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PROFINET IO概述
PROFINET是一種用于工業(yè)自動化領(lǐng)域的創(chuàng)新、開放式以太網(wǎng)標準（IEC 61158）。使用PROFINET，設(shè)備可以從現(xiàn)場級連接到管理級。
? PROFINET用于自動化的開放式工業(yè)以太網(wǎng)標準。
? PROFINET基于工業(yè)以太網(wǎng)。
? PROFINET采用TCP/IP和IT標準。
? PROFINET是一種實時以太網(wǎng)。
? PROFINET實現(xiàn)現(xiàn)場總線系統(tǒng)的無縫集成。
通過PROFINET，分布式現(xiàn)場設(shè)備（如現(xiàn)場IO設(shè)備，例如信號模板）可直接連接到工業(yè)以太網(wǎng)，與PLC等設(shè)備通訊。并且可以達到與現(xiàn)場總線相同或更*的響應(yīng)時間，其典型的響應(yīng)時間在10ms的數(shù)量級，*現(xiàn)場級的使用。
在使用Step7 進行組態(tài)的過程中，這些現(xiàn)場設(shè)備（IO device, IO設(shè)備）制定由一個中央控制器(IO controller, IO控制器)。借助于具有PROFINET的能力接口或代理服務(wù)器，現(xiàn)有的模板或設(shè)備仍可以繼續(xù)使用，從而保護PROFIBUS用戶的投資。
IO Supervisor（IO 監(jiān)視設(shè)備）用于HMI和診斷。
在PROFINET的結(jié)構(gòu)中，PROFINET IO是一個執(zhí)行模塊化，分布式應(yīng)用的通訊概念。 PROFINET IO能讓您從您所熟悉的PROFIBUS一樣，創(chuàng)造出自動化的解決方案。所以不管您組態(tài)PROFINET IO或PROFIBUS，在STEP7中有著相同的應(yīng)用程序外觀。
2 PROFINET IO現(xiàn)場設(shè)備簡介
以下SIMATIC產(chǎn)品用于PROFINET分布式設(shè)備：
? IM151-3 PN
作為IO設(shè)備直接連接ET200S的接口模塊。
? CPU317-2DP/PN或CPU315-2DP/PN
作為IO控制器的CPU模塊，用于處理過程信號和直接將現(xiàn)場設(shè)備連接到工業(yè)以太網(wǎng)。
? IE/PB LINK PN IO
將現(xiàn)有的PROFIBUS設(shè)備透明的連接到PROFINET的代理設(shè)備。
? IWLAN/PB LINK PN IO
將PROFIBUS設(shè)備通過無線的方式透明的連接到PROFINET的代理設(shè)備。
? CP343-1
用于連接S7-300到PROFINET，連接現(xiàn)場設(shè)備的通訊處理器。
? CP443-1 Advanced
用于連接S7-400到PROFINET，連接現(xiàn)場設(shè)備并帶有集成的WEB服務(wù)器和集 成的交換機的通訊處理器。
? CP1616
可作為IO設(shè)備。用于連接PC到PROFINET，連接現(xiàn)場設(shè)備并帶有集成交換機的通訊處理器。
? SOFT PN IO
作為IO控制器，用于運行編程器或PC的通訊軟件。
? STEP7
用于已有的PROFIBUS進行傳統(tǒng)方式組態(tài)PROFINET。
3 PN IO 組態(tài)
PROFINET IO的IO現(xiàn)場設(shè)備在PROFINET上有著相同的等級，在網(wǎng)絡(luò)組態(tài)時分配給一個IO控制器?，F(xiàn)場IO設(shè)備的文件描述定義在GSD(XML)文件。
1. 導入GSD文件，并在Step7中進行硬件組態(tài)
2. 編寫相關(guān)程序，下載到IO 控制器中
3. IO控制器和IO設(shè)備自動的交換數(shù)據(jù)
3.1本例設(shè)備簡介
上圖中的硬件組成：
模塊名稱 | 模塊型號 | 訂貨號 | 數(shù)量 |
CPU | CPU315-2PN/DP | 6ES7 315-2EH13-0AB0 | 1 |
存儲卡 | MMC 128K | 6ES7 953-8LG00-0AA0 | 3 |
電源 | PS307 5A | 6ES7 307-1EA00-0AA0 | 1 |
交換機 | SCALANCE X206-1 | 6GK5 206-1BB00-2AA3 | 1 |
ET200S1接口模塊 | IM151-3 PN HF | 6ES7 151-3BA20-0AB0 | 1 |
ET200S1電源模塊 | PM-E | 6ES7 138-4CA00-0AA0 | 1 |
ET200S1數(shù)字量輸入模塊 | 4DI | 6ES7 131-4BB00-0AA0 | 2 |
ET200S1數(shù)字量輸出模塊 | 2DO | 6ES7 132-4BB00-0AA0 | 2 |
ET200S1電源端子模塊 | TM-P15N23-A0 | 6ES7193-4CD70-0AA0 | 1 |
ET200S1普通端子模塊 | TM-E15C24-01 | 6ES7193-4CB30-0AA0 | 4 |
ET200S2接口模塊 | IM151-3 PN HF | 6ES7 151-3BA20-0AB0 | 1 |
ET200S2電源模塊 | PM-E | 6ES7 138-4CA00-0AA0 | 1 |
ET200S2數(shù)字量輸入模塊 | 4DI | 6ES7 131-4BB00-0AA0 | 2 |
ET200S2數(shù)字量輸出模塊 | 2DO | 6ES7 132-4BB00-0AA0 | 2 |
ET200S2電源端子模塊 | TM-P15N23-A0 | 6ES7193-4CD70-0AA0 | 1 |
ET200S2普通端子模塊 | TM-E15C24-01 | 6ES7193-4CB30-0AA0 | 4 |
快速連接RJ45接頭180o | IE FC RJ45 Plug 180 | 6GK1 901-1BB10-2AB0 | 4 |
快速連接RJ45接頭90 o | IE FC RJ45 Plug 90 | 6GK1 901-1BB20-2AB0 | 2 |
快速連接標準電纜 | FC Standard Cable | 6XV1 840-2AH10 |
上圖中的軟件組成：
軟件名稱 | 版本 |
Windows XP | SP2 |
Step7 | V5.4 SP2 or high |
全局數(shù)據(jù)存儲器 GDM
通過全局數(shù)據(jù)存儲器（GDM），一系列帶有 CP52x0 的機架可以相互通訊，能夠擴展出幾乎無限的計算能力。通過光纜和共享存儲器多有 44 個機架可以互聯(lián)。除了機架間的通訊，GDM 還可以實現(xiàn)同步（掃描時間、時鐘時間）和報警功能。更新時間設(shè)置為 < 1 ms。
框架連接模塊 CP53M0
CP53M0 框架連接模塊可以提供以下功能：
把 SIMATIC TDC 系統(tǒng)耦合到 SIMADYN
D 系統(tǒng)把 SIMATIC TDC 系統(tǒng)耦合到另外兩個 SIMATIC TDC 機架上
用于 CPU 模塊與機架間數(shù)據(jù)交換通訊緩沖器
1. 概述
西門子驅(qū)動裝置（SIMOVERT MasterDrives VC，MicroMaster 4 以及SIMOREG DC Master）除了具有與驅(qū)動基本應(yīng)用有關(guān)的功能外，還具有強大的通訊功能。驅(qū)動通訊可以分為三種方式：
? PROFIBUS DP協(xié)議
? USS協(xié)議
? SIMOLINK協(xié)議（一般用來代替Peer to Peer協(xié)議，實現(xiàn)從站到從站的通訊）
PROFIBUS DP和USS協(xié)議屬于主/從通訊，需要有PLC作為主站，驅(qū)動裝置作為從站。
USS協(xié)議的主要優(yōu)點是，其接口集成在基本裝置中，不需要額外費用；主要缺點是通訊速度慢，只有基本通訊功能（PKW+PZD），多31個從站。
PROFIBUS DP協(xié)議的主要優(yōu)點是，通訊速度快，除了基本功能之外還有一些附加功能（例如：非循環(huán)通訊，交叉通訊），站點數(shù)更多；主要缺點是需要另外購買作為選件的通訊模板（例如：CBP2或PROFIBUS模板）。
SIMOLINK協(xié)議（代替Peer to Peer協(xié)議）主要用來實現(xiàn)驅(qū)動裝置與驅(qū)動裝置之間的通訊。SIMOLINK協(xié)議也可以是主/從通訊，主站是S7-400（FM458+EXM448）或SIMADYN D。
這里我們主要介紹S7 PLC與驅(qū)動裝置采用PROFIBUS DP協(xié)議進行通訊。
采用PROFIBUS DP協(xié)議通訊時，既可以利用STEP 7本身提供的功能，也可以使用TIA軟件Drive ES。
本文檔只介紹STEP 7本身提供的功能。有關(guān)Drive ES的功能將根據(jù)需要在以后的文檔中再做介紹。
（關(guān)于 DriveES，可以參加西門子自動化與驅(qū)動培訓中心的培訓課程D2403）
2. *條件
下面以S7-300 PLC與MasterDrives CUVC變頻器的通訊為例：
主站：S7-300 CPU315-2DP可編程序控制器
從站：MasterDrives CUVC變頻器 + CBP2 通訊模板
編程裝置：PC + STEP 7 V5.4 + MPI接口（MPI Adapter 或CP5611卡）
裝有STEP 7 V5.4 的PC機用于S7 CPU315-2DP的硬件組態(tài)與編程，通過MPI電纜與CPU315-2DP的MPI接口連接，用于硬件組態(tài)數(shù)據(jù)及程序的下載。CPU315-2DP的DP接口通過PROBIBUS 電纜與CUVC 變頻器的CBP2 上的DP 接口連接，用于S7-300 與變頻器的通訊。
網(wǎng)絡(luò)連接如圖1 所示。
圖1：PC機、CPU315-2DP 與驅(qū)動裝置的連接