Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

МУ_Проектирование распределенных систем управления 04.09.2023

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
18.10.2024
Размер:
5.05 Mб
Скачать

МИНОБРНАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования «Санкт-Петербургский государственный электротехнический

университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»

Факультет компьютерных технологий и информатики Кафедра автоматики и процессов управления

Е. С. Грудяева

Методические указания

к лабораторным работам по курсу дисциплины

«Проектирование распределенных систем управления»

Санкт-Петербург

2023

 

Оглавление

 

Введение ...........................................................................................................

4

Лабораторная работа № 1. Загрузка аппаратной конфигурации по Ethernet ....

4

Цель работы................................................................................................................................

4

Содержание работы ...................................................................................................................

4

Общие сведения .........................................................................................................................

5

Порядок выполнения работы..................................................................................................

10

Варианты выбора стендов.......................................................................................................

10

Оборудование стендов ............................................................................................................

10

1.

Конфигурирование аппаратных средств ..........................................................................

12

2.

Настройка интерфейса Ethernet.......................................................................................

18

3.

Загрузка ...........................................................................................................................

23

4.

Запись в долговременную память....................................................................................

28

5.

Удаленная остановка и запуск контроллера ....................................................................

29

6.

Устранение ошибок .........................................................................................................

32

Задание на выполнение...........................................................................................................

36

Содержание отчета и демонстрация преподавателю ...........................................................

36

Лабораторная работа № 2. Связь устройств по PROFIBUS-интерфейсу .......

36

Цель работы..............................................................................................................................

36

Общие сведения .......................................................................................................................

36

Порядок работы .......................................................................................................................

37

1.

Конфигурация оборудования стенда по варианту (См. ниже) ..........................................

37

2.

Настройка адресов PROFIBUS...........................................................................................

38

3.

Загрузка аппаратной конфигурации.................................................................................

44

Оборудование стендов ............................................................................................................

46

Варианты выбора стендов.......................................................................................................

47

Лабораторная работа № 3. Формирование области ввода-вывода.................

47

Лабораторная работа №4. Изучение систем кодирования. Создание таблицы

символов.........................................................................................................

59

Лабораторная работа № 5. Конфигурирование входных и выходных данных

контроллера ....................................................................................................

81

4.

Проверка правильности работы.......................................................................................

89

5.

Вывод ..............................................................................................................................

90

Лабораторная работа №6. Разработка программы преобразования

 

аналогового сигнала .......................................................................................

90

Лабораторная работа №7. Вызов и использование программы преобразования

аналогового сигнала. Проверка состояний.....................................................

93

2

Лабораторная работа № 8.

ПИД-регулирование ..........................................

109

Лабораторная работа № 9.

WinCC Flexible. Настройка ПИД-регулятора ....

121

Лабораторная работа № 10. WinCC..............................................................

136

3

Введение

Методические указания составлены в соответствии с рабочей программой дисциплины "Проектирование распределенных систем управления".

Целью лабораторных занятий является изучение методов проектирования распределенных систем управления на стадии разработки программного обеспечения с использованием контроллерного оборудования и программных средств фирмы Siemens.

Подготовка к лабораторным занятиям осуществляется студентами самостоятельно. В подготовку входит изучение материала к лабораторной работе, после подготовки студенты выполняют задание в лаборатории.

Отчет по работам включает в себя цель и основные результаты работы

снеобходимыми и достаточными для отражения результатов работы копиями экранов. В каждой работе приведены сведения, которые нужно продемонстрировать, необходимые защиты работы.

Работа с программным обеспечением Simatic Step 7 будет проводиться

спомощью виртуальной машины VMware. Нумерация компьютеров идет от стола преподавателя. Компьютер №2 работает без виртуальной машины.

Лабораторная работа № 1. Загрузка аппаратной конфигурации по

Ethernet

Цель работы

Ознакомление с ПО Simatic Step 7, осуществление связи с контроллером, загрузка аппаратной конфигурации в PLC.

Содержание работы

1.Создание проекта аппаратной конфигурации, используя SIMATIC

Manager.

2.Загрузка аппаратной конфигурации в контроллер. Осуществление связи с PLC по IP-адресу.

3.Запись конфигурации в долговременную память.

4

Общие сведения

SIMATIC S7-300/400 является модульным программируемым контроллером, включающим следующие компоненты.

Стойки (Racks) служат для размещения модулей, как в корзине. Для 400 контроллеров стойки имеют свой артикул (кроме 300 контроллеров).

Электропитание (Power Supply, PS) обеспечивает подачу электроэнергии к внутренним устройствам; для 400 контроллеров блок питания обязателен в конфигурации, для 300 не обязателен.

Центральное процессорное устройство (Central Processing Unit, CPU) хранит и обрабатывает программу пользователя.

Сигнальные модули (Signal Modules, SM) адаптируют системные сигналы к внутреннему уровню сигнала или управляют приводами посредством цифровых или аналоговых сигналов.

Коммуникационные процессоры (Communications Processors, CP)

устанавливают соединения со вспомогательными сетями (подсетями).

Подсети (Subnets) соединяют программируемые контроллеры друг с другом и с другими устройствами.

Адресация контроллера

IP-адрес (aй-пи адрес, сокращение от англ. Internet Protocol Address) — уникальный идентификатор (адрес) устройства (обычно компьютера), подключённого к локальной сети или сети Интернет.

IP-адрес представляет собой 32-битовое (по версии IPv4) или 128битовое (по версии IPv6) двоичное число. Удобной формой записи IP -адреса (IPv4) является запись в виде четырёх десятичных чисел (от 0 до 255), разделённых точками, например, 192.168.0.1.

IP-адрес у контроллера есть текущий, т.е. тот, что видно онлайн, и адрес настройки, т.е. желаемый, который указывается в настройках аппаратного обеспечения и затем загружается в контроллер, таким образом, адрес настройки становится текущим адресом.

MAC адрес - это уникальный, серийный номер, назначаемый каждому сетевому устройству Ethernet, для идентификации его в сети. Этот адрес является уникальным для каждого устройства и устанавливается при его

5

производстве. Каждая сетевая карта или сетевой интерфейс имеет уникальный MAC адрес.

MAC-адрес на 300 контроллере можно под крышечкой контроллера, которую надо поднять, рисунок 1. Зеленая стрелка показывает направление поднятия крышки.

2

1

Рис. 1. Место MAC-адреса 300 контроллера, нужно поднять крышку 1. 2 – монтажная стойка

Рис. 2. Место MAC-адреса 300 контроллера после поднятия крышки MAC-адрес на 400 контроллере можно узнать на коммуникационном

процессоре, поскольку именно он соединяет CPU с Ethernet. Общий вид 400 контроллера приведен на рисунке 3.

6

4

1

2

3

Рис. 3. Общий вид 400 контроллера: 1 - блок питания, 2 - CPU, 3 - коммуникационный процессор CP, 4 - монтажная стойка UR.

7

Рис. 4. Открытие крышки модуля нажатием вниз.

8

Рис. 5. MAC-адрес 400 контроллера на коммуникационном процессоре.

9

На рисунке 5 показан MAC-адрес 400 контроллера, белый кабель, идущий в него - кабель Ethernet, витая пара UTP, оконцованный разъемом

RJ-45.

Порядок выполнения работы

Варианты выбора стендов

 

 

 

 

 

Соответствие номеров стендов и варианта

 

 

 

 

 

№ варианта

№ стенда

 

№ варианта

№ стенда

 

 

 

 

 

1

1

 

13

1

 

 

 

 

 

2

2

 

14

2

3

3

 

15

3

4

4

 

16

4

5

5

 

17

5

6

6

 

18

6

 

 

 

 

 

7

1

 

19

1

 

 

 

 

 

8

2

 

20

2

 

 

 

 

 

9

3

 

21

3

 

 

 

 

 

10

4

 

22

4

11

5

 

23

5

12

6

 

24

6

Оборудование стендов

Скопируйте артикул в строку поиска. Порядок модулей должен соответствовать порядку модулей на стенде. Модули должны следовать друг за другом, если иного не предлагает программа.

 

 

Стенд 1

 

 

 

Артикул

Наименование

 

 

 

1

6ES7400-1JA01-0AA0

Стойка монтажная, UR2

2

 

Блок питания, РS 405, 10А,

6ES7 405-0KA02-0AA0

24DC/5DC

 

 

 

 

3

 

Модуль центрального процессора,

6ES7 414-2XK05-0AB0

CРU 414-2

 

4

 

Модуль коммуникационный, CР

6GK7 443-1EX11-0XE0

443-1

 

10