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硕磋伟赵
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1 CP343-1 PROFINET IO 通信 CP343-1 PROFINET IO Communication IO 控制器 -CP343-1 IO 设备 -ET200S PN IO Controller-CP343-1 IO Device-ET200S PN Getting Started Edition 01/2007 SIEMENS A&D CS 1/27

2 摘要 : 本文举例在 PN IO 控制器 (CP343-1) 和 PN IO 设备 (ET200S PN) 间实现 PROFINET IO 实时通讯通过详尽的组态步骤, 让读者能够快速地掌握 CP343-1 作为 PN IO 控制器的实现方法关键字 : PROFINET IO 通讯, 工业以太网, IO 监控器, IO 控制器, IO 设备, SCALANCE 交换机 Key words: PROFINET IO Communication, IE, IO Supervisor, IO Controller, IO Device, SCALANCE Switch 2/27

3 目录 1. PROFINET IO 概述 PROFINET IO 现场设备简介系统的硬件体系结构系统组态及参数设置新建 STEP7 项目组态 IO Controller 组态 IO Device 编写用户程序设置 PG/PC 接口下载硬件组态设置 IO 设备名下载用户程序测试监控与诊断诊断通过 STEP7 在线诊断通过 NCM S7 软件诊断 /27

1. PROFINET IO 概述 PROFINET 是一种用于工业自动化领域的创新开放式以太网标准使用 PROFINET, 设备可以从现场级连接到管理级 PROFINET 用于自动化的开放式工业以太网标准 ; PROFINET 基于工业以太网 ; PROFINET 兼容 TCP/IP 和 IT 标准 ; PROFINET 是一种实时以太网 ; PROFINET 实现现场总线系统的无缝集成

4 1. PROFINET IO 概述 PROFINET 是一种用于工业自动化领域的创新开放式以太网标准使用 PROFINET, 设备可以从现场级连接到管理级 PROFINET 用于自动化的开放式工业以太网标准 ; PROFINET 基于工业以太网 ; PROFINET 兼容 TCP/IP 和 IT 标准 ; PROFINET 是一种实时以太网 ; PROFINET 实现现场总线系统的无缝集成通过 PROFINET, 分布式现场设备 ( 如现场 IO 设备, 例如信号模板 ) 可直接连接到工业以太网, 与 PLC 等设备通讯并且可以达到与现场总线相同或更优越的响应时间, 其典型的响应时间在 10ms 的数量级, 完全满足现场级的使用在使用 STEP7 进行组态的过程中, 这些现场设备 (IO device IO 设备 ) 只能有一个中央控制器 (IO controller IO 控制器 ) 借助于具有 PROFINET 的接口或代理服务器, 现有的模板或设备仍可以继续使用, 从而保护 PROFIBUS 用户的投资 IO Supervisor(IO 监控设备 ) 用于 HMI 监控和诊断在 PROFINET 的结构中,PROFINET IO 是一个执行模块化, 分布式应用的通讯概念 PROFINET IO 能让您从所熟悉的 PROFIBUS DP 一样, 创造出自动化的解决方案因此组态 PROFINET IO 与组态 PROFIBUS DP 在 STEP7 中实现方法是类似的 4/27

5 2. PROFINET IO 现场设备简介以下 SIMATIC 产品用于 PROFINET 分布式设备 : IM151-3 PN 和 IM154-4 PN 作为 IO 设备直接连接 ET200S 的电子模块 CPU416-3PN/DP CPU414-3PN/DP CPU319-3 PN/DP CPU317-2 PN/DP 和 CPU315-2 PN/DP 作为 IO 控制器的 CPU 模块, 用于处理过程信号和直接将现场 IO 设备连接到 PROFINET 上 IE/PB LINK PN IO 将现有的 PROFIBUS 设备透明地连接到 PROFINET 上的代理设备 IWLAN/PB LINK PN IO 将 PROFIBUS 设备通过无线的方式透明的连接到 PROFINET 上的代理设备 CP343-1 Advanced 和 CP343-1 用于连接 S7-300 PLC 到 PROFINET, 作为 IO 控制器连接现场 IO 设备 CP443-1 Advanced 用于连接 S7-400 PLC 到 PROFINET, 连接现场 IO 设备并带有集成的 WEB 服务器和集成四口交换机的通讯处理器 CP1616 可作为 IO 控制器, 连接 PC 到 PROFINET, 连接现场 IO 设备并带有集成交换机的通讯处理器 SOFTNET PN IO 作为 IO 控制器用于 PG/PC 上的软件, 连接现场 IO 设备可以用于基于 PC 的控制系统 HMI 系统和测试应用软件 PROFINET IO 的现场 IO 设备在 PROFINET 上有着相同的等级, 在网络组态时分配给一个 IO 控制器现场 IO 设备的文件描述定义在 GSD (XML) 文件 (1) 导入 GSD 文件, 并在 STEP7 中进行硬件组态 (2) 编写用户程序, 下载到 IO 控制器中 (3) IO 控制器和 IO 设备自动地交换数据 5/27

GSD STEP7 / HW-Config IO controller 1 2 3 IO devices 3.

6 GSD STEP7 / HW-Config IO controller IO devices 3. 系统的硬件体系结构本示例为一套 S7-300C PLC 通过 CP343-1 模块连接带 PN 接口的 ET200S 模块, 对其数字量 IO 进行读写, 实现 PN IO 通信下图为示例系统的配置图, 图中包含如下的硬件 : 一台笔记本电脑或 PG/PC 一块普通以太网卡一套 S7-300C PLC 一套带 PN 接口的 ET200S 系统 IO Supervisor CPU314C-2DP + CP343-1 Advanced ET200S PN High 6/27

7 硬件和软件需求 : 表 3-1 硬件订货信息 : 名称数量订货号 ET200S PN 接口模块 1 6ES BA20-0AB0 ET200S PN 电源模块 1 6ES CB10-0AA0 ET200S PN DI 模块 2 6ES BB00-0AA0 ET200S PN DO 模块 2 6ES BB01-0AB0 ET200S PN 电源端子模块 1 6ES7193-4CD70-0AA0 ET200S PN 普通端子模块 4 6ES7193-4CB30-0AA0 快速连接 RJ45 接头 180 o 4 6GK BB10-2AB0 快速连接 RJ45 接头 90 o 2 6GK BB20-2AB0 快速连接标准电缆按米订货 6XV AH10 S7-300 CPU 1 6ES CF00-0AB0 MMC 存储卡 2 6ES LG00-0AA0 S7-300 电源模块 1 6ES EA00-0AA0 CP 存储卡 1 6GK AB00 表 3-2 软件订货信息 : 名称 Windows XP STEP7 版本 SP2 V5.4 SP1 4. 系统组态及参数设置 4.1 新建 STEP7 项目打开 STEP7 软件, 在 SIMATIC Manager 点击工具栏中的按钮, 弹出 New project 对话框在 Name 栏中写入要新建的工程名 :PNIO_CP343-1 可以点击按钮, 给新建的工程存储在新的路径下 D:\Siemens Project\PN Workshop\Getting Started 存储路径可以任意选择 7/27

8 点击按钮, 在 SIMATIC Manager 中新建了一个项目右键点击项目弹出菜单, 插入一个 S7-300 站 8/27

9 4.2 组态 IO Controller 然后在硬件组态中按订货号和硬件安装次序依次插入机架 CPU314-2DP 和作为 IO Controller 的 CP343-1 Advanced 这时会弹出设置以太网接口的属性界面, 根据实际需要设定 IP 地址信息这里使用默认的 IP 地址和子网掩码并点击按钮, 新建一个子网 Ethernet(1) 9/27

10 10/27

11 右键单击 CP343-1 Advanced, 插入一个 PROFINET IO 系统这时已经建立了一个名称为 Ethernet(1) 的 PROFINET IO 系统 11/27

4.3 组态 IO Device 在这个以太网 Ethernet(1) 中, 配置一个 IO 设备站, 配置 IO 设备站与配置 PROFIBUS 从站类似在硬件列表栏 PROFINET IO 内找到需要组态的的 ET200S PN, 并且找到与相应的硬件相同订货号的 ET200S PN 接口模块用鼠标双击 ET200S 图标, 弹出 ET200S 的属性界面可以查看

12 4.3 组态 IO Device 在这个以太网 Ethernet(1) 中, 配置一个 IO 设备站, 配置 IO 设备站与配置 PROFIBUS 从站类似在硬件列表栏 PROFINET IO 内找到需要组态的的 ET200S PN, 并且找到与相应的硬件相同订货号的 ET200S PN 接口模块用鼠标双击 ET200S 图标, 弹出 ET200S 的属性界面可以查看 ET200S 的简单描述, 订货号, 设备名称, 设备号码和 IP 地址其中 Device Name 设备名称可以根据工艺的需要来自行修改, 这里使用默认设置 :IM151-3PNHF Device Number 设备号用于 PROFINET IO 设备的诊断 IP 地址也可以根据需要来修改, 我们使用默认设置点击 OK 按钮, 关闭该对话框 12/27

13 用鼠标单击 ET200S 图标, 会在左下栏中显示该 IO 设备的模块列表依次在硬件列表栏内, 选择 PM-E 模块和 2DO 模块与 2DI 模块, 注意该模板的订货号要与实际的配置的模板订货号相同, 各个模块属性使用默认方式然后在硬件组态中点击保存和编译,IO Controller 和 IO Device 的硬件组态过程完成 13/27

4 编写用户程序在 SIMATIC Manager 中, 打开 OB1, 进入 LAD/STL/FBD 的编程界面中根据在硬件组态中的 ET200S 站的 DI 和 DO 模块地址, 对数字量模块进行读写 FC

14 技巧 : 如果对 ET200S 模块的选型组态过程不熟悉, 可以使用 SIMATIC ET200 配置工具进行组态, 然后导入到项目硬件组态中来 SIMATIC ET200 配置工具的下载地址是 :ET200 Configuration Tool 4.4 编写用户程序在 SIMATIC Manager 中, 打开 OB1, 进入 LAD/STL/FBD 的编程界面中根据在硬件组态中的 ET200S 站的 DI 和 DO 模块地址, 对数字量模块进行读写 FC 功能块的发送和接收区与 ET200S 上 DO 和 DI 对应关系如下图 : PNIO_RECV 参数说明如下表 : 参数变量声明注释 CPLADDR INPUT CP 模板地址 LEN INPUT 实际接收的数据字节长度 IOPS OUTPUT IO Consumer 接收的对方 IO Provider 每个输入字节对应的位状态 NDR OUTPUT 数据通信是否无错误地完成 ERROR OUTPUT 有错误发生 14/27

STATUS OUTPUT 接收块的状态代码 CHECK_IOPS OUTPUT 由这个位来判断是否需要对 IOPS 状态进一步分析 ADD_INFO OUTPUT 额外的诊断信息, 当前 FC 版本里值为 0, 为以后扩展用 RECV IN_OUT 接收数据区 PNIO_SEND 参数说明如下表 : 参数变量声明注释 CPLADDR INPUT CP 模板地址 LEN INPUT

15 STATUS OUTPUT 接收块的状态代码 CHECK_IOPS OUTPUT 由这个位来判断是否需要对 IOPS 状态进一步分析 ADD_INFO OUTPUT 额外的诊断信息, 当前 FC 版本里值为 0, 为以后扩展用 RECV IN_OUT 接收数据区 PNIO_SEND 参数说明如下表 : 参数变量声明注释 CPLADDR INPUT CP 模板地址 LEN INPUT 实际发送的数据字节长度 IOCS OUTPUT 对方 IO Consumer 提供给 IO Provider 的每个输出字节对应的位状态 DONE OUTPUT 数据通信是否无错误地完成 ERROR OUTPUT 有错误发生 STATUS OUTPUT 发送块的状态代码 CHECK_IOCS OUTPUT 由这个位来判断是否需要对 IOCS 状态进一步分析 SEND IN_OUT 发送数据区 4.5 设置 PG/PC 接口所有以太网设备出厂设置里都有 MAC 地址, 因此可以通过普通以太网卡对带有以太网口的 PLC 系统进行编程调试注意在第一次配置以太网设备时只能看到 MAC 地址在 SIMATIC Manager 中选择 Options 菜单, 选择 Set PG/PC Interface... 15/27

16 选择 TCP/IP->Intel(R) PRO/1000MT... 接口参数其中 Intel(R) PRO/1000MT... 表示本台 PG/PC 的普通以太网卡可以在 SIMATIC Manager 的界面的状态栏中, 发现已经选择的 PG/PC 接口 16/27

使用本台 PG/PC 作为 IO Supervisor, 通过一根标准以太网线连接 ET200S PN HIGH FEATURE 的双口交换机上 4.6 下载硬件组态打开本地网络连接属性, 给本机设置 IP 地址 192.168.

17 使用本台 PG/PC 作为 IO Supervisor, 通过一根标准以太网线连接 ET200S PN HIGH FEATURE 的双口交换机上 4.6 下载硬件组态打开本地网络连接属性, 给本机设置 IP 地址注意要使各台 PROFInet 接口设备在同一个网段上在 HW Config 界面中, 选择图标弹出选择目标模块界面, 默认状态为 CPU 314C- 2 DP, 点击 OK 确认 17/27

18 弹出选择节点地址对话框, 通过 View 功能可以查看相应 CP343-1 Advanced 的 MAC 地址 18/27

选择 S7-300 CP 执行下载功能会弹出一个对话框, 询问是否给 IO 控制器的 IP 地址设置为 192.

19 选择 S7-300 CP 执行下载功能会弹出一个对话框, 询问是否给 IO 控制器的 IP 地址设置为 , 点击 Yes 这时系统会给 IO 控制器赋 IP 地址, 并下载组态信息到 PLC 中 4.7 设置 IO 设备名给系统上电后, 在硬件组态界面中, 点击图标然后选择菜单栏 PLC 中, 点击 Assign Device Name... 弹出设置 ET200S PN 的 IO Device 的命名对话框 19/27

从图中看到 ET200S PN 站的一些信息根据 IO Device 实际的 MAC 地址, 选择 MAC 地址为 08-00-06-99-04-D2 的 ET200S, 通过按钮, 给其命名 IM151-3PNHF ET200S 的 MAC 地址在

20 从图中看到 ET200S PN 站的一些信息根据 IO Device 实际的 MAC 地址, 选择 MAC 地址为 D2 的 ET200S, 通过按钮, 给其命名 IM151-3PNHF ET200S 的 MAC 地址在 IM151-3 的接口模块上, 打开接口模块的前盖, 可以看见相应的 MAC 地址, 下图中 MAC 地址为图例点击图标, 然后选择菜单 PLC 中, 点击 Verify Device Name..., 来查看组态的设备名是否正确绿色的表示正确 20/27

21 这时硬件组态过程完全结束 4.8 下载用户程序在 SIMATIC Manager 中用鼠标单击左侧栏内的 Blocks 21/27

22 在右侧栏内选中块 OB1 FC11 和 FC12, 下载用户程序 5. 测试监控与诊断在 SIMATIC Manager 中插入一个变量表 VAT_1 22/27

23 在 Address 栏中, 结合 FC11 和 FC12 功能块的形参定义, 添加变量在监控状态下, 修改数字量输出值 MB22 和 MB23, 观察 ET200S 上实际 DO 输出变化并在 ET200S 输入端给 I1.0 置位, 得到输入值 MB21 为 01H 关于符号表的设置, 可以参考下图 23/27

24 6. 诊断 6.1 通过 STEP7 在线诊断在 SIAMTIC Manager 中通过显示在线访问点, 可以看到其右侧栏内的 PROFINET 设备状态用鼠标单击工具栏的图标通过 STEP7 的软件诊断, 可以快速的查找出现故障模块的信息打开 HW Config 界面, 在该界面的工具栏内点击图标, 打开在线状态 24/27

25 通过查看模板信息, 可以确定故障原因我们模拟一个模块插拔故障, 拔下一个 ET200S 上第二槽的 DI 模块, 观察 ET200S 模板信息如下图 25/27

打开属性页, 在诊断标签下单击 RUN 按钮打开 NCM S7 软件, 单击诊断缓冲区以及操作模式等,

26 6.2 通过 NCM S7 软件诊断因为使用通信处理器 CP 作为 IO 控制器, 所以可以使用 NCM S7 软件对 CP 进行诊断在 STEP7 硬件组态里双击 CP343-1 Advanced, 打开属性页, 在诊断标签下单击 RUN 按钮打开 NCM S7 软件, 单击诊断缓冲区以及操作模式等, 可以得到非常丰富的系统信息在这个软件中还可以对 CP 模块进行出厂设置初始化 C-PLUG 卡格式化等操作 26/27

27 意见反馈表西门子 ( 中国 ) 有限责任公司 A&D CS2 北京市朝阳区望京中环南路 7 号邮政信箱 :8543 邮政编码 : 电话 : 传真 : 电子邮件 :adscs.china@siemens.com 评论人姓名 : 单位 : 地址 : 电话 : 电子邮件 :: Getting Started CP343-1 PROFINET IO Communication 欢迎您对本文的内容及格式提出建议或修改意见本文评价很有帮助有一定帮助没有帮助原因.... 选题正确内容完整繁简适中过分详细过分简略条理清楚一般不清楚编排合理可以接受很差常见题目不常见只用一次较之从前, 本文节省的时间 : 无约 5% 约 10% 其它 :...% 建议 :... 27/27

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