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S7-1200 與 S7-300 PN Profinet IO 通信

PROFINET 智能設備功能簡(jiǎn)介

PROFINET 智能設備（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)程數據。該 PN 設備可以同時(shí)作為 IO 控制器和 IO 設備。智能設備功能簡(jiǎn)化了與 IO 控制器的數據交換以及對 CPU的操作。智能設備可作為IO 設備鏈接到上層IO 控制器。參考圖 1 智能設備功能。 

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

智能設備的應用領(lǐng)域與優(yōu)勢

智能設備的應用領(lǐng)域：
●分布式處理 
可以將復雜自動(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)。

●單獨的子過(guò)程 
通過(guò)使用智能設備，可以將分布廣泛的大量復雜過(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)程存儲在各個(gè)STEP 7 項目中，而這些項目經(jīng)過(guò)合并可形成一個(gè)總的項目。

● 專(zhuān)有技術(shù)保護 
為了對智能設備進(jìn)行接口描述，各個(gè)系統部分只能通過(guò)一個(gè)GSD 文件來(lái)提供，而不是通過(guò) STEP 7 項目來(lái)提供。用戶(hù)程序的專(zhuān)有技術(shù)不會(huì )被公開(kāi)。

硬件和軟件需求及所完成的通信任務(wù)

硬件：
① S7-1200 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 V11 SP2 or Higher

所完成的通信任務(wù)：
① 1200 將數據發(fā)送給智能設備315-2PN/DP 
② 智能設備315-2PN/DP 采集IO 設備151-3PN 數字量輸入

S7-1200 連接智能設備網(wǎng)絡(luò )結構

下面介紹PROFINET智能設備功能的配置方法，參考圖 2 PROFINET網(wǎng)絡(luò )結構。 

圖2 PROFINET 網(wǎng)絡(luò )結構 
IO控制器 CPU1214C V2.1連接SCALANCE 414-3E交換機和一個(gè)IO設備 CPU315-2 PN/DP V3.2構成一個(gè)PROFINET IO系統 1。IO設備CPU315-2PN/DP V3.2同時(shí)作為PROFINET IO系統 2 的IO控制器連接一臺IO設備ET200S IM151-3PN (6ES7 151-3BA23-0AB0) V7.0。CPU315-2 PN/DP就是這個(gè)系統中的智能設備。

S7-1200連接智能設備組態(tài)步驟

1.首先在 STEP7 V11 SP2的 “Portal View” 中選擇 “Create new project” 創(chuàng )建一個(gè)新項目，對S7-1200進(jìn)行硬件組態(tài)，選擇對應的訂貨號，這里使用的是6ES7214-1AE23-0XB0，版本是V2.1。參考圖3 選擇訂貨號。 

圖3 選擇訂貨號

2.將該訂貨號直接拖到網(wǎng)絡(luò )視圖中，然后點(diǎn)擊CPU 模塊，在“屬性” 〉 ”常規” 的名稱(chēng)中設置控制器名稱(chēng)。參考圖4 S7-1200 設置設備名稱(chēng)。 

圖4 S7-1200 設置設備名稱(chēng)

4.雙擊該模塊進(jìn)入設備視圖。在設備視圖中可以進(jìn)行S7-1200 系統的硬件配置。參考圖5 S7-1200 設備視圖。 

圖5 S7-1200 設備視圖

5.在設備視圖中可以看到整個(gè)S7-1200 CPU 的圖形。點(diǎn)擊以太網(wǎng)口圖標，在下面的PROFINET 接口屬性中，選擇“常規”〉 “以太網(wǎng)地址”，然后在右側選擇“在項目中設置IP 地址”，設置IP 地址和子網(wǎng)掩碼。參考圖6 設置1200 以太網(wǎng)地址。 

圖6 設置1200 IP 地址

7.這樣就完成了S7-1200 CPU 的硬件組態(tài)。然后需要對CPU 315-2 PN/DP 進(jìn)行硬件組態(tài)。在硬件列表中選擇訂貨號，參考圖7 CPU 315 選擇訂貨號。 

圖7 CPU 315 選擇訂貨號

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

圖8 CPU 315 設置設備名稱(chēng)

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

圖9 CPU 315 設備視圖

10.點(diǎn)擊CPU 模塊上的以太網(wǎng)口圖標，然后在PROFINET 接口“屬性”〉“常規”中選擇“以太網(wǎng)地址”，在右側選擇“在項目中設置IP 地址”，然后為CPU 315 設置 IP 地址。注意要與1200 CPU 的IP 地址在同一個(gè)網(wǎng)段，且地址不能重復。參考圖10 設置CPU 315-2PN/DP 以太網(wǎng)地址。 

圖10 設置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，訂貨號為6ES7 151-3BA23-0AB0，參考圖11 IM151-3 PN 選擇訂貨號。

圖11 IM151-3 PN 選擇訂貨號

12.雙擊該模塊，進(jìn)入該設備視圖進(jìn)行硬件配置，根據實(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，然后在IM 151-3“屬性”〉“常規”的“名稱(chēng)”中定義該接口模塊的設備名稱(chēng)，參考圖13 IM151-3 設置設備名稱(chēng)。

圖13 IM151-3 設置設備名稱(chēng)

14.設置設備名稱(chēng)后，需要給IM151-3 設置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”〉“以太網(wǎng)地址”中設置IP 地址“192.168.0.15”。參考圖14 設置IM 151-3 IP 地址。 

圖14 設置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 分配設備名稱(chēng)。參考圖17 設備名稱(chēng)分配 。 

圖17 設備名稱(chēng)分配

18. 在彈出的對話(huà)框中點(diǎn)擊“分配名稱(chēng)”，分配設備名稱(chēng)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設備名稱(chēng)。 

圖18 分配PROFINET設備名稱(chēng)

19. 這樣PROFINET IO 系統 2 的配置已經(jīng)完成，即 CPU 315-2PN/DP 作為智能設備與自身的IO 設備的連接已經(jīng)完成。下面對PROFINET IO 系統1進(jìn)行配置，需要對智能設備CPU 315-2PN/DP 分配IO 控制器 S7-1200 CPU。 進(jìn)入CPU 315-2PN/DP 的設備視圖，在CPU “屬性”〉“常規”〉“PROFINET 接口”〉“操作模式”中鉤上“IO 設備”，并選擇已分配的控制器“S7-1200 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 操作模式的傳輸區中定義I device 與 控制器通信的數據區域。例如將控制器的QB2 傳送給智能設備的IB0。參考圖20傳輸區定義。 
 
圖20 傳輸區定義

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

圖21 網(wǎng)絡(luò )結構

22.將CPU 315-2PN/DP 以及 S7-1200 的硬件配置編譯后全部下載。參考圖22 項目下載。 

圖22 項目下載

通信調試

1.系統結構建立后，PROFINET IO控制器 S7-1200、智能設備CPU 315-2PN/DP、PROFINENT IO 設備IM151-3 之間可以進(jìn)行數據交換。對S7-1200 的變量QB2 賦值為1，參考圖23 PROFINET控制器S7-1200變量賦值。 

圖 23 PROFINET控制器S7-1200變量賦值

2. 在本文配置中，PROFINET 控制器S7-1200 的 QB2 對應PROFINET 智能設備 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)行數據交換，例如當IM151-3 數字量輸入點(diǎn)有信號輸入時(shí)，智能設備CPU 315-2PN/DP的輸入變量會(huì )采集到該信號。參考圖24智能設備 CPU 315-2PN/DP 變量監控。 

圖24 智能設備CPU 315-2PN/DP 變量監控