工业控制网络技术课程实验指导书2013
(完整版)工业控制网络实验指导书
（1）进一步了解DeviceNet网络结构。
（2）学习DeviceNet网络的组建及配置方法。
（3）学习使用Controllogix编程软件RSLogix 5000编制控制程序。
2.2
（1）了解DeviceNet网络的接线方式及系统所需的软件和硬件。
（2）使用RSNetWorxFor DeviceNet软件配置DeviceNet网络。
1.3.3
计数器板共有两路计数器输入，通过按钮控制。同时有两路继电器输出，是两组常开常闭的转换触点，通过显示灯显示继电器状态（计数器接口板上的显示灯，红灯代表常开触点，绿灯代表常闭触点）。单片机扫描按钮状态，记录按钮的动作次数，达到预定值时启动SJA1000发送当前计数值。同时也可以由上位机发送请求报文，计数器板接收报文后将相应计数器的当前值发送给上位机。接收报文通信指示灯（绿灯）闪烁一次，发送报文通信指示灯（红灯）闪烁一次。两路继电器可由上位机发送相应报文进行控制，试验结束后将测试结果填入实验报告中。
2.3.1
（1）计算机——配置DeviceNet网络，编制控制程序；
（2）ControlLogix控制系统－—在本实验中用到的模块如图2-1所示，包括：
①1756-PA2电源模块——电源模块将外部的的交流或直流电源转换成控制器内部可用的电源，并防止电压脉冲对可编程序控制器内部部件的干扰。
②1756-L1 ControlLogix处理器（对应Slot 0）——控制DeviceNet网络演示系统的运行。
③1756-ENBT以太网通信模块（对应Slot 1）——与计算机或其它控制系统通信，本实验中计算机对DeviceNet网络的配置及控制程序的下载都是通过该模块实现的。
④1756-DNB DeviceNet网络模块（对应Slot3）——设备网扫描器作为设备网上的主设备与控制器及设备网络上的设备通讯，完成下列功能：
网络工程2013级-计算机网络原理实验指导书20150629修改资料
计算机网络原理实验指导书网络工程2013级湖南工业大学目录实验一Wireshark的安装与使用 (3)实验二 802.3协议分析和以太网 (10)一、实验目的 (10)二、实验环境 (10)三、实验步骤 (10)四、实验报告内容 (12)实验三 IP地址解析和ICMP协议分析 (13)一、实验目的 (13)二、实验环境 (13)三、实验步骤 (13)四、实验报告内容 (14)实验四IP数据包分析 (15)一、实验目的 (13)二、实验环境 (13)三、实验步骤 (13)四、实验报告内容 (14)实验五 TCP和UDP协议分析 (18)一、实验目的及任务 (18)二、实验环境 (18)三、实验步骤 (18)四、实验报告内容 (19)实验六 HTTP和DNS分析 (20)一、实验目的及任务 (20)二、实验环境 (20)三、实验步骤 (20)四、实验报告内容 (21)实验一 Wireshark的安装与使用一、实验目的1.认识协议分析软件WireShark。
2.初步熟悉WireShark的使用方法。
二、预备知识要深入理解网络原理，需要观察它们的工作过程并使用它们，即观察两个协议实体之间交换的报文序列，探究协议操作的细节，使协议实体执行某些动作，观察这些动作及其影响。
这种观察可以在仿真环境下或在因特网这样的真实网络环境中完成。
观察正在运行的协议实体间交换报文的基本工具被称为分组嗅探器（packet sniffer），又称分组捕获器。
顾名思义，分组嗅探器捕获（嗅探）你的计算机发送和接收的报文。
图1显示了一个分组嗅探器的结构。
图1图1右边是计算机上正常运行的协议和应用程序（如：Web 浏览器和FTP 客户端）。
分组嗅探器（虚线框中的部分）主要有两部分组成：第一是分组捕获器，其功能是捕获计算机发送和接收的每一个链路层帧的拷贝；第二个组成部分是分组分析器，其作用是分析并显示协议报文所有字段的内容（它能识别目前使用的各种网络协议）。
工业自动化网络及控制实训指导书
工业自动化网络及控制实训指导书李铁玲编铜陵学院电气工程系2009，,9前言普通本科院校培养的是具有较强实践能力和创新能力的应用型人才。
为了满足自动化类专业学生的需要，于2008年建设了工业自动化网络及控制驱动综合性创新型实训室。
SDDL-ACDE1300B工业自动化网络及控制驱动实训装置主要包括三菱可编程序控制器（PLC）FX2N-32MT主机和FX2N-2AD模拟量输入模块、FX2N-485BD通讯模块；三菱（A740）变频器；人机界面模块(EX370GP和GOT1000)；步进电机和步进电机驱动器；标准三相异步动电机和旋转编码器；工控机（暂用商用机代替）；以及其它附件包括交流接触器、传感器、中间继电器、伺服电机、执行元件、直流电源（24V）等。
为了能够实现以太网的通讯功能，配置了以太网模块及网络交换机等设备。
在整个实训装置中，以可编程序控制器（PLC）为核心，利用周围元器件可以完成工业自动化网络及控制驱动技术的多种训练项目，实现工业现场大量应用的开关量（I/O）逻辑控制、运动控制、人机界面交互控制、数据处理和通讯联网等功能。
系统设计模式开放，支持学生自行编制、研究开发各种综合性设计项目，具有较强的灵活性和完整性。
装置所配置器件全部为当前工业现场实际应用产品，各种设备之间形成了先进的网络化通讯和管理调度。
本装置让学生更直观地了解和学习现代工业控制技术，训练内容直接与实际工程应用接轨。
为学生提供了一个综合性创新型技术平台，使学生能够将所学过的多门专业知识融会贯通地应用到实践之中，充分发挥自己的创造力和想象力。
良好的工程实践环境为学生的就业之路奠定了坚实的基础。
目录1．产品介绍 ............................................................... 错误！未定义书签。
1.1 三菱可编程序控制器（PLC）......................... 错误！未定义书签。
工业控制网络实验报告
工业控制网络实验报告班级：信科14-4班姓名：温华强学号：08143080实验四 S7-200与S7-300(S7-400)的以太网通讯一、实验目的1．学习使用STEP 7 Micro/WIN32软件；2．学会如何使用以太网建立S7-200与S7300之间的通讯；3．掌握S7-200与S7300之间的以太网通讯是如何进行的；二、实验必备条件1．带有STEP 7和STEP 7 Micro/WIN32（版本 3.2 SP1以上）软件的编程设备；2．PC/PPI 电缆和PC适配器或者 CP5611/5511/5411 和MPI电缆；3．一个CPU22X，符合以下类型要求： CPU 222 Rel. 1.10 或以上、CPU 224 Rel. 1.10 或以上、CPU 226 Rel. 1.00 或以上、CPU 226XM Rel. 1.00 或以上；4．一个CP243-1，订货号为 6GK7 243-1EX00-0XE0；5．一个HUB和网络电缆或者以太网直连电缆；6．一套 S7-300/400 PLC 包括以下器件：电源、CPU、CP343-1或CP443-1 三、实验步骤1．将CP243-1配置为CLIENT。
使用STEP 7 Micro/WIN32中的向导程序。
在命令菜单中选择Tools--> Ethernet Wizard。
2．点击Next>按钮，系统会提示您在使用向导程序之前，要先对程序进行编译。
点击Yes编译程序。
3．在此处选择模块的位置。
在线的情况下，您也可以用Read Modules按钮搜寻在线的CP243-1模块。
点击Next>按钮。
4．在此处填写IP地址、子网掩码、通讯类型，点击Next>按钮。
5．在此处填写模块占用的输出地址，建议使用缺省值。
配置模块的连接个数。
点击Next>按钮。
6．配置该模块为CLIENT, 填写SERVER端的IP地址, 填写TSAP地址，请使用03.02 (第二个字节为CPU的槽号，对于400CPU略有不同，03.02应为03.03或者03.04), 点击Data Transfers按钮。
《工业控制网络通信技术》组建对等网实验
《工业控制网络通信技术》组建对等网实验
课程名称：工业控制网络通信技术
课程名称：工业控制网络通信技术实验类型：实验验证型
实验项目名称：组建对等网
一、实验目的与要求
1、用以太网线互联两台电脑进行数据传输
2、验证电脑数据互通
3、通过网线互联进行文件共享
二、实验内容和原理
对等网络没有专门的服务器，计算机之间都是同级的。
所有的计算机都是平等的。
每一台计算机都作为它自己的服务器。
各个用户自己决定在网络上共享各自计算机上的
哪些数据和不共享哪些数据。
又称“工作组模式”。
在对等网络中，每台计算机管理本身的用户和资源，经过正确的权限设置，每台计算机可以通过连接的网络使用被允许访问的网络资源。
由于各个计算机只是简单地连接
在网络上，不存在核心服务器，因此对等网络不存在大量的网络管理工作。
三、主要仪器设备
两台电脑，一根网线。
四、操作方法与实验步骤
1、搭建网络环境
2、添加协议
3、设置IP地址
4、设置计算机名
5、设置工作组
6、测试网络状态（ping、ipconfig、netstat）
7、使用对等网查看其他pc、共享文件、建立网络映射
五、实验结果与分析
计算机二能够打开并浏览计算机一中共享的文件夹里的内容也即连接成功。
六、讨论和心得。
工业计算机网络实验指导书
实验一、双绞线的制作以及小型局域网搭建一、实验目的1、熟悉网络连接设备及工具的使用。
2、了解双绞线的特性与应用场合。
3、掌握双绞线的制作方法。
二、实验主要仪器与设备1、RJ－45头若干、双绞线若干米、RJ－45压线钳一把、测试仪一套。
2、PC机若干台。
三、实验原理1、非屏蔽双绞线的六种类型类别应用Cat1 可转送语音，不用于传输数据，常见于早期电话线路电信系统Cat2 可转输语音和数据，常见于ISDN和T1线路Cat3 带宽16MHz，用于10BASE-T，制作质量严格的3类线也可用于100BASE-T 计算机网络。
Cat 4 带宽20MHz，用于10BASE-T或100BASE-T。
Cat 5 带宽100MHz，用于10BASE-T或100BASE-T，制作质量严格的5类线也可用于1000BASE-T。
Cat 6 带宽高达200MHz，可稳定运行于1000BASE-T。
实验使用双绞线是5类线。
由8根线组成，颜色分别为：【橙白，橙】，【绿白，绿】，【蓝白，蓝】，【棕白，棕】2、RJ-45连接器和双绞线线序RJ45水晶头由金属片和塑料构成,特别需要注意的是引脚序号,当金属片面对我们的时候从左至右引脚序号是1-8, 这序号做网络联线时非常重要,不能搞错。
工程中使用比较多的是T568B 打线方法，线序如下：直通线：（机器与集线器连）1 2 3 4 5 6 7 8A端：橙白，橙，绿白，蓝，蓝白，绿，棕白，棕；B端：橙白，橙，绿白，蓝，蓝白，绿，棕白，棕。
交叉线：（机器直连、集线器普通端口级联）1 2 3 4 5 6 7 8A端：橙白，橙，绿白，蓝，蓝白，绿，棕白，棕；B端：绿白，绿，橙白，蓝，蓝白，橙，棕白，棕。
四、预习要求做实验前必须认真复习教材中关于传输介质的有关内容。
五、实验内容及步骤1、准备图1-1 做RJ45双绞线的材料及工具2、准备剥线图1-2用工具剥线3、剥线图1-3剥去外层保护层图1-4 剥去外层保护层的四股双绞线图1-5把线分开并按顺序排好图1-6把线弄直图1-7把线剪齐图1-8排列好并剪齐的线4、放入RJ45插头图1-9 双绞线插入RJ455、准备压实图1-10 RJ45放入压头槽6、压紧图1-11压实压头A图1-12 压实压头B 7、完成图1-13 做好的RJ45头8、测试并完成PC机与Hub的连接完成双绞线的两端RJ45头的制作后，通过RJ45测线仪测量网线是否接线正常。
工业控制网络与系统课程实验教学大纲
《工业控制网络与系统》课程实验教学大纲课程名称：工业控制网络与系统（Industrial Control Networks and Systems）课程编号：课程性质：非独立设课课程属性：专业课实验教材或指导书名称：工业控制网络与系统实验指导书（自定）课程总学时：54 学分：3 实验学时：12面向专业：自动化（A）实验室名称：电气工程与控制实验教学中心一、课程简介集散控制系统（DCS）和现场总线控制系统（FCS）是近年来发展起来的计算机控制技术，是当代工业生产自动化和过程控制技术发展新的成就。
DCS和FCS融合自动控制技术、计算机技术、网络技术与计算机通信技术为一体，是基于工业控制网络的控制系统。
本课程从系统的组成、结构和工作原理出发，重点讨论了DCS和FCS的硬件结构体系和实现方法，软件体系和组态软件。
以美国Foxboro公司推出的新一代集散控制系统I／A S和基金会现场总线、LonWorks总线、PROFIELDBUS、CAN总线等几种比较有影响力的现场总线为例，介绍它们各自的技术特点、规范、结构体系等。
本课程还介绍了DCS和FCS的工程化设计方法。
二、课程实验目的与要求1、拓宽和加深学生对已学过的理论知识的理解，从而掌握比较全面的专业知识；2、培养学生实际动手能力，掌握集散控制系统和现场总线控制系统的操作技能，逐步形成解决专业工程技术问题的能力。
3、通过对实验系统进行硬件连接、编程组态和实现控制，熟悉集散控制系统和现场总线控制系统的构成和各部件的作用，更深刻地理解集散控制系统和现场总线控制系统的体系结构、工作原理、功能和特性；4、掌握集散控制系统和现场总线控制系统的组态方法。
三、考试（考核）方式：根据实验报告、实验中的动手能力和解决实际问题的能力综合考核。
实验教学部分成绩占课程总成绩的10%。
在笔试中实验内容成绩占总成绩的10%。
四、主要仪器设备及台（套）数：I／A S小型集散控制系统1套过程控制实验装置2套五、主要参考书目：[1] 周泽魁. 控制仪表与计算机控制装置．北京：化学工业出版社，2002[2] 阳宪惠. 工业数据通信与控制网络．北京：清华大学出版社，2003[3] 何衍庆俞金寿. 集散控制系统原理及应用（第二版）．北京：化学工业出版社，2002大纲编写人：苏国华大纲审核人：林春民大纲批准人：何小阳日期：2004年10月26日。
实验报告：工业控制网络
使用Automation Basic或其它PLC编程语言，编制一段小控制程序，实现以下功能：利用实验装置上的第一个模拟量旋钮（电位器），来控制模拟量输出，当旋转该电位器时，第一个模拟量输出随之变化，旋钮逆时针旋到底时（模拟量输入为最小值0），要求模拟量输出为0（光柱无显示），当旋钮顺时针旋到底时（模拟量输入为最大值32767），要求模拟量输出为最大值（光柱全显示）；同时，第二个模拟量输出的状态正好与第一个模拟量输出相反。
《工业控制网络技术》实验报告
实验一 Automation Studio的使用和基本程序编程及调试
一、实验目的
1.掌握 Automation Studio 的基本使用技巧和方法
2.熟悉 Automation Studio 的基本命令
3.学会和掌握Automation Studio 程序的调试方法
二、实验设备
五、 思考题
1．在Automation Studio中为什么要对PLC系统硬件进行配置？
答：对PLC系统硬件进行配置后，将Automation Studio中编写的程序下载到实验装置上，就可以通过按实验装置上的开关对数字、模拟量的输出进行控制。
2．为什么要为用户编制的控制程序命名？
答：将执行该控制程序所需要的各种资源自动配置到该程序名下。
实验程序 2
使用Automation Basic或其它PCC编程语言，编制一段小控制程序，实现以下功能：利用实验装置上的两个开关，来控制模拟量输出，当接通（合上）其中一个开关（另一个应处于断开状态）时，第一个模拟量输出从0开始随时间逐渐增大，达到其最大值后，再从0开始…，周而复始；当接通（合上）另一个开关时，第一个模拟量输出从0开始随时间逐渐增大，达到其最大值后，再从0开始…，同时，第二个模拟量输出从其最大值开始随时间逐渐减小，达到0后，再从其最大值开始…，周而复始。
工业控制技术实验指导书
★018★★★★工业控制技术★★★★★实验指导书福建农林大学机电工程学院机械工程教研室编制0．前言 (1)实验一Arduino控制板工作原理与编程 (2)1.1 目的 (2)1.2 要求 (2)1.3 预备知识： (3)1）Arduino 2560的原理图； (3)2）走马灯程序的工作原理 (5)1.4 实验内容 (6)1.5实验步骤 (6)1.6 实验设备 (7)1.7思考 (7)1.8提高部分（选做） (7)1.9程序样例 (7)实验二直流电动机调压调速 (10)1.1 目的 (10)1.2 要求 (10)1.3 预备知识： (10)1）带编码器直流电动机的工作原理 (10)2）LCD1602的使用方法 (11)1.4 实验内容 (12)1.5实验步骤 (12)1.6 实验设备 (13)1.7思考 (13)1.8提高部分（选做） (13)1.9程序样例 (14)实验三直流电动机PWM调速 (15)1.1 目的 (15)1.2 要求 (15)1.3 预备知识： (15)1）L298N驱动模块的工作原理 (15)2）PWM调速原理 (16)1.4 实验内容 (16)1.5实验步骤 (17)1.6 实验设备 (18)1.7思考 (18)1.8提高部分（选做） (18)1.9程序样例 (18)实验四步进电动机转速转向控制 (24)1.1 目的 (24)1.2 要求 (24)1.3 预备知识： (24)1）二相步进电动机工作原理 (24)2）步进电机驱动器使用方法 (25)1.4 实验内容 (26)1.5实验步骤 (26)1.6 实验设备 (26)1.7思考 (27)1.8提高部分（选做） (27)1.9程序样例 (27)附一、实验报告格式 (29)附二、实验注意事项 (30)0．前言“工业控制技术”课程作为机械设计制造及其自动专业的一门主干技术基础课，它是研究和解决与生产机械的电气传动控制有关问题，阐述机电传动控制原理，是各类机械电子工程技术人员必须掌握的专业知识。
工业网络控制课程实践教学实施细则-上海开放大学
上海开放大学开放本科（专科起点）机械电子工程专业《组态软件控制技术》课程实践教学实施细则（2014年1月审定）学生可以在学校或家里完成本课程的实验教学，本课程实验采用WinCC软件完成，学生在电脑上可以完成所有实验。
一、性质与任务该实验课附属《组态软件控制技术》课，是课堂教学的补充主要以实践环节教学为主，通过实验使学生更好地理解组态技术的基本概念、基本方法，培养和提高学生设计人机界面的能力，为后续专业课程打下基础。
二、实验目的与要求1．通过实验使学生熟练掌握组态软件WinCC的使用方法。
2．使学生掌握人机界面的设计方法。
三、实验项目与内容：（一）基础实验实验一系统组态与项目创建实验（4学时）实验二变量创建与通信设置实验（2学时）实验三组态监控画面与过程值归档实验（4学时）实验四消息报警与报表应用实验（4学时）实验五脚本应用实验（2学时）实验六数据库与数据归档应用实验（4学时）（二）综合应用实验实验七连续搅拌釜式反应器（CSTR）综合应用实验（6学时）1）CSTR监控画面设计2）CSTR数据归档系统设计3）CSTR消息系统与报表系统设计（三）系统设计实验实验八自然循环锅炉交互系统设计（6 学时）实验要求见实验指导书。
根据实验要求完成实验报告。
未完成实验不能参加期末考试。
四、实验报告的格式实验完毕，应根据实验过程、数据记录以及指导书所要求的内容，及时而认真地写出实验报告。
附件：《组态软件控制技术》实验指导《组态软件控制技术》实验指导分校名称：学生班级：学生学号：学生姓名：上海远程教育集团上海开放大学信息与工程学院2014．2实验一系统组态与项目创建实验一、实验目的1.熟悉WinCC软件的基本界面和项目管理器。
2.掌握根据工程要求选择适当的系统组态模式，并在不同的组态模式下用项目管理器组态不同的WinCC项目。
3.掌握系统分析方法。
二、被控对象分析蒸发器广泛应用于过程工业中浓缩、提纯等工艺，其示意图如1-1所示：图1-1 蒸发器蒸发器的工作流程大致可描述为：待浓缩的稀液由蒸发器上部进入蒸发器E12，吸收过热蒸汽提供的热量，稀液中的水分变成二次蒸汽从蒸发器顶部排出，浓缩液从蒸发器底部排出。
计算机工业控制实验指导书.
实验指导书主编李鹏、张杰西南科技大学制造科学与工程学院2013年3月制造科学与工程学院目录实验一人机交互接口技术实验 (3)实验二AD和DA接口实验 (7)2西南科技大学实验指导书实验一人机交互接口技术实验一、实验目的熟悉单片机与键盘、数码管的接口技术，了解单片机人机交互接口技术及其编程方法。
二、实验仪器和设备1.单片机实验板一台2.计算机一台三、实验简介1.实验内容分析单片机与键盘、数码管接口的硬件原理图，掌握其工作原理；编写程序，实现4x4键盘按键的检测、解码(0~F)并驱动6个数码管显示相应的按键代码(0~F)2.实验线路及其连接图1-1 输入输出接口实验原理框图key_display.pdf图1-2 矩阵键盘接口电路键盘接口原理：4x4键盘采用行列扫描方式实现，采用查询的方式定时（20ms）对是否按键进行扫描，其具体原理是：使行线逐行变为低电平，然后读取列线，如果列线不为1111b，表示有键按下，然后延时10ms进行去抖动处理，再读取列线状态，如果列线状态与去抖动前一致表示有键按下，根据列线状态和行线输出即可获得相应的按键。
3制造科学与工程学院数码管显示接口原理：数码管显示分为动态显示和静态显示，本实验采用静态显示，硬件上采用2个74LS373锁存器来驱动6个数码管（共阴极）；U2用来驱动数码管显示具体的内容，U3用来选择是哪一个数码管显示；U2和U3的锁存引脚分别由P2.6和P2.7控制。
这里举例说明如何实现静态态显示，例如，如果希望在6个数码管上显示数字“1”，应进行如下操作：（1）P2.7=1，打开锁存器U3；（2）P0=0xC0，经过U3选中6个数码管（3）P2.7=0，锁存U3的内容，保持6个数码管选中；（4）P2.6=1，打开锁存器U2；（5）P0输出要显示的内容，即数字“1”的显示码0x3F；（6）P2.6=0，关闭锁存器U2，锁存显示的内容；当需要更新显示内容时，只需要重新执行步骤（4）~（6）即可。
工业控制网络课程设计
本设计要求用CAN总线进行设计。80年代末，在汽车工业中，由于众多的控制设备与测试仪器之间需要进行大量数据交换，传统的总线无法满足需求，德国BOSCH公司提出了CAN总线，这种新的串行数据通讯协议。CAN总线即控制器局域网总线，通信接口中集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能，可完成对通信数据的成帧处理，包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等项工作。它具有如下特点。
1、CAN总线符合CAN2.0B规范；
2、CAN总线通讯速率500kbit/s；
3、CAN总线进行光电隔离设计；
4、液位控制精度为1%；
5、液位调整阀的驱动电流为±20mA。
进度计划
1、布置任务查阅资料确定系统设计方案（2天）
2、系统硬件设计及模块选择（3天）
3、系统软件设计及编写功能程序及调试（3天）
九十年代计算机已渗透到工业、农业、国防、科研等部门及民用生活的各个方面而工业生产过程计算机控制则是计算机技术应用的一个重要而有发展远景的领域。信息时代的今天工控界正进行着一场新的革命各种新型控制设备不断出现产品的性能和可靠性不断提高价格进一步下降。作为该领域的另一个重要组成部分工控软件也受到越来越多的工程技术人员的重视正在向着产业化方向发展。
2.2
图2.1系统总体框图
该系统由1个液位传感器、单片机、CAN的控制器、CAN收发器与CAN总线部分组成。该系统的总体框图如图2.1所示。
第
本设计要求硬件设计包括CPU选型、CAN总线控制器选型、CAN总线收发器选型及液位采集与驱动电路，要求CAN总线符合CAN2.0B规范，CAN总线通讯速率500kbit/s，同时需要进行光电隔离设计。
设计任务及要求
1、确定设计方案画出方案框图。
工业自动化与控制网络(实验八)
工业自动化与控制网络工业自动化与控制网络1（工业自动化系统课程设计）（实验八）工业自动化与控制网络2实验八应完成的内容：1、学习力控组态软件的操作使用。
ForceControl V7.02、学习通过组态软件与PLC300建立连接。
3、学习使用组态软件设计简单的人机界面，并完成相应的操作控制与信息显示。
具体设计内容包括：①2个按钮输入，2个指示灯输出②1个温度指示表，1个湿度指示表③1个温度输出显示文本，1个湿度输出显示文本④1个PLC300D/A数值输入显示文本。
⑤1个PLC200的0通道D/A数值输入显示文本所用硬件连接、PLC程序与配置同实验七。
工业自动化与控制网络3一、PLC300的参考程序，增加M1.0和M1.1，将与力控界面上的2个按钮进行连接。
工业自动化与控制网络4二、力控组态软件的操作与界面设计。
1、启动力控组态软件，新建一个工程。
工业自动化与控制网络5二、力控组态软件的操作与界面设计。
2、输入工程名字，并填写描述信息。
工业自动化与控制网络6二、力控组态软件的操作与界面设计。
3、通过工程设置，将新建工程设为当前工程。
工业自动化与控制网络7二、力控组态软件的操作与界面设计。
4、点击工程管理中的“开发”按钮，进入界面设计。
出现未授权提示，点击“忽略”。
工业自动化与控制网络8二、力控组态软件的操作与界面设计。
5、在开发系统界面的工程中点击“I/O设备组态”，然后在I/O设备中选PLC。
工业自动化与控制网络9二、力控组态软件的操作与界面设计。
6、在PLC设备列表中选择西门子的S7-300/400(TCP)。
在设备配置—第一步中填写设备名称、设备描述、更新周期。
然后点击“下一步”。
工业自动化与控制网络10二、力控组态软件的操作与界面设计。
7、在第三步中检查计算机的IP地址(应与PLC在一个网段)与端口(默认102)。
在第三步中填写PLC的机架号、CPU的槽号，点击“完成”。
工业自动化与控制网络11二、力控组态软件的操作与界面设计。
13工业控制网络与组态技术教学大纲
《工业控制网络及组态技术》课程教学大纲课程代码：010132053课程英文名称：Industrial Control Network and HMI Technology课程总学时：16 讲课：16 实验：0 上机：0适用专业：机械电子工程大纲编写（修订）时间：2010.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标1.本课程是机电一体化专业的专业选修课2.现场总线/工业以太网技术是当今工业控制系统的主流组网技术，是控制向分散化、网络化、智能化方向发展的技术基础。
本课程主要包括：现场总线/工业以太网的网络通讯基本原理，面向底层PLC控制，构建控制网络，人机交互界面HMI（Human Machine Interface）实现远程监视及优化控制，并以工程实践为例，从整体上掌握现代大中型自动化系统的实施过程。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.掌握大中型自动化系统的控制网络基本原理、设计方法、实施方法。
2.掌握HMI的设计方法。
3.结合S7-300 PLC工程实例，达到一定运用能力。
（三）实施说明本课程应重点讲授工业控制网络原理、设计方法、结合PLC系统，以实例为主线，以作业、讲解等互动形式，调动学生的积极性。
（四）对先修课的要求本课程的先修课有：计算机基础、机电传动控制、电工及电子技术、控制工程基础。
（五）对习题课、实践环节的要求1.习题要求：习题应促进学生消化、巩固所学内容。
习题要密切配合教师的讲授内容，注意要使概念类、分析类和设计类习题并存，培养学生的分析和设计能力。
教师通过习题发现问题，改进教学，同时习题也是考核学生的依据之一。
2．实验要求：根据课时较短，同时仿真系统在脱离实验设备亦能进行的实际情况，实验环节以作业形式安排在课后，以实例、作业、互动来完成实践过程，不单独设置实验课。
（六）课程考核方式1.考核方式：课程大作业。
2.考核目标：在考核学生对控制网络基本知识和方法掌握的基础上，重点考核学生实际运用能力。
工业控制网络实验报告
一、实验目的本次实验旨在了解工业控制网络的基本原理、组成与工作方式，掌握工业控制网络的构建方法，并验证其稳定性和可靠性。
通过实验，提高学生对工业控制网络技术的理解和应用能力。
二、实验原理工业控制网络是一种用于工业现场数据采集、传输、处理和控制的网络系统。
它具有实时性、可靠性和抗干扰性等特点。
常见的工业控制网络有现场总线、工业以太网等。
本次实验以现场总线为例，介绍其基本原理。
三、实验内容1. 实验器材：- 工业控制网络实验箱- 现场总线模块- 控制器模块- 数据采集模块- 电源模块- 连接线2. 实验步骤：（1）搭建现场总线网络：1. 将现场总线模块连接到控制器模块上；2. 将控制器模块连接到数据采集模块上；3. 将电源模块连接到整个实验箱上。
（2）配置现场总线网络参数：1. 设置现场总线模块的通信协议、波特率、数据位、停止位等参数；2. 设置控制器模块的数据采集周期、报警阈值等参数；3. 设置数据采集模块的采集点、报警类型等参数。
（3）运行实验：1. 启动实验箱，观察现场总线网络运行状态；2. 输入模拟信号，观察数据采集模块的采集结果；3. 观察控制器模块的报警情况。
（4）分析实验结果：1. 检查采集到的数据是否符合预期；2. 分析控制器模块的报警原因；3. 评估现场总线网络的稳定性和可靠性。
四、实验结果与分析1. 实验结果：（1）现场总线网络搭建成功，数据采集模块能够实时采集模拟信号；（2）控制器模块能够根据采集到的数据进行报警；（3）现场总线网络稳定运行，抗干扰性能良好。
2. 实验分析：（1）本次实验成功验证了现场总线网络在工业控制中的应用，其实时性、可靠性和抗干扰性等特点在实际生产中具有重要意义；（2）实验过程中，需要注意现场总线网络参数的配置，确保数据采集的准确性和实时性；（3）现场总线网络在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的通信协议和模块，以提高网络的稳定性和可靠性。
五、实验结论本次实验成功搭建了现场总线网络，并验证了其在工业控制中的应用。
工业控制网络与现场实验指导书
《现场总线技术》实验指导书实验要求1、按指定实验台进行实验，与实验无关的仪器，请不要乱动。
2、不得将水杯、零食等带入实验室。
3、接好线路，指导教师检查后，方可给电，不得私自拆接线路。
4、出现事故，立即切断电源，报告指导教师。
5、使用设备和软件不会就问，不要盲目操作，损坏设备或元器件要保持原状，如实报告指导教师。
6、实验结束，经指导教师检查数据，同意后方可拆线或关闭软件，整理好仪器、实验台等再离开实验室。
7、拆线前要先断电源。
8、正常关闭系统，待显示可以关闭电源后，按下电源按钮关闭显示器，严禁非正常关机。
9、不得删除计算机中文件，设置、更改保护密码。
10、保持实验室干净整洁，不得在实验室乱仍纸屑，不得随地吐痰等。
严肃认真，遵守纪律独立思考，细心操作爱护仪器，注意安全保持整洁，不要喧哗目录实验一工业控制网络上机实验 (5)实验二EtherNet/IP网络配置与通信实验 (24)实验三ControlNet网络配置与通信实验 (38)实验四DeviceNet 网络配置与通信实验 (50)实验五基于DeviceNet的变频器控制实验 (63)实验一工业控制网络上机实验工业控制网络也称为现场总线，现场总线与PLC 控制系统的完美结合产生了当前最热门的FCS 现场总线控制系统。
PLC 控制系统是现场总线典型的应用场合，要深入了解现场总线的应用及其原理首先应当掌握PLC 网络及其控制技术。
可编程逻辑控制器——PLC——是一种数字运算的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
它采用可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算数运算等操作的指令，并通过数字式，模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程，可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充功能的原则设计。
可编程逻辑控制器综合了计算机技术，自动控制技术和通讯技术，用面向控制过程，面向用户的“自然语言”编程，适应工业环境，简单易懂，操作方便，可靠性高，是新一代通用工业控制装置。
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实 验 一Automation Studio 的使用和基本程序编程及调试一、实验目的1、掌握Automation Studio 的基本使用技巧和方法2、熟悉Automation Studio 的基本命令3、学会和掌握Automation Studio 程序的调试方法二、实验设备PC机一台，装有Automation Studio编程软件；贝加莱PLC-2003一台；各PC机与PLC-2003通过RS232电缆连接进行通信。
详见附录一。
三、实验内容熟悉并练习Automation Studio的使用，用选定的编程语言编制、调试控制程序。
Automation Studio是贝加莱公司为其自动化控制设备PLC（可编程计算机控制器）开发的一种可使用多种编程语言的PLC开发环境，如附录二所示。
1．PLC硬件配置：根据所给实验装置，使用Automation Studio对系统硬件进行配置。
配置方法见本指导书附录B。
2．实验程序1：使用Automation Basic或其它PLC编程语言，编制一段小控制程序，实现以下功能：利用实验装置上的第一个模拟量旋钮（电位器），来控制模拟量输出，当旋转该电位器时，第一个模拟量输出随之变化，旋钮逆时针旋到底时（模拟量输入为最小值0），要求模拟量输出为0（光柱无显示），当旋钮顺时针旋到底时（模拟量输入为最大值32767），要求模拟量输出为最大值（光柱全显示）；同时，第二个模拟量输出的状态正好与第一个模拟量输出相反。
3．实验程序2：使用Automation Basic或其它PLC编程语言，编制一段小控制程序，实现以下功能：利用实验装置上的两个开关，来控制模拟量输出，当接通（合上）其中一个开关（另一个应处于断开状态）时，第一个模拟量输出从0开始随时间逐渐增大，达到其最大值后，再从0开始…，周而复始；当接通（合上）另一个开关时，第二个模拟量输出从0开始随时间逐渐增大，达到其最大值后，再从0开始…，同时，第二个模拟量输出从其最大值开始随时间逐渐减小，达到0后，再从其最大值开始…，周而复始。
四. 思考题1．在Automation Studio中为什么要对PLC系统硬件进行配置？2．为什么要为用户编制的控制程序命名？3．为用户程序选择循环周期的原则是什么？4．Automation Studio为用户提供多种编程语言有什么好处？实 验 二工业水位控制系统（工业监控软件的使用）一、实验目的1．握WinCC 集成环境的基本使用技巧和方法2．悉WinCC 的基本图形命令3．会和掌握WinCC 图形动作控制的基本方法二、实验设备PC机一台，装有Windows 2000操作系统和WinCC 6.0 中文版。
使用方法详见附录三。
三、实验内容熟悉并练习WinCC的使用，根据例图（见下一页图2-1、图2-2）用WinCC 的图形编辑器绘制一个简单机械手的图形，定义控制变量（Tag）并将所定义的Tag与相应图形相连接，使在WinCC监控软件运行时，相应的图形可以根据操作者的命令作相应的动作。
四、思考题1．WinCC的作用是什么？2．在WinCC资源管理器中，为什么要在计算机属性中窗口属性的全屏处打勾？3．如何使用户设计的图形在整个屏幕中显示，并使整幅画面比较平衡？4．图形动作显示时有滞后现象（即按下按钮后画面要延迟若干时间后才有变化）的原因有哪些？图2-1工业水位控制系统（未上电运行时）图2-2工业水位控制系统（上电运行时）实 验 三工业水位控制系统的本地控制一、实验目的1．掌握Automation Studio程序的编制和调试方法2．掌握WinCC 图形控制的方法3．学会和掌握OPC的设置及使用方法二、实验设备PC机一台，装有Windows 2000操作系统、Automation Studio编程软件以及WinCC 5.0中文版，贝加莱PCC-2003一台；各PC机与PLC-2003通过RS232电缆连接进行通信。
三、实验内容与实验二基本相同，只是图形的控制必须由PLC来进行。
即用PLC的输入输出控制信号来控制阀门的动作，进而控制水位。
实验时只需将实验二画面中的动作变量由实验二中的按钮改成PLC实验装置上的开关即可；工业水位控制系统自动运行的程序由PLC程序执行。
四、思考题1．什么是OPC？它的作用是什么？2．实验中所用的OPC服务器是否对所有自动化设备都适用？为什么？3．实验中所用的OPC客户器是否对所有自动化设备都适用？为什么？4．如何判断OPC服务器的工作是正常的？实验四工业水位控制系统的远程控制一、实验目的1、掌握Automation Studio程序的编制和调试方法2、掌握WinCC图形控制的方法3、学会和掌握OPC以及CAN网络的设置及使用方法二、实验设备PC机一台，装有Automation Studio以及WinCC 5.0中文版；贝加莱PLC-2003一台；PC机与PLC-2003通过RS232电缆连接进行通信。
各PLC之间应由CAN网络互相连通。
三、实验内容及步骤与实验三基本相同，只是图形的控制必须由其它PLC来进行。
即用其它PLC 上的输入输出控制信号来控制阀门的动作。
实验时只需将实验三画面中的动作变量由实验三中的本地开关改成其它PLC上的开关输入即可；工业水位控制系统自动运行的程序也由远程PLC程序执行。
四、思考题1．要使CAN接口能正常工作，PCC中需要哪些资源？2．用户程序中初始化程序段的作用是什么？一个需经常使用的变量是否可放在该初始化程序段中进行控制？为什么？3．CAN数据通信中，各站是根据什么来进行接收和发送的（即各站是如何保证正确接收和发送数据的）？4．如何使用Automation Studio来观察CAN是否工作正常（正确收发数据）？实验五工业水处理控制系统一、实验目的1、学会和掌握分析设计一个具体的工业控制应用系统（工业水处理）2、PLC程序的编制和调试方法3、上位机组态软件图形控制的方法二、实验设备PC机一台，装有Automation Studio以及WinCC 5.0中文版；贝加莱PLC-2003一台；PC机与PLC-2003通过RS232电缆连接进行通信。
各PLC之间应由CAN网络互相连通。
三、实验内容及步骤工业水处理是一项复杂的生产过程，目前绝大部分的工矿企业在这项工程设计中都采用PLC技术自动完成水处理的全过程控制。
一般大中型的水处理设备电气控制系统中配置的可编程序控制器，具有从顺序控制到模拟量控制、计数控制、逻辑运算等各种控制功能，适应于广泛需要的丰富的指令体系，可自由地构成上位PC通信、远程I/O通信和分散远程I/O通信网络。
系统硬件为模块结构，从电源模板、扩展板、CPU、存储器到I/O模板都可分别拔插（支持热插拔）。
本实验的水处理过程：由进水泵控制需要处理的水进入水处理槽的；水处理槽中进水完成后就开始充氧处理（即在水处理槽中加入氧气，加入量由充氧泵控制）；充氧结束后本槽进入沉淀过程；沉淀结束就开始排水（将处理过的水排出）。
控制系统的总体要求：水处理自控系统要对水处理过程进行自动控制和自动调节，使处理后的水质指标达到要求的范围，并将当前时刻运行过程中的主要运行状态等信息上传到上位工控机。
系统具体要求：水处理场共有四个处理槽，各个槽的控制过程按进水、充氧、沉淀、排水自动循环（循环时间共40秒）；四个槽相应处理的相互间隔时间为10秒。
具有两种控制模式：模式1：进水5秒，充氧20秒，沉淀10秒，排水5秒。
模式2：进水5秒，充氧N秒，沉淀M秒，排水5秒。
（N+M = 30）图5-1系统原理及运行监控图系统I/O配置如下：输入：启动/停止按钮1点运行模式选择开关1点模拟量输入（用作调节N和M）1点输出：总进水阀M1 1点各槽进水阀F1、F2、F3、F4 4点各槽排水阀F5、F6、F7、F8 4点各槽充氧泵M2、M3、M4、M5 4点指示灯（系统启动运行状态指示）Y1 1点运行模式指示Y2 1点四．扩展功能：上述实验中四个水槽的控制是用同一个PLC完成的，现改为四个水槽分别由四台PLC控制，且处理过程和控制要求同上。
四台PLC之间用CAN总线相连，四台上位机同时监控四个水槽的运行。
五．思考题1．每个水槽的循环控制过程如何实现？2．四个水槽之间相互时间间隔如何实现？3．如何实现控制模式的切换？4．如何用电位器（模拟量）输入转换成需要的时间量N和M？5．如何将PLC中的各种变量在上位机的监控画面中显示出来？6．如何实现上位机监控画面中的动作和数值与PLC中的各种变量同步变化？7．实现增强（扩展）功能时四台PLC之间如何协调？8．四台上位机如何获取所需的远程数据？附录A实验设备简介东华大学信息学院“贝加莱公司与东华大学工业自动化联合实验室”中贝加莱公司的大、中、小型PLC共有42套，其中：大型机2010系列共2套，中型机2005系列共有4套，小型机2003系列共有36套。
这42套PLC按照工业控制网络的构架分为三层网络：36套2003分为两组，每组与2套2005用现场总线CAN相互连接（模拟工业控制网络中的现场控制级）；4套2005分成2组，每组与1套2010用现场总线Profibus_DP相互连接（模拟工业控制网络中的过程监控级）；两套2010及1台工控操作站之间用工业Ethernet相互连接（模拟工业控制网络中的企业生产管理级），整个系统安置在一个实验室中，实验系统的网络结构图如图A-2所示。
原则上学生实验都在2003系列PLC上进行，每台2003 PLC旁都配有1台PC 机作为该PLC的编程及监控设备（内装各种所需软件）。
每台2003 PLC旁还都配置相应的实验装置：扭子开关（用于数字量的输入）、电位器（用于模拟量的输入）和LED光柱（用于模拟量的输出显示）。
每台2003 PLC上均配置了CPU模块、数字/模拟量混合输入输出模块、数字量输入输出模块，见图A-1。
在每台PC机中已装有Windows 2000操作系统，以及实验所需的贝加莱PLC 的编程软件Automation Studio和工业监控组态软件Windows Control Center V5.0，分别用于对PLC系统的配置编程及人机界面的组态设计监控。
各台PC机分别与各自对应的PLC之间通过RS232接口相连接。
图A-1 单套2003实验系统结构图图A-2 工业自动化实验室系统网络结构图EthernetProfibus_DPCAN附录B Automation Studio 环境及其操作一、Automation Studio 简介Automation Studio 是奥地利贝加莱公司推出的，基于Windows98/2000/NT平台上的，支持用户开发贝加莱PCC（可编程计算机控制器）应用程序的软件包。