工业自动化通讯网络实验装置

工业自动化通讯网络实验装置

一、产品综述

“工业自动化通讯网络实验装置”打破传统网络教学实验的局限，紧密结合现代工业网络结构，真实再现企业中的“现场控制层”、“过程监控层”与“企业管理层”三大网络层次，使学生通过实际操作深入理解企业网络层次结构。该装置更具备强大的扩展性，可与工业全数字直流调速系统实验台、工业全数字交流调速系统实验台等外围设备连接，真正实现了实验平台的多元化与全面化。其设计合理、功能完备、运行稳定，且性价比高，是工业自动化实验教学的理想之选。

二、系统特色

1. 实验装置在控制屏正面面板上，按照现代企业的“现场控制层”、“过程监控层”、“企业管理层”三个网络层次结构精心布置各模块，使网络层次清晰明了，便于学生从宏观上掌握网络结构。

2. 实验平台硬件设计开放，学校用户可根据需求开发或应用新产品，同时提供全套实验源程序，方便用户自主修改、设计和进行二次开发。

3. 该实验平台具备强大的扩展功能，作为一个网络平台，其工业以太网和PROFIBUS-DP总线支持挂接第三方设备，满足更多实验需求。

三、技术性能指标

1. 输入电源稳定，采用单相～220V±10% 50Hz供电。

2. 工作环境适应性强，温度范围为-10℃～+40℃，相对湿度＜85％(25℃)，海拔要求低于4000米。

3. 装置容量适中，小于1kVA，确保安全稳定运行。

4. 外形尺寸合理，为187.3cm×72.5cm×162.2cm，便于摆放与移动。

工业以太网作为“企业管理层”的关键部分，主要负责大量数据传输与监控工作。该部分配备两台PC机，其中一台作为工程师站，用于配置下层网络硬件设备和编程底层设备；另一台则为操作员站，全面监控整个网络设备的运行情况。

“过程监控层”位于工业以太网和现场总线之间，负责控制现场总线上的设备以及数据通讯。

“现场控制层”则位于现场总线以下，负责执行具体的现场操作任务。

四、系统配置明细

1. S7-300PLC配置：包括一台主机(CPU315-2DP)，具备128k的RAM，支持现场总线(PROFIBUS-DP)和MPI通讯接口；以及一个通讯模块(CP343-1)，用于连接工业以太网。

2. S7-200PLC配置：含主机(CPU224)一台，拥有8K的用户程序区和5k的数据储存区，集成多个数字量输入/输出，支持PPI、MPI等通讯协议；通讯模块(EM277)一个，用于将S7-200连接到现场总线(PROFIBUS-DP)。

3. 触摸屏选用西门子SIMATIC TP170A，配备5.7寸黑白显示屏，分辨率为320×240，拥有256 kbyte存储器，支持多种通讯方式。

4. 分布式I/O采用西门子ET200M系列，并增加以下模块：PROFIBUS-DP接口模块(IM153)、数字量输入/输出模块(SM323)以及模拟量输入/输出模块(SM331/SM332)。

5. 交流变频器部分选用西门子的MICROMASTER 420通用变频器，配备PROFIBUS-DP通讯模块和基本操作面板。

6. 电机选用0.37KW的三相鼠笼式异步电机，作为变频器的驱动负载。

7. 通讯网卡选用西门子CP5611，支持工控机连接到PROFIBUS和SIMATIC S7的MPI，具备多种通讯功能。

五、实验项目列表

1. 西门子S7-200 PLC编程实验

2. 西门子S7-300 PLC编程实验

3. 交流变频器操作实验

4. 触摸屏编程实验

5. Wincc工控组态软件编程实验

6. 分布式I/O控制实验

7. 变频器的控制实验

8. 主从数据交换实验