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手把手教你如何使用西门子Step7软件组态S7-300 PLC通过PROFINET与ET200S从站通讯


S7-300 PROFINET IO 通讯快速入门
1 PROFINET IO概述 PROFINET是一种用于工业自动化领域的创新、开放式以太网标准(IEC 61158)。使用PROFINET,设备可以从现场级连接到管理级。 ? PROFINET用于自动化的开放式工业以太网标准。 ? PROFINET基于工业以太网。 ? PROFINET采用TCP/IP和IT标准。 ?

PROFINET是一种实时以太网。 ? PROFINET实现现场总线系统的无缝集成。 通过PROFINET,分布式现场设备(如现场IO设备,例如信号模板)可直接连接到工业以太网,与PLC等设备通讯。并且可以达到与现场总线相同或更优越的响 应时间,其典型的响应时间在10ms的数量级,完全满足现场级的使用。 在使用Step7 进行组态的过程中,这些现场设备(IO device, IO设备)制定由一个中央控制器(IO controller, IO控制器)。借助于具有PROFINET的能力接口或代理 服务器,现有的模板或设备仍可以继续使用,从而保护PROFIBUS用户的投资。 IO Supervisor(IO 监视设备)用于HMI和诊断。 在PROFINET的结构中,PROFINET IO是一个执行模块化,分布式应用的通讯概念。 PROFINET IO能让您从您所熟悉的PROFIBUS一样,创造出自动化的解决 方案。所以不管您组态PROFINET IO或PROFIBUS,在STEP7中有着相同的应用程序外观。

2 PROFINET IO现场设备简介
以下SIMATIC产品用于PROFINET分布式设备:

? IM151-3 PN 作为IO设备直接连接ET200S的接口模块。 ? CPU317-2DP/PN或CPU315-2DP/PN 作为IO控制器的CPU模块,用于处理过程信号和直接将现场设备连接到工业以太网。 ? IE/PB LINK PN IO 将现有的PROFIBUS设备透明的连接到PROFINET的代理设备。 ? IWLAN/PB LINK PN IO 将PROFIBUS设备通过无线的方式透明的连接到PROFINET的代理设备。 ? CP343-1 用于连接S7-300到PROFINET,连接现场设备的通讯处理器。 ? CP443-1 Advanced 用于连接S7-400到PROFINET,连接现场设备并带有集成的WEB服务器和集 成的交换机的通讯处理器。 ? CP1616 可作为IO设备。用于连接PC到PROFINET,连接现场设备并带有集成交换机的通讯处理器。 ? SOFT PN IO 作为IO控制器,用于运行编程器或PC的通讯软件。 ? STEP7 用于已有的PROFIBUS进行传统方式组态PROFINET。 3 PN IO 组态 PROFINET IO的IO现场设备在PROFINET上有着相同的等级,在网络组态时分配给一个IO控制器。现场IO设备的文件描述定义在GSD(XML)文件。

1. 导入GSD文件,并在Step7中进行硬件组态 2. 编写相关程序,下载到IO 控制器中 3. IO控制器和IO设备自动的交换数据 3.1本例设备简介

上图中的硬件组成:

模块名称

模块型号

订货号

数量

CPU
存储卡 电源 交换机

CPU315-2PN/DP MMC 128K PS307 5A SCALANCE X206-1 IM151-3 PN HF PM-E 4DI 2DO TM-P15N23-A0 TM-E15C24-01 IM151-3 PN HF PM-E 4DI 2DO TM-P15N23-A0 TM-E15C24-01 IE FC RJ45 Plug 18 0 IE FC RJ45 Plug 90 FC Standard Cable

6ES7 315-2EH13-0AB0 6ES7 953-8LG00-0AA 0 6ES7 307-1EA00-0AA 0 6GK5 206-1BB00-2AA 3 6ES7 151-3BA20-0AB0 6ES7 138-4CA00-0AA 0 6ES7 131-4BB00-0AA0

1 3 1 1 1 1 2 2

ET200S1接口模块 ET200S1电源模块 ET200S1数字量输入
模块

ET200S1数字量输出
模块

6ES7 132-4BB00-0AA0 1 6ES7193-4CD70-0AA0 4 6ES7193-4CB30-0AA0 6ES7 151-3BA20-0AB0 6ES7 138-4CA00-0AA 0 6ES7 131-4BB00-0AA0 2 6ES7 132-4BB00-0AA0 1 6ES7193-4CD70-0AA0 4 6ES7193-4CB30-0AA0 6GK1 901-1BB10-2AB 0 6GK1 901-1BB20-2AB 0 6XV1 840-2AH10 4 2 1 1 2

ET200S1电源端子模


ET200S1普通端子模


ET200S2接口模块 ET200S2电源模块 ET200S2数字量输入
模块

ET200S2数字量输出
模块

ET200S2电源端子模


ET200S2普通端子模
块 快速连接RJ45接头18

0o
快速连接RJ45接头90

o
快速连接标准电缆

上图中的软件组成:

软件名称

版本

Windows XP Step7

SP2 V5.4 SP2 or high

4 PN IO的组态步骤 4.1 打开 Step7软件
在桌面上选择Step7图标SIMATIC Manager,并双击。

或在Start中寻找SIMATIC Manager程序,点击打开。

打开的Step7软件

4.2 新建一个项目
点击工具栏中的 按钮,弹出New project(新建项目)对话框。在Name: 栏中写入要新建的工程名,PNController_IODevice1。可以点击 按钮,给新建的工程存储在新的路径下,D:\zhao xin\PN\workshop\Getting started。

点击

按钮,在SIMATIC Manager中新建了该工程。

4.3 添加 IO Controller
在SIMATIC Manager左侧栏内,右键点击 ,弹出菜单,插入一个S7-300站。

插入S7-300站后的SIMATIC Manager的界面。双击 图标,在右侧会显示出

图标,或点击

图标的+号,点击

图标。双击该图标,打开HW Config界面对该项目进行硬件组态。

4.4 对 IO Controller进行硬件组态

右侧栏内为产品分类,点击

图标的+号。找到RACK 300的机架Rail,用鼠标托拽到左上侧的空白栏内。

在这个机架中添加IO控制器的CPU模块,找到CPU-300的CPU315-2PN/DP的版本V2.6,使用鼠标托拽到机架的2号槽中。

这时会出现设置以太网接口的属性界面,根据需要可以使用其它的IP地址信息。这里使用默认的IP地址和子网掩码。并点击 网Ethernet(1)点击OK即可。

按钮,新建一个子

这时,会看到CPU控制器的PN-IO左侧出现一个轨线图标,说明已经建立了一个名字为Ethernet(1)的子网在。HW Config界面的结果。

4.5 对 IO Device进行硬件组态
在这个子网Ethernet(1)中,配置另外两个IO设备站,配置IO设备站与配置PROFIBUS从站类似。同样在右侧的栏内找到需要组态的PROFINET IO的ET200S的标 识,并且找到与相应的硬件相同的订货号的ET200S接口模块。

然后使用鼠标把该接口模块的图标托拽到Ethernet(1)上。

用鼠标双击(1)IM151-3图标,弹出该ET200S的属性界面。可以看到对于ET200S的简单描述,订货号,设备名称,设备号码和IP地址。其中Device Name设备名 称可以根据工艺的需要来自行修改,这里改为ET200S1。Device Number设备号码用于表示设备的个数。IP地址也可以根据需要来修改。这里使用默认状 态192.168.0.2。点击OK按钮,关闭该对话框。

用鼠标单击(1)ET200S1图标,会在左下栏中显示该IO设备的模块列表。目前只有PN接口模块在槽号0上。

使用同样的方式在右侧的产品栏内,选择其它ET200S的模块添加到IO设备的模块列表中。首先选择PM-E模板,注意该模板的订货号要与实际的配置的模板订货 号要相同。使用鼠标托拽到该列表的1号槽内。这与实际的硬件模板顺序一致。双击该 默认方式。 图标可以打开并修改其电源模板属性,这里使用

使用同样的方式在右侧的产品栏内,选择4DI模板,注意该模板的订货号要与实际的配置的模板订货号要相同。使用鼠标托拽到该列表的2和3号槽内。这与实际 的硬件模板顺序一致。双击该 图标可以打开并修改其DI模板属性,这里使用默认方式。可以看到DI模板的地址为0.0至0.3,1.0至1.3。

使用同样的方式在右侧的产品栏内,选择2DO模板,注意该模板的订货号要与实际的配置的模板订货号要相同。使用鼠标托拽到该列表的4和5号槽内。这与实际 的硬件模板顺序一致。双击该 为0.0至0.1,1.0至1.1。 图标可以打开并修改其DO模板属性,这里使用默认方式。可以看到DO模板的地址也

使用同样的方式组态另一个ET200S站,并改其Device name为ET200S2。也可以使用鼠标点击ET200S1的图标,加上Ctrl键,复制出另一个ET200S2站。因为 实际的组态中两个ET200S的硬件组态是相同的。IP地址保持默认状态,192.168.0.3。可以看到DI模版地址分别为2.0至2.3,3.0至3.3。DO模板的地址分别 为2.0至2.1,3.0至3.1。点击工具栏 图标,完成对该项目的硬件组态完成编译和保存。

4.6 编写用户程序
在SIMATIC Manager中,依照等级次序,点击+号至Blocks。

可以看见右侧栏内的OB1,双击OB1,进入LAD/STL/FBD的编程界面中。使用STL语言编程。根据在硬件组态中的ET200S两个站的DI,DO模板地址, 在Network1中,对ET200S1进行数据读写;在Network2中,对ET200S2进行数据读写。点击工具栏 进行保存。

4.7 设置 PG/PC接口
对于PROFINET的组态下载和调试,使用TCP/IP协议,所以在SIMATIC Manager中选择Options菜单,选择“Set PG/PC Interace...”

选择TCP/IP->Intel(R) PRO/1000MT...接口参数。其中Intel(R) PRO/1000MT...表示本台PG/PC的以太网卡。点击OK即可。

可以在SIMATIC Manager的界面的状态栏中,发现已经选择的PG/PC接口。

对本台PG/PC作为IO supervisor,通过一根FC标准以太网线连接SCALANCE X206-1交换机。双击本地网络连接图标 意要使各台PN设备要在同一个网段上192.168.0.0。

,给本机设置IP地址192.168.0.100。注

4.8 设置 IO设备名
系统上电,在HW Config界面中,点击图标 Device的命名界面。 。然后选择菜单PLC中,点击Assign Device Name...。弹出设置ET200S等IO

从图中看到两个ET200S站的一些信息。IP地址,由于没有下载PLC的硬件组态,故没有IP地址。MAC地址,是ET200S的PN接口模块在出厂时固化的硬件地 址,不能修改。设备类型,此时指示在Ethernet(1)上的PN IO的类型均为ET200S。设备名,目前在ET200S的MMC卡中没有存储任何信息。通过下拉菜单 指示硬件组态的ET200S的设备名称为ET200S1,根据不同的MAC地址,通过鼠标选择不同ET200S设备。选择MAC地 址为08-00-06-6B-F7-A6的ET200S,通过 按钮,给其命名ET200S1。

ET200S1的MAC地址在IM151-3的接口模块上,打开接口模块的前盖,可以看见相应的MAC地址。

使用同样的方式给ET200S2命名。

ET200S2的MAC地址在IM151-3的接口模块上,打开接口模块的前盖,可以看见相应的MAC地址。

点击

图标。然后选择菜单PLC中,点击VerifyDevice Name...。来查看组态的设备名是否正确。绿色的√,表示正确。

设置完毕后点击工具栏中的

按钮,保存和编译刚刚的组态。

4.9 下载硬件组态
在HW Config界面中,选择 图标。弹出选择目标模块界面,默认状态为CPU315-2PN/DP,点击OK。

弹出选择节点地址对话框。IP地址192.168.0.1为已经设定的CPU的IP地址。

点击 按钮,寻找网络上的IO设备。IP地址为192.168.0.100是PC/PG(IO Supervisor)的以太网地址。MAC地址为08-00-06-6B-9D48为CPU315-PN/DP的MAC地址。

用鼠标点击S7-300。那么在选择的连接目标站出现选择的S7-300。

点击OK下载。会弹出一个对话框,询问是否给IO控制器的IP地址设置为192.168.0.1。点击yes。

这时系统会给IO控制器赋IP地址。并下载组态信息到PLC中。

让PLC运行即可。

4.10 下载用户程序
在SIMATIC Manager中用鼠标点击左侧栏内的Blocks。

在右侧栏内选中要下载的块OB1。

点击工具栏中的按钮,下载用户程序

4.11 测试用户程序
然后,双击OB1,打开用户编程界面。用鼠标点击工具栏中的眼镜图标,进行在线 测试用户程序。在线后,编程界面的标题栏,状态栏显示绿色。并且在程序窗口的右侧,出现程序指令的状态字。在STANDARD的栏下表示的是各个字的在线 值。由于对于此位置的在线值,不能以二进制形式表示,那么也就不能清晰的显示二进制DI和DO的信号状态。可以使用变量表的方式来观察。

在SIMATIC Manager中的右侧栏的空白处,单击鼠标右键,弹出插入变量表的菜单。

保持默认名字VAT_1,点击OK。

在SIMATIC Manager中出现名字为VAT_1的变量表。双击打开。

在Address栏中,添加所要观察的变量MW0,MW4;添加所要强制的变量MW2,MW6。用鼠标点击Display Format栏,点击右键选择Binary方式显示。

点击工具栏中的

按钮,进行在线观察。

如果ET200S1的DI模板,有信号输入,那么相应的位会显示为1。

同样,可以强制DO模板的输出。使用鼠标在对应的Modify value栏中,强制你所要的对应的输出。那么观察DO模板输出灯变亮。

5 PN IO的诊断 5.1在线诊断
通过SIAMTIC Manager在线,你可以观察到系统的当前一般状态信息。包括运行,停止,故障显示等等。点击SIMATIC Manager工具栏中的 线。 图标,使其在

通过显示访问点,你可以看到在SIMATIC Manger的右侧栏内的PROFINET设备状态。用鼠标点击SIMATIC Manager中工具栏的

图标。

通过硬件诊断,你可以快速的查找出现故障的模块的信息。打开HW Config界面,在该界面的工具栏内点击 图标,使其在线。

通过双击故障设备图标,查找故障信息。双击ET200S1图标。可以快速的查找故障原因。

通过双击CPU 315-2PN/DP图标,可以在Diagnostic Buffer中查找CPU停机的诊断信息。

关键字

PROFINET, PROFINET IO 通讯, 工业以太网, IO Supervisor, IO 控制器, IO 设备, SCALANCE交换机, Step7


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