实验指导书 - 图文(2)

网络化测控系统试验装置 实验指导书

测控对象1 测控对象n PC 网卡 HUB BL2000 控制器 BL2000 控制器 图1-3 典型以太网接入监控系统

图1-3中，BL2000用于实现实时现场控制；其10BASE-T以太网接口通过HUB与PC机的网卡连接，形成基于浏览器的监控系统，网络带宽10M.

二、实验装置介绍

本实验装置是基于上述三种控制网络架构开发的实验设备，结合模块化思想开发设计的多组试验箱，可以开出多个具有实际应用价值的试验和课程设计。此外，将来根据需要还可以进一步扩展开发应用于本实验系统的试验箱。本实验装置包含3个控制网络平台（系统）和4类实验箱，下面分别给与介绍。

1、现场总线控制网络系统

本实验系统由西门子S7-300和S7-200型号的PLC构成，实物见图1-4所示。

图1-4现场总线控制网络系统

系统原理图见图1-5所示。

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实验箱 实验箱 组态王

MPI CPU313C-2DP CPU222 227 235 PROFIBUS

5611卡 图1-5现场总线控制网络系统原理图 系统各部件说明如下：

1） 5611卡：西门子公司生产的通信网卡，支持PPI、MPI和PROFIBUS协议。本系统

使用187.5Kbps的MPI协议，用于实现PC机与主站CPU313C的通信，MPI地址为0。

2） CPU313C-2DP： S7-300PLC的CPU,具有一个MPI口（地址设为2）和1个

PROFIBUS-DP接口（地址设为2），在系统中作为PROFIBUS现场总线网络的主站。本机自带16DI(24VDC)/16DO(24VDC),实验系统只引出8DI/8DO；地址为I124.0~I124.7和Q124.0~124.7。

3） CPU222: S7-200PLC的CPU,具有一个MPI口（地址设为4）。本机自带

8DI(24VDC)/6DO(继电器)，端子全部引出，地址为I0.0~I0.7和Q0.0~Q0.5。 4） EM235：S7-200PLC的扩展模块，4路模拟量输入AI(12位)，地址为AIW0~AIW3；

1路模拟量输出AO(12位),地址为AQW0。数据格式如下： AI: 0~10V对应0~32000数字量： 0 12位数据位 AO: 0~32000数字量对应0~10V： 12位数据位 0 0 0 0

5） EM277：S7-200PLC的扩展模块，一个PROFIBUS-DP端口（地址设为6），实现

S7-200从站与主站的PROFIBUS-DP通信，通信速率为 12Mbps。 6） 组态王：上位机编程软件。

0 0 0 2、无线通信控制网络系统

本实验系统由牛顿工控模块构成，实物见图1-6所示。

图1-6无线通信控制网络系统

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系统原理图见图1-7所示。 实验箱 VB SST900EXT SST900EXT

COM 无线模块无线模块 7044 7012 7021 RS232

图1-7无线通信控制网络系统原理图

系统各部件说明如下：

1） SST900EXT: 无线接收/发送模块，232/485接口；速率最高19.2Kbps；距离200

米，加放大天线可达1km.本实验系统速率设为9.6Kbps。 2） 7044：数字量模块，4DI（开关量）/8DO（OC门）；485接口；地址设为1。 3） 7012： 模拟量输入模块，16位隔离；485接口；地址设为2；电压输入0~10V对

应0~32767。

4） 7021：模拟量输出模块，12位隔离；485接口；地址设为3；电压输出：0~4095

对应0~10V。

5) VB：上位机编程软件。

3、以太网接入控制网络系统

本实验系统由Z-World公司的以太网接入控制器BL2000和网络集线器HUB构成，实物见图1-6所示。

图1-8以太网接入控制网络系统

系统原理图见图1-9所示。

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DC

ETHERNET ETHERNET HUB

网卡

图1-9以太网接入控制网络系统原理图

实验箱 BL2000 系统各部件说明如下：

1） HUB:网络集线器，用于连接PC机、BL2000和局域网，带宽10M。

2） BL2000:嵌入式控制器。内置Rabbit 2000 CPU,主频22.1MHz。128KSRAM和

256KFLASH；18DI（开关量）/10DO（OC门）；引出8DI/8DO;9路12位模拟量输入AI和2路12位模拟量输出AO；4个串行口；一个10BASE-T Ethernet网络接口；一个实时时钟；一个看门狗。

本系统BL2000引出4路模拟量输入（0~10V）;引出2路模拟量输出（0~4V）。以太网IP地址设为：10.103.1.225；网关：10.103.0.1;子网掩码：255.255.254.0。 3） DC: 上位机编成软件（Dynamic C）。

4．实验箱介绍

每套系统有两个实验箱，每个实验箱包含两个实验，见图1-10和1-11所示。

图1-10 I/O量实验和交通灯控制实验箱

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图1-10液体混合控制和温度自动控制实验箱

现将每个实验的基本内容介绍如下： 1） I/O量实验：针对三个网络控制系统平台，可以分别进行数字量I/O和模拟量

I/O实验。

2） 交通灯控制实验：针对三个网络控制系统平台，可以进行交通信号灯的模拟控

制，以便掌握开关量在控制系统中的应用。

3） 液体混合控制实验：针对三个网络控制系统平台，可以进行工业过程控制中的

液体混合控制模拟试验，以便了解配料控制的一般方法。

4） 温度控制系统：针对三个网络控制系统平台，可以进行工业过程控制中的电加

热炉控制试验，以便掌握炉温控制的PID算法。

三、实验装置的电路原理

本实验装置包含三个网络控制系统和4个实验部分，相关的电路图共有7个，详见下页。

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