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當(dāng)今的自動(dòng)化系統(tǒng)種類各不相同，只在有限的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)兼容，難以滿足用戶設(shè)備集成和擴(kuò)容的需要，從而制約了自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。Profinet是Profibus組織提出的基于以太網(wǎng)的自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)，能同時(shí)以單一一條工業(yè)以太網(wǎng)電纜線的解決方案滿足3個(gè)自動(dòng)化領(lǐng)域的需求，包括IT集成化領(lǐng)域、實(shí)時(shí)自動(dòng)化領(lǐng)域和同步實(shí)施運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域。其目標(biāo)是為眾多制造商和用戶提供一個(gè)統(tǒng)一的、集成了安全技術(shù)的行規(guī)，同時(shí)滿足用語通信總線的機(jī)械設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化的需求。在煙草行業(yè)中，各個(gè)工藝段存在設(shè)備多、布局分散的特點(diǎn)，因此采用Profinet工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)控制架構(gòu)來組態(tài)系統(tǒng)。系統(tǒng)采用CP343-1 / CP443-1 Advanced以太網(wǎng)通訊模塊與上位調(diào)度計(jì)算機(jī)、監(jiān)控計(jì)算機(jī)通訊，接受上位調(diào)度計(jì)算機(jī)下達(dá)的各項(xiàng)任務(wù)；底層通過Profinet 網(wǎng)絡(luò)采集現(xiàn)場(chǎng)的I/O信號(hào)和設(shè)備狀態(tài)，并控制設(shè)備的正常運(yùn)行。目前，PROFIBUS DP系統(tǒng)已經(jīng)被大量用戶所采用，用戶可以通過PROFIBUS 實(shí)現(xiàn)組態(tài)，編程和診斷。PROFINET IO具有PROFIBUS DP類似的組態(tài)，編程和診斷方法，而且有比PROFIBUS更高的實(shí)時(shí)性能。PROFINET IO在IO控制器和IO設(shè)備之間進(jìn)行過程數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)交換以及參數(shù)數(shù)據(jù)和診斷數(shù)據(jù)。IO Supervisor（IO 監(jiān)視設(shè)備）用于HMI和診斷。

　　1.設(shè)備與系統(tǒng)描述

　　在某煙草企業(yè)的制絲工藝段中，PLC采用西門子S7-300系列PLC。S7-300系列PLC處理速度更快、系統(tǒng)資源裕量更大、通訊能力更強(qiáng)、性能更加穩(wěn)定可靠，全面支持等時(shí)模式和運(yùn)行中配置等功能，由此大幅降低了工程、培訓(xùn)等費(fèi)用，是各種自動(dòng)化功能術(shù)和經(jīng)濟(jì)性解決方案。機(jī)架上增加一個(gè)CP 343-1以太網(wǎng)模塊，用于系統(tǒng)和上位調(diào)度計(jì)算機(jī)通訊。

　　現(xiàn)場(chǎng)分布式I/O采用具有Profinet接口的西門子的ET200S系列，用于采集現(xiàn)場(chǎng)的傳感器信號(hào)（如光電開關(guān)、接近開關(guān)、限位開關(guān)等）和按鈕指示燈信號(hào)。

　　電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用西門子ET200S的單相啟動(dòng)器、雙相啟動(dòng)器或軟啟動(dòng)器，每個(gè)ET200S從站帶有一個(gè)IM151-3PN接口模板（雙網(wǎng)口），可以支持Profinet總線的級(jí)聯(lián)方式，IM151-3PN接口模板的供電采用單獨(dú)供電方式，保證切斷控制電源時(shí)，Profinet網(wǎng)絡(luò)不受影響，通過它就可以和PLC之間建立網(wǎng)絡(luò)通信。

　　對(duì)于需要 定位的設(shè)備或一些專機(jī)設(shè)備，系統(tǒng)采用變頻器對(duì)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在該方案中，采用丹佛斯帶Profinet總線通訊接口的現(xiàn)場(chǎng)安裝的變頻器FC302 IP55系列產(chǎn)品。采用Profinet總線的級(jí)聯(lián)方式。配置輸入輸出電抗器、RFI濾波器。變頻器的動(dòng)力輸出線纜采用屏蔽電纜，動(dòng)力輸出線纜和通訊電纜的屏蔽層可靠接地。Profinet總線模板的供電采用單獨(dú)供電方式，保證切斷動(dòng)力電源時(shí)，Profinet網(wǎng)絡(luò)不受影響。

　　在現(xiàn)場(chǎng)操作員終端，操作人員通過觸摸屏終端對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障或需要進(jìn)行維護(hù)時(shí)，可以通過終端操作來完成模式轉(zhuǎn)換、故障處理、信息維護(hù)等操作。該方案采用的是西門子觸摸屏MP377，通過Profinet和PLC通訊。

　　對(duì)于不支持Profinet總線的器件，該方案采用Profibus總線進(jìn)行通信，并由IE/PB LINK 將現(xiàn)有的Profibus設(shè)備透明地連接到Profinet的設(shè)備。

　　2.系統(tǒng)特點(diǎn)

　　現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在控制過程的應(yīng)用，節(jié)省了大量的線纜、槽架、連接件，減少了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試、維護(hù)時(shí)間，方便地實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備之間以及設(shè)備與控制管理層之間的聯(lián)系，為控制信息進(jìn)入公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造了條件。與地點(diǎn)無關(guān)的控制、高速通信、靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、真正的可互操作性和開放性等高級(jí)功能的特征，使其具有強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)和廣闊的發(fā)展前景。

　　采用基于工業(yè)以太網(wǎng)的開放式、跨供應(yīng)商標(biāo)準(zhǔn)的Profinet，可實(shí)現(xiàn)從公司管理層直到現(xiàn)場(chǎng)層直接、透明的訪問。Profinet基于現(xiàn)有成熟IT標(biāo)準(zhǔn)，并提供對(duì)TCP/IP的全面支持，用戶能夠毫不費(fèi)力的與現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展及便捷集成。

　　3.系統(tǒng)配置步驟

　　接下來，我們就以一個(gè)實(shí)例，一步一步教大家如何配置組態(tài)一個(gè)PROFINET IO系統(tǒng)。本實(shí)例項(xiàng)目是由一個(gè)S7-300 PLC ， CP343-1（支持PROFINET IO Controller）和具有PN接口的ET200S組成。

　　第1步，新建一個(gè)項(xiàng)目，插入一個(gè)Simatic 300站，如圖3-1所示：

　　第2步，在硬件組態(tài)中插入一個(gè)CP343-1，新建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接Ethernet (1)，并且配置IP地址，如圖3-2所示：

　　第3步，在CP343-1的右鍵中選擇“插入PROFINET IO系統(tǒng)"，如圖3-3所示：

　　第4步，在右邊的PROFINET IO設(shè)備欄內(nèi)，選擇實(shí)際的遠(yuǎn)程IO設(shè)備，在PROFINET IO總線上插入一個(gè)ET200S站IM151-3PN，并且給給IM151-3PN配置它的設(shè)備名“IM151-3PN"，如圖3-4所示：

　　第5步，在IM151-3PN中插入相應(yīng)的DI和DO模塊，如圖3-5所示：

　　第6步，選中PROFINET IO總線，然后右鍵菜單選擇“目標(biāo)屬性"，如圖3-6所示：

　　第7步，在PROFINET IO總線的屬性中，在Communication allocation(PROFINET IO)選項(xiàng)內(nèi)可配置PROFINET IO通訊占比，當(dāng)有PROFINETCBA通訊存在時(shí)，必須給PROFINETCBA通訊預(yù)留一部分通訊比例，如圖3-7所示：

　　第8步，配置IM151-3PN的更新時(shí)間，這個(gè)更新時(shí)間是根據(jù)設(shè)備的性能決定的，性能好的設(shè)備更新時(shí)間可達(dá)1ms，有的廠商提供的PROFINET IO設(shè)備多也只能有8ms的更新時(shí)間，如圖3-8所示：

　　第9步，配置IM151-3PN的屬性，分配設(shè)備名，本例就為“IM151-3PN"；設(shè)備號(hào)碼本例配置為“1"，Step7會(huì)自動(dòng)分配，當(dāng)你有2個(gè)以上的遠(yuǎn)程IO站時(shí)，設(shè)備號(hào)碼不能重復(fù)，否則無法編譯通過；設(shè)備的IP地址是由Step7自動(dòng)分配的，你也可以手動(dòng)指派IP地址；如圖3-9所示：

　　第10步，編譯硬件組態(tài)，如圖3-10所示：

　　第11步，打開PST軟件，掃描網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如圖3-11所示：

　　第12步，按照在Step7中的實(shí)際組態(tài)，分配IP地址，如圖3-12所示：

　　第13步，下載IP地址至設(shè)備中，如圖3-13所示：

　　第14步，下載后，設(shè)備已經(jīng)有了IP地址了，如圖3-14所示：

　　第15步，給IM151-3PN也分配IP地址，如圖3-15所示：

　　第16步，下載硬件組態(tài)，如圖3-16所示：

　　第17步，在線監(jiān)視硬件組態(tài)，發(fā)現(xiàn)CP343-1有故障，原因是遠(yuǎn)程站IM151-3PN的設(shè)備名還未分配，如圖3-17所示：

　　第18步，給IM151-3PN也分配指派設(shè)備名，如圖3-18所示：

　　第19步，在彈出來的對(duì)話框中，選中你要指派設(shè)備名的設(shè)備，然后點(diǎn)擊右邊的“Assign name/指派名稱"按鈕，如圖3-19所示：

　　第20步，可以看到IM151-3PN已經(jīng)有了設(shè)備名（與硬件組態(tài)的設(shè)備名相同，PN IO 控制器才能依靠此設(shè)備名找到它），如圖3-20所示：

　　第21步，再次在線監(jiān)視硬件組態(tài)，發(fā)現(xiàn)此時(shí)PN IO系統(tǒng)工作正常，如圖3-21所示：

　　至此，如何組態(tài)PN IO系統(tǒng)已經(jīng)介紹完畢。還有一些注意點(diǎn)，如果你用的PLC是S7-300系列的，使用CP卡作為PN IO控制器，都需要在程序里調(diào)用PN_SEND和PN_RECV來驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程IO設(shè)備。而S7-400的PLC是不需要編程的，可以直接驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程IO設(shè)備

6ES7321-1BH10-0AA0

SIPLUS S7-300 CPU 314C-2PN/DP 帶防腐蝕涂層 -25...+70°C 基于 6ES7314-6EH04-0AB0 。 緊湊型 CPU，帶 192 KB 工作存儲(chǔ)器， 24 DE/16 DA，4AE，2AA，1 Pt100， 4 個(gè)快速計(jì)數(shù)器(60 kHz)， 第 1 個(gè) MPI/DP 接口 12MBit/ s， 第 2 個(gè)以太網(wǎng)接口 PROFINET， 帶雙端換機(jī)， 集成電源 24V DC， 前連接器（2x 40 極）和 需要微型存儲(chǔ)卡

西門子PLC系列介紹：

S7-200 CN PLC 實(shí)用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)所中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及的化。S7－200 CN 系列的功用使其無論在運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能完成龐雜功用。因而S7－200CN 系列具備*的性能價(jià)錢比。

相關(guān)圖形：

SIMATIC S7-300 一種通用型PLC，能適合自動(dòng)化工程中的各種應(yīng)用，尤其是在生產(chǎn)制造工程中的應(yīng)用。模塊化、無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)、易于實(shí)現(xiàn)分布式的配置、以及用戶易于等特點(diǎn)，使得S7-300 PLC在以下工業(yè)部門中實(shí)施各種控制任務(wù)時(shí)，成為一種既經(jīng)濟(jì)又切合實(shí)際的解決方案：

相關(guān)圖形：

在制造自動(dòng)化和自動(dòng)化中，對(duì)一切中、的運(yùn)用來說，SIMATIC S7－400 都是功用zui強(qiáng)大的PLC。 S7－400 PLC分為規(guī)范型和容錯(cuò)型（可配置成故障安全型） 兩種。強(qiáng)大的體系功用和便捷的用戶界面使得SIMATIC S7－400 成為各種自動(dòng)化功用的zui和經(jīng)濟(jì)性處理計(jì)劃

相關(guān)圖形：

SIMATIC HMI 人機(jī)界面

SIMATIC 人機(jī)界面產(chǎn)品真正不同用戶的個(gè)性化需求，使您*監(jiān)控生產(chǎn)，保您的機(jī)器和工廠時(shí)刻處于的運(yùn)行狀態(tài)。

趨勢(shì)

隨著生產(chǎn)的日益復(fù)雜，生產(chǎn)機(jī)器和需要完成的控制任務(wù)更加多樣。簡(jiǎn)化這種日益長(zhǎng)的復(fù)雜性是我們每件HMI 新產(chǎn)品的主要目標(biāo)。開放的，化的硬件和接口使我們的產(chǎn)品遍及各個(gè)角落。

工業(yè)總線

SIMATIC NET 集成完整解決方案所需的所有部件，并支持下列總線：

工業(yè)以太網(wǎng)（IEEE 802.3 和 802.11 WLAN）– 區(qū)域網(wǎng)絡(luò)連接的是占有 90% 以上*的局域網(wǎng)中的首要網(wǎng)絡(luò)。通過工業(yè)以太網(wǎng)，可在分布很廣的區(qū)域內(nèi)構(gòu)建功能強(qiáng)大的通訊網(wǎng)絡(luò)。

PROFINET (IEC 61158/61784) 使用了工業(yè)以太網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)直至現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的實(shí)時(shí)通訊，也可將級(jí)集成進(jìn)來。由于利用了現(xiàn)有 IT ，PROFINET 還在工業(yè)以太網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用、跨廠商工程組態(tài)和機(jī)器與設(shè)備的高可用性。PROFINET 支持分布式自動(dòng)化和控制器之間的通訊，可實(shí)現(xiàn)故障安全應(yīng)用。

PROFIBUS (IEC 61158/61784) – ?的布線。?µ????￡它是僅有的一種可用于在生產(chǎn)應(yīng)用和應(yīng)用中進(jìn)行通訊的現(xiàn)場(chǎng)總線。

AS-Interface (IEC 62026-2/EN 50295) – 可替代電纜束的連接，可通過兩線制總線非常經(jīng)濟(jì)地將傳感器和執(zhí)行器連接在一起。

IO 鏈路 –

用于智能化連接現(xiàn)場(chǎng)級(jí)到 MES 級(jí)的傳感器和執(zhí)行器的。

KNX/EIB （EN 50090、ANSI EIA 776）是實(shí)現(xiàn)樓宇自動(dòng)化的基礎(chǔ)。

網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換通過控制器或鏈路實(shí)現(xiàn)?？梢詮墓S的任何位置執(zhí)行組態(tài)和診斷。