现场总线技术课程设计报告书
现场总线课设报告
目录1.设计目的与要求 (2)1.1设计目的 (2)1.2设计要求 (2)1.2设计要求 (3)2.系统结构设计 (4)2.1 系统平台测试 (4)2.2控制方案 (6)2.3系统结构 (6)3.过程仪表选择 (7)3.1控制器：计算机 (7)3.2液位传感器： (7)3.3电磁流量传感器、电磁流量转换器： (7)3.4电动调节阀： (7)4.系统组态设计 (8)4.1流程图和组态图 (8)4.2组态画面 (8)4.4应用程序 (9)4.4.1PID算法描述 (9)4.4.2应用程序 (9)4.5动画连接 ........................................................................... 错误！未定义书签。
4.6W INCC 设计图 (16)4.7网络通讯 (17)5.结论 (20)参考文献 (21)1.设计目的与要求1.1设计目的现场总线课程设计的目的是让学生具备理论与实际相结合的应用能力，掌握一些先进的实践技能，适应自动化领域对学生提出的具有实际技能的需要。
学生围绕要解决的实际问题，应独立进行分析和研究，查阅、自学相关的文献资料，确定技术路线和实施方案，进行系统设计和完成调试，最后写出课程设计报告。
通过课程设计加深对专业知识的理解和综合运用，锻炼实践动手能力，增强分析和解决实际问题的能力，发挥创新能力，以及提高文档撰写能力。
本设计在综合应用多门学科知识的基础上，运用组态王软件和过程控制实验装置设计并调试一个液位单回路过程控制系统。
与验证性实验相比，它增加了设计过程和调试过程，突破了以前只用别人设计好的实验程序验证和分析实验结果的局限。
整个设计涉及组态软件的选用、仪表的选型、系统的结构和程序设计，设备连接与调试运行等多方面的工作。
因此，通过此次设计，不但能培养我们灵活运用所学知识解决实际问题的能力和实验技能，同时还能加深对新技术的认知和理解，既有利于进一步增强我们对过程控制这一学科的浓厚兴趣，也为毕业设计打下良好基础。
现场总线技术课程设计
现场总线技术课程设计一. 概述现场总线技术（Fieldbus）是一种先进的工业自动化网络技术，其标准化、模块化、可配置、可靠性强的特点，使其被广泛应用于工业控制、数据采集、监测等领域。
本文旨在设计一门现场总线技术课程，从理论到实践，系统地介绍现场总线技术的基本原理、标准与应用。
二. 教学目标1.掌握现场总线技术的基本原理与标准。
2.理解多种现场总线技术的应用场景和典型方案。
3.能够熟练使用现场总线网络分析仪进行网络诊断与维护。
4.能够独立完成现场总线网络设计、调试和维护工作。
三. 教学内容3.1 现场总线技术基础1.现场总线技术概述：现场总线的概念、特点、分类和应用领域。
2.现场总线的传输介质和物理层：RS-485、CAN、Ethernet等多种传输介质及物理层标准。
3.现场总线的数据链路层：帧格式、数据传输、仲裁机制、错误检测等。
3.2 现场总线技术标准1.现场总线技术标准概述：HART、FOUNDATION Fieldbus、PROFIBUS、DeviceNet等多种现场总线技术标准。
2.HART协议：基本概念、消息传输方式、层次结构和命令类型。
3.FOUNDATION Fieldbus标准：体系结构、物理层和数据链路层、应用层等。
3.3 现场总线技术应用1.现场总线网络架构：星型、总线型、树型等多种网络拓扑结构。
2.现场总线配置工具：DD文件编写、设备配置、参数设定等。
3.现场总线应用案例：流量、温度、压力、液位等常见工业自动化测量及控制应用。
3.4 现场总线技术维护1.现场总线网络检测：网络带宽、延迟、抖动、误码率等参数测试。
2.现场总线网络优化：网络整理、负载分析、结构分析等。
3.现场总线故障排除：故障定位、问题解决等。
四. 教学实践本门课程将充分结合实际应用，通过现场实验、仿真、模拟等方式，让学生亲身感受现场总线技术的应用与特点。
1.实验项目一：基于RS-485的现场总线通信–硬件平台：PC、RS-485转接板、工业设备。
通信与现场总线课程设计报告
通信与现场总线课程设计通过力控组态软件实现对搅拌罐的远程控制示例学校：北京交通大学目录一、现场总线的基本知识 (2)(一)现场总线技术产生背景 (2)(二)现场总线的概念 (2)(三)现场总线控制系统的组成 (2)二、课设实现思路 (3)(一)系统介绍 (4)(二)设计任务 (5)(三)网络控制 (7)(四)具体思路过程 (7)三、基本实验结果的抓图和说明 (10)(一)主菜单 (10)(二)登陆界面 (12)(三)主控界面 (14)(四)实时曲线 (16)(五)历史曲线 (17)(六)报警记录界面 (19)(七)专家报表 (20)四、工程应用前景 (21)(一)现场总线系统的优点 (22)(二)现场总线发展趋势 (22)1.现场总线网络走向两极化 (22)2.现场总线网络寻求统一的现场总线国际标准 (23)3.现场总线网络走向工业控制网络 (23)(三)现场总线系统应用前景 (24)五、心得感想 (25)一、现场总线的基本知识(一)现场总线技术产生背景随着控制、计算机、通信、网络等技术的发展，信息交换正在迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理的各个层次，范围从工段、车间、工厂、企业扩展至世界各地的市场。
信息技术的飞速发展，引发了自动化系统结构的变革，逐步形成以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统。
现场总线就是顺应这一形势而发展起来的新技术(二)现场总线的概念现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。
狭义的讲，可以认为现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。
现场总线技术将专用微处理器置入传统的测量控制仪表，使它们各自具有了数字计算和数字通讯能力，采用可进行简单连接的双绞线等作为总线，把多个测量控制仪表连接成网络系统，并按公开、规范的通信协议，在位于现场的多个微机化测量控制设备之间及现场仪表与远程监控计算机之间，实现数据传输与信息交换，形成各种适应实际需要的自动控制系统。
Powerlink课程设计报告-现场总线技术及应用
Powerlink课程设计报告-现场总线技术及应用大作业题目Linux操作系统下的POWERLINK主站和从站通信课程名称现场总线技术及应用院（系、部、中心）自动化学院专业自动化班级学生姓名学号设计地点指导教师目录一、课程设计的目的 (4)二、课程设计题目及要求 (4)1、题目 (4)2、设计要求 (4)三、环境搭建 (4)1、硬件环境： (4)2、软件环境： (4)3、源代码和安装文件： (5)四、powerlink的原理 (5)1、Powerlink是ICE国际标准，通信描述 (5)2、Powerlink网络建构 (6)3、通信过程 (6)3、主站发送参数的配置过程 (9)4、从站接收配置之通信参数配置 (9)5、openCONFIGURATOR介绍 (10)五、操作过程 (10)1、主从站之间的通信 (10)2、openCONFIGURATOR应用 (22)六、实习体会 (30)一、课程设计的目的通过对Powerlink的理论学习和完成Powerlink的主站和从站通信的实践工作，将这门课程的理论知识尤其是Powerlink这种现场总线的理论和应用知识进一步巩固和完善，培养学生较强的工程实践能力，为进一步学习专业知识和从事相关专业工作打下坚实的基础。
二、课程设计题目及要求1、题目Linux操作系统下的POWERLINK主站和从站通信2、设计要求掌握Powerlink的工作原理，使用开源的openConfigurator对主站和从站进行配置，对开源的openPOWERLINK代码在Linux系统下进行编译实现主站和从站的通信功能，利用网络诊断工具wireshark检查和验证通信功能。
三、环境搭建1、硬件环境：一台PC机，安装两台虚拟机，一台作为主站，另一台作为从站2、软件环境：a)安装虚拟机VMware player；b)安装Linux操作系统Ubuntu；c)安装程序文件产生器Doxygen；d)安装编译安装工具CMakee)安装网路数据包捕获函数库libpcap作为网卡驱动3、源代码和安装文件：a）openPowerlink源代码，需要在Linux下编译；b）openConfigurator源代码，需要在Linux下编译；c）可以不编译openConfigurator源代码，直接在32位Windows环境下运行openConfigurator可执行文件，用来配置网络参数和映射参数。
网络与现场总线课程设计报告
网络与现场总线课程设计报告——通过力控组态软件实现对搅拌罐的远程控制一．课程设计背景与监控软件应用论述1.现场总线的意义：现场总线（Fieldbus）技术是实现现场级控制设备数字化通信的一种工业现场层网络通信技术；是一次工业现场级设备通信的数字化革命。
基于现场总线的自动化监控系统采用计算机数字化通信技术，使自控系统与设备加入工厂信息网络，构成企业信息网络底层，使企业信息沟通的覆盖范围一直延伸到生产现场。
现场总线是工厂计算机网络到现场级设备的延伸，是支撑现场级与车间级信息集成的技术基础。
2.基于现场总线的自动化监控及信息集成系统主要优点：（1）增强了现场级信息集成能力。
现场总线可从现场设备获取大量丰富信息，能够更好的满足工厂自动化及CIMS系统的信息集成要求。
现场总线是数字化通信网络可实现设备状态、故障、参数信息传送。
系统除完成远程控制，还可完成远程参数化工作。
（2）开放式、互操作性、互换性、可集成性。
不同厂家产品只要使用同一总线标准，就具有互操作性、互换性，因此设备具有很好的可集成性。
系统为开放式，允许其它厂商将自己专长的控制技术，如控制算法、工艺流程、配方等集成到通用系统中去，因此，市场上将有许多面向行业特点的监控系统。
（3）系统可靠性高、可维护性好。
基于现场总线的自动化监控系统采用总线连接方式替代一对一的I/O连线，对于大规模I/O系统来说，减少了由接线点造成的不可靠因素。
同时，系统具有现场级设备的在线故障诊断、报警、记录功能，可完成现场设备的远程参数设定、修改等参数化工作，也增强了系统的可维护性。
（4）降低了系统及工程成本。
对大范围、大规模I/O的分布式系统来说，省去了大量的电缆、I/O模块及电缆敷设工程费用，降低了系统及工程成本。
3.课程设计基于现场总线的自动化监控及信息集成系统对现代化工业控制的作用，该课程让我们设计远程控制搅拌罐监控系统。
根据过程控制实验需要，采用组态软件与编程实现远程数据通讯，并进行下位数据采集。
DCS及现场总线 课程设计报告
DCS及现场总线课程设计报告设计题目：可编程控制设计报告专业电气工程及其自动化班级 XXXXXXXX学号 XXXXXXXXXXX学生姓名 XXXX指导教师 XX XXX设计时间2015-2016学年上学期教师评分2015年 12月16日目录十字路口交通灯 (4)1.概述 (4)1.1目的 (4)1.2课程设计的组成部分 (4)2.十字路口交通灯设计的内容 (4)2.1 实训任务及要求 (4)2.2十字路口交通灯的原理及示意图 (4)2.3 I/O地址的分配 (5)2.4 十字路口交通灯的程序设计 (6).2.5十字路口交通灯的实物连接图 (6)3.总结 (7)3.1课程设计进行过程及步骤 (7)3.2所遇到的问题，你是怎样解决这些问题的 (7)3.3体会收获及建议 (7)3.4参考资料（书、论文、网络资料 (8)4.教师评语 (8)5.成绩 (8)混料搅拌机 (9)1.概述 (9)1.1目的 (9)1.2课程设计的组成部分 (9)2.搅拌机课程设计的内容 (9)2.1 工艺分析 (9)2.2 控制要求 (10)2.3 I/O地址分配 (10)2.4 PLC自动混合控制流程图 (11)2.5 程序设计图 (11)2.6实际接线图 (13)3.总结 (13)3.1课程设计进行过程及步骤 (13)3.2所遇到的问题，你是怎样解决这些问题的 (13)3.3体会收获及建议 (14)3.4参考资料（书、论文、网络资料） (14)4.教师评语 (14)5.成绩 (14)三相异步电动机正反转星三角控制实训 (15)1.概述 (15)1.1目的 (15)1.2课程设计的组成部分 (15)2.三相异步电动机正反转星三角控制实训设计的内容 (15)2.1实训任务 (15)2.2 符号表 (15)2.3系统流程图 (16)2.4程序控制图 (17)2.5实物连接操作图 (18)3.总结 (19)3.1课程设计进行过程及步骤 (19)3.2所遇到的问题，你是怎样解决这些问题的 (19)3.3体会收获及建议 (19)3.4参考资料（书、论文、网络资料） (19)4.教师评语 (20)5.成绩 (20)十字路口交通灯1.概述1.1目的通过十字路口交通灯PLC控制系统实训，使学生进一步熟悉有关PLC电气控制的原理知识，PLC的结构、组成、工作原理，掌握根据要求用PLC进行控制系统实训及控制程序实训方法和步骤，培养同学们工程意识和工程实践能力。
现场总线课程设计
现场总线课程设计1. 课程简介本课程旨在介绍现场总线通信系统的基本原理、功能、适用范围以及常见应用。
通过本课程的学习，学生将掌握现场总线通信系统的标准化技术、不同类型的现场总线、系统安装和调试等内容。
本课程适用于自动控制、电气工程等专业的学生，也适合相关行业工作者参加。
2. 课程内容2.1 现场总线（Fieldbus）系统概述•现场总线系统的定义及其发展历程•现场总线系统的优势和应用场景•现场总线系统的使用前景和发展趋势2.2 现场总线技术标准•现场总线系统标准化技术及其特点•电气/物理层标准和协议标准•常用现场总线协议的特点和优缺点2.3 不同类型现场总线的介绍•传统现场总线概述•以太网/工业以太网现场总线简介•CAN现场总线简介•Profibus现场总线简介•DeviceNet现场总线简介2.4 现场总线的安装和调试•现场总线系统安装的准备工作和要求•现场总线系统调试的流程和技巧•现场总线系统故障排除的方法和技巧3. 教学方法本课程将采用多种教学方法相结合，包括理论授课、案例分析、课堂互动等方式。
课堂互动环节将提供实际案例分析、小组讨论等，以帮助学生更好地理解和应用课程内容；实验环节将让学生亲自操作现场总线设备，并进行调试和故障排除。
4. 教材•现场总线技术与应用，李世金•现场总线实用技术手册，周正华•现场总线通信技术及应用，丁志勇5. 课程评估课程评估方式包括学生作业、课堂表现、课堂互动参与度等。
学生需要完成相关项目的实验、报告等任务，以检验对课程内容的掌握程度。
在课堂互动环节中，学生需积极参与，发表自己的看法和提问，以便及时修正理解上的偏差。
6. 课程总结本课程通过对现场总线通信系统的基本原理、功能、适用范围以及常见应用进行讲授，使学生掌握了现场总线技术标准、不同类型现场总线的介绍、现场总线的安装和调试等知识点。
通过多种教学方式相结合的方式，本课程为学生提供了更为全面、深入的课程学习体验，为学生未来的工作和实践奠定了坚实的基础。
现场总线技术课程设计7页word
现场总线技术课程设计一：课程设计要求1．掌握iCAN总线的原理2．掌握iCAN总线模块的功能及用法3．掌握iCAN总线组网技术4．掌握iCAN网络及模块的测试软件使用方法5．掌握ZOPC 服务器的使用方法6．掌握ZOPC服务器与组态软件的互联方法7．了解组态软件操作iCAN模块的方法。
二：实践内容：1．了解iCAN实验台的布局及功能2．使用iCANtest软件测试模块功能3．使用ZOPC服务器测试模块功能4．运行MCGS软件控制步进电机的运行5．MCGS软件的数据通路剖析三: 报告内容：1．简要说明iCAN 各模块的功能。
答：iCAN-4050模块：数字量输入输出iCAN-2404模块：继电器输出iCAN-4017模块：模拟量输入iCAN-4400模块：模拟量输出iCAN-5303模块：热电阻输入iCAN-6202模块：热电偶输入iCAN-7408模块：计数器2．iCAN模块是如何设置模块地址? 如何设定波特率的？它与ZOPC服务器是如何对应的？答：模块的CAN 波特率和MAC ID 是通过拨码开关SW1 进行设定。
拨码开关SW1 在模块内部，需要打开模块外壳以后才能够进行设定。
拨码开关的各位拨向“ON“位置时，该位为“0”，如果拨向“OFF”位置，则该位为“1”。
拨码开关的1－6 位用于设定模块的MAC ID，第一位为最低位，第六位为最高位，模块的MAC ID 是各位对应的十进制值之和，通过拨码开关设定模块的MAC ID 的有效范围为0～63。
拨码开关的7－8 位用于设定模块的波特率，第七位为低位，第八位为高位。
通过在ZOPC服务器软件中设置，可以将模块和ZOPC服务器进行对应连接。
1．添加新设备图 1.25 添加新设备属性窗口在使用ZOPC_Server 服务器时，需要在相应的“设备操作”中选择添加新的设备选项，比如在iCAN 教学实验平台上想使用ZOPC_Server 服务器则因选择的“设备操作”为iCAN，点击添加新设备为USBCAN2，出现如图 1.26 所示窗口。
现场总线技术及应用教程课程设计 (2)
现场总线技术及应用教程课程设计课程介绍本课程旨在介绍现场总线技术及其在实际应用中的重要性和作用。
学生将了解现场总线技术的基本原理、通信协议和网络结构，并通过案例分析和实践操作深入掌握其设计与应用技巧。
学习目标1.掌握现场总线技术的基本原理和实现方式。
2.理解常见的现场总线通信协议，并对比其特点和优缺点。
3.了解现场总线系统的基本架构和组成模块。
4.学会使用相关软件工具设计和模拟现场总线系统。
5.实践操作现场总线系统，掌握常见的故障排除方法和检测手段。
课程大纲第一章现场总线概述1.1 现场总线技术的发展历史和应用现状 1.2 现场总线技术的基本原理和通信方式 1.3 现场总线系统的优点和局限性第二章现场总线通信协议2.1 传统现场总线通信协议介绍（例如：Profibus、Modbus、CAN） 2.2 现代现场总线通信协议介绍（例如：EtherCAT、Profinet IO） 2.3 通信协议的特点和应用场景比较第三章现场总线系统架构和组成模块3.1 现场总线系统结构分层介绍（例如：物理层、数据链路层、应用层） 3.2 现场总线系统组成模块介绍（例如：IO模块、控制器、传感器、执行机构等）3.3 现场总线系统实例分析第四章现场总线系统设计和模拟4.1 现场总线系统设计要点和流程介绍 4.2 现场总线系统仿真软件（例如：SIMATIC STEP 7、CODESYS、TwinCAT等）介绍及使用实例 4.3 现场总线系统实验环节第五章现场总线系统实践操作5.1 现场总线系统故障排除方法介绍 5.2 实践操作现场总线系统 5.3 现场总线系统检测手段介绍及使用实例学习评估方式本课程采用以下方式进行学习评估：1.平时学习表现（综合考虑作业、课堂表现等）占总成绩的20%。
2.课程设计成果报告占总成绩的40%。
3.现场总线系统实验占总成绩的40%。
参考资料1.现场总线技术（第三版），肖邦卿著，人民邮电出版社；2.现场总线技术及应用，赵波等著， XiTiChEN出版社；3.现场总线技术及其应用，谢玉庆等著，清华大学出版社。
现场总线控制网络技术课程设计 (2)
现场总线控制网络技术课程设计介绍现场总线控制网络（Fieldbus Control Network，FCN）技术是一种以数字信号为基础的控制网络技术，它采用总线式结构连接传感器、执行器以及控制器。
本课程设计将结合实际案例介绍现场总线控制网络技术的设计、实现以及应用。
设计内容1.首先进行网络拓扑结构的选择与优化，根据实际情况确定现场总线的类型、通信协议等参数，确保稳定性和可靠性。
2.其次进行设备的选择与配置，包括传感器、执行器、控制器等，确保设备与现场总线的兼容性以及性能指标的达标。
3.接下来进行现场总线系统程序设计，包括现场总线的数据采集、信号处理、以及网络监控等模块的实现，为后续的系统运行提供支持。
4.进行系统实现与调试，确保系统正常运行且满足应用需求。
实现过程中需要注意设备间的匹配与数据传输的正确性。
5.最后进行系统应用展示，包括温度、湿度等信号采集、控制灯光等应用场景的实现，系统运行效果的演示。
设计工具•通信协议：MODBUS、CAN等•开发平台：Raspberry Pi、ADAM 6200等•编程语言：Python、C语言等设计要求1.设计期望能够根据实际需求灵活选择不同的网络拓扑结构，实现实时性和可靠性的平衡。
2.设计需要注意设备间的兼容性、稳定性以及性能达标等方面的问题。
3.系统程序设计需要考虑网络数据的传输、处理速度以及可靠性等方面的问题。
4.系统实现与调试需要注意设备间的配合与数据传输的准确性。
5.系统应用展示需要具有直观性和易操作性，效果需满足应用需求。
总结现场总线控制网络技术是一种先进且广泛应用的自动化控制技术，本课程设计针对实际应用场景进行开发，在设计过程中融合了多种技术手段和工具，能够满足不同应用场景的需求。
未来随着技术的不断发展，FCN技术将在更多领域得到应用。
现场总线实验报告
一、实验目的1. 理解现场总线的基本概念和原理。
2. 掌握现场总线的硬件连接和软件配置方法。
3. 学习使用现场总线进行数据传输和设备控制。
4. 分析现场总线在实际应用中的优缺点。
二、实验原理现场总线（Field Bus）是一种用于工业自动化领域的通信网络，主要用于连接现场设备和控制系统。
它具有以下特点：1. 串行通信：现场总线采用串行通信方式，可以实现多节点之间的数据传输。
2. 多点通信：现场总线支持多点通信，可以实现多个设备之间的数据交换。
3. 抗干扰能力强：现场总线具有较好的抗干扰能力，可以在恶劣的工业环境中稳定运行。
本实验采用CAN总线（Controller Area Network）作为现场总线的通信协议，其基本原理如下：1. CAN总线采用双绞线作为传输介质，具有较高的抗干扰能力。
2. CAN总线采用多主从通信方式，任何一个节点都可以主动发送数据。
3. CAN总线采用帧结构进行数据传输，包括标识符、数据、校验和等字段。
三、实验内容1. 硬件连接（1）连接CAN总线模块和单片机开发板。
（2）连接电源线和地线。
（3）连接杜邦线，将CAN模块的TXD、RXD、GND等引脚与单片机开发板的相应引脚连接。
2. 软件配置（1）编写单片机程序，初始化CAN控制器，配置波特率、消息ID、接收滤波器等参数。
（2）编写数据发送和接收程序，实现节点之间的数据传输。
3. 实验步骤（1）启动单片机程序，初始化CAN控制器。
（2）发送数据：在主节点上编写发送程序，发送一个数据帧。
（3）接收数据：在从节点上编写接收程序，接收主节点发送的数据帧。
（4）分析接收到的数据，验证数据传输的正确性。
四、实验结果与分析1. 数据传输成功通过实验，成功实现了主从节点之间的数据传输。
发送的数据帧被从节点正确接收，验证了现场总线通信的正确性。
2. 波特率设置实验中，根据实际需求设置了不同的波特率。
结果表明，在不同波特率下，数据传输仍然稳定可靠。
现场总线技术报告单-04
《现场总线技术》实践环节任务报告书三、报告内容：1．配置RSLinx通信。
2. ControlNet 网络配置。
（1）. 用 RSNetWorx for ControlNet 软件配置 ControlNet 网络（2）. 创建一个新项目，添加远程 1794 FLEX I/O 控制网适配器及 I/O 模块。
（3）. 添加逻辑程序，控制分布在控制网上的远程 FLEX I/O。
（4）. Produce/Consume 数据通信实验。
3. 控制器与远程I/O模块的通信。
在 ControlNet 网络上建立与 I/O 模块的通信关系，不仅需要在RSLogix5000 的编程软件里对远程 I/O 模块进行组态，而且需要在 RSNetworx For ControlNet 的网络组态软件中进行组态，只有这样，才能建立起数据的流通途径，其步骤如下：在 RSLogix5000 编程软件中：●在 I/O Configuration 下建立本地的 CNB 模块；●在本地 CNB 模块下建立远程的 CNB 模块；●在远程的 CNB 模块下建立远程的 I/O 模块；●将项目下载到控制器。
在 RSNetworx For ControlNet 中：●在线连接（On Line Browsing）;●进入编辑状态（Enable Edit）；●组态网络参数；●存盘4. 控制器与控制器的通信。
答：本实验中利用 ControlNet 实现 ControlLogix 控制器与CompactLogix 控制器与之间的实时信息传输。
四、思考题：1. ControlNet网络能实现那些功能？其主要软硬件配置有那些？ControlNet可以实现远程操作、远程编程、远程网络配置组态等功能。
其主要硬件配置有计算机、ControlLogix 控制系统、CompactLogix 控制系统、FlexLogix 控制系统、连接同轴电缆及其他附件；软件有操作系统－Windows XP Server Pack 2 操作系统、RSLinx V2.53 版本－强大的通信软件、RSLogix5000 V15/V16－ControlLogix 控制系统编程软件、RSNetworx For ControlNet V5.00－ControlNet 组态工具软件。
现场总线课程设计(完整)
河南机电高等专科学校《现场总线技术综合实训》课程报告专业班级：计算机控制技术102班姓名：崔建彪学号： 101413233成绩：指导老师：张士磊2012年12月28日目录一、引言 (2)二、系统总体方案设计 (3)2.1 系统硬件配置及组成原理 (3)2.2本系统所用类似的三层架构模拟图 (4)2.3 EtherNet/IP网络配置与通信验证过程 (5)三、控制系统设计 (15)3.1 EtherNet_IP通信配置流程图设计 (15)3.2 EtherNet_IP通信配置设计思路 (16)四、上位监控系统设计 (16)4.1 PLC与上位监控软件通讯 (16)4.2 实现的效果 (17)五、系统调试及结果分析 (17)5.1 通过本次通信验证所解决的问题 (17)5.2 结果分析 (17)六、结束语 (18)七、参考文献 (19)一、引言20世纪90年代以后随着现场总线控制技术的逐渐成熟，智能化与功能自治性的现场设备的广泛应用，嵌入式控制器、智能现场测控仪表和传感器等方便地接入了现场总线。
控制专家们纷纷预言：FCS将成为21世纪控制系统的主流。
然而在控制界对FCS进行概念炒作的时候，却注意到它的发展在某些方面的不协调，其主要表现在迄今为止现场总线的通讯标准尚未统一：8种现场总线经过14年的纷争，最后IEC的现场总线标准化组织经投票，通过以下这8种现场总线成为IEC61158现场总线标准，即：FF H1，Control Net，ProfiBus，InterBus，P．Net，World FIP，Swift Net，FF之高速EtherNet即HSE。
此外，FCS的传输速率也不尽人意，以基金会现场总线(FF)正在制定的国际标准为例，它采用了ISO的参考模型中的3层(物理层、数据链路层和应用层)和极具特色的用户层，其低速总线H1的传输速度为31．25kbps，高速总线H2的传输速度为1 Mbps或2．5Mbps，这在有些场合下仍无法满足实时控制的要求。
现场总线技术课程设计
河南机电高等专科学校《现场总线技术综合实训》课程报告专业班级：计算机控制技术102班*名：***学号：*********成绩：指导老师：***2012年12月29日目录一、引言 (2)二、CAN总线简介 (2)2.1 CAN总线的特点 (2)2.2 CAN总线通信系统拓扑结构 (3)2.3单片机最小系统 (4)三、CAN控制器SJA1000 (6)3.1 CAN控制器的作用 (6)3.2. SJA1000简介 (6)四、节点的硬件介绍 (10)4.1节点结构框图 (10)4.2 CAN总线接口控制电路设计 (10)五、结束语 (12)一、引言本次设计介绍一种基于CAN总线控制器SJA1000的总线节点模块，包括SJA1000的部分重要寄存器的功能介绍，以及软件编程的实现。
随着CAN总线技术的发展，CAN总线系统在工业控制领域扮演着非常重要的角色。
CAN节点是构成CAN总线系统基本单元，因此，掌握CAN节点的设计十分重要。
特点：1.可实现任意单片模块的互相通信，由于SJA1000兼容5V和3.3V的逻辑电平，且供电电压也为3.3V~5.6V，因而可以使基于逻辑供电5V和3.3V的系统能够很容易的挂在CAN总线网络上，解决模块之间的电平不兼容问题。
2.总线控制器宇驱动器之间利用6N137高速光耦隔离技术，使得网络上的各个模块与总线本身完全隔离，保证了总线的安全性，也保证了各模块之间的独立性。
当总线网络中含有大负载驱动时这点表现的尤为重要。
二、CAN总线简介2.1 CAN总线的特点CAN(Controller Area Network局域控制网) 总线由Bosch、Benz研究试验，于1986年2月正式提出，至1993年11月Bosch CAN2.0成为国际标准(ISO11898)。
2000年CAN总线芯片年度销售超过1亿片，欧产轿车都至少装配一条CAN总线网络。
目前CAN总线的应用已从汽车、火车、轮船迅速扩展到机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械、家用电器及传感器等领域。
现场总线技术与应用课程设计
现场总线技术与应用课程设计一、前言现场总线技术是现代工厂自动化控制系统中的重要技术，具有通讯协议统一、设备互换性强、系统稳定可靠等优势。
本课程设计旨在通过学生个人知识掌握能力的培养，对学生的专业素养进行全面提高，达到在实践课程中向理论课程过渡的目标。
本文将对课程设计的内容、方法、预期目标和评估方法进行详细阐述。
二、课程设计内容1.介绍现场总线技术的基础知识和发展历程，并对不同类型的现场总线进行比较。
2.学习现场总线通讯协议的编写、应用及调试方法。
3.利用PLC编程软件进行实验设计，实现现场总线各种通讯方式的模拟、调试和数据采集。
4.能够针对具体的工业现场，设计现场总线控制系统，并能完成系统的调试和运行。
5.讲授现场总线控制自动化系统在智能工厂方面的应用实现。
三、课程设计方法本课程设计采用理论讲授、实验操作相结合的教学方法，强调理论与实践相结合，让学生在实验中去掌握课程设计的基础和应用，课程内容主要采用PPT陈述结合案例分析等方式进行讲授，实例部分主要通过下面几个方面进行实验探究：1.通过实验来深入学习不同类型现场总线；2.利用PLC编程软件进行相关实验模拟；3.对不同平台的智能控制系统进行实验搭建和调试；4.利用实例来讲述现场总线控制自动化系统在智能工厂方面的应用实现。
四、预期目标1.掌握现场总线技术的基础理论；2.熟悉现场总线通讯协议的编写、应用及调试方法;3.熟练掌握PLC编程软件的操作；4.了解现场总线控制自动化系统在智能工厂方面的应用实现。
五、评估方法课程设计的核心目标是让学生通过实验操作来掌握现场总线技术的基础应用，所以实验操作部分占据了课程评估的主要比重。
评估方式主要以考试和实验报告的形式进行：1.组织课内考试，检查学生的基础知识和理论掌握情况，占评估总分50％；2.学生通过实验操作进行实验探究并撰写实验报告，报告占评估总分50％；3.本课程目的是提高学生的综合能力，所以学生参与实验操作的态度和实际能力也会被纳入到评估范畴内。
现场总线课程设计
目录引言 ....................................................................................................................................... - 1 -一系统总体方案设计 ......................................................................................................... - 2 -1.1系统硬件配置及组成原理.................................................................................... - 2 -1.2系统变量定义及分配表........................................................................................ - 3 -1.3系统接线图设计 ......................................................................................................... - 4 -二控制系统设计 ................................................................................................................. - 4 -2.1实验步骤..................................................................................................................... - 4 -2.2控制程序流程图设计 ............................................................................................... - 10 -2.3控制程序设计思路 ................................................................................................... - 10 -三上位监控系统设计 ....................................................................................................... - 11 -3.1 PLC与上位监控软件通讯 ........................................................................................ - 11 -3.2 上位监控系统组态设计 .......................................................................................... - 11 -四系统调试及结果分析 ................................................................................................... - 11 -4.1 系统调试及解决的问题 .......................................................................................... - 11 -4.2 结果分析.................................................................................................................. - 12 -结束语 ................................................................................................................................. - 13 -参考文献 ............................................................................................................................. - 13 -附录： ................................................................................................................................. - 14 -引言工业网络与现场总线技术是目前国内外工程领域应用非常广泛而有效的计算机控制技术，作为自动化类专科学生应当具备和掌握与此相关的基础知识、概念和基本设计及应用方法。
通信与现场总线课程设计报告---CAN总线
通信与现场总线课程设计报告——关于CAN总线的学习姓名：学号：班级：指导教师：刘彪1 CAN总线1、1 CAN总线及其特性CAN总线是德国BOSCH公司从80年代初为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通信协议，它是一种多主总线，通信介质可以是双绞线、同轴电缆或光导纤维。
通信速率最高可达1Mbps。
1）完成对通信数据的成帧处理CAN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。
2）使网络内的节点个数在理论上不受限制CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码。
采用这种方法的优点可使网络内的节点个数在理论上不受限制，数据块的标识符可由11位或29位二进制数组成，因此可以定义2或2个以上不同的数据块，这种按数据块编码的方式，还可使不同的节点同时接收到相同的数据，这一点在分布式控制系统中非常有用。
数据段长度最多为8个字节，可满足通常工业领域中控制命令、工作状态及测试数据的一般要求。
同时，8个字节不会占用总线时间过长，从而保证了通信的实时性。
CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能，保证了数据通信的可靠性。
CAN卓越的特性、极高的可靠性和独特的设计，特别适合工业过程监控设备的互连，因此，越来越受到工业界的重视，并已公认为最有前途的现场总线之一。
3）可在各节点之间实现自由通信CAN总线采用了多主竞争式总线结构，具有多主站运行和分散仲裁的串行总线以及广播通信的特点。
CAN总线上任意节点可在任意时刻主动地向网络上其它节点发送信息而不分主次，因此可在各节点之间实现自由通信。
CAN总线协议已被国际标准化组织认证，技术比较成熟，控制的芯片已经商品化，性价比高，特别适用于分布式测控系统之间的数通讯。
CAN总线插卡可以任意插在PC AT XT兼容机上，方便地构成分布式监控系统。
现场总线设计报告
重庆科技学院课程设计报告院（系）:_电气与信息工程学院专业班级: 测控普2007-01学生姓名: 黄亮学号: 99设计地点（单位）__ I502________ __ ______设计题目:__基于WinCC和S7-300的温度测控系统__完成日期：2010年 12 月 10 日指导教师评语: _________________________________________________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ ________________________________ __________ _成绩（五级记分制）:______ __________指导教师（签字）:________ ________目录1课程设计任务书设计题目：基于WinCC和S7-300的温度测控系统教研室主任：指导教师：胡文金、刘显荣2010 年 11月 26 日2温度控制对象概述温度是流程工业中极为常见的热工参数，对它的控制也是过程控制的一个重点。
随着生产力的发展和对温度控制精度要求的不断提高，温控系统的控制技术得到了迅速发展，能否成功地将温度控制在所需范围内，关系到整个活动的成败，由于控制对象的多样性和复杂性，导致采用的温控手段的多样性，且控制对象普遍具有时间常数大、纯滞后时间长、时变性较明显等特点，给控制带来一定难度。
在本次设计中采用的是TKPLC-2型温度加热器。
功能特点与技术参数TKPLC-2型温度加热器是包括三个模块，电压驱动模块、电阻丝加热模块以及电流输出模块，温度加热器功率为50W。
电压输入为0-5V，电流采用标准的DDZⅢ型4-20mA输出信号，温度传感器采用Pt100，测温范围0-200℃，Pt100采用电桥连接。
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现场总线技术课程设计课程设计要求及安全操作规程一、设计前的准备1.请查阅或借阅相关书籍，比如：西门子S7-300PLC、STEP7组态编程及WINCC组态方面的书籍或资料。
2.认真研读课程设计指导书，了解设计要求，明确设计过程中应注意的问题，并按照各项目要求准备记录等。
3.本次课设使用THPCAT-2型现场总线控制系统实验装置，该实验装置的总线控制柜由西门子S7-300 PLC组成。
实验前应了解实验装置中的对象、水泵和所用控制组件的名称、作用及其所在位置, 以便于在实验中对它们进行操作和观察。
熟悉实验装置面板图，要求做到由面板上的图形、文字符号能准确找到该设备的实际位置；熟悉工艺管道结构、每个手动阀门的位置及其作用。
二、设计过程的基本要求1．明确设计任务；2．提出设计方案；3．运用STEP7组态软件对系统进行硬件组态设计；4．编写LAD（梯形图）程序；5. 运用WINCC组态软件对系统进行界面设计；5．进行实验操作，做好观测和记录；6．整理数据，得出结论，撰写课程设计报告。
三、课程设计报告要求1.要求有封皮、目录；2.课设内容分章节书写，每个项目包括设计要求、设计过程、结果或效果图及总结分析；3.报告要求附页码。
四、安全操作规程1．实验之前确保所有电源开关均处于“关”的位置，储水箱中是否有充足的水；2．打开电源开关顺序：依次打开PLC控制柜中总电源开关、变频器开关（停大约10S后）、控制站开关、24VDC开关等。
3．关闭电源开关顺序：首先关闭控制站开关，再依次关闭其他电源开关，最后关闭总电源开关。
4. STEP7硬件组态下载程序时，请将PLC控制柜中CPU模块开关置于STOP状态，下载完毕时切换至RUN状态。
5．小心操作，切勿乱扳硬拧，严防损坏仪表及模块。
6．严格遵守实验室有关规定。
1．现场总线控制系统的组成与认识一、系统简介THPCAT-2型现场总线控制系统实验装置是基于PROFIBUS和工业以太网通信协议，在传统过程控制实验装置的基础上升级而成的新一代现场总线控制系统。
整个实验装置分为控制系统和控制对象两部分，控制系统结构图如图1-1所示：图1-1控制系统结构图控制对象总貌图如图1-2所示。
二、系统组成实验装置对象主要由网孔板、不锈钢储水箱、有机玻璃水箱、电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式锅炉夹套构成)、纯滞后盘管等组成。
在实验屏的下面布置有储水箱和两套供水系统。
两路独立的供水系统（主副回路），分别由两只独立的水泵驱动供水，主回路采用现场总线仪表，副回路采用常规仪表。
主要包括磁力泵、电动调节阀、气动调节阀、电磁流量计、涡轮流量计、压力变送器、液位变送器、差压变送器、温度传感器等。
管路系统采用快速连接管道，可以自由拆装组合，管路中设置了电磁阀，可以实现手自动切换。
在调节阀的旁路设计有旁路阀。
图1-2 控制对象总貌图1.被控对象（1）水箱包括大容积的不锈钢储水箱1套、有机玻璃工作水箱4只，容积大于40升。
有机玻璃工作水箱采用淡蓝色优质有机玻璃，不但坚实耐用，而且透明度高，便于直接观察液位的变化和记录结果。
储水箱内部有两个椭圆形塑料过滤网罩，以防杂物进入水泵和管道。
除此之外，储水箱还设计了液位报警保护系统，以免水泵空转而影响水泵的使用寿命。
(2) 加温锅炉及盘管不锈钢加温锅炉，包括加热层（加温内筒）和冷却层（冷却夹套），均由不锈钢精制而成，可利用它进行温度实验。
模拟工业现场的管道输送和滞后环节的纯滞后盘管，为了确保大滞后时间常数，设计长度达20多米，管径为15mm。
2.检测装置压力传感器、变送器：采用SIEMENS带PROFIBUS-PA通信协议的压力传感器和工业用的扩散硅压力变送器，扩散硅压力变送器含不锈钢隔离膜片，同时采用信号隔离技术，对传感器温度漂移跟随补偿。
压力传感器用来对上、下水箱的液位进行检测，其精度为0.5级，因为为二线制，故工作时需串接24V直流电源。
温度传感器：本装置采用五个Pt100传感器，分别用来检测锅炉内胆、锅炉夹套以及盘管的水温。
五个Pt100传感器的检测信号中检测锅炉内胆温度的一路到SIEMENS带PROFIBUS-PA通信协议的温度变送器，直接转化成数字信号；另外四路经过常规温度变送器，可将温度信号转换成4～20mADC电流信号。
Pt100传感器精度高，热补偿性能较好。
流量传感器、转换器：流量传感器分别用来对调节阀支路、变频支路及盘管出口支路的流量进行测量。
涡轮流量计型号：LWGY-10，流量范围：0～1.2m3/h，精度：1.0%。
输出：4～20mA 标准信号。
本装置采用两套流量传感器、变送器分别对变频支路及盘管出口支路的流量进行测量，调节阀支路的流量检测采用SIEMENS带PROFIBUS-PA通信接口的检测和变送一体的电磁式流量计。
3.执行机构调节阀：采用SIEMENS带PROFIBUS-PA通信协议的气动调节阀，用来进行控制回路流量的调节。
它具有精度高、体积小、重量轻、推动力大、耗气量少、可靠性高、操作方便等优点。
由CPU直接发送的数字信号控制阀门的开度，本气动调节阀自动进行零点校正，使用和校正都非常方便。
变频器：本装置采用SIEMENS带PROFIBUS-DP通信接口模块的变频器，其输入电压为单相AC220V，输出为三相AC220V。
水泵：本装置采用磁力驱动泵，型号为16CQ-8P，流量为32升/分，扬程为8米，功率为180W。
泵体完全采用不锈钢材料，以防止生锈，使用寿命长。
其中一只为三相380V恒压驱动，另一只为三相变频220V输出驱动。
可移相SCR调压装置：采用可控硅移相触发装置，输入控制信号为4～20mA标准电流信号。
输出电压用来控制加热器加热，从而控制锅炉的温度。
电磁阀：在本装置中作为气动调节阀的旁路，起到阶跃干扰的作用。
电磁阀型号为：2W-160-25 ；工作压力：最小压力为0Kg/㎝2，最大压力为7Kg/㎝2 ；工作温度：－5～80℃。
4.控制器控制器采用SIEMENS公司的S7300 CPU，型号为315-2DP，本CPU既具有能进行多点通信功能的MPI接口，又具有PROFIBUS-DP通信功能的DP通信接口。
5.空气压缩机用于给气动调节阀提供气源，电动机的动力经连杆带动活塞做往复运动，使汽缸、活塞、阀组所组成的密闭空间容积产生周期变化，完成吸气、压缩、排气的空气压缩过程，压缩空气经绕有冷却翅片的排气铜管、单向阀进入储气罐。
空压机设有气量自动调节系统，当储气罐内的气压超过额定排气压力时，压力开关会自动切断电源使空压机自动停止工作，当储气罐内的气体压力因外部设备的使用而下降到额定排压以下0.2-0.3Mpa时，气压开关自动复位，空压机又重新工作，使储气罐内压缩空气压力保持在一定范围内。
三、总线控制柜总线控制柜有以下几部分构成：1．控制系统供电板：该板的主要作用是把工频AC220V转换为DC24V，给主控单元和DP从站供电。
2．控制站：控制站主要包含CPU、以太网通信模块、DP链路、分布式I/O DP从站和变频器DP 从站构成。
3．温度变送器： PA温度变送器把PT100的检测信号转化为数字量后传送给DP链路。
四、系统特点●被控参数全面,涵盖了连续性工业生产过程中的液位、压力、流量及温度等典型参数。
●本装置由控制对象、综合上位控制系统、上位监控计算机三部分组成。
●真实性、直观性、综合性强，控制对象组件全部来源于工业现场。
●执行器中既有气动调节阀，又有变频器、可控硅移相调压装置，调节系统除了有设定值阶跃扰动外，还可以通过对象中电磁阀和手动操作阀制造各种扰动。
●一个被调参数可在不同动力源、不同执行器、不同的工艺管路下演变成多种调节回路，以利于讨论、比较各种调节方案的优劣。
●系统设计时使2个信号在本对象中存在着相互耦合，二者同时需要对原独立调节系统的被调参数进行整定，或进行解耦实验，以符合工业实际的性能要求。
●能进行单变量到多变量控制系统及复杂过程控制系统实验。
●各种控制算法和调节规律在开放的实验软件平台上都可以实现。
五、系统软件系统软件分为上位机软件和下位机软件两部分，下位机软件采用SIEMENS的STEP7，上位机软件采用SIEMENS的WINCC，上、下位机软件应用介绍分别见附录一、二。
2.PROFIBUSDP总线开关量控制2.1 LED灯的PLC控制及其实现一、设计目的1、掌握通过PROFIBUS-DP总线读取/控制开关量的原理与方法。
2、掌握PROFUBUS开关量I/O系统的硬件配置方案。
3、掌握STEP 7软件的编程应用流程。
3、熟悉基本的PLC梯形图编程语言。
二、实验设备1. THPCAT-2型现场总线控制系统实验装置（控制柜内部分）。
2. 计算机及编程软件STEP 7、WINCC。
3. 万用电表一只。
三、设计题目及要求如右图所示,选取现场总线控制柜中的32个绿色按钮和32个橙色指示灯为实验对象。
灯和按钮信号连接到2个数字I/O模块SM323中，每个SM323模块包含16路DI和16路DO。
SM331和分布式I/O模块ET200M直接相连，ET200M挂接到PROFIBUS-DP总线上，PROFIBUS-DP总线上挂接有控制器CPU315-2 DP（CPU315-2 DP为PROFIBUS-DP总线上的DP主站），从而实现现场离散I/O信号与CPU之间的信号传输。
32个按钮按从上到下，从左到右的顺序，地址依次为I0.0～I0.7、I1.0～I1.7、I2.0～I2.7、I3.0～I3.7；32个指示灯按从上到下，从左到右的地址依次为Q0.0～Q0.7、Q1.0～Q1.7、Q2.0～Q2.7、Q3.0～Q3.7。
设计的基本目标是通过PROFIBUS-DP总线实现用按钮对灯的亮、灭的控制，比如几盏灯的逐一点亮或者以其它规律点亮或熄灭。
在这个实验中，我设计的基本目标是让六个灯依次点亮然后再依次熄灭。
本设计要求应用STEP 7软件，采用梯形图语言编程。
（STEP 7软件的使用说明参见附录一）通过STEP7软件实现控制后，运用WINCC组态软件编写界面(界面中组态出所需要的按钮和灯)，进而实现通过界面中的按钮来控制控制柜中的灯的亮灭。
四、设计内容与步骤1、分析PROFIBUS 离散I/O控制系统的工作原理和组成，确定硬件配置。
2、确定软件控制策略，分配变量。
3、依次接通控制系统各电源。
3、启动STEP 7软件，新建项目。
4、在STEP 7中完成硬件组态。
一、打开STEP 7组态软件选择Cancel二、新建工程在File中点击New在弹出的对话框中输入新的工程名和路径，路径可以自由指定，最好不要出现中文路径名。
三、插入站 SIMATIC 300 Station右键点击工程名，Insert New Object插入SIMATIC 300 Station或者菜单选择插入四、硬件组态双击Hardware添加轨道Rail右侧SIMERTIC 300中找到RACK-300，双击Rail插槽1中加入电源PS 307 5A点击左上0（UR）的插槽1，在右侧找到SIMERTIC 300中PS-300，双击PS 307 5A3、插槽2中加入CPU 315-2 DP（1）点击左上0（UR）的插槽2，在右侧找到SIMERTIC 300中CPU 315-2 DP 型号6ES7 315-2AG10-0AB0 双击V2.6（2）加入PROFIBUS-DP线在弹出的对话框中选择New在弹出的对话框中选择OKSubnet中出现PROFIBUS（1） 1.5Mbps 选择并点击OK4 、插槽4中加入CP 343-1（1）添加CP 343-1（2）在弹出的对话框中修改IP addressIP address :140.80.0.2 点击OK (3)建立以太网通信双击CP 343-1可查看属性，此时Networked：No（表示没有以太网通信），点击Properties可修改点击New，新建一个以太网连接此时Subnet中出现Ethernet(1)，点击OK此时Networked：Yes 表示已建立了以太通信点击Ok即可（1）加入IM 153-2 OD点击选中PROFIBUS-DP线，在右侧PROFIBUS-DP选项DP/PA Link中找到IM 153-2 OD型号6ES7 153-2BA82-0XB0 ，选中双击即可加到PROFIBUS-DP线上。