PROFINET 智能設備功能簡介

PROFINET 智能設備（I Device）功能使CPU 不但可以作為一個智能處理單元處理生產工藝的某一過程，而且可以和 IO 控制器之間交換過程數(shù)據(jù)。該 PN 設備可以同時作為 IO 控制器和 IO 設備。智能設備功能簡化了與 IO 控制器的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，而且能將數(shù)據(jù)傳遞給上層的I/O 控制器。

智能設備的應用領域與優(yōu)勢

智能設備的應用領域：
●分布式處理
可以將復雜自動化任務劃分為較小的單元/子過程。這使得過程可管理，從而簡化了子任務。

●單獨的子過程
通過使用智能設備，可以將分布廣泛的大量復雜過程劃分為具有可管理的接口的多個子過程。這些子過程存儲在各個STEP 7 項目中，而這些項目經過合并可形成一個總的項目。

● 專有技術保護
為了對智能設備進行接口描述，各個系統(tǒng)部分只能通過一個GSD 文件來提供，而不是通過 STEP 7 項目來提供。用戶程序的專有技術不會被公開。

硬件和軟件需求及所完成的通信任務

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：
① 1500 將數(shù)據(jù)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(shù)字量輸入

連接智能設備網(wǎng)絡結構

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

圖2 PROFINET 網(wǎng)絡結構
IO控制器 CPU1500 連接SCALANCE 414-3E交換機和一個IO設備 CPU315-2 PN/DP V3.2構成一個PROFINET IO系統(tǒng) 1。IO設備CPU315-2PN/DP V3.2同時作為PROFINET IO系統(tǒng) 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就是這個系統(tǒng)中的智能設備。

S7-1500連接智能設備組態(tài)步驟

1.首先在 STEP7 V14 SP1的 “Portal View” 中選擇 “Create new project” 創(chuàng)建一個新項目，對S7-1500進行硬件組態(tài)，選擇對應的訂貨號，這里使用的是6ES7 513-1AL01-0AB0，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)絡視圖中，然后點擊CPU 模塊，在“屬性” 〉 ”常規(guī)” 的名稱中設置控制器名稱。參考圖4 S7-1500 設置設備名稱。

圖4 S7-1500 設置設備名稱

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

圖5 S7-1500 設備視圖

5.在設備視圖中可以看到整個S7-1500 CPU 的圖形。點擊以太網(wǎng)口圖標，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1500 以太網(wǎng)地址。

圖6 設置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CPU 315-2 PN/DP 進行硬件組態(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)絡視圖中，然后點擊CPU 模塊，在“屬性”〉“常規(guī)”的名稱中設置智能設備名稱。參考圖8 CPU 315 設置設備名稱。

圖8 CPU 315 設置設備名稱

9.雙擊該模塊進入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.點擊CPU 模塊上的以太網(wǎng)口圖標，然后在PROFINET 接口“屬性”〉“常規(guī)”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1500 CPU 的IP 地址在同一個網(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.在進入網(wǎng)絡視圖中，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，進入該設備視圖進行硬件配置，根據(jù)實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. 點擊IM151-3 PN模塊的圖標，然后在IM 151-3“屬性”〉“常規(guī)”的“名稱”中定義該接口模塊的設備名稱，參考圖13 IM151-3 設置設備名稱。

圖13 IM151-3 設置設備名稱

14.設置設備名稱后，需要給IM151-3 設置IP 地址，在網(wǎng)絡視圖中點擊IM151-3以太網(wǎng)口，然后在“屬性”〉“常規(guī)”〉“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)絡視圖中給151-3 分配設備名稱。參考圖17 設備名稱分配 。

圖17 設備名稱分配

18. 在彈出的對話框中點擊“分配名稱”，分配設備名稱可能需要幾秒鐘的時間，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。

圖18 分配PROFINET設備名稱

19. 這樣PROFINET IO 系統(tǒng) 2 的配置已經完成，即 CPU 315-2PN/DP 作為智能設備與自身的IO 設備的連接已經完成。下面對PROFINET IO 系統(tǒng)1進行配置，需要對智能設備CPU 315-2PN/DP 分配IO 控制器 S7-1500 CPU。 進入CPU 315-2PN/DP 的設備視圖，在CPU “屬性”〉“常規(guī)”〉“PROFINET 接口”〉“操作模式”中鉤上“IO 設備”，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 傳送給智能設備的IB0。參考圖20傳輸區(qū)定義。

圖20 傳輸區(qū)定義

21. 經過上述的操作，在項目的網(wǎng)絡視圖中得到完整的網(wǎng)絡結構。參考圖21 網(wǎng)絡結構。

圖21 網(wǎng)絡結構

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 項目下載。

通信調試

1.系統(tǒng)結構建立后，PROFINET IO控制器 S7-1500、智能設備CPU 315-2PN/DP、PROFINENTIO 設備IM151-3 之間可以進行數(shù)據(jù)交換。對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 CPU 315-2PN/DP 作為IM151-3 控制器，也可以與IM151-3進行數(shù)據(jù)交換，例如當IM151-3 數(shù)字量輸入點有信號輸入時，智能設備CPU 315-2PN/DP的輸入變量會采集到該信號。參考圖24智能設備 CPU 315-2PN/DP 變量監(jiān)控。

圖24 智能設備CPU 315-2PN/DP 變量監(jiān)控