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S7-1500作為智能IO設(shè)備和CP343-1的 Profinet 通信（S7-300做控制器）

S7-1500 支持智能 IO 設(shè)備功能，故可使用 S7-1500 作為智能 IO 設(shè)備和 CP343-1 的 Profinet 通信。本例中將 S7-300 做為控制器，連接作為智能 IO 設(shè)備的S7-1500 CPU 實(shí)現(xiàn) Profinet 通信；下面詳細(xì)介紹使用方法。

硬件：

1. CPU 6ES7 513-1AL01-0AB0，V2.1
2. CPU 314C-2ptp，V2.6 + CP343-1,V3.0

軟件：

1. Step7 V14
2. Step7 V5.5 SP3

CP343-1 的 PN 接口連接 S7-1500 的 PN 接口，這種方式可以分2種情況來(lái)操作，具體如下：

1.第一種情況：CPU 1500 和 CPU 314C 使用 Step7 V14 編程，在一個(gè)項(xiàng)目中操作

2.第二種情況：CPU 1500 使用 Step7 V14，而 CPU 314C 使用 Step7 V5.5

1. 第一種情況（同一項(xiàng)目中操作）

CPU 314C 作為 controller，1500 作為 IO device，使用 Step7 V14 在一個(gè)項(xiàng)目中操作，詳細(xì)步驟如下。

1.1 使用 Step7 V14 創(chuàng)建 S7-300 站

使用 STEP7 V14 創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，并通過(guò)“添加新設(shè)備”組態(tài) S7-300 站 PLC_1，選擇 CPU 314C-2 ptp, 添加 CP343-1 ，設(shè)置 IP 地址。如圖 1 所示。

圖 1 在新項(xiàng)目中插入 S7-300 站

在“操作模式”選項(xiàng)中確認(rèn) CP343-1 的操作模式。 如圖 2 所示。

圖 2 選擇 CP343-1 操作模式

1.2 使用 Step7 V14 創(chuàng)建 S7-1500 站

使用 STEP7 V14 創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，并通過(guò)“添加新設(shè)備”組態(tài) S7-1500 站 PLC_2，選擇 CPU1500 ；設(shè)置 IP 地址，并確認(rèn)設(shè)備名稱，本示例中設(shè)備名稱是plc_2。如圖 3 所示。

圖 3 在新項(xiàng)目中插入 S7-1500 站

S7-1500 作為 IO 設(shè)備，需要將其操作模式設(shè)置為 IO 設(shè)備，并將 IO 設(shè)備分配給控制器 PLC_1 。如圖 4 所示。

圖 4 S7-1500 設(shè)置為 IO 設(shè)備

接著，在“智能設(shè)備通信”的“傳輸區(qū)”創(chuàng)建 IO 通信區(qū)，控制器的 QB2~6 共計(jì)5個(gè)字節(jié)傳送到 IO 設(shè)備的 IB2~6 ；控制器的 IB2~6 共計(jì)5個(gè)字節(jié)讀取來(lái)自 IO 設(shè)備的 QB2~6 。如圖 5 所示。

圖 5 創(chuàng)建 IO 通信區(qū)

1.3 硬件組態(tài)下載，檢查設(shè)備名稱和 IP 地址是否正確

分別將 PLC_1 站和 PLC_2 站下載到各自的 PLC 中。

將軟件切換到“網(wǎng)絡(luò)視圖”，找到 PN/IE 總線，查看設(shè)備名稱是否正確。如圖 6、7 所示。

圖 6 網(wǎng)絡(luò)視圖

圖 7 確認(rèn)設(shè)備名稱和 IP 地址

1.4 S7-300 編程

本例中，CP343-1 作為 IO 控制器，需要在 OB1 中編程調(diào)用 PNIO_SEND 和 PNIO_RECV 進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。如圖 8 所示。

圖 8 CPU314C 中編程

CALL “PNIO_SEND”
CPLADDR	：=256	// CP 模板起始地址
MODE	：=0	// 工作模式：當(dāng)CP343-1僅作為IO控制器或IO設(shè)備時(shí)，設(shè)為0；當(dāng)CP343-1同時(shí)作為IO控制器和IO設(shè)備時(shí)，設(shè)為1
LEN	：=7	// 要發(fā)送的數(shù)據(jù)區(qū)長(zhǎng)度；該長(zhǎng)度始終是從數(shù)據(jù)區(qū)地址0開始計(jì)算
SEND	：=P#M100.0 BYTE 7	// 發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)
IOCS	：=P#M150.0 BYTE 10	// 每一用戶數(shù)據(jù)字節(jié)傳送一個(gè)狀態(tài)位。長(zhǎng)度信息取決于LEN參數(shù)中的長(zhǎng)度。 以程序段1為例，共發(fā)送7個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)需要1個(gè)比特位，所以共需要7位，即至少需要1字節(jié)。
DONE	：=%M0.0	// 為1時(shí)，無(wú)錯(cuò)誤完成該作業(yè)
ERROR	：=%M0.1	// 為1時(shí)，有故障發(fā)生
STATUS	：=%MW2	// 狀態(tài)代碼
CHECK_IOCS	：=%M0.3	// 0: 所有IOCS均設(shè)置為GOOD // 1: 至少一個(gè)IOCS設(shè)置為BAD

 

CALL “PNIO_RECV”
CPLADDR	：=256	// CP 模板起始地址
MODE	：=0	// 工作模式：當(dāng)CP343-1僅作為IO控制器或IO設(shè)備時(shí)，設(shè)為0；當(dāng)CP343-1同時(shí)作為IO控制器和IO設(shè)備時(shí)，設(shè)為1
LEN	：=7	// 要接收的數(shù)據(jù)區(qū)長(zhǎng)度；該長(zhǎng)度始終是從數(shù)據(jù)區(qū)地址0開始計(jì)算
RECV	：=P#M200.0 BYTE 7	// 發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)
IOPS	：=P#M250.0 BYTE 10	// 每一用戶數(shù)據(jù)字節(jié)傳送一個(gè)狀態(tài)位。長(zhǎng)度信息取決于LEN參數(shù)中的長(zhǎng)度。 以程序段2為例，共接收7個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)需要1個(gè)比特位，所以共需要7位，即至少需要1字節(jié)。
NDR	：=%M1.0	// 為1時(shí)，無(wú)錯(cuò)誤完成該作業(yè)
ERROR	：=%M1.1	// 為1時(shí)，有故障發(fā)生
STATUS	：=%MW4	// 狀態(tài)代碼
CHECK_IOPS	：=%M1.2	// 0: 所有IOPS均設(shè)置為GOOD // 1: 至少一個(gè)IOPS設(shè)置為BAD
ADD_INFO	：=%MW6	// 附加診斷信息；具體請(qǐng)查看指令幫助信息

1.5 通訊測(cè)試

檢查無(wú)錯(cuò)誤后，下載 S7-300 的程序，分別給兩個(gè)站點(diǎn)新建監(jiān)控表，添加通信數(shù)據(jù)區(qū)，監(jiān)控。如圖 9 所示。

圖 9 通信測(cè)試

1.6 地址對(duì)應(yīng)關(guān)系的說(shuō)明

圖 10 地址對(duì)應(yīng)關(guān)系

從圖中可以看到，當(dāng) CP343-1 作為控制器時(shí)，其傳送的地址需從0開始的。地址對(duì)應(yīng)排列關(guān)系以邏輯地址大小為序。地址如果出現(xiàn)間隔時(shí)，如例子中，沒(méi)有組態(tài)的地址區(qū) IB0~2（QB0~1） 及其對(duì)應(yīng)的 MB100~101(MB200~201) 也將被傳送。

2. 第二種情況（不在同一項(xiàng)目中操作）

不在一個(gè)項(xiàng)目中的操作，即：CPU314C 作為 controller 使用 Step7 V5.5 編程；1500 作為 IO device，使用 Step7 V14 編程，詳細(xì)步驟如下。

2.1 使用 Step7 V14 創(chuàng)建 S7-1500 站

使用 STEP7 V14 創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，并通過(guò)“添加新設(shè)備”組態(tài) S7-1500 站 IO-device ，選擇 1500；設(shè)置 IP 地址，并確認(rèn)設(shè)備名稱，本示例中設(shè)備名稱是io_device。如圖 11 所示。

圖 11 在新項(xiàng)目中插入 S7-1500 站

S7-1500 作為 IO 設(shè)備，需要將其操作模式設(shè)置為 IO 設(shè)備。如圖 12 所示。

圖 12 S7-1500 設(shè)置為 IO 設(shè)備，并創(chuàng)建 IO 通信區(qū)

接著，在“智能設(shè)備通信”的“傳輸區(qū)”創(chuàng)建 IO 通信區(qū)，控制器將傳輸5個(gè)字節(jié)到 IO 設(shè)備的 IB2~6 ；IO 設(shè)備將 QB2~6 共計(jì)5個(gè)字節(jié)傳送給控制器。

2.2 導(dǎo)出 IO 設(shè)備的 GSD 文件

編譯該項(xiàng)目，在“智能設(shè)備通信”屬性的下方，找到并點(diǎn)擊“導(dǎo)出”按鈕，根據(jù)提示將 GSD 文件導(dǎo)出（注意不要修改設(shè)備名稱）。如圖 13 所示。

圖 13 導(dǎo)出 IO 設(shè)備的 GSD 文件

2.3 使用 Step7 V5.5 創(chuàng)建 S7-300 站

使用 STEP7 V5.5 創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，并組態(tài) CPU 314C-2 ptp, 添加 CP343-1 ，設(shè)置 IP 地址，并確認(rèn)設(shè)備名稱，本示例中設(shè)備名稱是PN-IO。如圖 14 所示。

圖 14 在新項(xiàng)目中插入 S7-300 站

在 Step7 V5.5 的硬件組態(tài)界面，通過(guò)“選項(xiàng)”進(jìn)入“安裝 GSD 文件...”界面， 在源路徑選擇 IO-device 的 GSD 文件存放路徑。如圖 15 所示。

圖 15 Step7 V5.5 安裝 IO-device 的 GSD 文件

2.4 在 Step7 V5.5 中組態(tài) IO-device

首先，需要給 CP343-1 插入 Profinet IO 總線，在 CP343-1 的“PN-IO”上鼠標(biāo)右鍵，選擇“插入 Profinet IO 系統(tǒng)”。如圖 16 所示。

圖 16 插入 Profinet IO 系統(tǒng)

然后，從硬件目錄路徑：PROFINET IO --> Preconfigured Stations --> CPU 1500 --> IO-device 拖拽到 PN 總線上。如圖 17 所示。

圖 17 組態(tài) IO-device

2.5 硬件組態(tài)下載，檢查設(shè)備名稱和 IP 地址是否正確

分別將 S7-300 站和 S7-1500 站下載到各自的 PLC 中。

將 STEP7 V14 軟件切換到“網(wǎng)絡(luò)視圖”，找到 PN/IE 總線，查看設(shè)備名稱是否正確。如圖 18、19 所示。

圖 18 網(wǎng)絡(luò)視圖

圖 19 確認(rèn)設(shè)備名稱和 IP 地址

2.6 S7-300 編程

本例中，CP343-1 作為 IO 控制器，需要在 OB1 中編程調(diào)用 PNIO_SEND 和 PNIO_RECV 進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。如圖 20 所示。

圖 20 CPU314C 中編程

CALL “PNIO_SEND”
CPLADDR	：=W#16#100	// CP 模板起始地址
MODE	：=B#16#0	// 工作模式：當(dāng)CP343-1僅作為IO控制器或IO設(shè)備時(shí)，設(shè)為0；當(dāng)CP343-1同時(shí)作為IO控制器和IO設(shè)備時(shí)，設(shè)為1
LEN	：=7	// 要發(fā)送的數(shù)據(jù)區(qū)長(zhǎng)度；該長(zhǎng)度始終是從數(shù)據(jù)區(qū)地址0開始計(jì)算
SEND	：=P#M100.0 BYTE 7	// 發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)
IOCS	：=P#M150.0 BYTE 10	// 每一用戶數(shù)據(jù)字節(jié)傳送一個(gè)狀態(tài)位。長(zhǎng)度信息取決于LEN參數(shù)中的長(zhǎng)度。 以程序段1為例，共發(fā)送7個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)需要1個(gè)比特位，所以共需要7位，即至少需要1字節(jié)。
DONE	：=%M0.0	// 為1時(shí)，無(wú)錯(cuò)誤完成該作業(yè)
ERROR	：=%M0.1	// 為1時(shí)，有故障發(fā)生
STATUS	：=%MW2	// 狀態(tài)代碼
CHECK_IOCS	：=%M0.3	// 0: 所有IOCS均設(shè)置為GOOD // 1: 至少一個(gè)IOCS設(shè)置為BAD

 

CALL “PNIO_RECV”
CPLADDR	：=W#16#100	// CP 模板起始地址
MODE	：=B#16#0	// 工作模式：當(dāng)CP343-1僅作為IO控制器或IO設(shè)備時(shí)，設(shè)為0；當(dāng)CP343-1同時(shí)作為IO控制器和IO設(shè)備時(shí)，設(shè)為1
LEN	：=7	// 要接收的數(shù)據(jù)區(qū)長(zhǎng)度；該長(zhǎng)度始終是從數(shù)據(jù)區(qū)地址0開始計(jì)算
RECV	：=P#M200.0 BYTE 7	// 發(fā)送數(shù)據(jù)區(qū)
IOPS	：=P#M250.0 BYTE 10	// 每一用戶數(shù)據(jù)字節(jié)傳送一個(gè)狀態(tài)位。長(zhǎng)度信息取決于LEN參數(shù)中的長(zhǎng)度。 以程序段2為例，共接收7個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)需要1個(gè)比特位，所以共需要7位，即至少需要1字節(jié)。
NDR	：=%M1.0	// 為1時(shí)，無(wú)錯(cuò)誤完成該作業(yè)
ERROR	：=%M1.1	// 為1時(shí)，有故障發(fā)生
STATUS	：=%MW4	// 狀態(tài)代碼
CHECK_IOPS	：=%M1.2	// 0: 所有IOPS均設(shè)置為GOOD // 1: 至少一個(gè)IOPS設(shè)置為BAD
ADD_INFO	：=%MW6	// 附加診斷信息；具體請(qǐng)查看指令幫助信息

 

2.7 通訊測(cè)試

檢查無(wú)錯(cuò)誤后，分別給兩個(gè)站點(diǎn)新建監(jiān)控表，添加通信數(shù)據(jù)區(qū)，監(jiān)控。如圖 21 所示。

圖 21 通信測(cè)試

2.8 地址對(duì)應(yīng)關(guān)系的說(shuō)明

圖 22 地址對(duì)應(yīng)關(guān)系

從圖中可以看到，當(dāng) CP343-1 作為控制器時(shí)，其傳送的地址需從0開始的。地址對(duì)應(yīng)排列關(guān)系以邏輯地址大小為序。地址如果出現(xiàn)間隔時(shí)，如例子中，沒(méi)有組態(tài)的地址區(qū) IB0~2（QB0~1） 及其對(duì)應(yīng)的 MB100~101(MB200~201) 也將被傳送。