西門(mén)子PLC-S7-1200 之間 Profinet IO 通信
CPU 的"I-Device"（智能設備）功能簡(jiǎn)化了與 IO 控制器的數據交換和 CPU 操作過(guò)程（如用作子過(guò)程的智能預處理單元）。智能設備可作為 IO 設備鏈接到上位IO 控制器中，預處理過(guò)程則由智能設備中的用戶(hù)程序完成。集中式或分布式（PROFINET IO 或 PROFIBUS DP）I/O 中采集的處理器值由用戶(hù)程序進(jìn)行預處理，并提供給 IO 控制器。
智能設備的應用領(lǐng)域：
分布式處理
可以將復雜自動(dòng)化任務(wù)劃分為較小的單元或子過(guò)程，這樣簡(jiǎn)化了子任務(wù)的同時(shí)也優(yōu)化了項目管理。
單獨的子過(guò)程
通過(guò)使用智能設備，可以將分布廣泛的大量復雜過(guò)程劃分為具有可管理的多個(gè)子過(guò)程。 必要的話(huà)，這些子過(guò)程可存儲在單個(gè)的 TIA 項目中，這些項目隨后可合并在一起形成一個(gè)主項目。
專(zhuān)有技術(shù)保護
智能設備接口描述使用 GSD 文件傳輸，而不是通過(guò) STEP 7 項目傳輸，這樣用戶(hù)程序的專(zhuān)有技術(shù)得以保護。
智能設備的優(yōu)勢：
簡(jiǎn)單鏈接 IO 控制器。
實(shí)現IO 控制器之間的實(shí)時(shí)通信。
通過(guò)將計算容量分發(fā)到智能設備可減輕 IO 控制器的負荷。
由于在局部處理過(guò)程數據，從而降低了通信負載。
可以管理單獨 TIA 項目中子任務(wù)的處理 。
智能設備可以作為共享設備。
S7-1200 V4.0及以上版本開(kāi)始支持智能 IO 設備功能。本示例中介紹1200 CPU之間如何進(jìn)行智能設備PROFINET通信，分別在相同項目和不同項目下進(jìn)行組態(tài)，實(shí)驗環(huán)境如下所示。
軟件：
TIA V15.1
硬件：
CPU 1217C DC/DC/DC V4.3
CPU 1215C DC/DC/DC V4.3
設備角色及地址：
表1 設備角色及地址 模塊 設備類(lèi)型 設備名稱(chēng) IP地址 子網(wǎng)掩碼 S7-1217C IO控制器 PLC1 192.168.0.1 255.255.255.0 S7-1215C 智能IO設備 I-Device 192.168.0.2 255.255.255.0
STEP 1：創(chuàng )建 TIA Portal 項目并進(jìn)行接口參數配置
使用TIA V15.1創(chuàng )建一個(gè)新項目，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò )視圖添加表1列出的所有設備，并進(jìn)入各個(gè)設備以太網(wǎng)地址選項分別設置子網(wǎng)、IP地址以及設備名稱(chēng)。
STEP 2：操作模式配置
本例1215C作為智能IO設備，需要將其操作模式改為IO設備，并且分配給對應IO控制器，配置所需的傳輸區。
選擇“PN接口的參數由上位IO控制器進(jìn)行分配”復選框，可指定是由智能設備本身還是由上位 IO 控制器設置接口和端口。
智能IO設備還支持優(yōu)先啟動(dòng)，勾選后加快IO設備的啟動(dòng)速度，詳情請了解優(yōu)先啟動(dòng)相關(guān)功能。
圖3. 操作模式
進(jìn)入傳輸區視圖還可以分配地址區所屬組織塊及過(guò)程映像。
圖4. 傳輸區
STEP 3：項目編譯、下載、測試
分別編譯下載兩個(gè)PLC，在監控表中添加傳輸區數據，給Q區賦值，監控發(fā)送和接收數據區是否一致。
圖5. 測試結果
STEP 1：創(chuàng )建 TIA Portal 項目并進(jìn)行接口參數配置
分別創(chuàng )建2個(gè)不同項目，一個(gè)項目添加1217C，另一個(gè)項目添加1215C，進(jìn)入表1中各個(gè)設備以太網(wǎng)地址選項分別設置子網(wǎng)、IP地址以及設備名稱(chēng)。
STEP 2：操作模式配置
本例1215C作為智能IO設備，需要將其操作模式改為IO設備，由于控制器未在同一項目，這里選擇未分配。
選擇“PN接口的參數由上位IO控制器進(jìn)行分配”復選框，可指定是由智能設備本身還是由上位 IO 控制器設置接口和端口，比如1200智能設備的介質(zhì)冗余、優(yōu)先啟動(dòng)、傳輸速率等接口和端口功能。
智能IO設備還支持優(yōu)先啟動(dòng)，不同項目下無(wú)法直接選擇優(yōu)先啟動(dòng)功能，需要先選擇“PN接口的參數由上位IO控制器進(jìn)行分配”，然后在主站項目下為智能設備設置接口選項中的優(yōu)先啟動(dòng)功能。
這里與相同項目下傳輸區的配置不同的是IO控制器的地址需要在主站項目下才能分配。
STEP 3：項目編譯后導出GSD文件
這里注意導出GSD之前需要正確編譯項目的硬件配置，不然導出選項是灰色的，無(wú)法選擇。導出GSD文件選項可以由用戶(hù)設置GSD文件名稱(chēng)的標識部分（GSD文件名稱(chēng)的版本、廠(chǎng)商、日期等部分為默認設置），然后選擇存儲路徑并導出文件。注意導出的GSD文件不要修改文件名稱(chēng)，不然會(huì )造成無(wú)法導入項目中。
STEP 4：導入GSD文件
進(jìn)入主站項目管理GSD文件視圖，選擇存儲GSD文件源路徑，在路徑下選擇需要安裝的文件進(jìn)行安裝。
STEP 5：添加智能IO設備
進(jìn)入硬件目錄，在其它現場(chǎng)設備列表中找到安裝的智能IO設備并添加，添加完成后進(jìn)入圖2以太網(wǎng)地址配置視圖，檢查智能IO設備的設備名稱(chēng)是否與源項目中名稱(chēng)一致（注意一定要保證名稱(chēng)一致），檢查無(wú)誤后分配給控制器，如設備概覽視圖，分配給控制器后會(huì )自動(dòng)分配地址，也可以手動(dòng)設置控制器側傳輸區地址。
STEP 6：項目編譯、下載、測試
分別編譯下載兩個(gè)項目中PLC，在監控表中添加傳輸區數據，給Q區賦值，監控發(fā)送和接收數據區是否一致。
1. 控制器診斷緩沖區報“IO設備故障-找不到IO設備”？
這是因為控制器無(wú)法與智能IO設備取得通信，可以通過(guò)以下方式查找故障原因。
（1）確認網(wǎng)絡(luò )是否是通的，可以使用Ping命令檢測網(wǎng)絡(luò )通斷。如果中間經(jīng)過(guò)交換機還要保證交換機支持DCP協(xié)議。
（2）檢查智能IO設備的名稱(chēng)與源項目名稱(chēng)是否一致。
（3）確認智能IO設備的硬件和軟件是否已經(jīng)下載。
圖12：網(wǎng)絡(luò )視圖報錯
2. 控制器如何控制智能設備上IO數據或是傳輸DB塊中數據？
如下圖所示，只需把PLC的IO地址與傳輸區中IO地址做一個(gè)映射關(guān)系。
圖13 地址映射
這里通過(guò)建立PLC數據類(lèi)型方式把IO區數據與UDT中數據一 一對應，1215CPU中輸入輸出分別占用6個(gè)字節的數據，這樣建立如下圖所示UDT。
圖14 UDT設置
在默認變量表中分別定義輸入、輸出、傳輸區1、傳輸區2所對應的IO數據區，這樣就可以使用MOVE指令來(lái)整體傳輸了。
同樣DB塊的數據也可以通過(guò)這種方式進(jìn)行傳輸。
圖15 程序編寫(xiě)
這樣1217控制器可以直接控制1215智能IO設備上的Q區數據，同時(shí)讀取I區數據。測試結果如下：
圖16 測試結果
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