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實用 | Profinet，從理論到使用詳解

發布時間： 2024-05-16 18:10 更新時間： 2024-12-02 08:00

1 PROFINETIO概述

PROFINET是一種用于工業自動化領域的創新、開放式以太網標準（IEC61158）。使用PROFINET，設備可以從現場級連接到管理級。? PROFINET用于自動化的開放式工業以太網標準。? PROFINET基于工業以太網。? PROFINET采用TCP/IP和IT標準。? PROFINET是一種實時以太網。? PROFINET實現現場總線系統的無縫集成。通過PROFINET，分布式現場設備（如現場IO設備，例如信號模板）可直接連接到工業以太網，與PLC等設備通訊。并且可以達到與現場總線相同或更優越的響應時間，其典型的響應時間在10ms的數量級，完全滿足現場級的使用。在使用Step7 進行組態的過程中，這些現場設備（IOdevice, IO設備）制定由一個中央控制器(IOcontroller, IO控制器)。借助于具有PROFINET的能力接口或代理服務器，現有的模板或設備仍可以繼續使用，從而保護PROFIBUS用戶的投資。IOSupervisor（IO監視設備）用于HMI和診斷。在PROFINET的結構中，PROFINETIO是一個執行模塊化，分布式應用的通訊概念。PROFINETIO能讓您從您所熟悉的PROFIBUS一樣，創造出自動化的解決方案。所以不管您組態PROFINETIO或PROFIBUS，在STEP7中有著相同的應用程序外觀

2 PROFINETIO現場設備簡介

以下SIMATIC產品用于PROFINET分布式設備：? IM151-3 PN 作為IO設備直接連接ET200S的接口模塊。?CPU317-2DP/PN或CPU315-2DP/PN作為IO控制器的CPU模塊，用于處理過程信號和直接將現場設備連接到工業以太網。? IE/PBLINKPNIO將現有的PROFIBUS設備透明的連接到PROFINET的代理設備。? IWLAN/PBLINKPNIO將PROFIBUS設備通過無線的方式透明的連接到PROFINET的代理設備。?CP343-1用于連接S7-300到PROFINET，連接現場設備的通訊處理器。?CP443-1 Advanced用于連接S7-400到PROFINET，連接現場設備并帶有集成的WEB服務器和集成的交換機的通訊處理器。?CP1616可作為IO設備。用于連接PC到PROFINET，連接現場設備并帶有集成交換機的通訊處理器。? SOFTPNIO作為IO控制器，用于運行編程器或PC的通訊軟件。? STEP7用于已有的PROFIBUS進行傳統方式組態PROFINET

3 PNIO組態

PROFINETIO的IO現場設備在PROFINET上有著相同的等級，在網絡組態時分配給一個IO控制器。現場IO設備的文件描述定義在GSD(XML)文件。

1. 導入GSD文件，并在Step7中進行硬件組態2. 編寫相關程序，下載到IO控制器中3. IO控制器和IO設備自動的交換數據3.1本例設備簡介

4 PNIO的組態步驟

4.1 打開Step7軟件在桌面上選擇Step7圖標SIMATIC Manager，并雙擊。

4.2 新新建建一一個個項項目目點擊工具欄中的按鈕，彈出Newproject(新建項目)對話框。在Name: 欄中寫入要新建的工程名，PNController_IODevice1。

點擊“OK”按鈕，在SIMATIC Manager中新建了該工程。

4.3 添加IOController在SIMATIC Manager左側欄內，右鍵點擊，彈出菜單，插入一個S7-300站。

將站加進程序中

點擊硬件組態

右側欄內為產品分類，點擊SIMATIC 300圖標的+號。找到RACK300的機架Rail，用鼠標拖拽到左上側的空白欄內。

在這個機架中添加IO控制器的CPU模塊，找到CPU-300的CPU315-2PN/DP的版本V2.6，使用鼠標拖拽到機架的2號槽中。

加進去的時候彈出網絡配置，點擊“NEW”按鈕，增加新網絡。

點擊OK,可以看到PLC已經添加完成，并且在軟件里可以看到PROFINET的標志。

4.5 對IODevice進進行行硬硬件件組組態態在這個子網Ethernet(1)中，配置另外兩個IO設備站，配置IO設備站與配置PROFIBUS從站類似。同樣在右側的欄內找到需要組態的PROFINETIO的ET200S的標識，并且找到與相應的硬件相同的訂貨號的ET200S接口模塊。

用鼠標雙擊(1)IM151-3圖標，彈出該ET200S的屬性界面。可以看到對于ET200S的簡單描述，訂貨號，設備名稱，設備號碼和IP地址。其中Device Name設備名稱可以根據工藝的需要來自行修改，這里改為ET200S1。Device Number設備號碼用于表示設備的個數。IP地址也可以根據需要來修改。這里使用默認狀態192.168.0.2。點擊OK按鈕，關閉該對話框。

使用同樣的方式在右側的產品欄內，選擇其它ET200S的模塊添加到IO設備的模塊列表中。

使用同樣的方式組態另一個ET200S站，并改其Device name為ET200S2。也可以使用鼠標點擊ET200S1的圖標，加上Ctrl鍵，復制出另一個ET200S2站。因為實際的組態中兩個ET200S的硬件組態是相同的。IP地址保持默認狀態，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。點擊工具欄圖標，完成對該項目的硬件組態完成編譯和保存。

4.6 編編寫寫用用戶戶程程序序在SIMATIC Manager中，依照等級次序，點擊+號至Blocks。

可以看見右側欄內的OB1，雙擊OB1，進入LAD/STL/FBD的編程界面中。使用STL語言編程。根據在硬件組態中的ET200S兩個站的DI，DO模板地址，在Network1中，對ET200S1進行數據讀寫；在Network2中，對ET200S2進行數據讀寫。點擊工具欄進行保存。

4.7 設置PG/PC接口對于PROFINET的組態下載和調試，使用TCP/IP協議，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。其中Intel(R) PRO/1000MT...表示本臺PG/PC的以太網卡。點擊OK即可。

可以在SIMATIC Manager的界面的狀態欄中，發現已經選擇的PG/PC接口。

對本臺PG/PC作為IOsupervisor，通過一根FC標準以太網線連接SCALANCEX206-1交換機。雙擊本地網絡連接圖標，給本機設置IP地址192.168.0.100。注意要使各臺PN設備要在同一個網段上192.168.0.0。

4.8 設置IO設備名

從圖中看到兩個ET200S站的一些信息。IP地址，由于沒有下載PLC的硬件組態，故沒有IP地址。MAC地址，是ET200S的PN接口模塊在出廠時固化的硬件地址，不能修改。設備類型，此時指示在Ethernet(1)上的PNIO的類型均為ET200S。設備名，目前在ET200S的MMC卡中沒有存儲任何信息。通過下拉菜單指示硬件組態的ET200S的設備名稱為ET200S1，根據不同的MAC地址，通過鼠標選擇不同ET200S設備。選擇MAC地址為08-00-06-6B-F7-A6的ET200S，通過“ASSIGN NAME”按鈕，給其命名ET200S1

ET200S1的MAC地址在IM151-3的接口模塊上，打開接口模塊的前蓋，可以看見相應的MAC地址。

ET200S2的MAC地址在IM151-3的接口模塊上，打開接口模塊的前蓋，可以看見相應的MAC地址.來查看組態的設備名是否正確。綠色的√，表示正確。

設置完畢后保存和編譯剛剛的組態。4.9 下下載載硬硬件件組組態

點擊OK下載。會彈出一個對話框，詢問是否給IO控制器的IP地址設置為192.168.0.1。點擊yes。

讓PLC運行即可4.10 下下載載用用戶戶程程序序在SIMATIC Manager中用鼠標點擊左側欄內的Blocks。

點擊工具欄中的按鈕，下載用戶程序.4.11 測測試試用用戶戶程程序序然后，雙擊OB1，打開用戶編程界面。用鼠標點擊工具欄中的眼鏡圖標，進行在線測試用戶程序。在線后，編程界面的標題欄，狀態欄顯示綠色。并且在程序窗口的右側，出現程序指令的狀態字。在STANDARD的欄下表示的是各個字的在線值。由于對于此位置的在線值，不能以二進制形式表示，那么也就不能清晰的顯示二進制DI和DO的信號狀態。可以使用變量表的方式來觀察。