用于工业以太网的S7-CP - 手册B3S部分 - CP (EX30)

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1 SIMATIC NET 用于工业以太网的 S7-CP 手册 B3S 部分 CP GK EX30--0XE0 从硬件版本 V2, 固件版本 V2.0 起用于 SIMATIC S7-300 / C LED 指示灯 TP 端口 : 2x8 针 RJ--45 插口 ( 位于前面板后面 ) X= 硬件版本的占位符

2 关于本产品的注意事项 关于本产品的注意事项 产品名称 本描述包含关于下列产品的信息 CP 注意在该文档中, 使用术语 CP 而不是产品全称 随同产品发货的印刷制品信息 注意必须遵守随同该设备发货的产品信息公告栏中的所有须知 与以前版本的兼容性 注意由于功能和限制的增加, 应特别注意本手册第 9 章中的注意事项 地址标签 : 为 CP 预设的唯一 MAC 地址 CP 发货时带有出厂设置的 MAC 地址 为确保唯一的地址分配, 建议在组态模块时使用该出厂设置的 MAC 地址! B3S--2

3 目录 目录 目录 - A 部分 以太网 CP - 常规信息... 参见概述部分 A 注意请牢记设备手册的 A 部分也描述 CP 此外, 它还包含安全须知的解释及适用于所有工业太网 S7 CP 的常规信息 手册 /.../B 部分中的参考可在手册 A 部分的概述的附录中找到 手册的 A 部分手册的下列版本属于该版本的 B 部分 :可以从 Internet 下载概述部分 : 目录 - B3S 部分 1 属性 / 服务... B3S -6 2 使用要求... B3S 安装和调试... B3S 过程 / 步骤... B3S 更换无 PG 的模块... B3S 指示灯... B3S 性能数据... B3S 通过以太网的可能连接数目... B3S 用于 S7 通信的特征数据... B3S SEND/RECEIVE 接口的特征... B3S PROFINET IO 特征... B3S 将 CP 作为 PROFINET IO 设备进行组态和编程... B3S 准备步骤总览... B3S 通过 PROFINET IO 进行数据交换的原理... B3S 组态... B3S 安装 CP 并将其指定为 PROFINET IO 设备... B3S 将 PROFINET IO 设备分配给 PROFINET IO 控制器... B3S--29 B3S--3

4 目录 6.4 编程... B3S 用于在 PROFINET IO 设备上编程的接口... B3S 初始化和组态... B3S 组态和编程实例... B3S 将 CP 组态为 PROFINET IO 控制器... B3S 项目工程... B3S 与其它服务一起操作 PROFINET IO... B3S 用户程序中的 PROFINET IO 接口 :FC 和 FB... B3S 使用 FC11 和 FC12 传送过程数据... B3S 使用 FB52 读写数据记录... B3S 使用 FB54 评估报警... B3S Web 诊断... B3S 要求和用法... B3S CP 诊断页面... B3S 起始页面... B3S 标识... B3S 机架组态... B3S 诊断缓冲区... B3S 工业以太网... B3S PROFINET IO... B3S 与以前产品的兼容性... B3S 扩展功能... B3S 更换较早的模块 / 更换故障模块... B3S 关于操作的更多注意事项... B3S 存储器复位... B3S 使用快速以太网 -- 自动切换... B3S SNMP 代理... B3S 标准 IT 接口上可能的安全漏洞 / 防止非法访问... B3S MPI 对通过工业太网的连接的影响... B3S IP 组态特征... B3S 保留的端口号... B3S 在网络中检测到重复 IP 地址后重启动... B3S 通过 DHCP 获取 IP 地址 -- CP 在租期到期时停止... B3S 通过 PROFINET IO 中的 IP 访问控制列表提供 IP 访问保护... B3S 由 CP 设置 CPU 时间... B3S 关于 CP 的其它信息... B3S--64 B3S--4

5 目录 11 如何装载新固件... B3S 技术规范... B3S -66 B3S--5

6 1 属性 / 服务 1 属性 / 服务 应用 CP 通信处理器设计用于在 SIMATIC S7-300 可编程逻辑控制器中操作 它能够将 S 连接至工业以太网并支持 PROFINET IO 在 CP 中集成了一个带自动协商和自动检测的 2 端口交换机, 它用于在线路中实现简单的集成或连接另一个以太网设备 服务 CP 支持下列通信服务 : PROFINET IO 控制器通过读 / 写数据记录来交换报警块和非周期数据 PROFINET IO 可以通过工业以太网直接访问 IO 设备 PROFINET IO 设备 通过 CP 集成 SIMATIC S 可编程控制器作为智能 PROFINET IO 设备 CP 既可用作 PROFINET IO 控制器, 也可用作 PROFINET IO 设备, 但不能同时用作这两个功能 S7 通信和 PG/OP 通信 - PG 功能 ( 包括路由 ) - 操作员监控功能 (HMI) 多路 TD/OP 连接 - 客户机和服务器使用通信块进行数据交换 1) 在两端组态的 S7 连接 - 只在 S7 连接一端组态 而在 S7-300/C7-300 站上没有通讯块的数据交换服务器 1) 用于 S7 通信的块 ( 参见 STEP 7 在线帮助或手册 S7-300/400 系统和标准功能的系统软件 ): BSEND FB12 BRCV FB13 PUT FB14 GET FB15 USEND FB8 URCV FB9 C_CNTRL FC62 B3S--6

7 1 属性 / 服务 S5 兼容的通信, 具有 - 通过 ISO 传输连接 ISO-on-TCP TCP 和 UDP 连接的 SEND/RECEIVE 接口 - 通过 UDP 连接的多点传送 在组态连接时, 可通过选择一个合适的 IP 地址实现多点传送模式 - 通过 ISO 传输连接 ISO--on--TCP 连接和 TCP 连接的 FETCH/WRITE 服务 ( 服务器 ; 符合 S5 协议 ); 寻址模式可组态为 S7 或 S5 寻址模式, 用于 FETCH/WRITE 访问 - LOCK/UNLOCK ( 锁定 / 解锁 ) FETCH/WRITE 服务 ; 使用下列可组态模式通过工业以太网实现时间同步 : - SIMATIC 模式 或 CP 接收 MMS 时间帧, 并将其本地时间与 CPU 时间同步 ( 精度大约为 +/--1 秒 ); - NTP 模式 (NTP: 网络时间协议 ) CP 定期向 NTP 服务器发送时间查询, 并将其本地时间与 CPU 时间同步 ( 精度大约为 +/-- 1 秒 ) 诊断缓冲区时间 如果存在时间主站 ( 使用 NTP 或 SIMATIC 模式 ), 则通过 LAN 同步 CP 内部诊断缓冲区的时间 ( 精度大约为 +/-- 10 ms) 使用出厂设置的 MAC 地址寻址 可通过缺省或已组态的 MAC 地址到达 CP, 以分配 IP 地址 SNMP 代理 根据 MIIB II 和 LLDP MIB 标准,CP 支持通过 SNMP V1 版本 (Simple Network Management Protocol, 简单网络管理协议 ) 查询数据可以在 SIMATIC NET 手册集锦的 调试 PC 站 手册或在下列 SIMATIC NET 互联网网页中找到关于 MIB 的更多信息 : IP 访问保护 (IP-ACL) 使用 IP 地址访问保护, 使您有机会将通过本地 S7 站点的 CP 进行的通讯, 限定在具有指定 IP 地址的通讯伙伴的范围内 (CP 属性对话框, IP 访问保护 标签 ) B3S--7

8 1 属性 / 服务 IP 组态 可以组态如何及使用何种方法给 CP 分配 IP 地址 子网掩码和缺省路由器地址 或者, 还可以使用 STEP 7 或用户程序中的块接口 (FB55:IP_CONFIG) 给 CP 分配连接组态 ( 参见 /A 部分 /) 注意 : 不适用于 S7 连接 Web 诊断 借助于 Web 诊断, 可以通过 Internet 浏览器将来自 CP 上所连接站的诊断数据读出至 PG/PC B3S--8

9 1 属性 / 服务 组态 可以通过 MPI 或 LAN/ 工业以太网将组态数据下载至 CP 要求带用于工业以太网的 NCM 7 的 STEP 7 (NCM IE) 具有下列版本 : 表 1--1 STEP 7 / NCM IE 版本 CP 功能 V5.x 带硬件更新的 V5.3 Service Pack 2 可以组态 CP (EX11) 的功能范围 可以组态 CP (EX21) 的功能范围 V5.4 Service Pack 2 *) 组态 CP (EX30) 全部功能的前提条件 *) 要使用带 V5.4 Service Pack 1 的 CP, 要求安装 Hotfix 2 相应的硬件更新和块设置 可以在下列网页中找到更多信息 : 编程 - 使用块 对于一些通信服务, 在 STEP 7 用户程序中以接口方式提供一些预编程的块 (FC/FB) 可以在用于以太网的 NCM S7 手册中找到关于这些块的详细描述 须知建议所有模块类型都使用最新的块版本 可以在 Internet 的客户支持区中找到关于最新块版本的信息以及下载最新块的链接 : 如果使用的是较早的块类型, 则只有当具有最新固件版本时才适用此建议 可以在本手册概述部分的前言中找到更多信息和 Internet 地址 B3S--9

10 2 使用要求 2 使用要求 常规操作 CP 可以在下列设备系列中操作 : 带下列 CPU 类型的 S7-300 站 - 标准 - 紧凑型 - 模块化 C7 封装系统中的 C7 控制系统 SINUMERIK 下列表格给出了 CP 可通过它来使用该功能范围的设备 : 须知表列出了在印刷本手册时已经过认证的 CPU 和设备 其后通过认证的 S7-300 CPU C7 或 C7 控制系统未列在该表格中, 但这些设备也支持在此描述的功能范围 表 2--1 使用带 S7-300 的 CP CPU CPU 312 CPU 312C CPU 312 IFM CPU 313 CPU 313C CPU 313C--2 DP CPU 313C--2 PtP 6ES AD10--0AB0 6ES AE13--0AB0 6ES BD01--0AB0 6ES BE03--0AB0 6ES AC02--0AB0 6ES AD03--0AB0 6ES BE00--0AB0 6ES BE01--0AB0 6ES BF03--0AB0 6ES CE00--0AB0 6ES CE01--0AB0 6ES CF03--0AB0 6ES BE00--0AB0 6ES BE01--0AB0 6ES BF03--0AB0 订货号 B3S--10

11 2 使用要求 表 2--1 使用带 S7-300 的 CP CPU CPU 314 CPU 314 IFM CPU 314C--2 DP CPU 314C--2 PtP CPU 315 CPU DP CPU PN/DP CPU 315F--2 DP CPU 315F--2 PN/DP CPU 316 CPU DP CPU DP CPU PN/DP CPU 317F--2 DP CPU 317F--2 PN/DP CPU CPU PN/DP CPU 614 6ES AE01--0AB0 6ES AE02--0AB0 6ES AE03--0AB0 6ES AE04--0AB0 6ES AF10--0AB0 6ES AF11--0AB0 6ES AG13--0AB0 6ES AE03--0AB0 6ES AE10--0AB0 6ES CF00--0AB0 6ES CF02--0AB0 6ES CG03--0AB0 6ES BF00--0AB0 6ES BF01--0AB0 6ES BF02--0AB0 6ES BG03--0AB0 6ES AF03--0AB0 6ES AF03--0AB0 6ES AG10--0AB0 6ES EG10--0AB0 6ES EH13--0AB0 6ES FF01--0AB0 6ES FH10--0AB0 6ES FH13--0AB0 6ES AG00--0AB0 6ES AG00--0AB0 6ES AJ10--0AB0 6ES EJ10--0AB0 6ES EK13--0AB0 6ES FF00--0AB0 6ES FF03--0AB0 6ES FJ10--0AB0 6ES FK13--0AB0 6ES AJ00--0AB0 6ES EL00--0AB0 6ES AH03--0AB3 订货号 B3S--11

12 2 使用要求 表 2--2 在 C7 控制系统中使用 CP C7 C C DP C Keys C Touch C Keys C Touch 6ES CA01--0AE03 6ES CA02--0AE3 6ES BF02--0AE03 6ES EC01--0AE3 6ES EC02--0AE3 6ES EB01--0AE03 6ES EB02--0AE3 6ES EC00--0AE03 6ES EC00--0AE3 6ES EB00--0AE3 订货号 表 2--3 使用带 SINUMERIK 的 CP NCU57x.3:PLC DP M/S 2AF03 NCU57x.4:PLC 314C--2DP NCU57x.5:PLC DP 2AJ10 设备 /CPU B3S--12

13 3 安装和调试 3 安装和调试 3.1 过程 / 步骤 步骤 1. 在 S7 标准导轨上安装 CP 2. 通过封闭的总线连接器建立到背板总线的连接 解释 / 含义 机架 0 到 3 中的 CP 允许使用插槽 4 至 11( 由 IM 360/361 连接 ) 根据 /1/ 中详细描述的安装和接线部分所述执行 注意 CP 不能在使用 IM 365 连接的扩展机架中使用! 原因 : 所需的通信总线没有通过 IM 365 连接至扩展机架 3. 将 CP 连接至电源 当执行电源和 CPU 之间的接线时, 请按照 /1/ 中详细描述的步骤执行 注意 CPU CP 和 IM( 当存在时 ) 必须连接至同一个电源 只有在电源切断后才能连接 S7-300/C7-300! 4. 将 CP 连接至工业以太网 B3S--13

14 3 安装和调试 步骤 解释 / 含义 5. 剩余调试步骤涉及下载组态数据 在组态 CP 时, 可按以下方法连接 PG: 通过 MPI 通过工业以太网 有关更多详细信息, 请参见本手册概述 A 部分 - 第一次寻址 (IP 地址分配 / 节点初始化 ); - 下载所定义的组态 PG/PC 要求 LAN 连接 ( 例如, 通过 CP 1613 或 CP 1411), 并且必须提供必需的软件 ( 例如, S 数据包或 SOFTNET IE) 必须安装 TCP/IP 协议或 ISO 协议 然后必须将所使用的协议应用到 S7ONLINE 接入点 6. 用于调试和分析故障的用户诊断 提供了下列可用选项 : CP 上的 LED 指示灯 通过 STEP 7 进行硬件诊断和故障排除 通过 STEP 7/NCM 诊断进行通信诊断 使用 HW Config 的标准信息 Web 诊断 如适用, 评估用户程序中的报警块 FB54 用于设置底盘接地触点的滑块 连接至工业以太网 : 2x8 针 RJ-45 插口 图 3--1 窄设计 CP 的连接器 ( 前面板已打开 ) B3S--14

15 3 安装和调试 接地 / 底盘接地原理 须知请注意 SIMATIC S7 安装指南中关于接地和底盘接地原理的说明 ; 请参见 SIMATIC S7 可编程控制器 S 安装和硬件 : 安装手册 /1/ 在设备左侧的铰接板后, 可以看到一个滑块, 通过该滑块可以将 24V 电源的底盘地线连接至参考地线或从参考地线断开底盘地线 推入滑块 : 底盘和参考地线之间已连接 ( 注意 : 滑块必须锁定就位 ) 拉出滑块 : 底盘和参考地线之间无连接 当发货时 : 滑块已推入 使用螺丝刀来固定滑块 注意在接通电源时, 可以插入或拔出以太网电缆 注意在操作期间, 铰接前面板必须保持闭合 模块安装时确保不盖住其顶部和底部通风口, 使得能有充足的通风! 警告当在危险条件下 ( 区 2) 使用时, 必须将该设备安装在外壳中 为符合 ATEX100a (EN ), 该外壳必须至少满足符合 EN 的 IP54 的要求 警告 -- 爆炸危险 : 当存在易燃或可燃性气体时, 禁止断开设备 B3S--15

16 3 安装和调试! 警告该设备设计用于安全超低压 (SELV) 这表示只有符合/EN60950/VDE0805 的安全超低压 (SELV) 才能连接至电源端子 根据美国国家电气规范 (ANSI/NFPA 70), 给本设备供电的电源装置必须符合 NEC 2 级 所有已连接的电源装置的总功率必须符合电源限制 (LPS) 组态 要初始化用于通信服务的 CP, 可使用组态工具 STEP 7 / NCM S7 请参见本手册中的第 1 章 3.2 更换无 PG 的模块 常规步骤 CP 的组态数据存储在 CPU 或 CP 上 如果数据存储在 CPU 上, 则可使用相同类型 ( 相同的订货号 ) 的无 PG 的模块来更换该模块 可以在 CP 属性对话框中选择该选项 ( 位于 选项 标签 -- 更换无 PG 的模块 中 ) 若 CPU 的组态存储器允许, 建议在 CPU 上存储组态数据 有关更换以前模块的信息, 请参见第 9 章中的 兼容性 部分 更换模块 : 来自 DHCP 服务器的 IP 地址分配特征在组态 CP 期间, 可以在属性对话框中指定 CP 组态 ; 一个选项就是从 DHCP 服务器获取 IP 地址 B3S--16

17 3 安装和调试 须知在更换模块时, 请牢记新模块出厂设置的 MAC 地址与以前模块的 MAC 地址不同 当将新模块出厂设置的 MAC 地址发送至 DHCP 服务器时, 它将返回一个不同的 IP 地址或不返回地址 理想情况下, 应按如下所述配置 IP: 如果要在更换模块后, 从 DHCP 服务器获取相同的 IP 地址, 则应始终组态一个客户机标识 如果组态了一个新 MAC 地址而不是出厂设置的 MAC 地址 ( 通常为例外情况 ), 则 DHCP 始终接收已组态的 MAC 地址,CP 获取与被更换模块相同的 IP 地址 B3S--17

18 4 指示灯 4 指示灯 前面板上的指示灯由 8 个 LED 组成, 这些 LED 指示工作模式和通信状态 前面板 : LED 具有下列含义 : SF BF DC5V RX/TX RUN STOP P1 P2 SF: 组错误 BF: 总线故障 PROFINET IO DCV5: 通过背板总线提供 DC 5 V 电源 ( 绿色 = 正常 ) RX/TX: 非周期性数据交换, 例如, 发送 / 接收 ( 与 PROFINET IO 数据无关 ) RUN: RUN 模式 STOP: STOP 模式 P1/P2: 以太网端口 1/ 端口 2 的链接状态 B3S--18

19 4 指示灯 用于显示模式的 LED 前面板上不同的 LED 组合指示不同的状态 : SF ( 红色 ) BF ( 红色 ) RUN ( 绿色 ) -- STOP ( 黄色 ) 或 通电后启动 出错停止 (STOP) CP 工作模式 在该状态下, 机架中的 CPU 或智能模块仍可使用 PG 功能访问 正在启动 (STOP->RUN) 正在运行 (RUN) 正在停止 (RUN->STOP) 已停止 (STOP) 在 STOP 模式中, 仍可以在 CP 上组态和执行诊断 未插入 LAN 电缆 或 检测到重复的 IP 地址 CP 被组态为 PROFINET IO 设备 ; 与 PROFINET IO 控制器没有数据交换 CP( 被组态为 PROFINET IO 控制器 ) 已检测到至少一个设备发生故障 模块故障 / 系统错误 正在下载固件 固件已成功下载 无法下载固件 图例 : ( 彩色 ) 点亮熄灭 ( 彩色 ) 闪烁 -- 任意 B3S--19

20 4 指示灯 用于指示 CP 通信状态的 LED 除了指示 CP 状态的 LED 外, 下列 LED 还向工业以太网提供关于 CP 接口状态的信息 表 4--1 LED 指示灯含义 RX/TX ( 绿色 ) P1/P2 ( 绿色 / 黄色 ) P1/P2 ( 绿色 / 黄色 ) CP 正在通过工业以太网发送 / 接收 注意 : 不在此指示通过 PROFINET IO 的发送 / 接收操作 端口没有连接至工业以太网 绿色有端口连接到工业以太网 (LINK 状态 ) 绿色 / 黄色 LED 闪烁黄色 ( 持续点亮绿色 ): 端口正在通过工业 Ă 以太网或 PROFINET IO 发送 / 接收 注意 : 所有已接收 / 已发送的帧都将在每个特定端口指示, 包括那些只是由交换机转发的帧 黄色端口通过工业以太网连续传送数据 ( 例如, PROFINET IO) 图例 : ( 彩色 ) 点亮熄灭 ( 彩色 ) 闪烁 -- 任意 B3S--20

21 5 性能数据 5 性能数据 5.1 通过以太网的可能连接数目 表 5--1 特征 工业以太网上允许同时连接的总连接数目 解释 / 数值 最大为 32 个 最大负载实例 可以操作 : 16 个 S7 连接 2 个 ISO--on--TCP 连接 8 个 TCP 连接 6 个 UDP 连接 此外 : 用于 Web 诊断的更多 TCP 连接 作为 PROFINET IO 设备 : 1 个连接至 PROFINET IO 控制器的 PROFINET 连接 或 作为 PROFINET IO 控制器 : 到 PROFINET IO 设备的 PROFINET 连接 5.2 用于 S7 通信的特征数据 表 5--2 特征工业以太网上用于 S7 通信的连接数目 LAN 接口 -- 每个协议数据单元由 CP 产生的数据域长度 发送 接收 解释 / 数值在每种情况下, 最多 16 操作员监控功能 (HMI) 16 个在一端组态的 S7 连接 16 个在两端组态的 S7 连接数目取决于所使用的 CPU 类型 有关 CPU 数值, 请参见 /1/ 240 字节 /PDU 240 字节 /PDU B3S--21

22 5 性能数据 用于 S7 连接的 FB 的执行时间 要计算使用 S7 连接的 CPU 周期 (OB1) 时, 在 S7/300/C CPU 上处理功能块 (FB PUT GET USEND URCV BESND BRCV) 所需的执行时间是关键因素 表 5--3 CPU 上每个块调用的执行时间 块类型 PUT GET USEND URCV BSEND BRCV 数据长度 <=160 字节 <=16 KB CPU 314C--2 DP (6ES CF00--0AB0) CPU PN/DP (6ES EJ10--0AB0) <4.9 ms <4.6 ms <4.4 ms <4.8 ms <4.7 ms <4.9 ms <1.1 ms <1.4 ms <1.3 ms <1.5 ms <1.4 ms <1.9 ms 5.3 SEND/RECEIVE 接口特征 表 5--4 特征 ISO 传输连接的总数目 + ISO-on-TCP 连接 + TCP 连接 + UDP 连接 块 AG_SEND (V4.0 及更高版本 ) 和 AG_RECV (V4.0 及更高版本 ) 的最大数据长度 解释 / 数值 最大为 16 个注意 : 在多点传送模式中还支持所有 UDP 连接 CP 支持空闲 UDP 连接 AG_SEND 和 AG_RECV 允许传送 字节的数据域 对于 ISO 传输 ISO--on--TCP TCP, 为 字节 ; 对于 UDP, 为 字节 UDP 限制条件 不确认传送 不确认传输 UDP 帧, 换句话说, 发送块 (AG_SEND) 不检测或不显示消息丢失 数据域长度 数据域的最大长度为 2048 个字节 不接收 UDP 广播 为避免因广播负载过高而导致通信过载,CP 不接收 UDP 广播 B3S--22

23 5 性能数据 FC AG_SEND/AG_RECV 的执行时间 计算使用 SEND/RECEIVE 连接的 CPU 周期 (OB1) 时, 在 S7/300/C CPU 上处理 FC (FC AG_SEND FC AG_RECV) 所需的执行时间是关键因素 表 5--5 组件 CPU DP (6ES EG10--0AB0) 上的执行时间 CPU PN/DP (6ES EJ10--0AB0) 上的执行时间 每次调用 AG_SEND 块 : <=240 字节时,< 1ms 每次调用 AG_SEND 块 : <=240 字节时,< 0.8ms 解释 / 数值 每次调用 AG_RECV 块 : <=240 字节时,< 1ms 每次调用 AG_RECV 块 : <=240 字节时,< 0.8ms 5.4 用于 PROFINET IO 的特征数据 CP 作为 PROFINET IO 控制器 当作为 PROFINET IO 控制器时,CP 支持下列最大组态 : 表 5--6 特征 解释 / 数值 可能的 PROFINET IO 设备数目 32 如果在 CPU 上存储数据, 则可操作的 PROFINET IO 设备数目可能小于 32 这取决于所使用的 CPU 类型上组态存储器的空闲容量 所有 PROFINET IO 设备的输入区大小 所有 PROFINET IO 设备的输出区大小 IO 设备中每个模块的子模块的 IO 数据区大小 输入输出子模块的一致性区域大小 最大为 1024 字节 最大为 1024 字节 240 字节 240 字节 240 字节 S7-300 站中可作为 PROFINET IO 控制器操作的 CP 模块的数目 1 B3S--23

24 5 性能数据 CP 作为 PROFINET IO 设备 当作为 PROFINET IO 设备时,CP 支持下列最大组态 : 表 5--7 特征解释 / 数值 PROFINET IO 设备的输入区大小最大为 512 字节 PROFINET IO 设备的输出区大小最大为 512 字节 PROFINET IO 设备中每个子模块的 IO 数据区的大小 输入 240 字节 输出 240 字节 子模块的一致性区域大小 240 字节 子模块的最大数目 32 FC PNIO_SEND/PNIO_RECV 的执行时间 PROFINET IO 的响应时间由 S7-300 上运行功能块 (PNIO_SEND,PNIO_RECV) 所需的执行时间计算确定 表 5--8 组件 CPU DP (6ES EG10--0AB0) 上的执行时间 CPU PN/DP (6ES EJ10--0AB0) 上的执行时间 每次调用 PNIO_SEND 块 : 240 字节时,< 1ms 每次调用 PNIO_SEND 块 : 240 字节时,< 0.8ms 解释 / 数值 每次调用 PNIO_RECV 块 : 240 字节时,< 1ms 每次调用 PNIO_RECV 块 : 240 字节时,< 0.8ms B3S--24

25 6 将 CP 作为 PROFINET IO 设备组态和编程 6 将 CP 作为 PROFINET IO 设备组态和编程 智能 PROFINET IO 设备 可以组态 CP , 从而将 SIMATIC 300 站作为 PROFINET IO 设备寻址 由于 SIMATIC 300 站的可编程性, 它们也称为 智能 PROFINET IO 设备, 因为 : 过程数据可以在被转发至 PROFINET IO 控制器之前, 或从 PROFINET IO 控制器接收之后进行处理, 然后输出至过程 I/O 在下面的章节中, 名称 PFORINET IO 设备 指代 S7 中组态为 PROFINET IO 设备的 CP 6.1 准备步骤总览 要将带 CP 的 SIMATIC 300 站作为 PROFINET IO 设备操作, 必须执行下列步骤 : 组态 将 CP 组态为 PROFINET IO 设备, 以通过 PROFINET IO 进行数据交换 参见第 6.3 节 编程 为 PROFINET IO 设备 SIMATIC S7 编写用户程序, 然后将该其下载至 SIMATIC S7 CPU 参见第 6.4 节 调试 调试并测试 PROFINET IO 控制器和 PROFINET IO 设备 通信诊断 ( 例如在通信期间出错时 ) B3S--25

26 6 将 CP 作为 PROFINET IO 设备组态和编程 6.2 通过 PROFINET IO 进行数据交换的原理 在控制器和作为 PROFINET IO 设备的 CP 之间交换数据 在 PROFINET IO 控制器和 PROFINET IO 设备之间的数据交换涉及下列步骤 : 在 PROFINET IO 控制器上 由 PROFINET IO 控制器启动数据交换, 它将输出数据写入已组态的输出区 (O 地址 ), 并从已组态的输入区 (I 地址 ) 获取数据 在 PROFINET IO 设备上 由 PROFINET IO 设备上的 CP 通过连接至 PROFINET IO 控制器的接口来处理数据 PROFINET IO 设备内的通信涉及在 CPU 的用户程序中调用 FC PNIO_RECV 和 PNIO_SEND PROFINET IO 设备 CPU CP PROFINET IO 控制器 STEP 7 用户程序 CP 数据库 过程输出 PROFINET IO 数据区 (DB, 位存储器 ) PNIO_RECV 接收 PROFINET IO 已组态的 O 地址 PNIO_SEND 发送 已组态的 I 地址 过程输入 图 6--1 PROFINET IO 设备和 PROFINET IO 控制器之间的交互操作 注意在设备的 CPU 中, 用于输入数据和输出数据的 IO 数据区作为一个完整区域传送至数据区 (DB, 位存储器 ) 或从数据区以完整区域传送, 包括任何间隙 B3S--26

27 6 将 CP 作为 PROFINET IO 设备组态和编程 6.3 组态 将 CP 组态为 PROFINET IO 设备涉及 STEP 7 中的下列两个活动 : 1. CP 在 HW Config 中被插入到一个 SIMATIC 300 站中, 并可在属性对话框中启用为 PROFINET IO 设备模式 2. CP 在 HW Config 中作为 PROFINET IO 设备分配给 PROFINET IO 控制器 须知可以在 HW Config 中单独执行这两个组态步骤 在这两个步骤中, 确保 PROFINET IO 设备所组态的设备名称精确匹配 安装 CP 并将其指定为 PROFINET IO 设备 在 STEP 7 / HW Config 中执行下列步骤 : 1. 从硬件目录中选择所需的 CP, 然后将该模块插入到 SIMATIC 300 站中 图 6--2 在 HW Config 中将 CP 插入 SIMATIC 站中 B3S--27

28 6 将 CP 作为 PROFINET IO 设备组态和编程 2. 检查 以太网属性 对话框中的 IP 地址, 如有必要, 更正该 IP 地址 须知 PROFINET IO 设备的 IP 地址和 PROFINET IO 控制器的 IP 地址必须位于同一个 IP 子网 3. 单击确定完成 以太网属性 对话框的设置 4. 打开 CP 的属性对话框 5. 在 PROFINET 标签中给作为 PROFINET 节点的 CP 分配一个唯一名称 该名称只能在 PROFINET IO 线路中分配一次 6. 选择选项 启用 PROFINET IO 设备操作 图 6--3 设置设备名称和 PROFINET IO 设备模式 7. 将组态数据下载至 SIMATIC 300 站 B3S--28

29 6 将 CP 作为 PROFINET IO 设备组态和编程 将 PROFINET IO 设备分配给 PROFINET IO 控制器 PROFINET IO 控制器 该部分描述了使用 STEP 7 组态 PROFINET IO 控制器 这包括 : SIMATIC 300 和 SIMATIC 400 类型的站 - 带集成 PROFINET IO 控制器的 CPU ( 例如,CPU PN/DP) - 带外部 PROFINET IO 控制器的 CPU ( 例如,CP ) SIMATIC PC 站 - 例如, 带 CP 1616 的 PC 站 如果未使用 STEP 7 组态系统, 则需要使用 CP 的 GSDML 文件来组态组态系统 ( 下载地址请参见第 节 ) 中的 CP 当组态 PROFINET IO 设备时 ( 参见第 节 ), 所选择的 PROFINET IO 控制器无关紧要 在 STEP 7 中组态的要求 STEP 7 项目中必须有一个 SIMATIC 站, 其中的一个模块 (CPU 或 CP) 支持作为 PROFINET IO 控制器操作 须知 PROFINET IO 设备的 IP 地址和 PROFINET IO 控制器的 IP 地址必须位于同一个 IP 子网 步骤 1: 组态 PROFINET IO 控制器 对于一些 PROFINET IO 控制器类型, 一旦插入模块,STEP 7 就将自动创建一个 PROFINET IO 系统, 否则需要添加一个 PROFINET IO 系统 从硬件目录将所需的 IO 设备拖动到该 PROFINET IO 系统中 按如下步骤组态 PROFINET IO 控制器 : 1. 在 HW Config 中打开要作为 PROFINET IO 控制器的站的硬件配置 2. 如果 PROFINET IO 系统不存在, 则选择 PROFINET IO 控制器 ( 例如, CP EX30/GX21 CP EX41 CPU PN/DP), 并插入一个 PROFINET IO 系统 ( 菜单 插入 PROFINET IO 系统 ) B3S--29

30 6 将 CP 作为 PROFINET IO 设备组态和编程 结果 : 可在 PROFINET IO 控制器旁边看到 PROFINET IO 系统的连接器符号 步骤 2: 在 PROFINET IO 控制器上组态 PROFINET IO 设备 1. 打开硬件目录, 并从文件夹 PROFINET IO I/O SIMATIC S7--CP CP 选择一个版本为 V2.0 或更高版本的 CP 作为 PROFINET IO 设备 2. 连接 CP 与 PROFINET IO 系统 ( 拖放 ) 3. 将具有所要求 I/O 数据长度的输入和输出模块 (1 至最多 240 字节 ) 添加到 PROFINET IO 设备 下列屏幕截图给出了 PROFINET IO 控制器的组态表, 在该控制器中,S 站作为 PROFINET IO 控制器使用 例如, 在此所示的 PROFINET IO 设备有三个用于过程输入 (I 地址 ) 的模块和两个用于过程输出 (O 地址 ) 的模块 图 6--4 SIMATIC 站, 带 CP 作为输入和输出模块设备的 PROFINET IO 系统 B3S--30

31 6 将 CP 作为 PROFINET IO 设备组态和编程 步骤 3: 组态作为 PROFINET IO 设备的 CP 的属性在 HW Config 中按如下所述继续组态 : 1. 打开插入到 PROFINET IO 系统中的 PROFINET IO 设备的属性对话框 2. 在 常规 标签中, 分配在第 节中所选择的同一个设备名称 图 6--5 设备的属性对话框 : 分配设备名称 3. 取消选择 由 IO 控制器分配 IP 地址 选项 建议执行该步骤! 通过取消激活该选项, 在 SIMATIC 300 站中安装 CP 时所分配的 IP 地址 ( 参见第 节 ) 将在 PROFINET IO 设备上生效 否则那时所选择的 IP 地址将被 PROFINET IO 控制器分配的 IP 地址覆盖 如果被覆盖, 则将不会再建立任何已组态的连接 (S7 ISO--on--TCP TCP) 无需为模块分配更多参数 B3S--31

32 6 将 CP 作为 PROFINET IO 设备组态和编程 注意通过选择合适的网络组件和设置网络属性 ( 第 10.2 节 ), 确保在 PROFINET IO 模式中,PROFINET 线路可以毫无例外地以 100 Mbps 的全双工方式操作 6.4 编程 通过编程可以为 CPU 指定用户程序的顺序, 亦即访问 I/O 数据的顺序 要读写过程数据, 可在用户程序中使用来自 SIMATIC NET 块程序库的 FC PNIO_SEND (FC11) 或 PNIO_RECV (FC12) 在本章的后续小节描述了如何为 PROFINET IO 设备模式使用用户程序中的现有功能 (FC) 可以在第 6.5 节找到与上一章所述组态相匹配的实例 用于在 PROFINET IO 设备上编程的接口 FC 提供两个功能 (FC), 用于使用 STEP 7 用户程序进行数据交换 : PNIO_SEND (FC11) 该 FC 读取 CPU 的预处理过程输入, 并将这些输入传送至 PROFINET IO 控制器 ( 已组态的 I 地址 ) 经过预处理的过程输入位于 DB 或位存储区 PNIO_RECV (FC12) 块接受由 PROFINET IO 控制器 ( 已组态的 O 地址 ) 传送的数据, 并将这些数据写入 CPU 保留用于过程输出的数据区 可以在本手册的概述部分中的 FC 一章或 STEP 7 块程序库在线帮助中找到 FC 的确切语法和块参数的含义 B3S--32

33 6 将 CP 作为 PROFINET IO 设备组态和编程 数据一致性 块调用的长度信息必须与为该 PROFINET IO 设备组态的输入或输出数据的总长度完全相同 PROFINET IO 控制器的整个输入或输出数据区以整体方式在 CP 和 CPU 之间传送, 因此具有一致性 注意 : 然而, 请牢记对于 PROFINET IO 系统中的 IO 用户数据, 只能确保单个 IO 插槽的数据一致性 无论是否为在此描述的块确保在 CPU 和 CP 之间实行一致性数据传送, 这一条都适用 初始化和组态 下面所述的由 PROFINET IO 控制器来初始化和组态 CP 仅与设备模式中的 CP 相关 初始化 作为 PROFINET IO 设备,CP 要求在用户程序中提供下列信息, 以在每次启动时由 PROFINET IO 控制器进行组态 : 输入数据的长度 ( 当调用 FC11 时 ) 输出数据的长度 ( 当调用 FC12 时 ) 当在 PROFINET IO 控制器和 PROFINET IO 线路的 PROFINET IO 设备之间建立连接时, 将校验输入和输出数据的总长度 PROFINET IO 控制器对每个 PROFINET IO 设备所组态的输入和输出数据的总长度与设备用户程序中 FC11 和 FC12 的 LEN 参数进行比较 如果输入和输出数据的长度信息不匹配, 则终止块, 提示出错 在该初始化阶段必须调用两个块, 直到 FC11 发出 DONE=1 信号,FC12 发出 NDR=1 信号为止 须知请牢记, 只有在通过 FC 为输入数据调用 PN IO_SEND (FC11), 为输出数据调用 PN IO_RECV (FC12) 执行本地初始化之后, 才能由 PROFINET IO 控制器成功组态 B3S--33

34 6 将 CP 作为 PROFINET IO 设备组态和编程 注意初始化期间, 不评估 PNIO_SEND (FC11) 的数据, 而 PNIO_RECV (FC12) 的数据将使用缺省值初始化 只有在继下列调用后,FC11 和 FC12 才传送有效数据 重新初始化的原因在下列情况下, 用户程序将请求重新初始化 PROFINET IO 设备 : FC 中的输入区和输出区的长度信息与 PROFINET IO 系统中为该 PROFINET IO 设备组态的长度信息不匹配 用户程序中 FC 调用的长度更改计为一次组态更改 CPU 或 CP 进入 STOP 模式 监视狗时间超时 ( 参见下文 ) PROFINET IO 控制器和 PROFINET IO 设备之间的连接异常中止后 ( 例如, 由于 关闭 PROFINET IO 控制器 ) 监视狗 FC11 和 FC12 均有各自的监视狗 根据 CPU 平均周期时间, 如果在初始化阶段后不再调用两个块中的其中一个块, 则终止与 PROFINET IO 控制器的连接 B3S--34

35 6 将 CP 作为 PROFINET IO 设备组态和编程 6.5 组态和编程实例 必须在 PROFINET IO 设备的用户程序中使用 FC 来访问所组态的输入 / 输出模块 FC 向 PROFINET IO 控制器 (PNIO_SEND) 提供接口上 PROFINET IO 设备的用户程序中预处理的过程数据, 或获取由 PROFINET IO 控制器提供的数据, 以在 PROFINET IO 设备的用户程序中进行进一步处理 (PNIO_RECV) 下面的实例给出了在 HW Config 中的组态及 CPU 用户程序的摘录 在 PROFINET IO 控制器上组态的 I 地址和 O 地址 图示给出了在 PROFINET IO 系统中组态为 PROFINET IO 设备的 CP, 该 CP 有三个用于过程输入和过程输出的模块 PNIO_SEND PNIO_RECV 图 6--6 输入区 : 输出区 : - 长度 :20 字节 - 长度 :7 字节 - 在 DB10 中提供 - 在 DB11 中提供 - 使用 FC11 PNIO_SEND 传送 - 使用 FC12 PNIO_RECV 传送 在 HW Config 中组态 PROFINET IO 设备 B3S--35

36 6 将 CP 作为 PROFINET IO 设备组态和编程 使用 PNIO_SEND 将过程输入 (DB10) 传送到 I 地址 对于所组态的 I 地址, 需要在 PROFINET IO 设备中提供可用的数据区, 例如, 在一个 DB 中 ( 在该实例中为 DB10), 该 DB 不仅包含过程数据还包含 IOCS 状态信息的数据区 图 6--7 PROFINET IO 设备中的 PNIO_SEND 数据结构 用户程序中的调用接口 PNIO_SEND STL call fc 11 CPLADDR:= W#16#0100 LEN := 20 IOCS := P#DB10.DBX20.0 BYTE 3 DONE := M 70.0 ERROR := M 70.1 STATUS := MW 72 CHECK_IOCS := M 70.2 SEND := P#DB10.DBX0.0 BYTE 20 解释 // 调用 PNIO_SEND 块 //( 将输入传送至 IO 控制器 ) // 来自硬件组态的模块地址 // 记录数目 要传送的 I 地址 ( 字节 ) // 每个发送数据字节,DB10 中一个位状态 // 返回参数 DONE 的地址 // 返回参数 ERROR 的地址 // 返回参数 STATUS 的地址 // 返回参数 CHECK_IOCS 的地址 // 要从 DB10 传送的数据区 //(20 字节 ) B3S--36

37 6 将 CP 作为 PROFINET IO 设备组态和编程 使用 PNIO_RECV 将 O 地址传送到过程输出 (DB11) 对于所组态的 O 地址, 需要在 PROFINET IO 设备中提供可用的数据区, 例如, 在一个 DB 中 ( 在该实例中为 DB11), 该 DB 不仅包含过程数据还包含 IOPS 状态信息的数据区 图 6--8 PROFINET IO 设备中的 PNIO_RECV 数据结构 用户程序中的调用接口 PNIO_RECV STL call fc 12 CPLADDR:= W#16#0100 LEN := 7 IOPS := P#DB11.DBX7.0 BYTE 1 NDR := M 74.0 ERROR := M 74.1 STATUS := MW 76 CHECK_IOPS := M74.2 RECV := P#DB11.DBX0.0 BYTE 7 ADD_INFO:= MW 26 解释 // 调用 PNIO_RECV 块 //( 从 IO 控制器读取输出 ) // 来自硬件组态的模块地址 // 记录数目 要传送的 O 地址 ( 字节 ) // 每个接收数据字节,DB11 中的一个状态位 // 返回参数 NDR 的地址 // 返回参数 ERROR 的地址 // 返回参数 STATUS 的地址 // 返回参数 CHECK_IOPS 的地址 //DB11 中已接收的数据 (7 字节 ) // 诊断信息 B3S--37

38 7 将 CP 组态为 PROFINET IO 控制器 7 将 CP 组态为 PROFINET IO 控制器 PROFINET IO 控制器可以通过工业以太网直接访问 PROFINET IO 设备 要访问连接至 PROFIBUS DP 的现场设备, 需要提供作为 PROFINET IO 代理使用的网关 ( 例如,IE/PB Link PN IO) 7.1 项目工程 STEP 7 中的 PROFINET IO 系统 理论上, 可以按如下所述组态 PROFINET IO: 要将 CP 作为 PROFINET IO 控制器使用, 在 STEP 7 / HW Config 创建一个 PROFINET IO 系统 可以将一个已存在的或一个新的以太网子网分配给作为 PROFINET IO 系统的 CP 然后将 PROFINET IO 设备添加到 PROFINET IO 系统中 STEP 7 自动分配地址, 在必要时可修改该地址 地址信息存储在 CP 的数据库中 当系统启动时,PROFINET IO 控制器 (CP) 不将该地址信息传送到 IO 设备 ( 注意 :I/O 和诊断地址仍在 IO 控制器上 ) 图 7--1 CP 作为带 PROFINET IO 系统的 PROFINET IO 控制器的实例 B3S--38

39 7 将 CP 组态为 PROFINET IO 控制器 PROFINET IO 设备如何使用大操作组态启动 当以大组态 ( 高达 32 个通信连接和高达 32 个 PROFINET IO 设备 ) 操作模块时, 在站启动时, 可能需要几分钟才能让所有 PROFINET IO 设备都接收到来自 PROFINET IO 控制器的组态数据 这对作为 PROFINET IO 设备操作的 IE/PB Link PN IO 尤其有影响 为避免在这种情况下 CPU 停止分配组态数据, 必须增大 CPU 的监视时间 ( 属性对话框, 启动 标签 ) 7.2 与其它服务一起操作 PROFINET IO 偶尔使用的服务当使用影响 PROFINET IO 组态模式的功能 (FB55; 主设置工具 STEP 7 NCM 诊断 ) 时请牢记下列各项 : 这些功能对 PROFINET IO 操作有较大程度的影响, 可能导致 PROFINET IO 设备的周期性 I/O 数据交换中断达几秒钟 7.3 用户程序中的 PROFINET IO 接口 :FC 和 FB 注意在本手册的概述部分详细描述了下面所述的功能 (FC) 和功能块 (FB) 这些块位于 SIMATIC_NET_CP/CP 300 程序库中 使用 FC11 和 FC12 传送过程数据 PROFINET IO 操作无需使用特殊的 FC PNIO_SEND (FC11), 发送过程数据 PNIO_RECV (FC12), 接收过程数据 B3S--39

40 7 将 CP 组态为 PROFINET IO 控制器 PROFINET IO 接口 - 优化 IO 设备故障后的数据传输 可按照以下所述减少 FC11 的长度来优化数据传送, 该操作只能在 PROFINET IO 控制器模式中实现 在 PROFINET IO 接口中, 可通过以比 PNIO 链上所组态的 IO 数据的总长度短的长度 (LEN 参数 ) 来调用 FC PNIO_SEND (FC11) 优化数据传输 如果不遵守手册中给出的关于在特定周期中传送所组态 IO 数据总长度的建议, 则可能出现下列情况 : 发生设备故障和热启动后,IO 设备不输出任何过程数据 原因 : 对于由于优化传送而更新了部分输出数据的 IO 设备, 只有在 IO 控制器 ( 在此为 CP) 传送完整个输出数据区, 发生设备故障之后才会再次数据! 使用 FB52 读写数据记录 当 CP 作为 PROFINET IO 控制器使用时, 通过使用功能块 PNIO_RW_REC (FB52) 读写数据记录来支持非周期性数据交换 FB52 支持功能 写数据记录 和 读数据记录 然而, 它可随时用于 读数据记录 或 写数据记录 单向数据传送 使用 FB54 评估报警 通过 PNIO_Alarm (FB54), 可以在控制器 CPU 的用户程序中获取 判断并确认 PROFINET IO 报警 如果未在用户程序中调用 FB54, 则由作为 PROFINET IO 控制器的 CP 在内部确认所有报警, 用户将不会接收到关于报警的更多信息 通过 FB54, 可以获取附加信息, 例如报警类型或用于删除 / 插入报警的模块地址, 或因返回映射到 FC11 和 FC12 的位数组 IOPS 或 IOCS 的站引起的报警等 ( 第 节 ) 此外, 可使用 FB54 判断所有其它 PROFINET IO 过程报警和诊断报警 B3S--40

41 7 将 CP 组态为 PROFINET IO 控制器 注意如果在用户程序中调用了 FB54 ( 至少 ) 一次, 则必须继续调用该 FB54 以确认未处理的报警 当 FC12 在 ADD_INFO 参数中输出一个不等于 0 的数值时, 即表明有未处理的报警 如果在用户程序中曾调用 FB54 一次或一次以上之后, 不再调用该 FB54, 则不确认报警, 从而不能保证正确更新 IO 映像 例如, 这可能发生于站返回报警时 需要在下一次重启动模块之前保持继续调用 FB54 关于 PROFINET IO 的更多信息当设置 PROFINET IO 系统时, 请阅读综合系统文档 : PROFINET 系统描述从 PROFIBUS DP 到 PROFINET IO 西门子编程手册 该手册包含关于所支持数据记录的结构和功能的更多信息 在此列出的文档也包括在随同每个 S7--CP 发货的手册集锦中 B3S--41

42 8 Web 诊断 8 Web 诊断 通过 Web 诊断,CP 提供调用所连接站的最重要设置 它们的网络连接状态以及来自 PG/PC 上 HTTP 客户机的通信伙伴的选项 此外, 还可查询 CP 所在机架模块中的诊断缓冲区条目 通过 Web 诊断, 只能读取所连接站的数据 8.1 要求和用法 访问诊断数据的设置 检查访问诊断数据所需的下列设置 : 要装载诊断数据, 必须在 Internet 浏览器中启用 Java 脚本 浏览器必须支持框架 必须接受 Cookies 浏览器的设置应确保每次访问一个网页时, 它自动从服务器下载最新数据 在 Internet Explorer 中, 可以在 工具 菜单 Internet 选项 常规 标签 Internet 临时文件 组框 设置 按钮中找到这些设置 当在 PG/PC 上使用防火墙时, 必须为 Web 诊断启用下列端口 : http 端口 80/TCP 注意在 STEP 7 中使用特殊字符 ( 例如, 元音 ä ü 等 ) 组态的站或设备名称可能在 Web 诊断中被错误解析 启动并使用 Web 诊断执行下面列出的步骤来启动 Web 诊断 : 1. 将 PC 连接至连接了 CP 的 LAN 2. 启动 Internet 浏览器, 然后在 Internet 浏览器的地址行中输入下列地址 : 的 IP 地址 > 打开 Web 诊断, 显示 起始页面 B3S--42

43 8 Web 诊断 3. 从右上方的 语言 下拉列表框中选择所需的显示语言 提供下列语言 : 英语德语法语西班牙语意大利语 4. 使用窗口左边的导航面板来打开其它页面 8.2 CP 诊断页面 诊断页面布局 Web 诊断页的标题栏显示 CP 所在的 S7 站的 STEP 7 站名称 在起始页面的标题栏下可以看到 CP 类型 ( 此处为 CP EX30) 在左侧导航面板的上方可以看到模块类型 ( 此处为 SIMATIC S7 CP ) B3S--43

44 8 Web 诊断 起始页面 该页面显示常规设备数据和所连接 CP 的状态 参数常规站名称安装了 CP 的站所组态的名称 模块名称所组态的模块名称模块类型模块类型名称状态 工作模式 CP 的当前模式 : 正在启动 RUN (CP 处于生产模式 ) 正在停止 STOP 出错停止 功能 B3S--44

45 8 Web 诊断 标识 可在此看到用于标识和维护 CP 的各种信息 参数 功能 标识 工厂标识 1) CP 的工厂标识 ( 如果已组态 ) 位置标识符 1) CP 的位置标识符 ( 如果已组态 ) 序列号 订货号 CP 的序列号 CP 订货号 版本 硬件 固件 模块的硬件版本 已存储固件的版本 1) PROFINET IO 控制器通过 写数据记录 功能可以向作为 PROFINET IO 设备使用的 CP 提供工厂标识和位置标识符信息 这通过索引 AFF1 H 的维护数据记录 IM1 来完成 在手册的概述部分 A 中, 关于用于 PROFINET IO 的 FC 的描述详细说明了 写数据记录 功能 B3S--45

46 8 Web 诊断 机架组态 在此显示站插槽和常规数据及设备状态 参数 机架组态 ( 机架名称 ) 插槽 机架中各个模块的插槽 状态 相关模块的状态显示 : 绿色 ( 正常, 模块正在运行 ) 红色 ( 已发生故障 ) 黄色 ( 模块已进入 STOP 模式 ) 模块名称 订货号 最后一列 LED 状态 包含更多信息 在 HW Config 中组态的模块的名称 模块订货号 功能 B3S--46

47 8 Web 诊断 参数 功能 版本 模块的固件版本 LED 状态 模块的 LED 指示灯 : 灰色 (LED 处于非活动状态,LED 熄灭 ) 彩色 (LED 处于活动状态,LED 点亮 ) LED 的类型数目取决于特定的模块类型 可以在特定模块的文档中找到 LED 含义的解释 B3S--47

48 8 Web 诊断 诊断缓冲区 该表以接收时间顺序列出了所有事件 最近的一个条目位于表格开头, 最早的条目位于表格末尾 通过单击表格上方的各种标签, 可以选择机架中的各个模块 事件 编号 时间 日期 参数 条目的连续编号 功能 条目的时间注意如果模块已与时间服务器同步, 则显示当前时间 否则显示自上次重启动后的时间 如果模块已同步, 则显示条目日期 否则显示模块的缺省日期 ( ) 或上次重启动的日期 事件显示诊断缓冲区条目 ( 条目仅以英文显示 ) 详细信息 : 事件编号 事件标识号 事件条目的文本 诊断缓冲区条目的事件标识号 B3S--48

49 8 Web 诊断 工业以太网 参数 标签 该页面显示了 MAC 地址 IP 地址和 LAN 连接的各种参数 网络连接 MAC 地址 ( 激活的 ) 参数 MAC 地址 ( 出厂设置 ) CP 激活的 MAC 地址 在工厂中设置的 MAC 地址 功能 设备名称在 STEP 7 中组态的设备名称 ( 属性对话框, PROFINET 标签 ) IP 参数 IP 地址 子网掩码 缺省路由器 CP 的 IP 地址 所组态的子网掩码 所组态路由器的 IP 地址 IP 设置 IP 地址如何分配 ( 例如,STEP 7 DHCP...) 物理属性 端口号 CP 的 LAN 端口数目 :1 2 链接状态 LAN 端口状态 : 正常 无链接 设置显示在 STEP 7 中组态的专用网络设置 : 已组态的 自动 ( 自动设置 / 自动协商 ) 模式显示当前网络属性 ( 传输率和方向 ) 可能的数值 : 10 Mbps, 半双工 10 Mbps, 全双工 100 Mbps, 半双工 100 Mbps, 全双工 B3S--49

50 8 Web 诊断 统计 标签 该页面显示自模块上次重启动后已发送和已接收的帧信息 参数 已发送的数据包 功能 已发送的无错帧数目 单点传送 多点传送和广播帧的数目及因发生冲突而取消的帧数目 已接收的数据包 无错接收的帧数目 已接收的单点传送 多点传送和广播帧的数目 因校验和或对齐错误而拒绝的帧数目或因缺少资源而拒绝的帧数目 TCP 连接 标签 该页面提供关于已存在的 TCP 连接的信息 编号 参数 本地 IP 地址 伙伴的 IP 地址 本地端口 伙伴端口 TCP 连接的连续编号 CP 的 IP 地址 伙伴的 IP 地址 用于 TCP 连接的端口号 伙伴上用于 TCP 连接的端口号 状态 TCP 连接的连接状态, 例如 : LISTEN ( 正在等待连接 ) ESTABLISHED ( 已存在连接 ) 功能 TIME WAIT ( 在连接终止之前的等待状态 ) 和其它中间状态, 例如,SYN SENT SYN RECV CLOSING 等 UDP 连接 标签 该页面提供关于已存在的 UDP 连接的信息 参数编号本地 IP 地址伙伴的 IP 地址本地端口伙伴端口 UDP 连接的连续编号 CP 的 IP 地址伙伴的 IP 地址用于 UDP 连接的端口号伙伴上用于 UDP 连接的端口号 功能 B3S--50

51 8 Web 诊断 PROFINET IO 该页面提供关于 PROFINET IO 组态的最重要参数的信息 显示哪些参数取决于 CP 是被组态为 PROFINET IO 控制器还是设备 PROFINET IO 控制器的参数 参数功能 PROFINET IO 组态 模式 CP 的 PROFINET IO 模式 ( 此处为 PROFINET IO 控制器 ): PROFINET IO 控制器 PROFINET IO 设备无 PROFINET IO 组态 状态 控制器的工作状态 (RUN,STOP) 设备列表 设备编号 PROFINET IO 系统中节点的已组态设备编号 设备名称 设备名称 (STEP 7, 属性对话框, PROFINET 标签 ) B3S--51

52 8 Web 诊断 IP 地址 参数 设备的 IP 地址 功能 当为 IE/PB Link PN IO 时,DP 从站通过代理作为 PROFINET IO 设备集成, 换句话说, 它们具有不同的设备编号, 但均具有相同的 IE/PB Link PN IO 的 IP 地址 逻辑地址相关设备的模块基址 ( 诊断地址 ) 状态 设备状态 : 正常 ( 无故障运行 ) 中断 ( 出错 / 故障 ) PROFINET IO 设备的参数 参数功能 PROFINET IO 组态 模式 CP 的 PROFINET IO 模式 ( 此处为 PROFINET IO 设备 ): 设备名称设备名称 PROFINET IO 控制器 PROFINET IO 设备无 PROFINET IO 组态 B3S--52

53 8 Web 诊断 IP 地址 参数 设备的 IP 地址 状态设备状态 : 已分配的 PNIO 控制器 设备名称 IP 地址 正常 ( 无故障运行 ) 没有到 PROFINET IO 控制器的连接 ( 连接中断或故障 ) PROFINET IO 块未正确调用 ( 块未调用或未正确调用 ) 已分配控制器的设备名称 控制器的 IP 地址 功能 B3S--53

54 9 与以前产品的兼容性 9 与以前产品的兼容性 9.1 扩展功能 模块 6GK EX30-0XE0 的附加功能 新增下列属性 服务和功能 : Web 诊断 作为 PROFINET IO 设备使用 集成的 2 端口实时交换机 使用 FB52 读写数据记录 诊断 : 在用户程序中使用 FB54 评估报警 与模块 6GK EX21-0XE0 相比的改动 单幅设计 不支持 PROFINET CBA 无可更换 C--PLUG 卡 没有模式选择器 ( 在 STEP 7 的 SIMATIC 管理器或 NCM 诊断中更改模式 ) 更改了连接组态限制 ( 参见第 5.1 节 ) 9.2 更换较早的模块 / 更换故障模块 作为替换件使用 : 在此描述的 6GK EX30--0XE0 可用于更换下列以前的产品 : CP (6GK EX11--0XE0) *) CP (6GK EX20--0XE0) **) CP (6GK EX21--0XE0) **) *) 请注意在这些设备类型中不再提供 AUI 接口 要连接至 AUI 网络, 可使用介质转换 器 Scalance X AUI (6GK BX00--2AA3) B3S--54

55 9 与以前产品的兼容性 **) 与设备类型 CP (EX20)/(EX21) 相比, 请注意可能的连接数目不同, PROFINET IO 组态限制降低 ; 与设备类型 CP (EX21) 相比, 不支持 PROFINET CBA CP (EX30) 可与一个占位模块 SM370 (6ES AA01--0AA0) 一起插入到现有 S7-300 机架中的一个双幅插槽中 用户程序中的接口! 危险请牢记如果使用该模块进行更换, 则只能使用所使用 CP 类型允许的 SEND/RECEIVE 接口上的块! 建议始终使用最新的块版本 如果使用在此所述的模块来更换下面所列的其中一个模块, 则确保使用模块后列出的块版本 : 6GK EX10--0XE0 组态为 6GK EX10--0XE0 的 6GK EX11--0XE0 块版本 : AG_SEND (V4.2 及更高版本 ) AG_RECV (V4.7 及更高版本 ) AG_LOCK (V4.0 及更高版本 ) AG_UNLOCK (V4.0 及更高版本 ) 须知对于新用户程序, 请确保始终使用最新的块版本 可以在 Internet 中找到关于最新块版本的信息及下载最新块的链接 : B3S--55

56 9 与以前产品的兼容性 更换模块 当使用在此描述的模块更换较早的模块时, 请遵守下面列出的步骤 : 表 9--1 原先组态的模块 6GK EX21--0XE0 *) 6GK EX20--0XE0 6GK EX11-0XE0 6GK EX10--0XE0 **) ***) 组态步骤 情况 a: 组态不变如果与以前的 CP 相比没有任何新要求 ( 连接数目等 ), 则无需修改项目工程 在启动前, 请注意下列区别 : 如果为正在更换的 CP 选择了在 CPU 上存储组态数据选项, 则当 CP 启动后, 将自动把组态数据从 CPU 传送到 CP 否则, 重新将组态数据从 CP 下载至 PG/PC 情况 b: 项目工程数据已调整如果希望使用新 CP 的扩展功能, 则执行下列步骤 : 1. 在 STEP 7 / HW Config 中, 使用硬件目录中的新模块更换以前组态的 CP 2. 扩展组态以满足要求, 例如在连接组态中 3. 重新保存 编译组态数据并将其下载至 CPU 或 CP 须知阅读在表 9--1 中列出的关于模块类型的下列注意事项 : *) 当更换模块时, 请牢记可能连接的组态限制已更改 PROFINET 组态限制已降低且不再支持 PROFINET CBA 功能 **) 如果更换模块, 则需要使用 STEP 7 将已调整的项目工程数据下载至新模块类型 因此, 只能使用 情况 b/ 已调整的组态 步骤 ***) 如果更换模块, 则需要将通信块升级到最新版本 B3S--56

57 10 关于操作的更多注意事项 10 关于操作的更多注意事项 10.1 存储器复位 可用功能 CP 有一个两级功能可用于复位存储器 : 清除 / 复位 在进行该存储器复位之后,CP 将保留预置的 MAC 地址和保持参数 因此,CP 将立即就绪, 可使用 IP 地址执行下载 保留参数包括 : - IP 地址 子网掩码和路由器地址 ( 若适用 ) - LAN 设置 复位至出厂设置 该存储器复位后,CP 只保持出厂设置的 MAC 地址 ( 与供货时相同 ) 如果将组态数据存储在 CPU 上, 则请阅读下列注意事项 注意使用在此描述的功能来复位存储器, 不会修改 CPU 上的组态数据! 如果随后将组态数据从 CPU 上传至 PG, 就能够始终获得原先位于 CP 上的组态数据 ( 包括参数 连接 IP 地址等 ) 如何使用功能可在 STEP 7 中启动存储器复位功能 清除 / 复位 在 STEP 7 / HW Config 中, 使用 PLC 清除 / 复位或在 STEP 7 / NCM 诊断中, 使用工作模式清除 / 复位模块 B3S--57

58 10 关于操作的更多注意事项 复位出厂缺省值在 STEP 7 / NCM 诊断中, 使用工作模式复位至出厂缺省值 存储器复位后的特性 S7 站中的 CPU 不能识别 CP 存储器已复位 因此,CP 将进入 出错停止 状态 ( 参见第 4 章 ) 然后必须重新装载组态数据 如果组态数据存储在 CPU 中, 则可通过断电 / 上电启动下载 10.2 使用快速以太网 - 自动切换 网络设置自动切换如何工作 CP 有两个 10/100 Mbps 的半 / 全双工端口, 该端口可以自动检测和自动协商网络设置 接通 CP 后, 这些功能按如下所述工作 : CP 检测通讯伙伴正在使用的传输率 (10/100 Mpbs) 如果不能检测, 则不建立连接 如果在 PROFINET IO 模式中没有建立伙伴间的连接, 则应检查所涉设备是否被设为 自动设置 或 100 Mbps 全双工模式 如果检测成功, 则 CP 将尝试与通讯伙伴协商全双工模式 如果不能协商, 则 CP 将使用已检测到的传输率和半双工工作模式 过程持续时间 : 最多 2 秒 可以在 STEP 7 中, 在 CP 属性对话框的 端口参数 标签中设置 CP 的网络属性 自动跨接 自动设置还包括 自动跨接 机制 通过自动跨接, 可使用交叉或直通电缆连接网络组件和终端设备 B3S--58

59 10 关于操作的更多注意事项 自动设置或单独网络设置 缺省状态下,CP 被组态为自动检测 在使用 STEP 7/HW Config 组态 CP 时, 一旦手动定义一个组态 ( 在 CP 属性对话框中 -- 端口参数 标签 ), 网络设置的自动协商功能 ( 自动协商 ) 将不再有效 另一方面, 如果通信伙伴使用自动协商, 则无法建立通信 当通信伙伴使用手动设置的组态时, 只能使用相同的手动组态 须知当使用 PROFINET IO 时, 传输率必须达到 100 Mbps, 全双工 更多注意事项 : 自动跨接 如果禁止了 端口参数 标签中的 自动设置 选项, 则也将禁止自动跨接 ; 之后可使用哪种电缆则取决于 CP 的角色 ( 网络组件或终端设备 ) 无 自动协商 的 10/100 Mbps 网络组件 如果使用不支持 自动协商 的 10/100 Mbps 网络组件, 则必须在 CP 组态期间使用 STEP 7 / HW Config 手动设置模式 ( 在 CP 属性对话框中 ) 缺省状态下, CP 被组态为自动检测 强制一个网络设置而不是 自动协商 如果应用要求固定网络设置而不是 自动协商, 则两个伙伴设备均必须使用相同的设置 使用手动组态时, 对自动协商查询无响应 请牢记如果手动组态 CP, 则它不会对自动协商查询进行响应! 因此, 所连接的伙伴无法被设置为所需的网络设置, 从而无法建立通信 实例 : 例如, 如果 CP 设为 100Mpbs -- 全双工, 则作为伙伴连接的 CP 将被设为 100Mbps -- 半双工 原因: 由于固定设置, 不能实现自动协商响应 ; 所连接的伙伴通过自动检测识别为 100Mpbs, 但仍然处于半双工模式 B3S--59

60 10 关于操作的更多注意事项 建议 : 仅将 单独网络设置 修改为通过 MPI 如果修改 CP 属性对话框 端口参数 标签中的 LAN 设置, 则 CP 将采用这些修改, 并在将组态数据下载至 CP 时激活这些修改 因此建议在修改该设置时, 通过 MPI 连接将组态数据下载至 S7 站 如果通过 LAN 接口下载组态数据, 根据选定的设置, 可能因组态所作的修改立即生效而导致当前下载不完整 STEP 7/NCM 诊断和 Web 诊断显示网络设置 可以在 网络连接 部分的 工业以太网 诊断对象或在 参数 标签的 工业以太网 页面的 Web 诊断中找到 NCM 诊断当前正在使用的网络设置信息 10.3 SNMP 代理 SNMP (Simple Network Management Protocol, 简单网络管理协议 ) CP 支持通过 V1 版本的 SNMP 查询数据 SNMP 是用于管理网络的协议语言 发送数据时,SNMP 使用无连接的 UDP 协议 关于符合 SNMP 的设备的属性信息被输入在 MIB 文件 (MIB = 管理信息库 ) 中 有关如何使用 MIB 文件的更多详细信息, 请参见您所使用的 SNMP 客户机的文档 (SNMP 客户机实例 : 来自 SIMATIC NET 的 SNMP OPC 服务器 ) 所支持的 MIB 对象 CP 支持所有符合 MIB 标准 MIB II (RFC 1213) 和 LLDP MIB 的 MIB 对象 例外情况 / 限制条件 : 只允许对下列 MIB 对象进行写访问 : syscontact syslocation 和 sysname; 出于安全原因, 对所有其它 MIB 对象只允许进行读访问 CP 不支持中断 B3S--60

61 10 关于操作的更多注意事项 使用团体名称的访问许可 CP 使用下列团体名称来分配许可 : 对于读访问 : public 对于读写访问 : private ( 请注意使用小写字母!) 10.4 标准 IT 接口上可能的安全漏洞 / 防止非法访问 对于各种 SIMATIC NET 组件, 例如,OSM/ESM, 可通过开放式协议和接口使用大量参数赋值和诊断功能 ( 例如,Web 服务器 网络管理 ) 无法完全排除由第三方未授权滥用这些开放式协议和接口的可能性, 例如操纵数据 当使用上述列出的功能和这些开放式接口和协议时 ( 例如,SNMP HTTP), 应采取适当的安全措施, 防止对组件和网络的未授权访问, 尤其应防止来自 WAN/Internet 的未授权访问 须知我们明确指出必须使用适当的网关将自动化网络与公司其它网络隔离 ( 例如, 使用经过测试的防火墙系统 ) 对因不遵守该须知而引起的损坏, 无论出于何种法定理由, 我们不承担任何责任 如对使用防火墙系统和 IT 安全有任何疑问, 请联系当地的西门子办事处或代表 可以在 SIMATIC 目录 IK PI 或以下 Internet 位置找到地址 : > 联系信息与合作伙伴 > 当地伙伴 10.5 MPI 对通过工业以太网连接的影响 如果在 MPI 上添加或删除一个站, 例如因连接或断开一个服务 PG, 则有可能导致通信总线上的所有活动通信中止 它对工业以太网上的通信连接有下列影响 : 所有 S7 连接均被临时中止 当使用带独立 K 总线的 CPU ( 例如,CPU CPU PN/DP CPU PN/DP) 时, 这不适用 B3S--61

62 10 关于操作的更多注意事项 临时中止下列连接 : 在其通信总线上正在处理数据长度 >240 字节的作业的连接 临时中止 FETCH/WRITE 连接 在用户程序的 FC 接口中, 必须在 FC11/FC12 中判断由 DONE ERROR 和 STATUS 参数组成的条件代码 10.6 IP 组态特征 如果通过 DHCP 分配 IP 地址, 则所组态的 S7 连接无法操作 须知如果通过 DHCP 获得 IP 地址, 则所组态的所有 S7 连接将不起作用 原因 : 在运行期间, 所组态的 IP 地址被通过 DHCP 获取的地址覆盖 10.7 保留的端口号 保留下列本地端口号 ; 禁止在连接组态时将这些端口号用于其它用途 表 保留的端口号 协议 端口号 服务 TCP FTP TCP 25 SMTP TCP 80 HTTP TCP 102 RFC1006 TCP 135 RPC--DCOM UDP 161 SNMP_REQUEST UDP PN IO UDP NTP UDP NTP UDP NTP UDP NTP B3S--62

63 10 关于操作的更多注意事项 10.8 在网络中检测到重复 IP 地址后重启动 CP 可检测出网络中的双重地址, 免去您费时地在网络中进行故障排除 当通过删除具有相同 IP 地址的设备或改变其地址消除出错原因之后, 必须重启动 CP 10.9 通过 DHCP 获取 IP 地址 - CP 在租期到期时停止 如果组态了 从 DHCP 服务器获取 IP 地址, 则当 CP 启动时, 由 DHCP 服务器给该 CP 分配一个具有有限使用期限 ( 租期 ) 的有效 IP 地址 当租期到期时,CP 的响应如下 : 如果 DHCP 在租期到期时未分配一个新的 IP 地址, 则 CP 进入 STOP 状态, 丢失事先已分配的 IP 地址 所有通信连接都将终止 通过 PROFINET IO 中的 IP 访问控制列表提供 IP 访问保护 当激活 IP 访问保护时, 请注意下列 CP 响应 : 如果将 CP 组态为 PROFINET IO 设备, 则必须在 IP 访问列表中输入 PROIFNET IO 控制器的 IP 地址 (STEP 7 --CP 属性对话框 -- IP 访问保护标签 ) 由 CP 设置 CPU 时间 CP 以 1 分钟的时间间隔更新 CPU 时间 即使 CP 以 1 秒的时间间隔接收时间帧,CP 仍以一分钟的时间间隔同步 CPU 时间 这表示 CPU 上的时间值跳变较缓 B3S--63

64 10 关于操作的更多注意事项 关于 CP 的其它信息 FAQ 可以在 Internet 的下列条目号下找到关于如何使用在此描述的 CP 的详细信息 (FAQ): > FAQ 标签 GSDML 文件 可以在 Internet 的下列条目号下找到在此描述的 CP 的 GSDML 文件 : B3S--64

65 11 如何装载新固件 11 如何装载新固件 要求 使用随同 STEP 7/NCM S7 一起发货的固件装载程序将新固件下载至 SIMATIC NET CP 下载要求 要下载固件, 要求使用 PG/PC 中的工业以太网 CP 模块 ( 例如,CP 1613) 或带 Softnet 软件包的常规以太网模块 S7-ONLINE 接口必须设为 ISO -- 工业以太网 协议 无法使用 TCP/IP 下载 ( 因此, 无法下载至其它网络 ) 如何下载新固件始终使用 CP 的激活的 MAC 地址来启动下载! 用于指示 CP 模式的 LED 前面板上不同的 LED 组合指示不同的状态 : 表 SF ( 红色 ) BF ( 红色 ) RUN ( 绿色 ) STOP ( 黄色 ) CP 工作模式 正在下载固件 固件已成功下载 无法下载固件 图例 : ( 彩色 ) 点亮熄灭 ( 彩色 ) 闪烁 -- 任意 当下载被中断时如何操作 网络上的干扰或冲突会引起数据包丢失 这些情况会导致固件下载中断 固件装载程序随后指示超时或正在被装载的模块给予否定响应 在这种情况下, 可先关闭, 然后重新打开站, 重复下载步骤 用于工业以太网 CP 343-1/ 手册 B3A 部分 B3S--65

66 12 技术规范 12 技术规范 传输率 10 Mbps 和 100 Mbps 接口 连接至以太网 2xRJ--45 插口 电源 DC +24 V ( 允许范围 :+20.4 V 至 V) 电流消耗 来自背板总线 最大为 200 ma 来自外部 24 V DC TP: 最大值约为 0.2 A 功耗约为 5.8 W 允许的环境条件 设计 工作温度 0 C 至 +60 C 运输 / 存储温度 C 至 +70 C 最大相对湿度 +25 C 时为 95% 海拔 最高海拔为 2000 m 模块结构 紧凑型模块 S7-300; 单幅 尺寸 (WxHxD), 单位为 mm 40 x 125 x 120 大致重量 220 g 表 认证描述 c--ul--us UL 508 适用危险场所的 c--ul--us CSA C22.2 No.142 UL 1604 UL 2279PT.15 CL. 1, Div. 2 GP.A.B.C.D T.. CL. 1, Zone 2, GP. IIC, T.. CL. 1, Zone 2, AEx nc IIC T.. FM FM 3611 CL. 1, Div. 2 GP.A.B.C.D T.. CL. 1, Zone 2, GP.IIC. T.. Ta:.. C--TICK AS/NZS 2064 (Class A) CE EN EN ( 替代 EN ) ATEX Zone 2 在型号板上列出温度代码 T.. 和最大环境温度 Ta:.. EN II 3 G EEx na II T.. KEMA 03 ATEX 1228 X B3S--66 用于工业以太网 CP 343-1/ 手册 B3A 部分

67 12 技术规范 须知所购买设备上印制的认证均适用 除此之外,S7-300 参考手册 模块数据 /1/ 的 一般技术规范 一章中的所有信息均适用于 CP 电磁兼容性运输和存储条件机械和气候环境条件绝缘测试 防护类别和防护等级 用于工业以太网 CP 343-1/ 手册 B3A 部分 B3S--67