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PROFINET 智能設(shè)備功能簡(jiǎn)介

PROFINET 智能設(shè)備（I Device）功能使CPU 不但可以作為一個(gè)智能處理單元處理生產(chǎn)工藝的某一過(guò)程，而且可以和 IO 控制器之間交換過(guò)程數(shù)據(jù)。該 PN 設(shè)備可以同時(shí)作為 IO 控制器和 IO 設(shè)備。智能設(shè)備功能簡(jiǎn)化了與 IO 控制器的數(shù)據(jù)交換以及對(duì) CPU的操作。智能設(shè)備可作為IO 設(shè)備鏈接到上層IO 控制器。參考圖 1 智能設(shè)備功能。

圖1 智能設(shè)備功能
圖1中作為智能設(shè)備的SIMATIC CPU/CP 不僅能處理下層分布式I/O 的數(shù)據(jù)，而且能將數(shù)據(jù)傳遞給上層的I/O 控制器。

智能設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域與優(yōu)勢(shì)

智能設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域：
●分布式處理
可以將復(fù)雜自動(dòng)化任務(wù)劃分為較小的單元/子過(guò)程。這使得過(guò)程可管理，從而簡(jiǎn)化了子任務(wù)。

●單獨(dú)的子過(guò)程
通過(guò)使用智能設(shè)備，可以將分布廣泛的大量復(fù)雜過(guò)程劃分為具有可管理的接口的多個(gè)子過(guò)程。這些子過(guò)程存儲(chǔ)在各個(gè)STEP 7 項(xiàng)目中，而這些項(xiàng)目經(jīng)過(guò)合并可形成一個(gè)總的項(xiàng)目。

● 專有技術(shù)保護(hù)
為了對(duì)智能設(shè)備進(jìn)行接口描述，各個(gè)系統(tǒng)部分只能通過(guò)一個(gè)GSD 文件來(lái)提供，而不是通過(guò) STEP 7 項(xiàng)目來(lái)提供。用戶程序的專有技術(shù)不會(huì)被公開。

硬件和軟件需求及所完成的通信任務(wù)

硬件：

① S7-1500 CPU

② PC （帶以太網(wǎng)卡），TP電纜(以太網(wǎng)電纜）

③ 315-2PN/DP V3.2 or Higher

④ ET200S 151-3PN

軟件：
STEP7 V14 SP1 or Higher

所完成的通信任務(wù)：
① 1500 將數(shù)據(jù)發(fā)送給智能設(shè)備315-2PN/DP
② 智能設(shè)備315-2PN/DP 采集IO 設(shè)備151-3PN 數(shù)字量輸入

連接智能設(shè)備網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

下面介紹PROFINET智能設(shè)備功能的配置方法，參考圖 2 PROFINET網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

圖2 PROFINET 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
IO控制器 CPU1500 連接SCALANCE 414-3E交換機(jī)和一個(gè)IO設(shè)備 CPU315-2 PN/DP V3.2構(gòu)成一個(gè)PROFINET IO系統(tǒng) 1。IO設(shè)備CPU315-2PN/DP V3.2同時(shí)作為PROFINET IO系統(tǒng) 2 的IO控制器連接一臺(tái)IO設(shè)備ET200S IM151-3PN (6ES7 151-3BA23-0AB0) V7.0。CPU315-2 PN/DP就是這個(gè)系統(tǒng)中的智能設(shè)備。

S7-1500連接智能設(shè)備組態(tài)步驟

1.首先在 STEP7 V14 SP1的 “Portal View” 中選擇 “Create new project” 創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，對(duì)S7-1500進(jìn)行硬件組態(tài)，選擇對(duì)應(yīng)的訂貨號(hào)，這里使用的是6ES7 513-1AL01-0AB0，版本是V2.1。參考圖3 選擇訂貨號(hào)。

圖3 選擇訂貨號(hào)

2.將該訂貨號(hào)直接拖到網(wǎng)絡(luò)視圖中，然后點(diǎn)擊CPU 模塊，在“屬性” 〉 ”常規(guī)” 的名稱中設(shè)置控制器名稱。參考圖4 S7-1500 設(shè)置設(shè)備名稱。

圖4 S7-1500 設(shè)置設(shè)備名稱

4.雙擊該模塊進(jìn)入設(shè)備視圖。在設(shè)備視圖中可以進(jìn)行S7-1500 系統(tǒng)的硬件配置。參考圖5 S7-1500 設(shè)備視圖。

圖5 S7-1500 設(shè)備視圖

5.在設(shè)備視圖中可以看到整個(gè)S7-1500 CPU 的圖形。點(diǎn)擊以太網(wǎng)口圖標(biāo)，在下面的PROFINET 接口屬性中，選擇“常規(guī)”〉 “以太網(wǎng)地址”，然后在右側(cè)選擇“在項(xiàng)目中設(shè)置IP 地址”，設(shè)置IP 地址和子網(wǎng)掩碼。參考圖6 設(shè)置1500 以太網(wǎng)地址。

圖6 設(shè)置1500 IP 地址

7.這樣就完成了S7-1500 CPU 的硬件組態(tài)。然后需要對(duì)CPU 315-2 PN/DP 進(jìn)行硬件組態(tài)。在硬件列表中選擇訂貨號(hào)，參考圖7 CPU 315 選擇訂貨號(hào)。

圖7 CPU 315 選擇訂貨號(hào)

8.將該訂貨號(hào)拖入網(wǎng)絡(luò)視圖中，然后點(diǎn)擊CPU 模塊，在“屬性”〉“常規(guī)”的名稱中設(shè)置智能設(shè)備名稱。參考圖8 CPU 315 設(shè)置設(shè)備名稱。

圖8 CPU 315 設(shè)置設(shè)備名稱

9.雙擊該模塊進(jìn)入CPU 315-2PN/DP設(shè)備視圖。參考圖9 CPU315 設(shè)備視圖。

圖9 CPU 315 設(shè)備視圖

10.點(diǎn)擊CPU 模塊上的以太網(wǎng)口圖標(biāo)，然后在PROFINET 接口“屬性”〉“常規(guī)”中選擇“以太網(wǎng)地址”，在右側(cè)選擇“在項(xiàng)目中設(shè)置IP 地址”，然后為CPU 315 設(shè)置 IP 地址。注意要與1500 CPU 的IP 地址在同一個(gè)網(wǎng)段，且地址不能重復(fù)。參考圖10 設(shè)置CPU 315-2PN/DP 以太網(wǎng)地址。

圖10 設(shè)置CPU 315-2PN/DP 以太網(wǎng)地址

11.在進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)視圖中，添加IM 151-3 PN，訂貨號(hào)為6ES7 151-3BA23-0AB0，參考圖11 IM151-3 PN 選擇訂貨號(hào)。

圖11 IM151-3 PN 選擇訂貨號(hào)

12.雙擊該模塊，進(jìn)入該設(shè)備視圖進(jìn)行硬件配置，根據(jù)實(shí)際的模塊插入電源模塊和DI、DO模塊，參考圖12 IM151-3 PN硬件配置。

圖12 IM151-3 PN硬件配置

13. 點(diǎn)擊IM151-3 PN模塊的圖標(biāo)，然后在IM 151-3“屬性”〉“常規(guī)”的“名稱”中定義該接口模塊的設(shè)備名稱，參考圖13 IM151-3 設(shè)置設(shè)備名稱。

圖13 IM151-3 設(shè)置設(shè)備名稱

14.設(shè)置設(shè)備名稱后，需要給IM151-3 設(shè)置IP 地址，在網(wǎng)絡(luò)視圖中點(diǎn)擊IM151-3以太網(wǎng)口，然后在“屬性”〉“常規(guī)”〉“以太網(wǎng)地址”中設(shè)置IP 地址“192.168.0.15”。參考圖14 設(shè)置IM 151-3 IP 地址。

圖14 設(shè)置IM 151-3 IP 地址

15.在網(wǎng)絡(luò)視圖中將IM151-3 分配給CPU 315-2PN/DP，CPU 315-2PN/DP作為IM151-3 的控制器，參考圖15控制器分配。

圖15 控制器分配

16.這樣在設(shè)備視圖中可以看到IM151-3 占用 CPU 315-2PN/DP 的I/O 地址。參考圖 16 IM151-3 I/O 地址。

圖 16 IM151-3 I/O 地址

17. 然后在網(wǎng)絡(luò)視圖中給151-3 分配設(shè)備名稱。參考圖17 設(shè)備名稱分配 。

圖17 設(shè)備名稱分配

18. 在彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊“分配名稱”，分配設(shè)備名稱可能需要幾秒鐘的時(shí)間，在這期間軟件界面是禁止操作的。參考圖18分配PROFINET設(shè)備名稱。

圖18 分配PROFINET設(shè)備名稱

19. 這樣PROFINET IO 系統(tǒng) 2 的配置已經(jīng)完成，即 CPU 315-2PN/DP 作為智能設(shè)備與自身的IO 設(shè)備的連接已經(jīng)完成。下面對(duì)PROFINET IO 系統(tǒng)1進(jìn)行配置，需要對(duì)智能設(shè)備CPU 315-2PN/DP 分配IO 控制器 S7-1500 CPU。 進(jìn)入CPU 315-2PN/DP 的設(shè)備視圖，在CPU “屬性”〉“常規(guī)”〉“PROFINET 接口”〉“操作模式”中鉤上“IO 設(shè)備”，并選擇已分配的控制器“S7-1500 PROFINET interface_1”。參考圖19定義I device 的控制器。

圖19 定義I device 的控制器

20. 然后在圖18 操作模式的傳輸區(qū)中定義I device 與 控制器通信的數(shù)據(jù)區(qū)域。例如將控制器的QB2 傳送給智能設(shè)備的IB0。參考圖20傳輸區(qū)定義。

圖20 傳輸區(qū)定義

21. 經(jīng)過(guò)上述的操作，在項(xiàng)目的網(wǎng)絡(luò)視圖中得到完整的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。參考圖21 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

圖21 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

22.將CPU 315-2PN/DP 以及 S7-1500 的硬件配置編譯后全部下載。參考圖22 項(xiàng)目下載。

通信調(diào)試

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)建立后，PROFINET IO控制器 S7-1500、智能設(shè)備CPU 315-2PN/DP、PROFINENTIO 設(shè)備IM151-3 之間可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。對(duì)S7-1500 的變量QB2 賦值為1，參考圖23 PROFINET控制器S7-1500變量賦值。

圖 23 PROFINET控制器S7-1500變量賦值

2. 在本文配置中，PROFINET 控制器S7-1500 的 QB2 對(duì)應(yīng)PROFINET 智能設(shè)備 CPU 315-2PN/DP 的 IB0，所以 CPU 315-2PN/DP IB0 的值為1；同時(shí) CPU 315-2PN/DP 作為IM151-3 控制器，也可以與IM151-3進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，例如當(dāng)IM151-3 數(shù)字量輸入點(diǎn)有信號(hào)輸入時(shí)，智能設(shè)備CPU 315-2PN/DP的輸入變量會(huì)采集到該信號(hào)。參考圖24智能設(shè)備 CPU 315-2PN/DP 變量監(jiān)控。

圖24 智能設(shè)備CPU 315-2PN/DP 變量監(jiān)控