1989年正式成为现场总线的国际标准。是一种国际化．开放式．不依赖于设备生产商的现场总线标准。 （3）CAN-------是控制器局域网的简称，由德国BOSCH公司提出，最早用于汽车内部测量和执行部件之间的通信。 （4）Lonworks-------是局部操作网络的缩写，1992年由美国Echelon公司和Motorola、Toshiba 公司倡导；最初主要应用于楼宇自动化。 （5）CC-Link-------- 1996年由日本三菱电机主导的公司推出，唯一起源于亚洲地区的总线系统。CC-Link是控制与通信链路系统的缩写。 （6）Modbus---------是由Modicon（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年发明的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。 10.常用的网络互连设备有哪些？他们的主要作用是什么？（8分） 答：（1）中继器：在相同网络中实现信号的复制，增加网络长度，即重发器，作用为物理层之间的简单连接，复制比特信号。 （2）网桥：在相似网络中实现信号存储转发设备，用于连接不同体系的局域网。它将数据帧送到数据链路层进行差错校验，再送到物理层，通过物理传输介质送到另一个子网或网段，转发数据帧。 （3）路由：在相异网络中实现信号传输的设备，路由可为信号传输选择一条最佳的路径。（4）网关：即网间协议交换器，用于实现不同通信协议的网络之间、包括使用不同网络操作系统的网络之间的互联。 11. 一个PRORBUS控制系统有两个控制室，这两个控制室有各自的接地系统，从而造成这两个控制室之间有很大的电势差，试给出3种解决该问题的方法。（6分） 答：(1)是在产生电势差的设备之间安装一根等电势电缆。该电缆的截面积必须足够克服该电势差（一般为16mm2），最好采用多芯电缆。该电缆应尽量靠近PROFIBUS电缆安装，以减少安装空间。 (2)代替等电势电缆，即在网络电缆的一端的屏蔽层安装一个接地电容。该方法可有效减少高频信号干扰，但对通过屏蔽层的直流电流干扰信号无效。 (3)使用光缆传输。 14.假设准备发送的数据信息码是1101011011，生成多项式为G(x)=x4+x+1,求T(x)。（10分） ①计算信息编码多项式T(x) M(X)=1101011011 G(x)=10011 生成多项式的最高次幂r=4，信息码附加4个0后形成新的多项式。 M'(x)：11010110110000 ②用模2除法求M'(x)/G(x)的余数 ③得出要传输的循环冗余校验码多项式 将余数1110直接附加在M(x)的后面得T(x)=11010110111110 ④接收端对接收到的T(x)进行校验 设接收端接收到的数据为多项式T’(x)，将T’(x)除以G(x)，若余数为0，即T’(x)=T(x)，则认为没有错误。 T’(x)/G(x)=(Q(x)×G(x)+R(x)+R(x))/G(x) =(Q(x)×G(x))/G(x)=Q(x)