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              S7-1200 與 S7-300 PN Profinet IO 通信
              2019/12/27 21:19:44

              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


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