【正文】 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 《 工業(yè)網(wǎng)絡(luò) 技術(shù) 》 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 專業(yè) ：計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 張士磊 編 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校羅克韋爾自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室 2020 年 06 月 2 實(shí) 驗(yàn) 要 求 按指定實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，與實(shí)驗(yàn)無關(guān)的儀器， 請(qǐng) 不要亂動(dòng)。 不得將水杯 、零食等 帶入實(shí)驗(yàn)室。 接好線路，指導(dǎo)教師檢查后，方可給電 ，不得私自拆接線路 。 出現(xiàn)事故，立即切斷電源，報(bào)告指導(dǎo)教師。 使用 設(shè)備 和軟件 不會(huì)就問，不要盲目操作，損 壞 設(shè)備 或元器件要保持原狀，如實(shí)報(bào)告指導(dǎo)教師。 實(shí)驗(yàn)結(jié)束，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查數(shù)據(jù)，同意后方可拆線 或關(guān)閉軟件 ，整理好儀器 、實(shí)驗(yàn)臺(tái)等 再離開實(shí)驗(yàn)室。 拆線前要先斷電源。 正常關(guān)閉系統(tǒng)，待顯示可以關(guān)閉電源后，按下電源按鈕關(guān)閉 顯示器 ，嚴(yán)禁非正常關(guān)機(jī) 。 不得刪除計(jì)算機(jī)中文件，設(shè)置、更改保護(hù)密碼。 保持實(shí)驗(yàn)室干凈整潔，不得在實(shí)驗(yàn)室亂仍紙屑，不得隨地吐痰等。 嚴(yán)肅認(rèn)真，遵守紀(jì)律 獨(dú)立思考，細(xì)心操作 愛護(hù)儀器，注意安全 保持整潔，不要喧嘩 3 目 錄 實(shí)驗(yàn)一 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)上機(jī)實(shí)驗(yàn) ...................................................................... 4 實(shí)驗(yàn)二 EtherNet/IP 網(wǎng)絡(luò)配置與通信實(shí)驗(yàn) ..................................................... 23 實(shí)驗(yàn)三 ControlNet 網(wǎng)絡(luò)配置與通信實(shí)驗(yàn) ...................................................... 37 實(shí)驗(yàn)四 DeviceNet 網(wǎng)絡(luò)配置與通信實(shí)驗(yàn) ...................................................... 48 實(shí)驗(yàn)五 基于 DeviceNet 的變頻器控制實(shí)驗(yàn) .................................................. 61 4 實(shí)驗(yàn)一 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)上機(jī)實(shí)驗(yàn) 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)也稱為現(xiàn)場(chǎng)總線，現(xiàn)場(chǎng)總線與 PLC 控制系統(tǒng) 的完美結(jié)合產(chǎn)生了當(dāng)前最熱門的 FCS 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。 PLC 控制系統(tǒng)是現(xiàn)場(chǎng)總線典型的應(yīng)用場(chǎng)合，要深入了解現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用及其原理首先應(yīng)當(dāng)掌握 PLC 網(wǎng)絡(luò)及其控制技術(shù)。 可編程邏輯控制器 —— PLC—— 是一種數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)和算數(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式，模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程，可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充功能的原則設(shè)計(jì)?？删幊踢壿?控制器綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)，用面向控制過程，面向用戶的“自然語言”編程，適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，簡(jiǎn)單易懂，操作方便，可靠性高，是新一代通用工業(yè)控制裝置。 PLC 廣泛應(yīng)用于能源、礦業(yè)、加工制造業(yè)、化工、紡織、汽車、釀酒、制藥、電子制造、木材加工印刷業(yè)、交通運(yùn)輸、城市供水、污水處理、農(nóng)產(chǎn)品加工畜牧業(yè)等行業(yè)。 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1． 了解 PLC 的工作原理 ； 2. 熟悉 PLC編程軟件的編程環(huán)境； 3． 掌握 PLC編程的基本思想； 。 二、實(shí)驗(yàn) 系統(tǒng)硬件及軟件 本實(shí)驗(yàn)利用 展示墻上安裝的 ControlLogix系統(tǒng)作對(duì)象 ，熟悉 RSLogix5000軟件的編程環(huán)境，創(chuàng)建項(xiàng)目并學(xué)習(xí) 本地 I/O及通信模塊的 組態(tài)方法 ，練習(xí)梯形圖程序的編寫方法，掌握建立計(jì)算機(jī)與 PLC 通信，進(jìn)行程序上下載，監(jiān)視的方法。 本實(shí)驗(yàn)所用硬件： ControlLogix系統(tǒng)和 計(jì)算機(jī)等。 本實(shí)驗(yàn)所用軟件： 1） Windows XP ServerPack 2 操作系統(tǒng)，自動(dòng)登陸，無需密碼； 2） RSLogix5000 V —— 用于 ControlLogix 控制器編程及程序監(jiān)視； 3） RSLinx 通信工具軟件 —— 用于建立計(jì)算機(jī)與羅克韋爾硬件的通信驅(qū)動(dòng)，以及軟件之間的接口。 1 號(hào) ControlLogix 系統(tǒng)的模塊組成如下表所示： 5 槽號(hào) 0 1 2 3 4 5 名稱 機(jī)架 電源 處理器 以太網(wǎng) 控制網(wǎng) 設(shè)備網(wǎng) 數(shù)字輸入 數(shù)字輸出 型號(hào) 1756—A10B 1756—PA75 1756—L61 1756— ENBT 1756— CNB/E 1756— DNB 1756— IB32B 1756— OB32A 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求 1. 熟悉 RSLinx軟件 的功能及使用方法， 配置 RSLinx通信 。 2. 熟悉 RSLogix5000 編程環(huán)境， 用 該 軟件 創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目，建立相應(yīng)的 I/O組態(tài)和通信組態(tài) 。 3. 掌握梯形圖編程方法及控制邏輯實(shí)現(xiàn)方法 4. 編寫梯形圖程序，下載并監(jiān)控程序的運(yùn)行 。 四、實(shí)驗(yàn)步驟 １． 配置 RSLinx通信 RSLinx 通信軟件 —— Rockwell Software 的 RSLinx(以下稱 RSLinx)是在 MicrosoftWindows 各操作系統(tǒng)下建立設(shè)備及軟件通信方案的工具。它為羅克韋爾設(shè)備、軟件及第三方軟件提供網(wǎng)絡(luò)通信驅(qū)動(dòng)程序。與硬件設(shè)備相連時(shí)，通過計(jì)算機(jī)串 行口－ 232 通信接口與 PLC 控制器相連，或通過計(jì)算機(jī)以太網(wǎng)卡與 PLC 的 EtherNet（ EtherNet/IP）相連，在 RSLinx中配置相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，建立計(jì)算機(jī)與控制器的通信，對(duì)控制器進(jìn)行編程及程序狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、以及信息采集等功能。 本實(shí)驗(yàn)中利用 RSLinx 建立編程軟件和控制系統(tǒng)之間的通信。首先，要運(yùn)行 RSLinx 程序（一般在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)已經(jīng)將 RSLinx 作為默認(rèn)的服務(wù)加載），如果 RSLinx 已經(jīng)啟動(dòng)，則在屏幕右下角的任務(wù)欄中會(huì)有 的圖標(biāo)）。如果 RSLinx 沒有啟動(dòng)，在 Windows 開始菜單的程序欄中選擇 Rockwell Software 的 RSLinx。 1）打開 RSLinx, 點(diǎn)擊 Configure drivers 按鈕。 圖 RSLinx 軟件啟動(dòng)界面 6 2） 在圖 所示的 RSLinx 軟件界面中打開 Communications 菜單，選擇 Configure Drivers 或直接點(diǎn)擊常用工具欄中的 Configure Drivers 快捷方式圖標(biāo)，彈出圖 所示通信驅(qū)動(dòng)程序配置界面。 在 “ Configure Drives” 窗口中，從驅(qū)動(dòng)類型中選擇 “ Ether/IP Driver” 。單擊 “ Add New” 按鈕。 圖 RSLinx 軟件通信驅(qū)動(dòng)程序配置界面 注：在“ Confgure Drivers”菜單中列出了 RSLinx 軟件支持的所有通信方式。如果原來已有配置好的驅(qū)動(dòng)程序，則選中該驅(qū)動(dòng)程序，然后按“ Stop”、“ Delete”按鈕將其去掉，重新配置。本實(shí)驗(yàn)中使用 EtherNet（ EtherNet/IP） 方式建立軟硬件之間的通信 ，因此需要配置一個(gè)“ AB_ETHIP1”通信程序與 PLC控制器進(jìn)行通信。其它方式的通信只需選擇不同的通信程序即可。 3) 在彈出的 “ Add New RSLinx Drivers”對(duì)話框上單擊 “ OK” 。 圖 添加新的驅(qū)動(dòng)程序?qū)υ捒蛑? 4）在彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊 “確定 ” 按鈕即完成了通信程序配置（如果選擇默認(rèn)的驅(qū)動(dòng)程序名稱） 。 7 圖 通信驅(qū)動(dòng)組態(tài)對(duì)話框 5) 關(guān)閉 Configure Drive 對(duì)話框，點(diǎn)擊 RSWho 按鈕，即可查看對(duì)應(yīng)站點(diǎn)的設(shè)備狀況。 圖 RSWho 窗口查看連接設(shè)備及其狀態(tài) 注意： 注意不要關(guān)閉 RSLinx 軟件，請(qǐng)最小化軟件。 2. 用 RSLogix5000 軟件創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目，建立 相應(yīng)的 I/O 組態(tài)和通信組態(tài)。 RSLogix 5000 編程軟件 —— RSLogix5000 軟件包，是一個(gè) 32 位的基于 Windows 軟件。能工作于 Microsoft Windows 2020 / NT? /XP。 RSLogix 5000 編程軟件可以用于順序、過程和運(yùn)動(dòng)控制編程。 8 RSLogix 5000 提供易用的編程環(huán)境，遵照 IEC611313 標(biāo)準(zhǔn)，可用結(jié)構(gòu)體或數(shù)組進(jìn)行符號(hào)化編程，指令集豐富。該軟件環(huán)境通用于羅克韋爾自動(dòng)化的 Logix 平臺(tái)，該平臺(tái)包括 : ControlLogix, FlexLogix, CompactLogix, SoftLogix 和 DriveLogix。 1）雙擊桌面上的 RSLogix 5000圖標(biāo)，或從啟動(dòng)程序中找到 RSLogix 5000編程軟件，打開編程軟件，出現(xiàn)下圖所示畫面。 圖 RSLogix 5000 軟件界面 2）打開文件（ file）菜單，選擇 New 或點(diǎn)擊快捷圖標(biāo) ，在 RSLogix5000 軟件內(nèi)創(chuàng)建一個(gè)新的工程項(xiàng)目，如圖 。由于 RSLogix 5000 支持多種控制器的編程，而每一種控制器的資源和屬性都是不同的，因此需 要為新建的項(xiàng)目指定一種控制器類型，點(diǎn)擊 New 后隨即彈出的圖 所示的新建控制器（ New Controller）對(duì)話框。點(diǎn)擊可選框后面的向下箭頭，列出所有支持的控制器類型，選擇“ 1756L61 ControlLogix 5561 Controller”。 圖 創(chuàng)建一個(gè)新的工程 9 圖 新建項(xiàng)目并配置 說明 ： Type 后一定要選擇 ControlLogix5561； Logix 平臺(tái)產(chǎn)品支持硬件 Firmware 進(jìn)行升級(jí)，因此對(duì)于控制器還應(yīng)選擇其版本號(hào) (Revision)。實(shí)驗(yàn)室中的 ControlLogix 硬件版本為 版本，為保持軟硬件版本一至，在此 Revision 選擇 15； Name 即控制器名稱，項(xiàng)目以控制器為核心，控制器名稱即為項(xiàng)目名稱，在名稱 (Name)中填入控制器的名稱，可以自定義，但為了程序的可讀性，一般根據(jù)功能命名，且 不要用漢語和數(shù)字，最好用能描述工程的英文，不能重名； Description 可以不寫，但對(duì)于一個(gè)完整工程來說，最好寫明； Classis 必須選擇 1756A10，因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)采用的是 10 槽框架； 并且因?yàn)?ControlLogix 系 列控制器允許在一個(gè)框架內(nèi)插入多個(gè)控制器，所以還應(yīng)選擇控制器所在的槽號(hào)(Slot)，該槽號(hào)由處理器在框架中的實(shí)際位置決定，在此 Slot 選擇 0，因?yàn)樘幚砥魑挥?0 槽 ， 實(shí)際應(yīng)用中控制器一般都插在“ 0”號(hào)槽中 ； Create in 設(shè)置存儲(chǔ)程序的路徑。 注： PLC CPU 模塊上的鑰匙開關(guān)可用來選定控制器啟動(dòng)時(shí)的工作狀態(tài)，它又稱為本地工作狀態(tài)，一共有三個(gè)選擇檔位 ，即 Program（編程）、 Remote（遠(yuǎn)程）和 RUN（運(yùn)行）三種狀態(tài)。在 Program狀態(tài)時(shí)不允許通過 RSLogix5000 編程軟件將控制器切換到運(yùn)行狀態(tài)，此 時(shí)程序不會(huì)運(yùn)行，控制邏輯不會(huì)起作用。同理，在 RUN 狀態(tài)時(shí)不允許通過 RSLogix5000 編程軟件將控制器切換到編程狀態(tài)，此時(shí)控制器處于運(yùn)行狀態(tài)，不可以改變程序也不可以下載程序。在 Remote 狀態(tài)下，允許通過RSLogix5000 編程軟件切換控制器的狀態(tài)為 Remote Program 或 Remote RUN 狀態(tài)。實(shí)際應(yīng)用中， 一般將鑰匙放到 Remote 狀態(tài)，方便編程軟件進(jìn)行狀態(tài)切換，以進(jìn)行程序調(diào)試，調(diào)試成功后，將鑰匙切換到 RUN 狀態(tài)，然后拔出，防止對(duì)程序誤操作。只有掌握控制器狀態(tài)的作用才能更好進(jìn)行 PLC 編程。 10 3）進(jìn)行正確的設(shè)置之后，點(diǎn)擊 OK，進(jìn)入下圖所示畫面。 此時(shí)，一個(gè)項(xiàng)目即被創(chuàng)建。 其左側(cè)為RSLogix5000 軟件的項(xiàng)目樹目錄。通過該項(xiàng)目目錄樹可以對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行管理，包括改變控制器類型，創(chuàng)建控制器域標(biāo)簽，進(jìn)行故障程序處理，上電初始化程序處理，以及控制器任務(wù)規(guī)劃，分配連續(xù)性任務(wù)和周期性任務(wù)，在任務(wù)中建立程序等，以及進(jìn)行 Motion 控制配置，建立趨勢(shì)圖查看，定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，配置控制器所屬輸入 /輸出模塊 (I/OConfiguration)等。 圖 RSLogix5000 項(xiàng)目 編 程界面中除了項(xiàng)目目錄樹、標(biāo)準(zhǔn)工具欄外，還有“在線工具欄”用于進(jìn)行程序上載、下載及在線、離線以及控制器遠(yuǎn)程編程、遠(yuǎn)程運(yùn)行狀態(tài)切換（狀態(tài)切換要求控制器鑰匙處于 Remote 狀態(tài)）。從梯形圖元件區(qū)選擇元件拖拽到梯形圖程序區(qū)即可進(jìn)行編程操作，如圖 所示。 圖 RSLogix 5000 編程界面 11 RSLogix 5000 編程環(huán)境支持 MicroSo