西门子模块6FC5372-0AA00-0AA2
西门子模块6FC5372-0AA00-0AA2
当今的自动化系统种类各不相同，只在有限的范围内实现兼容，难以满足用户设备集成和扩容的需要，从而制约了自动化技术的发展。Profinet是Profibus组织提出的基于以太网的自动化标准，能同时以单一一条工业以太网电缆线的解决方案满足3个自动化领域的需求，包括IT集成化领域、实时自动化领域和同步实施运动控制领域。其目标是为众多制造商和用户提供一个统一的、集成了安全技术的行规，同时满足用语通信总线的机械设备标准化的需求。在烟草行业中，各个工艺段存在设备多、布局分散的特点，因此采用Profinet工业以太网网络控制架构来组态系统。系统采用CP343-1 / CP443-1 Advanced以太网通讯模块与上位调度计算机、监控计算机通讯，接受上位调度计算机下达的各项任务；底层通过Profinet 网络采集现场的I/O信号和设备状态，并控制设备的正常运行。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。
1.设备与系统描述
在某烟草企业的制丝工艺段中，PLC采用西门子S7-300系列PLC。S7-300系列PLC处理速度更快、系统资源裕量更大、通讯能力更强、性能更加稳定可靠，全面支持等时模式和运行中配置等功能，由此大幅降低了工程、培训等费用，是各种自动化功能术和经济性解决方案。机架上增加一个CP 343-1以太网模块，用于系统和上位调度计算机通讯。
现场分布式I/O采用具有Profinet接口的西门子的ET200S系列，用于采集现场的传感器信号（如光电开关、接近开关、限位开关等）和按钮指示灯信号。
电机驱动采用西门子ET200S的单相启动器、双相启动器或软启动器，每个ET200S从站带有一个IM151-3PN接口模板（双网口），可以支持Profinet总线的级联方式，IM151-3PN接口模板的供电采用单独供电方式，保证切断控制电源时，Profinet网络不受影响，通过它就可以和PLC之间建立网络通信。
对于需要 定位的设备或一些专机设备，系统采用变频器对电机进行驱动。在该方案中，采用丹佛斯带Profinet总线通讯接口的现场安装的变频器FC302 IP55系列产品。采用Profinet总线的级联方式。配置输入输出电抗器、RFI滤波器。变频器的动力输出线缆采用屏蔽电缆，动力输出线缆和通讯电缆的屏蔽层可靠接地。Profinet总线模板的供电采用单独供电方式，保证切断动力电源时，Profinet网络不受影响。
在现场操作员终端，操作人员通过触摸屏终端对现场设备状态进行监控，当设备出现故障或需要进行维护时，可以通过终端操作来完成模式转换、故障处理、信息维护等操作。该方案采用的是西门子触摸屏MP377，通过Profinet和PLC通讯。
对于不支持Profinet总线的器件，该方案采用Profibus总线进行通信，并由IE/PB LINK 将现有的Profibus设备透明地连接到Profinet的设备。
2.系统特点
现场总线技术在控制过程的应用，节省了大量的线缆、槽架、连接件，减少了系统的设计、调试、维护时间，方便地实现了现场控制设备之间以及设备与控制管理层之间的联系，为控制信息进入公共数据网络创造了条件。与地点无关的控制、高速通信、灵活的拓扑结构、真正的可互操作性和开放性等**功能的特征，使其具有强大优势和广阔的发展前景。
采用基于工业以太网的开放式、跨供应商标准的Profinet，可实现从公司管理层直到现场层直接、透明的访问。Profinet基于现有成熟IT标准，并提供对TCP/IP的全面支持，用户能够毫不费力的与现有系统进行扩展及便捷集成。
3.系统配置步骤
接下来，我们就以一个实例，一步一步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3-1所示：
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3-2所示：
第3步，在CP343-1的右键中选择“插入PROFINET IO系统”，如图3-3所示：
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，并且给给IM151-3PN配置它的设备名“IM151-3PN”，如图3-4所示：
第5步，在IM151-3PN中插入相应的DI和DO模块，如图3-5所示：
第6步，选中PROFINET IO总线，然后右键菜单选择“目标属性”，如图3-6所示：
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通讯占比，当有PROFINETCBA通讯存在时，必须给PROFINETCBA通讯预留一部分通讯比例，如图3-7所示：
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设备多也只能有8ms的更新时间，如图3-8所示：
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2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3-9所示：
第10步，编译硬件组态，如图3-10所示：
第11步，打开PST软件，扫描网络设备，如图3-11所示：
第12步，按照在Step7中的实际组态，分配IP地址，如图3-12所示：
第13步，下载IP地址至设备中，如图3-13所示：
第14步，下载后，设备已经有了IP地址了，如图3-14所示：
第15步，给IM151-3PN也分配IP地址，如图3-15所示：
第16步，下载硬件组态，如图3-16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3-17所示：
第18步，给IM151-3PN也分配指派设备名，如图3-18所示：
第19步，在弹出来的对话框中，选中你要指派设备名的设备，然后点击右边的“Assign name/指派名称”按钮，如图3-19所示：
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3-20所示：
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3-21所示：
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，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
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SIPLUS S7-300 CPU 314C-2PN/DP 带防腐蚀涂层 -25...+70°C 基于 6ES7314-6EH04-0AB0 。 紧凑型 CPU，带 192 KB 工作存储器， 24 DE/16 DA，4AE，2AA，1 Pt100， 4 个快速计数器(60 kHz)， 第 1 个 MPI/DP 接口 12MBit/ s， 第 2 个以太网接口 PROFINET， 带双端换机， 集成电源 24V DC， 前连接器（2x 40 极）和 需要微型存储卡
西门子PLC系列介绍：
S7-200 CN PLC 实用于各行各业，各种场所中的检测、监测及的化。S7－200 CN 系列的功用使其无论在运行中，或相连成网络皆能完成庞杂功用。因而S7－200CN 系列具备*的性能价钱比。
相关图形：
SIMATIC S7-300 一种通用型PLC，能适合自动化工程中的各种应用，尤其是在生产制造工程中的应用。模块化、无排风扇结构、易于实现分布式的配置、以及用户易于等特点，使得S7-300 PLC在以下工业部门中实施各种控制任务时，成为一种既经济又切合实际的解决方案：
在制造自动化和自动化中，对一切中、的运用来说，SIMATIC S7－400 都是功用zui强大的PLC。 S7－400 PLC分为规范型和容错型（可配置成故障安全型） 两种。强大的体系功用和便捷的用户界面使得SIMATIC S7－400 成为各种自动化功用的zui和经济性处理计划
SIMATIC HMI 人机界面
SIMATIC 人机界面产品真正不同用户的个性化需求，使您*监控生产，保您的机器和工厂时刻处于的运行状态。
趋势
随着生产的日益复杂，生产机器和需要完成的控制任务更加多样。简化这种日益长的复杂性是我们每件HMI 新产品的主要目标。开放的，化的硬件和接口使我们的产品遍及各个角落。
工业总线
SIMATIC NET 集成完整解决方案所需的所有部件，并支持下列总线：
工业以太网（IEEE 802.3 和 802.11 WLAN）– 区域网络连接的是占有 90% 以上*的局域网中的首要网络。通过工业以太网，可在分布很广的区域内构建功能强大的通讯网络。
PROFINET (IEC 61158/61784) 使用了工业以太网，可实现直至现场级的实时通讯，也可将级集成进来。由于利用了现有 IT ，PROFINET 还在工业以太网上实现同步运动控制应用、跨厂商工程组态和机器与设备的高可用性。PROFINET 支持分布式自动化和控制器之间的通讯，可实现故障安全应用。
PROFIBUS (IEC 61158/61784) – Ï的布线。¼µØλ¡£它是仅有的一种可用于在生产应用和应用中进行通讯的现场总线。
AS-Interface (IEC 62026-2/EN 50295) – 可替代电缆束的连接，可通过两线制总线非常经济地将传感器和执行器连接在一起。
IO 链路 –
用于智能化连接现场级到 MES 级的传感器和执行器的。
KNX/EIB （EN 50090、ANSI EIA 776）是实现楼宇自动化的基础。
网络转换通过控制器或链路实现。可以从工厂的任何位置执行组态和诊断。
在FX系列中，指针用来指示分支指令的跳转目标和中断程序的入口标号。分为分支用指针、输入中断指针及定时中断指针和记数中断指针。
1.分支用指针（P0～P127）
FX2N有P0～P127共128点分支用指针。分支指针用来指示跳转指令（CJ）的跳转目标或子程序调用指令（CALL）调用子程序的入口地址。
如图1所示，当X1常开接通时，执行跳转指令CJ P0，plc跳到标号为P0处之后的程序去执行。
图1 分支用指针
2.中断指针（I0□□～I8□□）
中断指针是用来指示某一中断程序的入口位置。执行中断后遇到IRET（中断返回）指令，则返回主程序。中断用指针有以下三种类型：
（1）输入中断用指针（I00□～I50□） 共6点，它是用来指示由特定输入端的输入信号而产生中断的中断服务程序的入口位置，这类中断不受PLC扫描周期的影响，可以及时处理外界信息。输入中断用指针的编号格式如下：
例如：I101为当输入X1从OFF→ON变化时，执行以I101为标号后面的中断程序，并根据IRET指令返回。
（2）定时器中断用指针（I6□□～I8□□） 共3点，是用来指示周期定时中断的中断服务程序的入口位置，这类中断的作用是PLC以指定的周期定时执行中断服务程序，定时循环处理某些任务。处理的时间也不受PLC扫描周期的限制。□□表示定时范围，可在10～99ms中选取。
（3）计数器中断用指针（I010～I060） 共6点，它们用在PLC内置的高速计数器中。根据高速计数器的计数当前值与计数设定值之关系确定是否执行中断服务程序。它常用于利用高速计数器优先处理计数结果的场合
