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自动化生产线整线系统设计与调试项目5任务5.1自动化生产线整线系统设计与调试知识与能力目标了解主控平台的板面布置及各部件的功能1了解系统总电源系统、总气路系统的设计思路及连接方法2理解主站的通信控制和管理功能34学习生产线全程连续运行中系统调试和分析、查找、排除故障的方法1.自动化生产线整线设计与实现步骤任务5.1自动化生产线整线系统设计与调试（1）了解主控平台的板面布置及各部件的功能，检查核对其电气安装接线。（2）对照电源系统总图和气路连接总图理解总电源、总气源的引入方式、安全保护措施及分路电源、分路气源的分配方法。（3）依据S7-300PLC控制接线图熟悉其安装接线方法。（4）理解主控平台上S7-300PLC作为一类主站所实现的总线通信控制与管理功能，了解主、从站间的硬件连接方式，熟悉总线通信系统的实际安装接线。（5）了解总线协议结构及PROFIBUS模板特点；学习正确配置主站的硬件组态；学会设置与主站对应的下位机模块地址。自动化生产线总线站点地址设置见表5-1。1.自动化生产线整线设计与实现步骤任务5.1自动化生产线整线系统设计与调试（6）了解WINCC实时监控系统的功能及监控软件的使用方法；了解监控软件与系统设备间的通信设置及连接方法。（7）编制和调试PLC主站控制程序。1）反复观察生产线全程运行演示，深刻理解主站控制的各项要求；2）根据控制要求设置主站的I/O编号，并编制程序将梯形图输入计算机进行调试；3）根据I/O编号逐个核对主站PLC与主控平台输入输出设备的连接；4）检查主站与各从站（包括废品槽）之间的总线通信；5）将程序下载至PLC进行系统调试，实现PLC全程连续运行；（8）在系统全程连续运行过程中学习分析、查找、排除故障的基本方法。2.主站控制要求任务5.1自动化生产线整线系统设计与调试（1）主站控制的基本要求主站控制按钮盒上的按钮为整个生产线的总控按钮，控制盒控制功能定义为：“复位按钮”：当按下此按钮时总站的三色指示灯的黄灯亮，并且对各个分站进行初始化复位，所有标志位或计数器都将清零，重新计算。“启动按钮”：当所有单元均处于预备工作状态时按下此按钮，首先启动本套柔性生产线的底层传送电机运转且燃亮各分站的红色指示灯，此后根据系统设计程序各分站按顺序进行相应的动作。“停止按钮”：当按下此按钮时所有站的动作均处于停止状态，按启动后可继续工作。“急停按钮”：当发生突发事故时，应立即拍下急停按钮，系统将强制性将所有设备即刻处于停止工作状态（此时所有其它按钮都不起作用）。排除故障后需旋起急停按钮，并按下复位按钮，待各机构回复初始状态后按下启动按钮，系统方可重新开始运行。说明：出现故障显示时应检查每个分站的情况，若发现故障则在排除后系统应重新启动开始运行。2.主站控制要求任务5.1自动化生产线整线系统设计与调试（2）考虑到分拣单元在不合格产品运送中采用了变频器技术，因而本系统将其安排在主站控制，其控制要求为：废品单元的工件检测传感器连接到检测单元的I1.1的输入点上，当此传感器检测到废品线上有工件时输出一个中间变量（即V*.*）传送至主站，总站接收到此信号后向变频器输出启动命令，驱动电机使废品传送带运转5秒后停止运行。3.系统全程控制中需注意的问题任务5.1自动化生产线整线系统设计与调试（1）系统全程控制时应满足下列条件：1）设备电源（包括总电源及各分路电源）处于工作状态；2）气泵气压达到4~6Mpa；3）确认总线通讯正常；4）确认各站处于初始状态（若从站不在初始状态，可通过总站的复位按钮进行整体复位后方可再次按下启动按钮，进行整体运行）。（2）系统全程运行时各分站程序需作以下补充或修改：1）根据主站控制按钮盒上总控按钮的功能定义修改程序；2）根据各分站《特别提示》中的要求补充修改程序。任务5.2自动化生产线的网络通信基础知识与能力目标了解网络通讯接口1了解多主站PPI电缆2熟悉在PROFIBUS网络上使用主站和从站设备34了解网络通讯协议5熟悉设置波特率和网络地址1.为网络选择通讯接口任务5.2自动化生产线的网络通信基础图5-1STEP7-Micro/WIN通讯接口2.多主站PPI电缆任务5.2自动化生产线的网络通信基础图5-2PPI多主站电缆选择3.在PROFIBUS网络上使用主站和从站设备任务5.2自动化生产线的网络通信基础S7-200支持主-从网络，并能在PROFIBUS网络中充当主站或从站，而STEP7-Micro/WIN只能作为主站。主站：网络上的主站设备可以向网络上的其它设备发出请求。主站也可以对网络上其它主站的请求做出响应。典型的主站设备包括：STEP7-Micro/WIN、TD200和S7-300或S7-400PLC之类的人机界面设备。在向其它S7-200发出信息请求（点到点通讯）时，S7-200是作为主站的。从站：组态为从站的设备仅响应来自主站设备的请求；从站不会发起请求。对大多数网络来说，S7-200充当从站。作为从站设备，S7-200将响应来自网络主站设备（如操作员面板或STEP7-Micro/WIN）的请求。4.设置波特率和网络地址任务5.2自动化生产线的网络通信基础数据通过网络传输的速度称为波特率。其单位通常为千波特（kbaud）或兆波特（Mbaud）。波特率用于测量在给定时间内传输数据的数量。比如，波特率为19.2kbaud时，表示传输速率为每秒19200位。在同一个网络中通讯的每一设备都必须组态为以相同的波特率传送数据。因此，网络的最高波特率取决于该网络上连接的速度最慢的设备。表5-5中列出了S7-200支持的波特率。网络波特率标准网络9.6K到187.5K使用EM2779.6K到自由端口模式1200到115.2K表5-5S7-200支持的波特率4.设置波特率和网络地址任务5.2自动化生产线的网络通信基础网络地址是为在网络中的每个设备分配的一个唯一编号。唯一的网络地址可以确保数据发送到正确的设备或者从正确的设备恢复。S7-200支持范围为1-126的网络地址。对于带双端口的S7-200，每个端口有一个网络地址。表5-6列出了S7-200设备的缺省（工厂）设置。S7-200设备缺省地址STEP7-Micro/WIN0HMI（TD200、TP或OP）1S7-200CPU2表5-6S7-200设备的缺省网络地址4.设置波特率和网络地址任务5.2自动化生产线的网络通信基础（1）为STEP7-Micro/WIN设置波特率和网络地址图5-3组态STEP7-Micro/WIN4.设置波特率和网络地址任务5.2自动化生产线的网络通信基础（2）为S7-200设置波特率和网络地址图5-4组态S7-200CPU4.设置波特率和网络地址任务5.2自动化生产线的网络通信基础（3）设置远端地址图5-5设置远端地址4.设置波特率和网络地址任务5.2自动化生产线的网络通信基础（4）在网络上搜索S7-200CPU可以搜索并且识别连接在网络上的S7-200。在寻找S7-200时，也可以搜索特定波特率上的网络或所有波特率上的网络。只有在使用PPI多主站电缆时，才能实现全波特率搜索。若在使用CP卡进行通讯的情况下，该功能将无法实现。搜寻从当前选择的波特率开始。①打开通讯对话框并双击刷新图标开始搜寻。②要使用所有波特率搜索，选中“在所有波特率下搜索”复选框。5.为网络选择通讯协议任务5.2自动化生产线的网络通信基础（1）PPI协议图5-6PPI网络5.为网络选择通讯协议任务5.2自动化生产线的网络通信基础（2）MPI协议图5-7MPI网络5.为网络选择通讯协议任务5.2自动化生产线的网络通信基础（3）PROFIBUS协议图5-8PROFIBUS网络5.为网络选择通讯协议任务5.2自动化生产线的网络通信基础（4）TCP/IP协议通过以太网扩展模块（CP243-1）或互联网扩展模块（CP243-1IT），S7-200将能支持TCP/IP以太网通讯。表5-8列出了这些模块所支持的波特率和连接数。模块波特率连接以太网（CP243-1）模块10到8个普通连接互联网（CP243-1IT）模块1个STEP7-Micro/WIN连接表5-8以太网模块（CP243-1）和互联网模块（CP243-1IT）的连接数6.网络组态实例任务5.2自动化生产线的网络通信基础1）单主站PPI网络图5-9单主站PPI网络（1）仅仅使用S7-200设备的网络组态实例6.网络组态实例任务5.2自动化生产线的网络通信基础2）多主站PPI网络图5-10只带一个从站的多主站（1）仅仅使用S7-200设备的网络组态实例6.网络组态实例任务5.2自动化生产线的网络通信基础2）多主站PPI网络图5-11多个主站和多个从站（1）仅仅使用S7-200设备的网络组态实例6.网络组态实例任务5.2自动化生产线的网络通信基础3）复杂的PPI网络图5-12点到点通讯（1）仅仅使用S7-200设备的网络组态实例6.网络组态实例任务5.2自动化生产线的网络通信基础3）复杂的PPI网络图5-13HMI设备及点到点通讯（1）仅仅使用S7-200设备的网络组态实例6.网络组态实例任务5.2自动化生产线的网络通信基础1）网络波特率可以达到187.5kbaud（2）使用S7-200、S7-300和S7-400设备的网络组态实例图5-14波特率可以达到187.5kbaud6.网络组态实例任务5.2自动化生产线的网络通信基础2）网络波特率高于187.5kbaud（2）使用S7-200、S7-300和S7-400设备的网络组态实例图5-15波特率高于187.5kbaud6.网络组态实例任务5.2自动化生产线的网络通信基础1）S7-315-2DP作PROFIBUS主站，EM277作PROFIBUS从站的网络（3）PROFIBUS网络组态实例图5-16S7-315--2DP网络6.网络组态实例任务5.2自动化生产线的网络通信基础2）有STEP7-Micro/WIN和HMI的网络（3）PROFIBUS网络组态实例图5-17PROFIBUS网络6.网络组态实例任务5.2自动化生产线的网络通信基础（4）以太网和/或互联网设备的网络组态示例图5-1810/100兆以太网