工业以太网与profinetprofinet cba通信入门_W

1、 PROFINET CBA 通讯PROFINET CBA CommunicationSIEMENS A&D CSGetting StartedEdition （2008-01） 摘 要 通过 PROFINET CBA，基于组件的自动化，支持分布式自动化系统之间的通讯。本文举例 CP443-1 Adv 和 CPU317-PN/DP 通过 Step7 分别生成两个组件，然后通过 iMap 组态组件。下载组态信息到相应的站中。实现 PROFINET CBA 通讯。通过一步一步的组态，给读者一个清晰的组态 PROFINET CBA 通讯的实现方法。 关键字 PROFINET, PROFINET CBA

2、 通讯, 工业以太网, PG/PC, iMap, OPC, Step7Key wordsPROFINET, PROFINET CBA Communication, IE, PG/PC, iMap, OPC, Step7A&D Service & SupportPage 2-80 目录1 PROFINET CBA概述42 PROFINET 组件设备53 PN CBA组态63.1 本例设备简介74 PN CBA组态步骤84.1 打开Step7 软件84.2 创建CP443-1 Adv 组件104.21 新建一个项目104.22 添加S7-400 站124.23 对S7-400 站进行硬件组态154

3、.24 设置PG/PC接口224.25 下载S7-400 硬件组态254.26 创建S7-400 组件接口274.27 创建S7-400 组件324.28 编写S7-400 程序364.29 下载S7-400 程序404.3 创建CPU317-PN/DP 组件404.31 新建一个项目404.32 添加S7-300 站424.33 对S7-300 站进行硬件组态424.34 下载S7-300 硬件组态444.35 创建S7-300 组件接口454.36 创建S7-300 组件464.37 编写S7-300 程序474.4 打开iMap软件484.5 使用iMap导入组件504.6 使用iMap

4、互连组件524.7 编译和下载组件594.8 在线测试组件664.9 可视化过程数据71A&D Service & SupportPage 3-80 1 PROFINET CBA 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。 PROFINET CBA(Component

5、based automation)，根据基于组件的自动化，支持分布式自动化 系统的通讯。基于组件的自动化适用于全集成自动化理念中机器与工厂结构的模块化解决方案。PROFINET 和 PROFIBUS 都集成在该解决方案中。 PROFINET 定义了工程与组态模型（PROFINET 组件的设计和结构）以组件的方式通讯。使用 Step7，可以创建智能技术功能模块，包括用于与其它模块交换数据的接口定义。通过 图形化链接每一个模块以及简单的诊断功能，SIMATIC iMap 用于整个系统的组态。 A&D Service & SupportPage 4-80 2 PROFINET 组件设备以下SIMAT

6、IC产品用于PROFINET 分布式智能设备通讯：CPU317-2DP/PN或CPU315-2DP/PN用于处理过程信号和直接将现场设备连接到工业以太网。可以组态为一个CBA的组件与其它的组件通讯。 CP343-1用于连接S7-300到PROFINET，连接现场设备的通讯处理器。可以组态为一个CBA的组件与其它的组件通讯。 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。可以组态为一个CBA的组件与其它的组件通讯。 CP1616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。可以组

7、态为一个CBA的组件与其它的组件通讯。 PN CBA OPC Server是 PC 的应用程序接口，与 CBA 组件通讯。 PROFIBUS设备 可以组态为一个CBA的组件。用于连接CPU315-PN/DP等STEP7用于生成 PROFINET 组件和组件的接口定义。 iMap与其它的组件通讯。 用于图形化组态技术功能模块之间的数据通信的组态和诊断。 A&D Service & SupportPage 5-80 3 PN CBA 组态PROFINET 组件可以使用Step7中简单的菜单命令来创建。生成的组件在外观上有着互连的，可诊断的接口。PROFINET组件的技术接口是由XML来定义的。PR

8、OFINET组件集成了 硬件组态和用户程序的信息。通过iMap图形化的连接组建的接口，完成组件间的相互交换数据。 SIMATIC iMap f1.2.3.4.5.在Step7中进行硬件组态和下载，创建和编辑组件在iMap中导入组件 在iMap中互连组件 下载组件和下载用户程序（Singleton组件） 下载和测试 A&D Service & SupportPage 6-80gPROFINET DeviceSTEP7-项目组B件BSTEP7-项目组A件A eAB dfB_A_A_c 3.1 本例设备简介 CP443-1 AdvPG/PCCPU317-PN/DP上图中的硬件组成： 上图中的软件组成

9、：A&D Service & SupportPage 7-80软件名称 版本 Windows 2000/XPSP4Step7V5.4 SP2 or higheriMapV3.0 +Step7 AddOn V3.0 or higherSIMATIC Net2005 or higher模块名称 模块型号 订货号 数量 CPUCPU416-2DP6ES7 416-2XK04-0AB01电源 PS407 10A6ES7 407-0KR00-0AA01PN 控制器模板 CP443-1 Adv V2.16GK7 443-1EX40-0XE01机架 UR26ES7 400-1JA01-0AA01CPUCPU

10、317-2PN/DP6ES7 317-2EJ10-0AB01机架 Rail6ES7 390-1AE80-0AA01存储卡 MMC128K6ES7 953-8LG00-0AA01电源 PS307 5A6ES7 307-1EA00-0AA01快速连接RJ45 接头 180oIE FC RJ45 Plug 1806GK1 901-1BB10-2AB04快速连接标准电缆 FC Standard Cable6XV1 840-2AH10 4 PN CBA 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

11、 Manager 程序，点击打开。A&D Service & SupportPage 8-80 打开的 Step7 软件A&D Service & SupportPage 9-80 4.2 创建 CP443-1 Adv 组件4.21 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，PN_CBA_Comp1。可以点击下，G:workshopGetting started。 按钮，给新建的工程存储在新的路径A&D Service & SupportPage 10-80 点击按钮，在 SIMATIC Manager 中新建了该工

12、程。A&D Service & SupportPage 11-80 4.22 添加 S7-400 站 在 SIMATIC Manager 左侧栏内，右键点击站。 ，弹出菜单，插入一个 S7-400A&D Service & SupportPage 12-80 插入 S7-400 站后的 SIMATIC Manager 的界面。双击图标，或点击图标的+号，点击图标，在右侧会显示出图标。双击该图标，打开HW Config 界面对该项目进行硬件组态。A&D Service & SupportPage 13-80 A&D Service & SupportPage 14-80 4.23对 S7-400

13、 站进行硬件组态右侧栏内为产品分类，点击图标的+号。找到对应的 RACK- 400 的机架UR2，用鼠标托拽到左上侧的空白栏内。A&D Service & SupportPage 15-80 在右侧栏内找到对应的电源模块 PS407，用鼠标托拽到机架的 1 号槽中。A&D Service & SupportPage 16-80 在右侧栏内找到对应的 CPU 模块 CPU416-2DP，用鼠标托拽到机架的 3 号槽中。这时会弹出一个对话框，询问是否建立一个 PROFIBUS 的子网，在这里不需要建立 PROFIBUS 网络，所以保持默认，点击 OK 即可。 A&D Service & Suppo

14、rtPage 17-80 A&D Service & SupportPage 18-80 在右侧栏内找到对应的 CP 模块 CP443-1 Adv，用鼠标托拽到机架的 4 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。这里是用默认 IP 地址 192.168.0.1 和子网掩码 255.255.255.0。并点击Ethernet(1)点击 OK 即可。 按钮，新建一个子网A&D Service & SupportPage 19-80 A&D Service & SupportPage 20-80 双击组态的 CP443-1 Advanced 模板的图标，

15、设置该模板的属性。选择弹出对话框的PROFINET 栏，选择 Use this module for PROFINET CBA communication 项。 A&D Service & SupportPage 21-80 设置完毕后点击工具栏中的按钮，保存和编译刚刚的组态。4.24 设置 PG/PC 接口 打开 Windows 控制面板，找到 Set PG/PC Interface 图标。双击打开。A&D Service & SupportPage 22-80 选择 TCP/IP-Intel(R) PRO/1000MT.接口参数。其中 Intel(R) PRO/1000MT.表示本台 PG

16、/PC的以太网卡。点击 OK 即可。 A&D Service & SupportPage 23-80 对本台 PG/PC，通过一根 FC 标准以太网线连接 CP443-1 Adv。双击本地网络连接图标，给本机设置 IP 地址 192.168.0.100。注意要使各台 PN 设备要在同一个网段上 192.168.0.0。A&D Service & SupportPage 24-80 4.25 下载 S7-400 硬件组态在 HW Config 中，点击工具栏的，这时弹出 Select Target Module 对话框。点击 OK。之后弹出 Select Node Address 对话框。A&D

17、 Service & SupportPage 25-80 点击，寻找在网络上的节点。目前在网络上有 CPU317-2PN/DP 和 CP443-1Adv。点击 CP443-1 Adv，点击 OK 下载。下载完毕，运行 CPU。A&D Service & SupportPage 26-80 4.26 创建 S7-400 组件接口在 SIMATIC Manager 中，用鼠标右键点击“Create PROFInet Interface”菜单项。 图标。弹出一个菜单，选择弹出 PROFINET 接口编辑器。A&D Service & SupportPage 27-80 用鼠标点击 CPU416-2D

18、P 图标，出现“Add function”选项，点击“Add function”，添加出Function_1，逐级点开，点击 “Add PN block”。 弹出数据接口数据块的属性对话框，包括数据块的名字，类型，注释等等。这里使用默认状态。A&D Service & SupportPage 28-80 点击 OK，可以看到 DB1 出现在右下方 Available blocks 里面，点击向上按钮，将 DB1 移到上面 Assigned PN blocks 里面。 A&D Service & SupportPage 29-80 选中 DB1，点击 Open 按钮，弹出定义接口数据块接口变量的

19、界面。可以创建输入变量，输出变量，S7 变量和没有用于连接的变量。输入变量和输出变量作为所要生成组件的接口变量，用于与其它组件互连。S7 变量不用于组件互连，可以通过 OPC 的方式由 HMI 所访问。没有用于连接的变量，只是用于编辑方便，当需要该变量进行连接时，可以简单的用鼠标把该变量托拽到其它变量部分中。最右侧有一个初始化的组件图标。双击任意两侧的图标对输入变量进行创建。A&D Service & SupportPage 30-80 在 PN_Input 这个栏内，可以创建该数据接口的输入变量，包括名字，数据类型，地址等等。在这里创建 2 个 BOOL 型，2 个 Int 型，2 个 Re

20、al 型变量。其中变量类型的选择在 Data type中用鼠标点击。可以看见右侧所创建的组件的接口组件。 同样 PN_Output 这个栏内，创建 2 个 BOOL 型，2 个 Int 型，2 个 Real 型变量。A&D Service & SupportPage 31-80 创建接口完毕后，点击工具栏的图标，保存更改，然后关闭该编辑器。4.27 创建 S7-400 组件 在 SIMATIC Manager 中，用鼠标右键点击 “Create PROFInet Component”菜单项。创建该组件。图标。弹出一个菜单，选择A&D Service & SupportPage 32-80 弹出

21、创建 PROFINET 组件的属性对话框，在 General 栏内，包括一些站名，版本，注释等等。在第一次创建组件的时候，默认为 New 方式。当已经创建过组件，刷新该组件时可以使用 Retain 方式，而且会产生一个新的版本号。这里保持默认即可。 A&D Service & SupportPage 33-80 在 Component type 栏内，用来设置根据硬件组态来创建组件的类型，和怎样去刷新PROFINET 接口。Standard Component 标准组件是创建一个简单的组件。通过选择来确定是否带有功能。Singleton Component 单独组件能通过任何具有一个 Ethe

22、rnet 连接的任何硬件组态所创建。在本例中，选择创建的组件的类型为 Singleton component。刷新 PN 接口需要使用 User program。 A&D Service & SupportPage 34-80 在Storage Areas栏内，来确定所创建的组件被保存到文件系统中还是库中。这里使用默认状态。Functions栏内列出了当前的Functions和blocks，Additional Properties也适用默认状态。设置完毕后，点击OK结束。 A&D Service & SupportPage 35-80 这时会自动产生创建组件进度条的对话框。这时会产生一个对话

23、框，来提示目前该组件的生成没有编写 Copy blocks，即 FB(PN_InOut)程序。点击 No，先编写程序。 在 4.28 节，编完程序的情况下，重新生成组件。这时不会产生上面的对话框。组件生成。4.28 编写 S7-400 程序 在 SIMATIC Manager 中点击找到 Blocks 块，发现出了默认的 OB1 块，还有 DB1 块，这是前A&D Service & SupportPage 36-80 面新建的接口 DB 块。双击 OB1。在 OB1 中编写程序。打开的 LAD/STL/FBD 编程界面。在左侧可以看到各种功能块的分类。A&D Service & Suppor

24、tPage 37-80 点击 Libraries+号，找到 PROFInet system Library 库。并找到 CP 400 库。A&D Service & SupportPage 38-80 在 Network1 中，调用 FB88 刷新 PN 接口。输入 DB2，自动创建为 FB88 的背景数据块。编写完毕后，点击工具栏中图标，保存程序。其中，LADDR 是 CP 模板的逻辑地址。根据硬件组态，并转换成 16 进制。A&D Service & SupportPage 39-80 4.29 下载 S7-400 程序 在 SIMATIC Manager 中，用鼠标选中全部的新建的程序块

25、。点击工具栏中的图标。下载程序。4.3 创建 CPU317-PN/DP 组件4.31 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，PN_CBA_Comp2。可以点击下，G:workshopGetting started。 按钮，给新建的工程存储在新的路径A&D Service & SupportPage 40-80 点击按钮，在 SIMATIC Manager 中新建了该工程。A&D Service & SupportPage 41-80 4.32 添加 S7-300 站 在 SIMATIC Manager 左侧栏内

26、，右键点击站。 ，弹出菜单，插入一个 S7-300打开 HW Config 界面对该项目进行硬件组态。具体方式参考 4.22 节。4.33 对 S7-300 站进行硬件组态 根据实际的组态，在硬件组态中组态 CPU317-2PN/DP。具体的方法参照 4.23 节。只需要注意的是 IP 地址该为 192.168.0.2。这样不会与 CP443-1 Adv 的 IP 地址相同。 A&D Service & SupportPage 42-80 双击 CPU317-2PN/DP 的图标，设置通讯负载为 50%。A&D Service & SupportPage 43-80 设置完毕后点击工具栏中的按

27、钮，保存和编译刚刚的组态。4.34 下载 S7-300 硬件组态在 HW Config 中，点击工具栏的节。 ，选择 CPU317-2PN/DP 项，下载。具体方法参照 4.25A&D Service & SupportPage 44-80 4.35 创建 S7-300 组件接口在 SIMATIC Manager 中，用鼠标右键点击图标。弹出一个菜单，选择“Create PROFInet Interface”菜单项。具体的方法参照 4.26 节。 在 PN_Input 这个栏内，创建与 CP443-1 Adv 的组件的数据接口的输入变量相同。同样PN_Output 这个栏内，创建与 CP443

28、-1 Adv 的组件的数据接口的输出变量相同。 A&D Service & SupportPage 45-80 创建接口完毕后，点击工具栏的图标。关闭该编辑器。4.36 创建 S7-300 组件在 SIMATIC Manager 中，用鼠标右键点击图标。弹出一个菜单，选择“Create PROFInet Component”菜单项。创建该组件。具体的方法参照 4.27 节。 在 Component type 栏内，创建的组件的类型为 Standard component。刷新 PN 接口需要使用 Automatic。这样不必编写程序，在 PLC 的循环周期的 CCP 时间，刷新数据接口。其它属

29、性保持默认状态。 A&D Service & SupportPage 46-80 点击 OK 后，这时会自动产生创建组件进度条的对话框。进度完毕后，组件生成。4.37 编写 S7-300 程序在 SIMATIC Manager 中点击找到 Blocks 块，发现出了默认的 OB1 块，还有 DB1 块，这是前面新建的接口 DB 块。双击 OB1。在 OB1 中编写程序。在本例中实现 DB 接口的输入变量一一传递给输出变量。打开的 LAD/STL/FBD 编程界面。调用 SFC20 来实现。 A&D Service & SupportPage 47-80 编写完毕后，点击工具栏中图标，保存程序。

30、4.4 打开 iMap 软件 在桌面上选择 iMap 图标SIMATIC iMap，并双击。或在 Start 中寻找 SIMATIC iMap 程序，点击打开。A&D Service & SupportPage 48-80 打开的 iMap 软件A&D Service & SupportPage 49-80 4.5 使用 iMap 导入组件 在打开的 iMap 软件的 New Plant 界面的 Project Library 栏中，用鼠标右键点击弹出菜单。选择 Import Components.导入已经生成的组件。 A&D Service & SupportPage 50-80 找到所存储

31、组件的路径,该路径在前述创建组建的 Storage areas 选项中组态。根据所定义的组件名找到所生成的组件，组建名在创建组建时 General 选项里组态。 点击相应的组件文件夹，找到 XML 文件。点击打开相应的组件就导入到 Project Library 中。在 Preview 栏中可以看到预览的组件图形。 A&D Service & SupportPage 51-80 4.6 使用 iMap 互连组件 用鼠标从 Project Library 中将导入的组件相应的拖拽到 Plant chart 中。A&D Service & SupportPage 52-80 组件的连接，需要注意相

32、同变量类型的可以连接在一起，且需要输出和输入连在一起。用鼠标点击 SIMATIC 300(1)的组件的输出接口变量 Bool1_1，出现图标SIMATIC 400(1)的输入 bool2。这样两个变量就连接在一起。 其它变量也使用同样方法连接在一起。 ，然后在点击A&D Service & SupportPage 53-80 在 Plant chart 中点击 Net View，可以看到组件 SIMATIC 400(1)作为 Singleton 的组件，IP 地址已经存在。而 SIMATIC 300(1) 组件作为 Standard 组件，没有 IP 地址，需要手动设置 IP 地址。 A&D

33、Service & SupportPage 54-80 用鼠标右键点击组件 SIMATIC 300(1)组件，弹出一个菜单，选择属性 Properties项。A&D Service & SupportPage 55-80 弹出属性对话框，选择 Addresses 栏，写入 IP 地址，注意与 Step7 中的 HW Config 的设置的IP 地址一致。 点击 OK。A&D Service & SupportPage 56-80 全部设置完毕后，点击菜单 Project 中的 Properties 属性。A&D Service & SupportPage 57-80 弹出设置本项目的属性对话框

34、。选择 Interconnections 栏。在该栏中，可以根据需要设置循环时间和非循环时间的大小。这里使用默认状态。 A&D Service & SupportPage 58-80 4.7 编译和下载组件点击 iMap 软件工具栏上的图标，进行保存和编译所组态的 iMap 的项目。这时会弹出项目保存的路径的对话框，输入项目名 CBA_443_317 点击 Save。接着编译项目。A&D Service & SupportPage 59-80 编译后的结果信息，可以察看 Generate 栏内的信息。判断编译是否正确。A&D Service & SupportPage 60-80 在 Plan

35、t View 中右键点击 SIMATIC 300(1)组件，弹出菜单，选择 Download selected instances项中的 All，下载该组件的全部程序和组件互连。 A&D Service & SupportPage 61-80 弹出下载画面，点击 RUN，继续下载。A&D Service & SupportPage 62-80 其间会弹出停止 CPU 的信息，点击 Continue 继续。A&D Service & SupportPage 63-80 之后提示，是否启动 CPU，点击 Continue，继续运行。启动完成，回到下载界面，出现 CPU317 的相关下载和运行信息，

36、点击 Close，关闭对话框。下载结束后，在 General 栏中，察看下载组件后的信息，来判断是否正确。本例中表示正确A&D Service & SupportPage 64-80 的信息。使用同样的方法，用右键点击 SIMATIC 400(1)的组件，弹出菜单，选择 Interconnections only。因为该组件是 Singleton 的组件，所以需要单独下载程序在 Step7 中，参考 4.29 节。这里不能选择 ALL，只需要下载互连。 下载结束后，在 General 栏中，察看下载组件后的信息，来判断是否正确。本例中表示正确的信息。 A&D Service & Support

37、Page 65-80 4.8 在线测试组件点击工具栏图标，用于在线监视 PN 设备。可以在诊断信息栏 Functions 中看至目前没有功能错误和设备故障。而 CPU 图标显示绿色，无故障。 切换到变量表选项，在列表下拉框中选择要在线监视的变量。A&D Service & SupportPage 66-80 在工具栏上点击图标，在线观察变量值。A&D Service & SupportPage 67-80 也可以在 Plant View 中，右键单击组件，在弹出菜单中选择显示在线值来查看在线值。A&D Service & SupportPage 68-80 A&D Service & Supp

38、ortPage 69-80 这时可以点击在线显示值，进行在线修改所需要的值，点击键盘回车。随意设定几个值。在线观察结果。A&D Service & SupportPage 70-80 4.9 可视化过程数据 在非在线监控状态下，iMap 软件中选择 Options 菜单项，选择 Create OPC Symbol file.项。生成 OPC 符。 提示创建 OPC 符的路径，这里使用默认状态。点击 OK。在 Document 中可以看到生成的文件。A&D Service & SupportPage 71-80 在 Start 菜单中，找到 Configuration Console 项。点击打

39、开。点击左侧的 SIMATIC NET Configuration 下 Symbols 项，点击右侧栏的按钮。A&D Service & SupportPage 72-80 弹出寻找符号表的对话框，点击 Browse.。找到在 Document 中生成的文件。点击 OK。A&D Service & SupportPage 73-80 然后，同样在右侧栏中选择按钮。选择对应的 PROFINET 接口网卡，这里使用 TCP/IP 协议。点击 OK。最后，点击右侧栏中的按钮。完成应用设置。点击左侧的 SIMATIC NET Configuration 下的 Select OPC protocol 选项。选择 PROFINET项，点击按钮完成应用设置。注意在 Windows XP SP2 或更高版本时。如果本机的中的 SIMATIC NET PN CBA OPC Server。 打开，那么需要允许 ExceptionsA&D Service & SupportPage 74-80 同时需要在 Configuration Console 中的 Security 点击 Allow 按钮，激活 DCOM 远程访问。A&D Se