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S7-1200 與 S7-300 PN Profinet IO 通信

PROFINET 智能設(shè)備功能簡介

PROFINET 智能設(shè)備（I Device）功能使CPU 不但可以作為一個智能處理單元處理生產(chǎn)工藝的某一過程，而且可以和 IO 控制器之間交換過程數(shù)據(jù)。該 PN 設(shè)備可以同時作為 IO 控制器和 IO 設(shè)備。智能設(shè)備功能簡化了與 IO 控制器的數(shù)據(jù)交換以及對 CPU的操作。智能設(shè)備可作為IO 設(shè)備鏈接到上層IO 控制器。參考圖 1 智能設(shè)備功能。 

圖1 智能設(shè)備功能 
圖1中作為智能設(shè)備的SIMATIC CPU/CP 不僅能處理下層分布式I/O 的數(shù)據(jù)，而且能將數(shù)據(jù)傳遞給上層的I/O 控制器。

智能設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域與優(yōu)勢

智能設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域：
●分布式處理 
可以將復(fù)雜自動化任務(wù)劃分為較小的單元/子過程。這使得過程可管理，從而簡化了子任務(wù)。

●單獨的子過程 
通過使用智能設(shè)備，可以將分布廣泛的大量復(fù)雜過程劃分為具有可管理的接口的多個子過程。這些子過程存儲在各個STEP 7 項目中，而這些項目經(jīng)過合并可形成一個總的項目。

● 專有技術(shù)保護 
為了對智能設(shè)備進行接口描述，各個系統(tǒng)部分只能通過一個GSD 文件來提供，而不是通過 STEP 7 項目來提供。用戶程序的專有技術(shù)不會被公開。

硬件和軟件需求及所完成的通信任務(wù)

硬件：
① S7-1200 CPU

② PC （帶以太網(wǎng)卡），TP電纜(以太網(wǎng)電纜）

③ 315-2PN/DP V3.2 or Higher

④ ET200S 151-3PN

軟件：
STEP7 V11 SP2 or Higher

所完成的通信任務(wù)：
① 1200 將數(shù)據(jù)發(fā)送給智能設(shè)備315-2PN/DP 
② 智能設(shè)備315-2PN/DP 采集IO 設(shè)備151-3PN 數(shù)字量輸入

S7-1200 連接智能設(shè)備網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

下面介紹PROFINET智能設(shè)備功能的配置方法，參考圖 2 PROFINET網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 

圖2 PROFINET 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 
IO控制器 CPU1214C V2.1連接SCALANCE 414-3E交換機和一個IO設(shè)備 CPU315-2 PN/DP V3.2構(gòu)成一個PROFINET IO系統(tǒng) 1。IO設(shè)備CPU315-2PN/DP V3.2同時作為PROFINET IO系統(tǒng) 2 的IO控制器連接一臺IO設(shè)備ET200S IM151-3PN (6ES7 151-3BA23-0AB0) V7.0。CPU315-2 PN/DP就是這個系統(tǒng)中的智能設(shè)備。

S7-1200連接智能設(shè)備組態(tài)步驟

1.首先在 STEP7 V11 SP2的 “Portal View” 中選擇 “Create new project” 創(chuàng)建一個新項目，對S7-1200進行硬件組態(tài)，選擇對應(yīng)的訂貨號，這里使用的是6ES7214-1AE23-0XB0，版本是V2.1。參考圖3 選擇訂貨號。 

圖3 選擇訂貨號

2.將該訂貨號直接拖到網(wǎng)絡(luò)視圖中，然后點擊CPU 模塊，在“屬性” 〉 ”常規(guī)” 的名稱中設(shè)置控制器名稱。參考圖4 S7-1200 設(shè)置設(shè)備名稱。 

圖4 S7-1200 設(shè)置設(shè)備名稱

4.雙擊該模塊進入設(shè)備視圖。在設(shè)備視圖中可以進行S7-1200 系統(tǒng)的硬件配置。參考圖5 S7-1200 設(shè)備視圖。 

圖5 S7-1200 設(shè)備視圖

5.在設(shè)備視圖中可以看到整個S7-1200 CPU 的圖形。點擊以太網(wǎng)口圖標，在下面的PROFINET 接口屬性中，選擇“常規(guī)”〉 “以太網(wǎng)地址”，然后在右側(cè)選擇“在項目中設(shè)置IP 地址”，設(shè)置IP 地址和子網(wǎng)掩碼。參考圖6 設(shè)置1200 以太網(wǎng)地址。 

圖6 設(shè)置1200 IP 地址

7.這樣就完成了S7-1200 CPU 的硬件組態(tài)。然后需要對CPU 315-2 PN/DP 進行硬件組態(tài)。在硬件列表中選擇訂貨號，參考圖7 CPU 315 選擇訂貨號。 

圖7 CPU 315 選擇訂貨號

8.將該訂貨號拖入網(wǎng)絡(luò)視圖中，然后點擊CPU 模塊，在“屬性”〉“常規(guī)”的名稱中設(shè)置智能設(shè)備名稱。參考圖8 CPU 315 設(shè)置設(shè)備名稱。 

圖8 CPU 315 設(shè)置設(shè)備名稱

9.雙擊該模塊進入CPU 315-2PN/DP設(shè)備視圖。參考圖9 CPU315 設(shè)備視圖。

圖9 CPU 315 設(shè)備視圖

10.點擊CPU 模塊上的以太網(wǎng)口圖標，然后在PROFINET 接口“屬性”〉“常規(guī)”中選擇“以太網(wǎng)地址”，在右側(cè)選擇“在項目中設(shè)置IP 地址”，然后為CPU 315 設(shè)置 IP 地址。注意要與1200 CPU 的IP 地址在同一個網(wǎng)段，且地址不能重復(fù)。參考圖10 設(shè)置CPU 315-2PN/DP 以太網(wǎng)地址。 

圖10 設(shè)置CPU 315-2PN/DP 以太網(wǎng)地址

11.在進入網(wǎng)絡(luò)視圖中，添加IM 151-3 PN，訂貨號為6ES7 151-3BA23-0AB0，參考圖11 IM151-3 PN 選擇訂貨號。

圖11 IM151-3 PN 選擇訂貨號

12.雙擊該模塊，進入該設(shè)備視圖進行硬件配置，根據(jù)實際的模塊插入電源模塊和DI、DO模塊，參考圖12 IM151-3 PN硬件配置。 

圖12 IM151-3 PN硬件配置

13. 點擊IM151-3 PN模塊的圖標，然后在IM 151-3“屬性”〉“常規(guī)”的“名稱”中定義該接口模塊的設(shè)備名稱，參考圖13 IM151-3 設(shè)置設(shè)備名稱。

圖13 IM151-3 設(shè)置設(shè)備名稱

14.設(shè)置設(shè)備名稱后，需要給IM151-3 設(shè)置IP 地址，在網(wǎng)絡(luò)視圖中點擊IM151-3以太網(wǎng)口，然后在“屬性”〉“常規(guī)”〉“以太網(wǎng)地址”中設(shè)置IP 地址“192.168.0.15”。參考圖14 設(shè)置IM 151-3 IP 地址。 

圖14 設(shè)置IM 151-3 IP 地址

15.在網(wǎng)絡(luò)視圖中將IM151-3 分配給CPU 315-2PN/DP，CPU 315-2PN/DP作為IM151-3 的控制器，參考圖15控制器分配。 

圖15 控制器分配

16.這樣在設(shè)備視圖中可以看到IM151-3 占用 CPU 315-2PN/DP 的I/O 地址。參考圖 16 IM151-3 I/O 地址。 

圖 16 IM151-3 I/O 地址

17. 然后在網(wǎng)絡(luò)視圖中給151-3 分配設(shè)備名稱。參考圖17 設(shè)備名稱分配 。 

圖17 設(shè)備名稱分配

18. 在彈出的對話框中點擊“分配名稱”，分配設(shè)備名稱可能需要幾秒鐘的時間，在這期間軟件界面是禁止操作的。參考圖18分配PROFINET設(shè)備名稱。 

圖18 分配PROFINET設(shè)備名稱

19. 這樣PROFINET IO 系統(tǒng) 2 的配置已經(jīng)完成，即 CPU 315-2PN/DP 作為智能設(shè)備與自身的IO 設(shè)備的連接已經(jīng)完成。下面對PROFINET IO 系統(tǒng)1進行配置，需要對智能設(shè)備CPU 315-2PN/DP 分配IO 控制器 S7-1200 CPU。 進入CPU 315-2PN/DP 的設(shè)備視圖，在CPU “屬性”〉“常規(guī)”〉“PROFINET 接口”〉“操作模式”中鉤上“IO 設(shè)備”，并選擇已分配的控制器“S7-1200 PROFINET interface_1”。參考圖19定義I device 的控制器。 

圖19 定義I device 的控制器

20. 然后在圖18 操作模式的傳輸區(qū)中定義I device 與 控制器通信的數(shù)據(jù)區(qū)域。例如將控制器的QB2 傳送給智能設(shè)備的IB0。參考圖20傳輸區(qū)定義。 
 
圖20 傳輸區(qū)定義

21. 經(jīng)過上述的操作，在項目的網(wǎng)絡(luò)視圖中得到完整的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。參考圖21 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 

圖21 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

22.將CPU 315-2PN/DP 以及 S7-1200 的硬件配置編譯后全部下載。參考圖22 項目下載。 

圖22 項目下載

通信調(diào)試

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)建立后，PROFINET IO控制器 S7-1200、智能設(shè)備CPU 315-2PN/DP、PROFINENT IO 設(shè)備IM151-3 之間可以進行數(shù)據(jù)交換。對S7-1200 的變量QB2 賦值為1，參考圖23 PROFINET控制器S7-1200變量賦值。 

圖 23 PROFINET控制器S7-1200變量賦值

2. 在本文配置中，PROFINET 控制器S7-1200 的 QB2 對應(yīng)PROFINET 智能設(shè)備 CPU 315-2PN/DP 的 IB0，所以 CPU 315-2PN/DP IB0 的值為1；同時 CPU 315-2PN/DP 作為IM151-3 控制器，也可以與IM151-3進行數(shù)據(jù)交換，例如當(dāng)IM151-3 數(shù)字量輸入點有信號輸入時，智能設(shè)備CPU 315-2PN/DP的輸入變量會采集到該信號。參考圖24智能設(shè)備 CPU 315-2PN/DP 變量監(jiān)控。 

圖24 智能設(shè)備CPU 315-2PN/DP 變量監(jiān)控