實(shí)用 | Profinet，從理論到使用詳解

反恐精英禿鷲 2020-06-09

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1 PROFINETIO概述

PROFINET是一種用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的創(chuàng)新、開(kāi)放式以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)（IEC61158）。使用PROFINET，設(shè)備可以從現(xiàn)場(chǎng)級(jí)連接到管理級(jí)。

· PROFINET用于自動(dòng)化的開(kāi)放式工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

· PROFINET基于工業(yè)以太網(wǎng)。

· PROFINET采用TCP/IP和IT標(biāo)準(zhǔn)。

· PROFINET是一種實(shí)時(shí)以太網(wǎng)。

· PROFINET實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的無(wú)縫集成。

通過(guò)PROFINET，分布式現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（如現(xiàn)場(chǎng)IO設(shè)備，例如信號(hào)模板）可直接連接到工業(yè)以太網(wǎng)，與PLC等設(shè)備通訊。并且可以達(dá)到與現(xiàn)場(chǎng)總線相同或更優(yōu)越的響應(yīng)時(shí)間，其典型的響應(yīng)時(shí)間在10ms的數(shù)量級(jí)，完全滿足現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的使用。

在使用Step7 進(jìn)行組態(tài)的過(guò)程中，這些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（IOdevice, IO設(shè)備）制定由一個(gè)中央控制器(IOcontroller, IO控制器)。借助于具有PROFINET的能力接口或代理服務(wù)器，現(xiàn)有的模板或設(shè)備仍可以繼續(xù)使用，從而保護(hù)PROFIBUS用戶的投資。

IOSupervisor（IO監(jiān)視設(shè)備）用于HMI和診斷。

在PROFINET的結(jié)構(gòu)中，PROFINETIO是一個(gè)執(zhí)行模塊化，分布式應(yīng)用的通訊概念。PROFINETIO能讓您從您所熟悉的PROFIBUS一樣，創(chuàng)造出自動(dòng)化的解決方案。所以不管您組態(tài)PROFINETIO或PROFIBUS，在STEP7中有著相同的應(yīng)用程序外觀

2 PROFINETIO現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備簡(jiǎn)介

以下SIMATIC產(chǎn)品用于PROFINET分布式設(shè)備：

· IM151-3 PN 作為IO設(shè)備直接連接ET200S的接口模塊。

·CPU317-2DP/PN或CPU315-2DP/PN作為IO控制器的CPU模塊，用于處理過(guò)程信號(hào)和直接將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接到工業(yè)以太網(wǎng)。

· IE/PBLINKPNIO將現(xiàn)有的PROFIBUS設(shè)備透明的連接到PROFINET的代理設(shè)備。

· IWLAN/PBLINKPNIO將PROFIBUS設(shè)備通過(guò)無(wú)線的方式透明的連接到PROFINET的代理設(shè)備。

·CP343-1用于連接S7-300到PROFINET，連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的通訊處理器。

·CP443-1 Advanced用于連接S7-400到PROFINET，連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備并帶有集成的WEB服務(wù)器和集成的交換機(jī)的通訊處理器。

·CP1616可作為IO設(shè)備。用于連接PC到PROFINET，連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備并帶有集成交換機(jī)的通訊處理器。

· SOFTPNIO作為IO控制器，用于運(yùn)行編程器或PC的通訊軟件。

· STEP7用于已有的PROFIBUS進(jìn)行傳統(tǒng)方式組態(tài)PROFINET

3 PNIO組態(tài)

PROFINETIO的IO現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備在PROFINET上有著相同的等級(jí)，在網(wǎng)絡(luò)組態(tài)時(shí)分配給一個(gè)IO控制器。現(xiàn)場(chǎng)IO設(shè)備的文件描述定義在GSD(XML)文件。

1. 導(dǎo)入GSD文件，并在Step7中進(jìn)行硬件組態(tài)

2. 編寫(xiě)相關(guān)程序，下載到IO控制器中

3. IO控制器和IO設(shè)備自動(dòng)的交換數(shù)據(jù)

3.1本例設(shè)備簡(jiǎn)介

4 PNIO的組態(tài)步驟

4.1 打開(kāi)Step7軟件

在桌面上選擇Step7圖標(biāo)SIMATIC Manager，并雙擊。

4.2 新新建建一一個(gè)個(gè)項(xiàng)項(xiàng)目目

點(diǎn)擊工具欄中的按鈕，彈出Newproject(新建項(xiàng)目)對(duì)話框。在Name: 欄中寫(xiě)入要新建的工程名，PNController_IODevice1。

點(diǎn)擊“OK”按鈕，在SIMATIC Manager中新建了該工程。

4.3 添加IOController

在SIMATIC Manager左側(cè)欄內(nèi)，右鍵點(diǎn)擊，彈出菜單，插入一個(gè)S7-300站。

將站加進(jìn)程序中

點(diǎn)擊硬件組態(tài)

右側(cè)欄內(nèi)為產(chǎn)品分類，點(diǎn)擊SIMATIC 300圖標(biāo)的+號(hào)。找到RACK300的機(jī)架Rail，用鼠標(biāo)拖拽到左上側(cè)的空白欄內(nèi)。

在這個(gè)機(jī)架中添加IO控制器的CPU模塊，找到CPU-300的CPU315-2PN/DP的版本V2.6，使用鼠標(biāo)拖拽到機(jī)架的2號(hào)槽中。

加進(jìn)去的時(shí)候彈出網(wǎng)絡(luò)配置，點(diǎn)擊“NEW”按鈕，增加新網(wǎng)絡(luò)。

點(diǎn)擊OK,可以看到PLC已經(jīng)添加完成，并且在軟件里可以看到PROFINET的標(biāo)志。

4.5 對(duì)IODevice進(jìn)進(jìn)行行硬硬件件組組態(tài)態(tài)

在這個(gè)子網(wǎng)Ethernet(1)中，配置另外兩個(gè)IO設(shè)備站，配置IO設(shè)備站與配置PROFIBUS從站類似。同樣在右側(cè)的欄內(nèi)找到需要組態(tài)的PROFINETIO的ET200S的標(biāo)

識(shí)，并且找到與相應(yīng)的硬件相同的訂貨號(hào)的ET200S接口模塊。

用鼠標(biāo)雙擊(1)IM151-3圖標(biāo)，彈出該ET200S的屬性界面?？梢钥吹綄?duì)于ET200S的簡(jiǎn)單描述，訂貨號(hào)，設(shè)備名稱，設(shè)備號(hào)碼和IP地址。其中Device Name設(shè)備名

稱可以根據(jù)工藝的需要來(lái)自行修改，這里改為ET200S1。Device Number設(shè)備號(hào)碼用于表示設(shè)備的個(gè)數(shù)。IP地址也可以根據(jù)需要來(lái)修改。這里使用默認(rèn)狀

態(tài)192.168.0.2。點(diǎn)擊OK按鈕，關(guān)閉該對(duì)話框。

使用同樣的方式在右側(cè)的產(chǎn)品欄內(nèi)，選擇其它ET200S的模塊添加到IO設(shè)備的模塊列表中。

使用同樣的方式組態(tài)另一個(gè)ET200S站，并改其Device name為ET200S2。也可以使用鼠標(biāo)點(diǎn)擊ET200S1的圖標(biāo)，加上Ctrl鍵，復(fù)制出另一個(gè)ET200S2站。因?yàn)?/section>

實(shí)際的組態(tài)中兩個(gè)ET200S的硬件組態(tài)是相同的。IP地址保持默認(rèn)狀態(tài)，192.168.0.3。可以看到DI模版地址分別為2.0至2.3，3.0至3.3。DO模板的地址分別

為2.0至2.1，3.0至3.1。點(diǎn)擊工具欄圖標(biāo)，完成對(duì)該項(xiàng)目的硬件組態(tài)完成編譯和保存。

4.6 編編寫(xiě)寫(xiě)用用戶戶程程序序

在SIMATIC Manager中，依照等級(jí)次序，點(diǎn)擊+號(hào)至Blocks。

可以看見(jiàn)右側(cè)欄內(nèi)的OB1，雙擊OB1，進(jìn)入LAD/STL/FBD的編程界面中。使用STL語(yǔ)言編程。根據(jù)在硬件組態(tài)中的ET200S兩個(gè)站的DI，DO模板地址，

在Network1中，對(duì)ET200S1進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)；在Network2中，對(duì)ET200S2進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)。點(diǎn)擊工具欄進(jìn)行保存。

4.7 設(shè)置PG/PC接口

對(duì)于PROFINET的組態(tài)下載和調(diào)試，使用TCP/IP協(xié)議，所以在SIMATIC Manager中選擇Options菜單，選擇“Set PG/PCInterace...”

選擇TCP/IP->Intel(R) PRO/1000MT...接口參數(shù)。其中Intel(R) PRO/1000MT...表示本臺(tái)PG/PC的以太網(wǎng)卡。點(diǎn)擊OK即可。

可以在SIMATIC Manager的界面的狀態(tài)欄中，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)選擇的PG/PC接口。

對(duì)本臺(tái)PG/PC作為IOsupervisor，通過(guò)一根FC標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)線連接SCALANCEX206-1交換機(jī)。雙擊本地網(wǎng)絡(luò)連接圖標(biāo) ，給本機(jī)設(shè)置IP地址192.168.0.100。注

意要使各臺(tái)PN設(shè)備要在同一個(gè)網(wǎng)段上192.168.0.0。

4.8 設(shè)置IO設(shè)備名

從圖中看到兩個(gè)ET200S站的一些信息。IP地址，由于沒(méi)有下載PLC的硬件組態(tài)，故沒(méi)有IP地址。MAC地址，是ET200S的PN接口模塊在出廠時(shí)固化的硬件地址，不能修改。設(shè)備類型，此時(shí)指示在Ethernet(1)上的PNIO的類型均為ET200S。設(shè)備名，目前在ET200S的MMC卡中沒(méi)有存儲(chǔ)任何信息。通過(guò)下拉菜單

指示硬件組態(tài)的ET200S的設(shè)備名稱為ET200S1，根據(jù)不同的MAC地址，通過(guò)鼠標(biāo)選擇不同ET200S設(shè)備。選擇MAC地

址為08-00-06-6B-F7-A6的ET200S，通過(guò)“ASSIGN NAME”按鈕，給其命名ET200S1

ET200S1的MAC地址在IM151-3的接口模塊上，打開(kāi)接口模塊的前蓋，可以看見(jiàn)相應(yīng)的MAC地址。

ET200S2的MAC地址在IM151-3的接口模塊上，打開(kāi)接口模塊的前蓋，可以看見(jiàn)相應(yīng)的MAC地址.

來(lái)查看組態(tài)的設(shè)備名是否正確。綠色的√，表示正確。

設(shè)置完畢后保存和編譯剛剛的組態(tài)。

4.9 下下載載硬硬件件組組態(tài)

點(diǎn)擊OK下載。會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框，詢問(wèn)是否給IO控制器的IP地址設(shè)置為192.168.0.1。點(diǎn)擊yes。

讓PLC運(yùn)行即可

4.10 下下載載用用戶戶程程序序

在SIMATIC Manager中用鼠標(biāo)點(diǎn)擊左側(cè)欄內(nèi)的Blocks。

點(diǎn)擊工具欄中的按鈕，下載用戶程序.

4.11 測(cè)測(cè)試試用用戶戶程程序序

然后，雙擊OB1，打開(kāi)用戶編程界面。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊工具欄中的眼鏡圖標(biāo)，進(jìn)行在線

測(cè)試用戶程序。在線后，編程界面的標(biāo)題欄，狀態(tài)欄顯示綠色。并且在程序窗口的右側(cè)，出現(xiàn)程序指令的狀態(tài)字。在STANDARD的欄下表示的是各個(gè)字的在線值。由于對(duì)于此位置的在線值，不能以二進(jìn)制形式表示，那么也就不能清晰的顯示二進(jìn)制DI和DO的信號(hào)狀態(tài)?？梢允褂米兞勘淼姆绞絹?lái)觀察。

在SIMATIC Manager中的右側(cè)欄的空白處，單擊鼠標(biāo)右鍵，彈出插入變量表的菜單。

保持默認(rèn)名字VAT_1，點(diǎn)擊OK。

在SIMATIC Manager中出現(xiàn)名字為VAT_1的變量表。雙擊打開(kāi)。

在Address欄中，添加所要觀察的變量MW0，MW4；添加所要強(qiáng)制的變量MW2，MW6。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊DisplayFormat欄，點(diǎn)擊右鍵選擇Binary方式顯示。

在線觀察

如果ET200S1的DI模板，有信號(hào)輸入，那么相應(yīng)的位會(huì)顯示為1。

同樣，可以強(qiáng)制DO模板的輸出。使用鼠標(biāo)在對(duì)應(yīng)的Modifyvalue欄中，強(qiáng)制你所要的對(duì)應(yīng)的輸出。那么觀察DO模板輸出燈變亮。

5 PNIO的診斷

5.1在線診斷

通過(guò)SIAMTIC Manager在線，你可以觀察到系統(tǒng)的當(dāng)前一般狀態(tài)信息。包括運(yùn)行，停止，故障顯示等等。點(diǎn)擊SIMATIC Manager工具欄中的'在線'圖標(biāo)，使其在線.

通過(guò)顯示訪問(wèn)點(diǎn)，你可以看到在SIMATIC Manger的右側(cè)欄內(nèi)的PROFINET設(shè)備狀態(tài)。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊SIMATIC Manager中工具欄的“configure network”圖標(biāo)。

通過(guò)硬件診斷，你可以快速的查找出現(xiàn)故障的模塊的信息。打開(kāi)HWConfig界面，在該界面的工具欄內(nèi)點(diǎn)擊圖標(biāo)，使其在線。

通過(guò)雙擊故障設(shè)備圖標(biāo)，查找故障信息。雙擊ET200S1圖標(biāo)?？梢钥焖俚牟檎夜收显?。

通過(guò)雙擊CPU315-2PN/DP圖標(biāo)，可以在Diagnostic Buffer中查找CPU停機(jī)的診斷信息。

End

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