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S7-1200作為智能IO設(shè)備和CP343-1的 Profinet 通信（S7-300做控制器）

S7-1200 V4.0 支持智能 IO 設(shè)備功能，故可使用 S7-1200 作為智能 IO 設(shè)備和 CP343-1 的 Profinet 通信。本例中將 S7-300 做為控制器，連接作為智能 IO 設(shè)備的S7-1200 CPU 實(shí)現(xiàn) Profinet 通信；下面詳細(xì)介紹使用方法。

硬件：

1. CPU 1217C DC/DC/DC，V4.0
2. CPU 314C-2ptp，V2.6 + CP343-1,V3.0

軟件：

1. Step7 V13
2. Step7 V5.5 SP3

CP343-1 的 PN 接口連接 S7-1200 的 PN 接口，這種方式可以分2種情況來操作，具體如下：

1. 第一種情況：CPU 1217C 和 CPU 314C 使用 Step7 V13 編程，在一個(gè)項(xiàng)目中操作。
2. 第二種情況：CPU 1217C 使用 Step7 V13，而 CPU 314C 使用 Step7 V5.5。

1. 第一種情況（同一項(xiàng)目中操作）

CPU 314C 作為 controller，1217C 作為 IO device，使用 Step7 V13 在一個(gè)項(xiàng)目中操作，詳細(xì)步驟如下。

1-1 使用 Step7 V13 創(chuàng)建 S7-300 站

使用 STEP7 V13 創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，并通過“添加新設(shè)備”組態(tài) S7-300 站 PLC_1，選擇 CPU 314C-2 ptp, 添加 CP343-1 ，設(shè)置 IP 地址。如圖 1 所示。

圖 1 在新項(xiàng)目中插入 S7-300 站

在“操作模式”選項(xiàng)中確認(rèn) CP343-1 的操作模式。 如圖 2 所示。

圖 2 選擇 CP343-1 操作模式

1-2 使用 Step7 V13 創(chuàng)建 S7-1200 站

使用 STEP7 V13 創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，并通過“添加新設(shè)備”組態(tài) S7-1200 站 PLC_2，選擇 CPU1217C DC/DC/DC V4.0；設(shè)置 IP 地址，并確認(rèn)設(shè)備名稱，本示例中設(shè)備名稱是plc_2。如圖 3 所示。

圖 3 在新項(xiàng)目中插入 S7-1200 站

S7-1200 作為 IO 設(shè)備，需要將其操作模式設(shè)置為 IO 設(shè)備，并將 IO 設(shè)備分配給控制器 PLC_1 。如圖 4 所示。

圖 4 S7-1200 設(shè)置為 IO 設(shè)備

接著，在“智能設(shè)備通信”的“傳輸區(qū)”創(chuàng)建 IO 通信區(qū)，控制器的 QB2~6 共計(jì)5個(gè)字節(jié)傳送到 IO 設(shè)備的 IB2~6 ；控制器的 IB2~6 共計(jì)5個(gè)字節(jié)讀取來自 IO 設(shè)備的 QB2~6 。如圖 5 所示。

圖 5 創(chuàng)建 IO 通信區(qū)

1-2 硬件組態(tài)下載，檢查設(shè)備名稱和 IP 地址是否正確

分別將 PLC_1 站和 PLC_2 站下載到各自的 PLC 中。

將軟件切換到“網(wǎng)絡(luò)視圖”，找到 PN/IE 總線，查看設(shè)備名稱是否正確。如圖 6、7 所示。

圖 6 網(wǎng)絡(luò)視圖

圖 7 確認(rèn)設(shè)備名稱和 IP 地址

1-3 S7-300 編程

本例中，CP343-1 作為 IO 控制器，需要在 OB1 中編程調(diào)用 PNIO_SEND 和 PNIO_RECV 進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。如圖 8 所示。

圖 8 CPU314C 中編程

1-4 通訊測(cè)試

檢查無錯(cuò)誤后，下載 S7-300 的程序，分別給兩個(gè)站點(diǎn)新建監(jiān)控表，添加通信數(shù)據(jù)區(qū)，監(jiān)控。如圖 9 所示。

圖 9 通信測(cè)試

1-5 地址對(duì)應(yīng)關(guān)系的說明

圖 10 地址對(duì)應(yīng)關(guān)系

從圖中可以看到，當(dāng) CP343-1 作為控制器時(shí)，其傳送的地址需從0開始的。地址對(duì)應(yīng)排列關(guān)系以邏輯地址大小為序。地址如果出現(xiàn)間隔時(shí)，如例子中，沒有組態(tài)的地址區(qū) IB0~2（QB0~1） 及其對(duì)應(yīng)的 MB100~101(MB200~201) 也將被傳送。

2. 第二種情況（不在同一項(xiàng)目中操作）

不在一個(gè)項(xiàng)目中的操作，即：CPU314C 作為 controller 使用 Step7 V5.5 編程；1217C 作為 IO device，使用 Step7 V13 編程，詳細(xì)步驟如下。

2-1 使用 Step7 V13 創(chuàng)建 S7-1200 站

使用 STEP7 V13 創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，并通過“添加新設(shè)備”組態(tài) S7-1200 站 IO-device ，選擇 1217C；設(shè)置 IP 地址，并確認(rèn)設(shè)備名稱，本示例中設(shè)備名稱是io_device。如圖 11 所示。

圖 11 在新項(xiàng)目中插入 S7-1200 站

S7-1200 作為 IO 設(shè)備，需要將其操作模式設(shè)置為 IO 設(shè)備。如圖 12 所示。

圖 12 S7-1200 設(shè)置為 IO 設(shè)備，并創(chuàng)建 IO 通信區(qū)

接著，在“智能設(shè)備通信”的“傳輸區(qū)”創(chuàng)建 IO 通信區(qū)，控制器將傳輸5個(gè)字節(jié)到 IO 設(shè)備的 IB2~6 ；IO 設(shè)備將 QB2~6 共計(jì)5個(gè)字節(jié)傳送給控制器。

2-2 導(dǎo)出 IO 設(shè)備的 GSD 文件

編譯該項(xiàng)目，在“智能設(shè)備通信”屬性的下方，找到并點(diǎn)擊“導(dǎo)出”按鈕，根據(jù)提示將 GSD 文件導(dǎo)出（注意不要修改設(shè)備名稱）。如圖 13 所示。

圖 13 導(dǎo)出 IO 設(shè)備的 GSD 文件

2-3 使用 Step7 V5.5 創(chuàng)建 S7-300 站

使用 STEP7 V5.5 創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，并組態(tài) CPU 314C-2 ptp, 添加 CP343-1 ，設(shè)置 IP 地址，并確認(rèn)設(shè)備名稱，本示例中設(shè)備名稱是PN-IO。如圖 14 所示。

圖 14 在新項(xiàng)目中插入 S7-300 站

在 Step7 V5.5 的硬件組態(tài)界面，通過“選項(xiàng)”進(jìn)入“安裝 GSD 文件...”界面， 在源路徑選擇 IO-device 的 GSD 文件存放路徑。如圖 15 所示。

圖 15 Step7 V5.5 安裝 IO-device 的 GSD 文件

2-4 在 Step7 V5.5 中組態(tài) IO-device

首先，需要給 CP343-1 插入 Profinet IO 總線，在 CP343-1 的“PN-IO”上鼠標(biāo)右鍵，選擇“插入 Profinet IO 系統(tǒng)”。如圖 16 所示。

圖 16 插入 Profinet IO 系統(tǒng)

然后，從硬件目錄路徑：PROFINET IO --> Preconfigured Stations --> CPU 1217C DC/DC/DC --> IO-device 拖拽到 PN 總線上。如圖 17 所示。

圖 17 組態(tài) IO-device

2-5 硬件組態(tài)下載，檢查設(shè)備名稱和 IP 地址是否正確

分別將 S7-300 站和 S7-1200 站下載到各自的 PLC 中。

將 STEP7 V13 軟件切換到“網(wǎng)絡(luò)視圖”，找到 PN/IE 總線，查看設(shè)備名稱是否正確。如圖 18、19 所示。

圖 18 網(wǎng)絡(luò)視圖

圖 19 確認(rèn)設(shè)備名稱和 IP 地址

2-6 S7-300 編程

本例中，CP343-1 作為 IO 控制器，需要在 OB1 中編程調(diào)用 PNIO_SEND 和 PNIO_RECV 進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。如圖 20 所示。

圖 20 CPU314C 中編程

2-7 通訊測(cè)試

檢查無錯(cuò)誤后，分別給兩個(gè)站點(diǎn)新建監(jiān)控表，添加通信數(shù)據(jù)區(qū)，監(jiān)控。如圖 21 所示。

圖 21 通信測(cè)試

2-8 地址對(duì)應(yīng)關(guān)系的說明

圖 22 地址對(duì)應(yīng)關(guān)系

從圖中可以看到，當(dāng) CP343-1 作為控制器時(shí)，其傳送的地址需從0開始的。地址對(duì)應(yīng)排列關(guān)系以邏輯地址大小為序。地址如果出現(xiàn)間隔時(shí)，如例子中，沒有組態(tài)的地址區(qū) IB0~2（QB0~1） 及其對(duì)應(yīng)的 MB100~101(MB200~201) 也將被傳送

S7-1200與分布式IO設(shè)備的診斷功能

S7-1200 CPU V2.1 開始支持分布式 IO 設(shè)備的診斷功能，可使用 DeviceStates 和 ModuleStates 指令對(duì)分布式 IO 設(shè)備的站狀態(tài)和子模塊進(jìn)行診斷。本文使用 1214C V4.0 CPU 和 ET200SP 的 PN 通信為例進(jìn)行說明（DP通信同樣適用）。

硬件：

1. CPU 1214C DC/DC/DC，V4.0，一臺(tái)
2. ET200SP 分布式 IO 站，PN 接口，兩套

軟件：

1. TIA Portal V13 SP1 UPD2

使用 TIA Portal 創(chuàng)建項(xiàng)目

使用 TIA Portal 創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，正確配置，下載后，進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)視圖，所有站點(diǎn)狀態(tài)正常。如圖 1 所示。

圖 1 網(wǎng)絡(luò)視圖

注意：分布式 IO 為 PN 子站時(shí)，可在“網(wǎng)絡(luò)概覽”中可以查看分布式 IO 的設(shè)備編號(hào)。

1 使用 DeviceStates 指令對(duì)分布式 IO 子站進(jìn)行診斷

1-1 創(chuàng)建全局?jǐn)?shù)據(jù)塊，用于存儲(chǔ)狀態(tài)數(shù)據(jù)

在全局?jǐn)?shù)據(jù)塊中創(chuàng)建數(shù)據(jù)類型為 Array of BOOL 數(shù)組，共計(jì)1024個(gè)元素。 如圖 2 所示。

圖 2 創(chuàng)建全局?jǐn)?shù)據(jù)塊

1-2 編程

在 OB1 中調(diào)用 DeviceStates 指令，雙擊 LADDR 引腳，選擇需要診斷的 IO 系統(tǒng)。如圖 3 所示。

圖 3 調(diào)用 DeviceStates 指令

本例中將 MODE 設(shè)置為2，STATE 填寫上述定義的全局?jǐn)?shù)據(jù)塊數(shù)組。如圖 4 所示。

圖 4 填寫相應(yīng)的引腳

指令引腳說明：

1-3 測(cè)試

將程序下載到 PLC 中。

監(jiān)控全局?jǐn)?shù)據(jù)塊 devicestate。如圖 5 所示。

圖 5 IO 系統(tǒng)正常

當(dāng) IO device_2 故障時(shí)（掉電或網(wǎng)線拔除導(dǎo)致丟站），state[2]=1。如圖 6 所示。

圖 6 IO device_2 故障

當(dāng) IO device_1 和 IO device_2 故障時(shí)（掉電或網(wǎng)線拔除導(dǎo)致丟站），state[1]=1 和 state[2]=1。如圖 7 所示。

圖 7 IO device_1 和 IO device_2 故障

2 使用 ModuleStates 指令對(duì)分布式 IO 子模塊進(jìn)行診斷

2-1 創(chuàng)建全局?jǐn)?shù)據(jù)塊，用于存儲(chǔ)狀態(tài)數(shù)據(jù)

在全局?jǐn)?shù)據(jù)塊中創(chuàng)建數(shù)據(jù)類型為 Array of BOOL 數(shù)組，共計(jì)128個(gè)元素。 如圖 8 所示。

圖 8 創(chuàng)建全局?jǐn)?shù)據(jù)塊

2-2 編程

在 OB1 中調(diào)用 ModuleStates 指令，雙擊 LADDR 引腳，選擇需要診斷的分布式 IO 站。如圖 9 所示。

圖 9 調(diào)用 ModuleStates 指令

本例中將 MODE 設(shè)置為2，STATE 填寫上述定義的全局?jǐn)?shù)據(jù)塊數(shù)組。如圖 10 所示。

圖 10 填寫相應(yīng)的引腳

指令引腳說明：

1-3 測(cè)試

將程序下載到 PLC 中。

監(jiān)控全局?jǐn)?shù)據(jù)塊 modulestate。如圖 11 所示。

圖 11 分布式 IO 站所有子模塊正常

當(dāng) IO device_1 站插槽編號(hào)1的子模塊故障時(shí)（損壞或被拔除），state[2]=1。如圖 12 所示。

SIMATIC NET OPC SERVER 與 S7-1200 CM1243-5 的 DP 主從通信

使用 SIMATIC NET OPC SERVER 可以與 S7-1200 CM1243-5 建立 S7 通信，除此之外，還可以使用另外一種通信方式—— DP 主從通信（PC Station 做 DP 從站，1200 做 DP 主站），下面詳細(xì)介紹使用方法。

硬件：

CPU 1214C DC/DC/DC，V2.2 （6ES7 214-1AE30-0XB0） 
CM1243-5 （6GK7 243-5DX30-0XE0） 
CP5612 （6GK1561-2AA00）

軟件：

Step7 V12 SP1
SIMATIC NET V8.2
OPC Scout V10

S7-1200 通過 CM1243-5 做 DP 主站，PC Station 做 DP 從站與之進(jìn)行 DP 主從通信，具體操作步驟如下。

1. 使用 STEP7 V12 生成 S7-1200 項(xiàng)目

使用 STEP7 V12 創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，并通過“添加新設(shè)備”組態(tài) S7-1200 站PLC_1，選擇 CPU1214C DC/DC/DC V2.2 創(chuàng)建項(xiàng)目。如圖 1 所示。

圖1. 創(chuàng)建 S7-1200 項(xiàng)目

組態(tài) CM1243-5，為 CM1243-5 添加子網(wǎng) PROFIBUS_1，分配站地址為 2。如圖 2 所示。

圖2. 組態(tài) CM1243-5

2. 使用 CP5612 建立 DP 從站

再次通過“添加新設(shè)備”創(chuàng)建 PC 站，在 “PC 系統(tǒng)”里，選擇 PC station，插入一個(gè) PC 站。如圖 3 所示。

圖3. 插入 PC 站

在“用戶應(yīng)用程序”中，將“OPC服務(wù)器”插入第 1 槽；在“通信模塊”中，將“CP5612”插入第 2 槽。如圖 4 所示。

圖4. 創(chuàng)建 PC 站

在將“OPC服務(wù)器”插入第 1 槽之前，請(qǐng)先選擇 OPC SERVER 的版本。如圖 5 所示。

圖5. 選擇 OPC SERVER 的版本

在 PC 站的設(shè)備視圖中，進(jìn)入 CP5612 卡的屬性框，在“PROFIBUS 地址”中選擇子網(wǎng)“PROFIBUS_1”，DP 地址分配成 3。如圖 6 所示。

圖6. CP5612分配DP地址

在“操作模式”中選擇“DP 從站”，在“分配的 DP 主站”選擇“PLC.CM1243-5.DP 接口”。如圖 7 所示。

圖7. CP5612 選擇 DP 從站

在“智能從站通信”中，添加 2 個(gè)傳輸區(qū)，一個(gè)是輸入?yún)^(qū)，一個(gè)是輸出區(qū)（注意圖8 紅框中描述的是主站地址，分別從 QB2 和 IB2 開始，該地址在后面通信中將會(huì)使用到，請(qǐng)留意）。如圖 8 所示。

圖8. 組態(tài)從站傳輸區(qū)地址

在 PC 站的屬性框中，在“XDB 組態(tài)”中勾選“生成 XDB 文件”，指定 XDB 文件路徑，再將 PC 站編譯，在指定路徑中生成一個(gè) XDB 文件。如圖 9 所示。

圖9. 生成 XDB 文件

3. OPC SERVER 站配置

從電腦的右下角雙擊“Station Configuration Editor”，進(jìn)入 Station Configuration Editor 對(duì)話框，點(diǎn)擊“Import Station...”，將圖 9 生成的 XDB 文件導(dǎo)入進(jìn)來，如圖 10 所示。

圖10. OPC SERVER 站配置

導(dǎo)入完成后，OPC SERVER 站配置也就完成。如圖 11 所示。

圖11. OPC SERVER 站配置完成

4. 通信測(cè)試

將 S7-1200 項(xiàng)目下載到 PLC 中，此時(shí) CM1243-5 的 DIAG 指示燈還是紅閃，表示 DP 主從通信并未建立起來，這是因?yàn)?OPC Server 默認(rèn)處于未激活狀態(tài)，PC Station 作為 DP 從站還沒有生效，需要啟動(dòng)一個(gè) OPC 客戶端來激活服務(wù)器。按以下步驟啟動(dòng)一個(gè) OPC 客戶端。

從電腦“開始”菜單中，執(zhí)行 SIMATIC NET 的 OPC Scout V10。如圖 12 所示。

圖12. 執(zhí)行 OPC Scout V10

在 OPC Scout V10 中添加輸入輸出變量，在 DA view1 中對(duì)輸出進(jìn)行賦值，如圖 13 所示。

圖13. OPC Scout V10 變量測(cè)試

在 S7-1200 項(xiàng)目的監(jiān)控表中監(jiān)視相應(yīng)的變量，如圖 14所示。