QUANTUMN 系列PLC实验指导书

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2024年3月4日发(作者：)

QUANTUMN 系列PLC

实验指导书

目 录

实验一 认识性实验

实验二 编程工具Concept2.5的使用实验

实验三 编程器与PLC的联机通讯

实验四 远程适配器CRP、CRA的配置与组态实验

实验五 现场总线适配器CRP81100实验

实验六 输入、输出模板原理与组态实验

实验七 系统常见故障诊断与排查实验

QUANTUMN 系列PLC实验指导书

一、实验目的

通过开展Quantum系列PLC产品的实验，学会使用Concept开发工具，了解Quantum系列PLC产品概况，最终达到具备维护和处理酒钢现有Quantum系列PLC系统的目标。具体要求有：

1.熟悉和了解Quantum系列PLC产品概括；了解Quantum系列PLC产品硬件技术规格；着重掌握开关量输入、开关量输出、模拟量输入、模拟量输出、热电阻输入、热电偶输入等模板的供电和接线原理。

2.熟悉和了解Concept软件特点及版本要求；了解安装Concept软件的最低系统要求；掌握Concept软件的安装方法；熟悉Concept软件应用开发界面和应用开发过程；掌握Concept软件FBD、LD、SFC等编程语言；掌握DFB开发及应用过程；掌握不同的联机在线以及程序下载方法；掌握Concept软件仿真环境的应用和调试。

3.熟悉和了解Quantum系统的本地I/O、远程I/O以及分布式I/O及其性能和配置要求；着重掌握本地I/O和远程I/O的硬件组成、安装以及软件配置态。

4.熟悉和了解Quantum系统支持的网络及其特点。着重掌握Modbus、Modbus Plus、Modbus TCP/IP、远程I/O网络的硬件组网、驱动过程以及软件配置与组态。

5.熟悉和了解Profibus DP现场总线适配器及其应用；熟悉SysCon软件的安装和应用开发界面；掌握利用CRP81100适配器进行现场总线的硬件组网过程和软件配置过程。

6.熟悉和了解机旁箱按钮、指示灯、转换开关以及热电阻的接线原理；掌握上述信号如何正确输入/输出模板以及现场总线模板，并通过Concept软件进行正确的地址分配。

7.熟悉常见故障的现象及其处理方法。

二、实验环境及设备要求

1.编程器（PC）：带串口、MB+网卡(SA85网卡)、以太网卡。

2.

Quantum PLC处理器、本地及远程机架，I/O模块、MB+网络适配器（NOM）、以太网网络适配器（NOE）、DP现场总线适配器（CRP811）。

3.

Quantum系列PLC串口编程电缆1条。

4.预留MB+网接口1个。

t2.5软件及光盘。

2K软件光盘。

85网卡驱动程序以及网卡用户手册。

m硬件手册。

rPro.21软件及其光盘。

10.机旁操作箱1个。

11.图尔克现场总线站3个。

三、实验内容

实验一 认识性实验

通过硬件手册和实验前的集中介绍，在实验室中识别处理器模板、电源模板、远程适配器、网络适配器、分支器、本地及远程机架、I/O模板等等硬件及其用途和安装位置。

通过实验指导员演示上、下位开发工具在MB、MB+以及TCP/IP不同协议下的联机调试和通讯效果，初步认识Quantum系列PLC产品及其网络组成。

熟悉和了解实验室环境：硬件组成、供、配电、机旁箱I/O输入原理、现场总线站组成等。

思考题：

1. Quantum系列PLC有哪几种处理器型号？

2. 列举Quantum系列PLC常用的I/O模板的名称及其型号。

3. 查资料了解分布式I/O的特点及其组成，设计1个既有本地机架、远程机架以及分布式机架的系统，画出最基本的配置图。

4. 列举Quantum系列PLC有哪几种电源？何为可累加电源？在同一机架上，同一电压等级的不同电源模块可以混用吗？

5. CPU模块的钥匙开关在不同位置代表什么意思？

实验二 编程工具Concept2.5的使用实验

t2.5软件的安装与授权。

t应用开发界面中，变量、常量的定义与应用；立即数与直接地址的应用。

编辑器熟悉练习：梯形图编程语言LD、顺控表编程语言SFC、功能块编程语言FBD及其编程界面。

t2.5注释与描述的应用。

5.用户自定义功能块DFB的创建与应用。

t2.5编程工具的Import/Export功能及低版本程序到高版本程序的转换。

t2.5编程工具的在线、程序下装、上载、动画调试、强制/解除强制、在线修改。

t2.5编程工具仿真程序的应用。

9.按照实验室的环境，创建1个工程，进行硬件配置（现场总线除外），分别用LD、FBD、SFC等编程语言编写周期为1秒的方波发生器，同时用DFB创建用户自定义的功能块，预留方波发生器的周期t接口，在LD、FBD中进行引用。在Concept2.5仿真器中进行仿真调试。

思考题：

1. 查资料说明Quantum系列PLC编程软件Concept，有哪几种版本区别？

2. 简单列举Concept进行项目开发的的过程。

3. 如何对1个工程项目进行正确的备份？

4. Quantum系列PLC具备在线上装程序吗？要具备在线上载程序，在组态配置中应该如何进行设置？现场总线配置信息可以上载吗？

5. 在Concept2.5XL中，能否直接打开Concept2.2XL版本下开发的程序？描述在Concept2.5XL中打开Concept2.2XL版本下开发的程序的过程。

6. 在工程项目文件中，如何查找处理器的i/o及寄存器等资源的利用情况？如何执行强制和解除强制？如何查找当前在线处理器的强制情况？

7. 在通过以太网进行处理器在线联机时，提示处理器已经被占用，有可能是由于什么原因导致的？确信处理器没有被占用，如何在不断电的情况下进行有效的处理，实现联机在线？

8. 如何实现两处理器之间的数据交换？

9. 机架中I/O模板的插放位置和插放数量有要求吗？对于1个16槽的远程I/O机架，能否插入10块ACI0300模拟量输入模板？用Concept进行组态实验，解释原因。

实验三 编程器与PLC的联机通讯

处理器放电，进行内存清零

通讯协议下的联机在线

1）断开编程器与PLC的供电电源；

2）连接编程器与PLC之间的串口编程电缆；

3）给编程器与PLC上电；

4）在编程器中打开Concept2.5界面，进行MB协议下的联机在线，下装实验二中编写的工程文件。在线查看处理器信息，并能通过在线控制面板对处理器进行起、停控制。

2. MB+通讯协议下的联机在线

1) 断开编程器与PLC的供电电源；

2）打开编程器机箱，把SA85网卡插入到编程器的扩展槽中。

3）按照SA85网卡的用户手册，设置SA85网卡的内存地址和MB+ 站地址以及PLC侧MB+站地址。

4）连接编程器（PC）及PLC的MB+网络连接电缆。

5）给编程器、PLC上电。

6）在编程器中进行SA85网卡驱动的安装与配置

SA85网卡的驱动安装与配置分两部分：驱动的安装（MBX Driver

Setup）以及与操作系统虚拟接口的安装（Virtual MBX Setup）。

按照SA85用户手册中的设置步骤：

a. 安装驱动程序

定位SA85驱动程序所在文件夹，找到驱动程序所在文件夹：

SW-LNET-INT，点击Setup进行安装。

b. 配置内存地址和MB+站号地址

安装完成后，在桌面上会产品WinConx文件夹，点击子文件夹MBX Driver中的MBX Device Configuration进行内存地址配置，完成后，重新起动编程器。

c. 测试程序测试

驱动程序安装与配置成功与否，可通过驱动应用程序提供的测试工具进行测试。具体方法：进入桌面WinConx文件夹的子文件夹MBX Driver中，点击MbxDemo测试工具，按工具上提示进行网络上设备状态的浏览，观察实际情况。正常情况下，在MB+网络上至少能看到本站设备的活动状态。

d. 虚拟接口的安装（Virtual MBX Setup）

由于驱动程序是在16位操作系统下开发出来的，而在现行Windows系列操作系统下的应用程序（如，Concept等），都采用了32位的系统架构，要使应用程序正常访问网络，必须进行接口虚拟转接。具体步骤：定位SA85驱动程序所在文件夹，找到虚拟接口程序所在文件夹：SW-WVDD-INT，点击Setup进行安装。

e. 虚拟接口程序测试

虚拟接口安装成功与否同样也可以通过提供的测试工具进行测试：进入桌面WinConx文件夹的子文件夹Virtual MBX中，点击16-bit MBPSTAT进入测试画面，按提示功能进行网络设备状态浏览。比较c、e观察到状态区别。

f. 在编程器中打开Concept2.5界面，进行MB+协议下的联机在线，在线查看处理器信息，能通过在线控制面板对处理器进行起、停控制。出现问题，查看SA85用户手册。

7）在编程器中打开Concept2.5界面，进行MB+协议下的联机在线，下装实验二中编写的工程文件。在线查看处理器信息，并能通过在线控制面板对处理器进行起、停控制。

3 Modbus TCP/IP通讯协议下的联机在线

a. 检查确认编程器与PLC站之间网络连通性。

b. 对编程器的网卡属性进行配置，确认编程器IP与PLC网卡IP之间能够互访。

c. 在编程器中打开Concept2.5界面，进行Modbus TCP/IP协议下的联机在线，下装实验二中编写的工程文件。在线查看处理器信息，并能通过在线控制面板对处理器进行起、停控制。

思考题：

1. 对于新PLC处理器或处理器内存清0后，如果物理上只有TCP/IP网络可用，编程器怎样进行在线联机？

2. 本实验中PLC、编程器的MB+网络节点地址是什么，它们是怎样确定的？

3. 查资料说明MB网络下有哪2种通讯模式，它们的特点和应用场合。

77100适配器模板的APPL指示灯代表什么意思？如何对APPL灯进行复位处理？

实验四 远程适配器CRP、CRA的配置与组态实验

处理器放电，进行内存清零

1.熟悉了解远程RIO网络通讯基本原理及网络连接和配置过程。

2.机架断电，安装RIO主站模块CRP。

3.设置CRA模板上分站地址。

4.安装检查RIO主站与从站的电缆组成与网络连接。

5.机架上电，观察机架所有模板及RIO网络状态状态。

6.按照主、分站安装位置以及设定的分站地址，通过Concept2.5下位编程工具，创建工程项目文件，进行RIO硬件及其它模板信息配置，下装配置信息，查看模板状态和RIO网络状态。分析出现的各类状态，直到RIO网络正常为止。

思考题：

1. 析可能导致的灯红灯亮原指示CRA模板上Err，分因？

2. 用Concept软件进行Map I/O配置时，Drop号与CRP、CRA的对应关系。

3. 简单描述终端RIO终端电阻的作用。

4. 如何监视RIO主、分站通讯状态？

实验五 现场总线适配器CRP81100实验

处理器放电，进行内存清零

1.熟悉了解现场总线通讯基本原理及网络连接和配置过程。

2.机架断电，安装现场总线主站模块CRP81100。

3.检查设置现场总线从站适配器站号地址。

4.连接主、从站之间现场总线通讯电缆。

5.检查确认机架电源及现场总线站电源正常后，PLC机架及现场总线站上电，观察记录各模块的状态。

6.安装现场总线主、从站配置软件SYSCON2K。

7.导入实验室图尔克现场总线设备的GSD文件，用SYSCON2K配置软件进行图尔克现场总线站的配置。输出（Export）配置信息文件，以便在Concept中进行配置时导入。

8.在Concept开发工具界面中，按照实验室的环境，新建工程项目文件，进行硬件配置，同时导入现场总线站配置信息，对现场总线进行配置。

t进行联机在线后，下装配置信息。观察各模板及现场总线状态信息，直到所有状态正常。

思考题：

1.简单描述带有现场总线系统的配置过程。

2.描述CRP81100模板在配置前后状态指示灯的区别与变化。

3.现场总线适配器有几个状态指示灯？如何通过状态指示灯判断当前现场总线站通讯的正常与否？

5. 要对现场总线主站和子站的通讯状态进行监视，通过编写程序，读取相应的状态信息，如何进行状态信息的处理，来真实的反应通讯状态？通过实验验证。

实验六 输入、输出模板原理与组态实验

处理器放电，进行内存清零

1.了解熟悉开关量输入、开关量输出、模拟量输入、模拟量输出以及热电阻输入模板的接线原理和地址分配关系；了解熟悉图尔克开关量输入、输出模板的接线原理。

2.确保PLC机架电源和现场总线站电源断电的情况下，把开关量输入模板和热电阻输入模板插入本地机架、开关量输出模板和模拟量输入、输出模板插入远程机架中。

3.检查确认远机架以及现场总线的站地址设定以及网络连接情况，确保实验环境有1个本地I/O机架、1个远程I/O机架，2个现场总线站。

4.按要求在PLC机架上进行信号连线：利用本地机架上的开关量输入模板，接入机旁箱内的两个按钮（下称SB1、SB2）信号；利用热电阻输入模板中接热电阻信号（下称ARI1）；在远程机架的开关量输出模板上，驱动机旁箱上的两个指示灯（下称LED1、LED2），其中1个指示灯（LED1）直接由开关量输出模板驱动，另1个指示灯（LED2）由开关量输出驱动的继电器（下称KA1）节点进行驱动。

5.按要求在现场总线站上进行信号连线：在第1个现场总线站开关量

输入模板上接入机旁箱上的1个按钮信号（下称SB3）；在第2个现场总线站的开关量输出模板上驱动机旁箱上的1个指示灯（下称LED3）。

6.确认所有接线，特别是电源正常后，上电。

7.用Concept编程工具，创建新的工程项目文件，对上述硬件环境进行配置，联机在线，下装工程项目，观察设备及模块状态。

8.用不同的语言编写一段程序，对上述设计的连线方案，通过按钮的动作点亮相应的指示灯，即：SB1按钮直接点亮LED1灯；SB2按钮驱动KA1后，通过KA1的开点驱动LED2灯；SB3按钮直接驱动LED3灯。同时对所接的热电阻进行温度采集，观察温度值与室温的关系。

9.下装所编写的程序，在线修改调试上述功能。

思考题：

1. 同一模拟量输入模板，能否同时实现电流型和电压型信号的采集？电流和电压型信号的采集在接线上有什么特殊要求？

2. 热电阻、热电偶模板及各通道的参数配置有几种方式？如何配置？

3. I/O模板（开入、开出、模入、摸出）的通道地址分配规则及格式？

4. I/O模板上电后，“F”指示红灯亮，都有可能是什么原因导致？如何消除？

5. 故障排查：DDI模板所有9－16通道信号无采集信号，是什么原因所致？

6. ACO输出回路中，需外接DC24V电源吗？举例说明如何实现。

实验七 系统常见故障诊断与排查实验

实验内容

1、硬件故障

1.1指出当前配置下各模块的状态指示灯的意义。

1.2热电阻模板信号灯红色；

1.3程序发出指令后，继电器不动作。

1.4 140CRA93x00 的com act 闪烁 7 次, 请问是什么原因?

1.5 140CRA93x00上Fault灯亮,但与主站通讯正常, 请问是什么原因？

1.6 CRA通讯灯红色，请检查故障并排出；

1.7 NOE状态灯正常，但连接失败；

1.8 Quantum以太网模板140NOE771X0上Appl灯亮，是什么原因？怎样使之熄灭？

2、软件故障

2.1分析下载在处理器中的test1段程序，找出可能导致不可预测动作的程序点并改正。

2.2 如果忘记了PLC的密码，如何恢复

2.3 检查concept的配置错误

2.4 如何检查你要下载的程序与处理器的程序是否相等。

2.5 用Concept连接模拟器,下载配置和程序时,出现提示:”Download of configuration is reqired. Must re-connect to

controller with configuration access rights.”,如何处理?

2.6 请检查程序TEST2说明温度显示为什么不正常。

2.7 请在程序中检查温度模块是否短线、断线。

2.8 在Concept中获得140 ACO 130 00 输出模块的通道断线信息。

3、外部故障

3.1 电源故障 检查供电电压是否正常，计算当前配置下应该选择多大的供电电流为好。

3.2 信号干扰 说出常见的干扰源，请检查目前的实验设备由那些与规范不符。

四 实验报告要求

1. 根据实验内容，写出实验步骤

只写主要操作步骤，不要照抄实验指导书，要简明扼要。还应该画出实验流程图（实验装置的结构示意图），再配以相应的文字说明，这样既可以节省许多文字说明，又能使实验报告简明扼要，清楚明白。

2. 按照实验的内容和具体的实验情况，概括性的写出实验结论。

实验结论主要说明实验内容的掌握情况以及通过实验取得的心得体会和对现场维护指导意义。

3 结合实验过程，翻阅资料，认真回答思考题。

五 注意事项

1. 在拆装硬件板卡时，一定要停电作业，上电前进行确认。

2. 做硬线连接实验时，先画出接线原理图，确认正确无误后，进行实际操作。送电前一定要检查和确认接线的正确性，特别是电源的极性。

3.做完实验后，一定要把所有的实验设备恢复到原始状态，以便其他人开展后续的实验。

4.实验过程中出现设备故障、烧毁等事故时，一定要上报，待分析查明故障原因后，方可继续实验。

实验时间安排及具体要求：

考虑到部分人员现场值班以及对Quantum系列PLC产品熟悉的不同程度等实际情况，技术人员可根据自身的情况，合理利用实验室有限的实验环境，所有实验内容在7月10日－8月31日期间完成。根据实验情况，协C及以下技术人员把实验报告（思考题答案）上交到主管责工，协B及以上技术人员要求熟悉和掌握实验内容。适当的时间安排全体技术人员对实验内容进行测试和考核，成绩纳入岗位评定

依据。

实验指导分工：

总负责：周双喜

实验室管理：蔡斌

实验设备指导：李令文

实验分项指导：

实验一：李淑文

实验二：常红霞、赵成军

实验三：周双喜

实验四：朱芬梅

实验五：张凤娟

实验六：程彦智

实验七：高长寿

辅导安排：

集中辅导：7月12日 15：00-18：30、20：00-22：30

本文标签： 实验进行模板配置现场