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忙巴翁
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1 PROFINET IO 通讯 PROFINET IO Communication IO 控制器 -CPU315-PN/DP IO 设备 -ET200S IO Controller-CPU315-PN/DP IO Device-ET200S Getting Started Edition 01/2006 A&D CS 1/45

2 摘要 : 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(IO 控制器 ) 等设备通讯本文举例一个 PN IO 控制器 (CPU315-2PN/DP) 和 PN IO 设备 (ET200S) 实现 PROFINET IO 实时通讯通过一步一步的组态, 给读者一个清晰的组态 PROFINET IO 通讯的实现方法关键字 : PROFINET, PROFINET IO 通讯, 工业以太网, IO Supervisor, IO 控制器, IO 设备, SCALANCE 交换机, Step7 Key words: PROFINET, PROFINET IO Communication, IE, IO Supervisor, IO Controller, IO Device, SCLANCE Switch, Step7 2/45

3 目录 1 PROFINET IO 概述 PROFINET IO 现场设备简介 PN IO 组态本例设备简介 PN IO 的组态步骤打开 Step7 软件新建一个项目添加 IO Controller 对 IO Controller 进行硬件组态对 IO Device 进行硬件组态编写用户程序设置 IO 设备名设置 PG/PC 接口下载硬件组态下载用户程序测试用户程序 PN IO 的诊断在线诊断 /45

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 (IEC 61158) 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 采用 TCP/IP 和 IT 标准 PROFINET 是一种实时以太网 PROFINET

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 (IEC 61158) 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 采用 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 ) 制定由一个中央控制器 (IO controller, IO 控制器 ) 借助于具有 PROFINET 的能力接口或代理服务器, 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 监视设备 ) 用于 HMI 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 能让您从您所熟悉的 PROFIBUS 一样, 创造出自动化的解决方案所以不管您组态 PROFINET IO 或 PROFIBUS, 在 STEP7 中的有着相同的应用程序外观 4/45

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 作为 IO 设备直接连接 ET200S 的接口模块 CPU317-2DP/PN 或 CPU315-2DP/PN 作为 IO 控制器的 CPU 模块, 用于处理过程信号和直接将现场设备连接到工业以太网 IE/PB LINK PN IO 将现有的 PROFIBUS 设备透明的连接到 PROFINET 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 的代理设备 CP343-1 用于连接 S7-300 到 PROFINET, 连接现场设备的通讯处理器 CP443-1 Advanced 用于连接 S7-400 到 PROFINET, 连接现场设备并带有集成的 WEB 服务器和集成的交换机的通讯处理器 CP1616 可作为 IO 设备用于连接 PC 到 PROFINET, 连接现场设备并带有集成交换机的通讯处理器 SOFT PN IO 作为 IO 控制器, 用于运行编程器或 PC 的通讯软件 STEP7 用于已有的 PROFIBUS 进行传统方式组态 PROFINET 5/45

3 PN IO 组态 PROFINET IO 的 IO 现场设备在 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 GSD STEP7 / HW-Config IO controller 1 2 3 IO

6 3 PN IO 组态 PROFINET IO 的 IO 现场设备在 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 GSD STEP7 / HW-Config IO controller IO devices 1. 导入 GSD 文件, 并在 Step7 中进行硬件组态 2. 编写相关程序, 下载到 IO 控制器中 3. IO 控制器和 IO 设备自动的交换数据 3.1 本例设备简介 CPU315-2PN/DP SCALANCE X206-1 IO Supervisor ET200S1 ET200S2 6/45

7 上图中的硬件组成 : 模块名称模块型号订货号数量 CPU CPU315-2PN/DP 6ES EG10-0AB0 1 存储卡 MMC 128K 6ES LG00-0AA0 3 电源 PS307 5A 6ES EA00-0AA0 1 交换机 SCALANCE X GK BB00-2AA3 1 存储卡 C-PLUG 6GK AB00 1 ET200S1 接口模块 IM151-3 PN STANDARD 6ES AA00-0AB0 1 ET200S1 电源模块 PM-E 6ES CA00-0AA0 1 ET200S1 数字量输入模块 4DI 6ES BB00-0AA0 2 ET200S1 数字量输出模块 2DO 6ES BB00-0AA0 2 ET200S1 电源端子模块 TM-P15N23-A0 6ES7193-4CD70-0AA0 1 ET200S1 普通端子模块 TM-E15C ES7193-4CB30-0AA0 4 ET200S2 接口模块 IM151-3 PN STANDARD 6ES AA00-0AB0 1 ET200S2 电源模块 PM-E 6ES CA00-0AA0 1 ET200S2 数字量输入模块 4DI 6ES BB00-0AA0 2 ET200S2 数字量输出模块 2DO 6ES BB00-0AA0 2 ET200S2 电源端子模块 TM-P15N23-A0 6ES7193-4CD70-0AA0 1 ET200S2 普通端子模块 TM-E15C ES7193-4CB30-0AA0 4 快速连接 RJ45 接头 180 o IE FC RJ45 Plug 180 6GK BB10-2AB0 4 快速连接 RJ45 接头 90 o IE FC RJ45 Plug 90 6GK BB20-2AB0 2 快速连接标准电缆 FC Standard Cable 6XV AH10 上图中的软件组成 : 软件名称 Windows XP Step7 版本 SP2 V5.3 SP1 or high 4 PN IO 的组态步骤 4.1 打开 Step7 软件在桌面上选择 Step7 图标 SIMATIC Manager, 并双击 7/45

8 或在 Start 中寻找 SIMATIC Manager 程序, 点击打开打开的 Step7 软件 8/45

$建的工程名,PNController_IODevice1 可以点击按钮, 给新建的工程存储在新的路径下,D:\zhao$

9 4.2 新建一个项目点击工具栏中的按钮, 弹出 New project( 新建项目 ) 对话框在 Name: 栏中写入要新建的工程名,PNController_IODevice1 可以点击按钮, 给新建的工程存储在新的路径下,D:\zhao xin\pn\workshop\getting started 9/45

10 点击按钮, 在 SIMATIC Manager 中新建了该工程 10/45

11 4.3 添加 IO Controller 在 SIMATIC Manager 左侧栏内, 右键点击, 弹出菜单, 插入一个 S7-300 站 11/45

12 插入 S7-300 站后的 SIMATIC Manager 的界面双击图标, 或点击图标的 + 号, 点击图标, 在右侧会显示出图标双击该图标, 打开 HW Config 界面对该项目进行硬件组态 12/45

13 4.4 对 IO Controller 进行硬件组态 13/45

14 右侧栏内为产品分类, 点击图标的 + 号找到 RACK 300 的机架 Rail, 用鼠标托拽到左上侧的空白栏内在这个机架中添加 IO 控制器的 CPU 模块, 找到 CPU-300 的 CPU315-2PN/DP 的版本 V2.3, 使用鼠标托拽到机架的 2 号槽中 14/45

15 这时会出现设置以太网接口的属性界面, 根据需要可以使用其它的 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) 点击 OK 即可 15/45

16 这时, 会看到 CPU 控制器的 PN-IO 左侧出现一个轨线图标, 说明已经建立了一个名字为 Ethernet(1) 的子网在 HW Config 界面的结果 4.5 对 IO Device 进行硬件组态在这个子网 Ethernet(1) 中, 配置另外两个 IO 设备站, 配置 IO 设备站与配置 PROFIBUS 从站类似同样在右侧的栏内找到需要组态的 PROFINET IO 的 ET200S 的 GSD 文件图标, 并且找到与相应的硬件相同的订货号的 ET200S 接口模块 16/45

17 然后使用鼠标把该接口模块的图标托拽到 Ethernet(1) 上用鼠标双击 (1)IM151-3 图标, 弹出该 ET200S 的属性界面可以看到对于 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, 这里改为 ET200S1 Device Number 设备号码用于表示设备 17/45

18 的个数 IP 地址也可以根据需要来修改这里使用默认状态点击 OK 按钮, 关闭该对话框用鼠标单击 (1)ET200S1 图标, 会在左下栏中显示该 IO 设备的模块列表目前只有 PN 接口模块在槽号 0 上 18/45

这与实际的硬件模板顺序一致双击该图标可以打开并修改其电源模板属性, 这里使用默认方式

19 使用同样的方式在右侧的产品栏内, 选择其它 ET200S 的模块添加到 IO 设备的模块列表中首先选择 PM-E 模板, 注意该模板的订货号要与实际的配置的模板订货号要相同使用鼠标托拽到该列表的 1 号槽内这与实际的硬件模板顺序一致双击该图标可以打开并修改其电源模板属性, 这里使用默认方式使用同样的方式在右侧的产品栏内, 选择 4DI 模板, 注意该模板的订货号要与实际的配置的模板订货号要相同使用鼠标托拽到该列表的 2 和 3 号槽内这与实际的硬件 19/45

使用默认方式可以看到 DO 模板的地址也为 0,1 使用同样的方式组态另一个 ET200S 站, 并改其 Device name 为 ET200S2 也可以使用鼠标点击

20 模板顺序一致双击该图标可以打开并修改其 DI 模板属性, 这里使用默认方式可以看到 DI 模板的地址为 0,1 使用同样的方式在右侧的产品栏内, 选择 2DO 模板, 注意该模板的订货号要与实际的配置的模板订货号要相同使用鼠标托拽到该列表的 4 和 5 号槽内这与实际的硬件模板顺序一致双击该图标可以打开并修改其 DO 模板属性, 这里使用默认方式可以看到 DO 模板的地址也为 0,1 使用同样的方式组态另一个 ET200S 站, 并改其 Device name 为 ET200S2 也可以使用鼠标点击 ET200S1 的图标, 加上 Ctrl 键, 复制出另一个 ET200S2 站因为实际的组态中两个 ET200S 的硬件组态是相同的 IP 地址保持默认状态, 可以看到 20/45

21 DI 和 DO 模板的地址分别为 2,3 点击工具栏图标, 完成对该项目的硬件组态完成编译和保存 21/45

22 4.6 编写用户程序在 SIMATIC Manager 中, 依照等级次序, 点击 + 号至 Blocks 可以看见右侧栏内的 OB1, 双击 OB1, 进入 LAD/STL/FBD 的编程界面中使用 STL 语言编程根据在硬件组态中的 ET200S 两个站的 DI,DO 模板地址, 在 Network1 中, 对 ET200S1 进行数据读写 ; 在 Network2 中, 对 ET200S2 进行数据读写点击工具栏进行保存 22/45

23 4.7 设置 IO 设备名系统上电, 在 HW Config 界面中, 点击图标然后选择菜单 PLC 中, 点击 Assign Device Name... 弹出设置 ET200S 等 IO Device 的命名界面 23/45

Ethernet(1) 上的 PN IO 的类型均为 ET200S 设备名, 目前在 ET200S 的 MMC

24 从图中看到两个 ET200S 站的一些信息 IP 地址, 由于没有下载 PLC 的硬件组态, 故没有 IP 地址 MAC 地址, 是 ET200S 的 PN 接口模块在出厂时固化的硬件地址, 不能修改设备类型, 此时指示在 Ethernet(1) 上的 PN IO 的类型均为 ET200S 设备名, 目前在 ET200S 的 MMC 卡中没有存储任何信息通过下拉菜单指示硬件组态的 ET200S 的设备名称为 ET200S1, 根据 24/45

25 不同的 MAC 地址, 通过鼠标选择不同 ET200S 设备选择 MAC 地址为 B- F7-A6 的 ET200S, 通过按钮, 给其命名 ET200S1 ET200S1 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 地址使用同样的方式给 ET200S2 命名 25/45

26 ET200S2 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 地址点击图标然后选择菜单 PLC 中, 点击 VerifyDevice Name... 来查看组态的设备名是否正确绿色的, 表示正确 26/45

27 设置完毕后点击工具栏中的按钮, 保存和编译刚刚的组态 4.8 设置 PG/PC 接口对于 PROFINET 的组态下载和调试, 使用 TCP/IP 协议, 所以在 SIMATIC Manager 中选择 Options 菜单, 选择 Set PG/PC Interace... 27/45

28 选择 TCP/IP->Intel(R) PRO/1000MT... 接口参数其中 Intel(R) PRO/1000MT... 表示本台 PG/PC 的以太网卡点击 OK 即可 28/45

29 可以在 SIMATIC Manager 的界面的状态栏中, 发现已经选择的 PG/PC 接口对本台 PG/PC 作为 IO supervisor, 通过一根 FC 标准以太网线连接 SCALANCE X206-1 交换机双击本地网络连接图标, 给本机设置 IP 地址注意要使各台 PN 设备要在同一个网段上 /45

30 4.9 下载硬件组态在 HW Config 界面中, 选择图标弹出选择目标模块界面, 默认状态为 CPU315-2PN/DP, 点击 OK 30/45

31 弹出选择节点地址对话框 IP 地址为已经设定的 CPU 的 IP 地址点击按钮, 寻找网络上的 IO 设备 IP 地址为是 PC/PG(IO Supervisor) 的以太网地址 MAC 地址为 B-9D-48 为 CPU315-PN/DP 的 MAC 地址 31/45

32 用鼠标点击 S7-300 那么在选择的连接目标站出现选择的 S /45

33 点击 OK 下载会弹出一个对话框, 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 33/45

34 让 PLC 运行即可 4.10 下载用户程序在 SIMATIC Manager 中用鼠标点击左侧栏内的 Blocks 在右侧栏内选中要下载的块 OB1 34/45

35 点击工具栏中的按钮, 下载用户程序 4.11 测试用户程序然后, 双击 OB1, 打开用户编程界面用鼠标点击工具栏中的眼镜图标, 进行在线测试用户程序在线后, 编程界面的标题栏, 状态栏显示绿色并且在程序窗口的右侧, 出现程序指令的状态字在 STANDARD 的栏下表示的是各个字的在线值由于对于此位置的在线值, 不能以二进制形式表示, 那么也就不能清晰的显示二进制 DI 和 DO 的信号状态可以使用变量表的方式来观察 35/45

36 在 SIMATIC Manager 中的右侧栏的空白处, 单击鼠标右键, 弹出插入变量表的菜单 36/45

37 保持默认名字 VAT_1, 点击 OK 在 SIMATIC Manager 中出现名字为 VAT_1 的变量表双击打开 37/45

38 在 Address 栏中, 添加所要观察的变量 MW0,MW4; 添加所要强制的变量 MW2, MW6 用鼠标点击 Display Format 栏, 点击右键选择 Binary 方式显示点击工具栏中的按钮, 进行在线观察 38/45

39 如果 ET200S1 的 DI 模板, 有信号输入, 那么相应的位会显示为 1 39/45

40 同样, 可以强制 DO 模板的输出使用鼠标在对应的 Modify value 栏中, 强制你所要的对应的输出那么观察 DO 模板输出灯变亮 5 PN IO 的诊断 5.1 在线诊断通过 SIAMTIC Manager 在线, 你可以观察到系统的当前一般状态信息包括运行, 停止, 故障显示等等点击 SIMATIC Manager 工具栏中的图标, 使其在线 40/45

41 通过显示访问点, 你可以看到在 SIMATIC Manger 的右侧栏内的 PROFINET 设备状态用鼠标点击 SIMATIC Manager 中工具栏的图标 41/45

42 通过硬件诊断, 你可以快速的查找出现故障的模块的信息打开 HW Config 界面, 在该界面的工具栏内点击图标, 使其在线 42/45

43 通过双击故障设备图标, 查找故障信息双击 ET200S1 图标可以快速的查找故障原因通过双击 CPU 315-2PN/DP 图标, 可以在 Diagnostic Buffer 中查找 CPU 停机的诊断信息 43/45

44 44/45

45 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 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 :... 45/45

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Microsoft Word - PN COMM_IO_CP343-1 V1.doc 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 摘要 : 本文举例在 PN IO