PROFINET智能從站在硬件配置中的應用

周生偉，張金龍

（濟南二機床集團有限公司，山東 濟南 250022）

PROFINET智能從站在硬件配置中的應用

周生偉，張金龍

（濟南二機床集團有限公司，山東 濟南 250022）

智能從站可節(jié)省硬件成本，具有傳輸速率快、數(shù)據(jù)量大的優(yōu)點。文章詳細描述了I－Device智能從站的構建過程，為類似硬件配置提供了一個可借鑒的解決方案。

智能從站；以太網(wǎng)；PROFINET；GSD；D445

PROFINET總線是新一代基于工業(yè)以太網(wǎng)技術的自動化總線標準。PROFINET為自動化通信領域提供了一個完整的網(wǎng)絡解決方案，并且作為跨供應商的技術，可完全兼容工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)有的現(xiàn)場總線（Profibus、DeviceNet等）技術，具有通訊速率快、抗干擾能力強等其他總線無法比擬的優(yōu)點，可以同時傳遞實時數(shù)據(jù)和標準的TCP/IP數(shù)據(jù)。

在實際應用中，特別是大型設備中，通信分站較多，不同的CPU之間需要用耦合器進行通信，線路繁雜且費用高。而應用PROFINET智能從站技術則能很好地解決這一問題。I－Device智能從站是一種非常好的CPU之間實現(xiàn)通訊的途徑，可節(jié)省硬件成本，只需用交換機或直插網(wǎng)線的方式，在硬件配置中稍作處理，就可以輕松實現(xiàn)CPU之間的數(shù)據(jù)交換。IDevice智能從站通訊長度最大可達到1024字節(jié)，通訊速率高。

西門子CPU317－2PN/DP與D435以上版本都支持I－Device功能。在硬件配置中，該PN設備可以同時作為IO控制器和IO設備。一個PN智能設備功能不但可以作為一個智能處理單元處理生產(chǎn)工藝過程，而且可以和IO控制器之間交換過程數(shù)據(jù)。因此，智能從站CPU自身實現(xiàn)運動控制功能的同時，相應的過程值發(fā)送至上層的IO控制器再做相關的處理。

1 配置方法

以實際生產(chǎn)中經(jīng)常使用的西門子CPU319與SIMOTION D445通訊為例，說明智能從站組態(tài)的詳細過程。如圖1所示。

圖1 CPU319與D445的集成

IO控制器CPU319－3PN/DP通過SCALANCE交換機連接SIMOTION D445的X150口，D445作為運動控制器控制各軸運動，同時作為IO設備與CPU通訊，D445就是該系統(tǒng)中的智能從站。

在Step7中對SIMOTION智能從站進行硬件組態(tài)，如圖2所示。

圖2 D445硬件配置

使用鼠標雙擊該站D445的硬件組態(tài)中的X150槽PNxIO，彈出其屬性對話框，如圖3所示。

選擇“I－Device”標簽頁，激活“I－device mode”選項，取消“Parameter assignment for the PN interfaceand its ports on the higher－level IO－controller”和“Operate as higher－level shared device”兩個選項。前者表示PN接口和端口的屬性參數(shù)由上層IO控制器分配；后者表示該智能設備可以作為共享設備。

圖3 I－Device屬性對話框

對于傳輸區(qū)域（Transfer area），點擊“New”按鈕，創(chuàng)建IO控制器和智能從站之間數(shù)據(jù)通信的傳輸區(qū)域。傳輸區(qū)域有2種類型，一種是應用（Application）傳輸區(qū)域，即控制器訪問智能設備的用戶程序接口。另一種是I/O傳輸區(qū)域，即控制器可直接訪問智能設備的IO，而智能設備不能處理該IO。由于CPU319不支持I/O傳輸區(qū)域，這里使用應用傳輸區(qū)域，分別創(chuàng)建輸入地址區(qū)和輸出地址區(qū)為64個字節(jié)。

保存和編譯該站，然后在HW Config界面中選擇菜單“Options”-“Create GSD file for I-device”，為主站創(chuàng)建智能設備的GSD文件。安裝生成的GSD文件到Step7硬件組態(tài)列表中。

如圖4所示，打開CPU319的HARDWARE配置界面，將 D445作為分站插入 CPU319的PROFINET總線上。

圖4 主站配置界面

打開STEP7的程序塊，用SFC14、SFC15讀寫數(shù)據(jù)區(qū)交換數(shù)據(jù)。

最后保存編譯項目并給IO設備分配設備名，并下載組態(tài)到IO控制器中實現(xiàn)PROFINET IO通訊。

2 總結(jié)

硬件組態(tài)的傳輸?shù)刂烽L度如果過長，會影響IO系統(tǒng)的實時通信響應速度。在該例中，智能從站讀寫長度都為64個字節(jié)，通過實際驗證響應速度絲毫不受影響。

[1]西門子公司，編.Siemens D445使用說明書.西門子公司，2008.

[2]西門子公司，編.Siemens STEP－7應用編程.西門子公司，2008.

[3]西門子公司，編.Siemens STEP－7硬件安裝.西門子公司，2005.

Application of PROFINET aptitude embranchment in hardware configuration

ZHOU Shengwei,ZHANG Jinlong
（Jier Machine-Tool Group Co.,Ltd.,Jinan 250022,Shandong China）

The aptitude embranchment can save hardware cost withhigh transfer rate and large data.The establishing process of I-Device aptitude embranchment has been described in the text in detail,which provides reference for solution of similar hardware configuration.

Ethernet;Aptitude embranchment;GSD;D445

TN915.04

B

10.16316/j.issn.1672－0121.2016.04.023

1672－0121（2016）04－0075－02

2016－03－07；

2016－05－14

周生偉（1978－），男，工程師，從事鍛壓設備、自動化設備電氣設計與改進。E－mail：boyzhou21＠163.com