西门子工业网络通信技术详解PROFINETIO

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。

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等设备通信。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。

目前，PROFIBUS DP系统已经被大量用户所采用，用户可以通过PROFIBUS实现组态，编程和诊断。PROFINET IO具有PROFIBUS DP类似的组态，编程和诊断方法，而且有比PROFIBUS更高的实时性能。

PROFINET IO在IO控制器和IO设备之间进行过程数据数据交换以及参数数据和诊断数据。IO Supervisor（IO监视设备）用于HMI和诊断。PROFINET IO结构图如图3-1所示。

图3-1 PROFINET IO结构图

基于生产者和消费者，IO最快的刷新时间为0.25ms。借助于具有PROFINET接口的PLC或代理，现有的PROFIBUS模板或设备仍可以继续使用，从而保护PROFIBUS用户的投资。

在PROFINET的结构中，PROFINET IO是一个执行模块化，分布式应用的通信概念。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。

接下来，我们就以一个实例，一步一步地教大家如何配置组态一个PROFINET IO系统。本实例项目是由一个S7-300 PLC，CP343-1（支持PROFINET IO Controller）和具有PN接口的ET200S组成。

第1步，新建一个项目，插入一个SIMATIC 300站，如图3-2所示。

图3-2 在Step 7中新建一个S7-300站

第2步，在硬件组态中插入一个CP343-1，新建一个网络连接Ethernet（1），并且配置IP地址，如图3-3所示。

图3-3 在硬件组态中插入一个CP343-1

第3步，在CP343-1的右键中选择“插入PROFINET IO系统”，如图3-4所示。

图3-4 插入PROFINET IO系统

第4步，在右边的PROFINET IO设备栏内，选择实际的远程IO设备，在PROFINET IO总线上插入一个ET200S站IM151-3PN，并且给IM151-3PN配置它的设备名“IM151-3PN”，如图3-5所示。

图3-5 在PROFINET IO总线上插入一个ET200S站IM151-3PN

第5步，在IM151-3PN中插入相应的DI和DO模块，如图3-6所示。

图3-6 在IM151-3PN中插入相应的DI和DO模块

第6步，选中PROFINET IO总线，然后右键菜单选择“目标属性”，如图3-7所示。

图3-7 配置PROFINET IO总线的属性

第7步，在PROFINET IO总线的属性中，在“Communication allocation（PROFINET IO）”选项内可配置PROFINET IO通信占比，当有PROFINETCBA通信存在时，必须给PROFINETCBA通信预留一部分通信比例，如图3-8所示。

图3-8 选项内可配置PROFINET IO通信占比

第8步，配置IM151-3PN的更新时间，这个更新时间是根据设备的性能决定的，性能好的设备更新时间可达1ms，有的厂商提供的PROFINET IO设备最多也只能有8ms的更新时间，如图3-9所示。

图3-9 配置IM151-3PN的更新时间

第9步，配置IM151-3PN的属性，分配设备名，本例就为“IM151-3PN”；设备号码本例配置为“1”，Step7会自动分配，当你有两个以上的远程IO站时，设备号码不能重复，否则无法编译通过；设备的IP地址是由Step7自动分配的，你也可以手动指派IP地址；如图3-10所示。

图3-10 配置IM151-3PN的属性

第10步，编译硬件组态，如图3-11所示。(www.xing528.com)

图3-11 编译硬件组态

第11步，打开PST软件，扫描网络设备，如图3-12所示。

图3-12 PST软件扫描网络设备

第12步，按照在Step7中的实际组态，分配IP地址，如图3-13所示。

第13步，下载IP地址至设备中，如图3-14所示。

图3-13 分配IP地址

图3-14 下载IP地址至设备中

第14步，下载后，设备已经有了IP地址了，如图3-15所示。

图3-15 IP地址下载后的CP343-1

第15步，给IM151-3PN也分配IP地址，如图3-16所示。

图3-16 给IM151-3PN分配IP地址

第16步，下载硬件组态，如图3-17所示。

第17步，在线监视硬件组态，发现CP343-1有故障，原因是远程站IM151-3PN的设备名还未分配，如图3-18所示。

图3-17 下载硬件组态

图3-18 CP343-1有故障，原因是远程站IM151-3PN的设备名还未分配

第18步，给IM151-3PN也分配指派设备名，如图3-19所示。

图3-19 给IM151-3PN也分配指派设备名

第19步，在弹出来的对话框中，选中你要指派设备名的设备，然后单击右边的“As-sign name/指派名称”按钮，如图3-20所示。

图3-20 给IM151-3PN也分配指派设备名

第20步，可以看到IM151-3PN已经有了设备名（与硬件组态的设备名相同，PN IO控制器才能依靠此设备名找到它），如图3-21所示。

图3-21 IM151-3PN已经有了设备名

第21步，再次在线监视硬件组态，发现此时PN IO系统工作正常，如图3-22所示。

图3-22 PN IO系统工作正常

至此，如何组态PN IO系统已经介绍完毕。还有一些注意点，如果你用的PLC是S7-300系列的，不论是使用PN/DP的CPU，还是使用CP卡作为PN IO控制器，都需要在程序里调用PN SEND和PN RECV来驱动远程IO设备。而S7-400的PLC是不需要编程的，可以直接驱动远程IO设备。