PROFINET智能从站在硬件配置中的应用
2016-05-23周生伟张金龙
周生伟,张金龙
(济南二机床集团有限公司,山东 济南 250022)
PROFINET智能从站在硬件配置中的应用
周生伟,张金龙
(济南二机床集团有限公司,山东 济南 250022)
智能从站可节省硬件成本,具有传输速率快、数据量大的优点。文章详细描述了I-Device智能从站的构建过程,为类似硬件配置提供了一个可借鉴的解决方案。
智能从站;以太网;PROFINET;GSD;D445
PROFINET总线是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案,并且作为跨供应商的技术,可完全兼容工业以太网和现有的现场总线(Profibus、DeviceNet等)技术,具有通讯速率快、抗干扰能力强等其他总线无法比拟的优点,可以同时传递实时数据和标准的TCP/IP数据。
在实际应用中,特别是大型设备中,通信分站较多,不同的CPU之间需要用耦合器进行通信,线路繁杂且费用高。而应用PROFINET智能从站技术则能很好地解决这一问题。I-Device智能从站是一种非常好的CPU之间实现通讯的途径,可节省硬件成本,只需用交换机或直插网线的方式,在硬件配置中稍作处理,就可以轻松实现CPU之间的数据交换。IDevice智能从站通讯长度最大可达到1024字节,通讯速率高。
西门子CPU317-2PN/DP与D435以上版本都支持I-Device功能。在硬件配置中,该PN设备可以同时作为IO控制器和IO设备。一个PN智能设备功能不但可以作为一个智能处理单元处理生产工艺过程,而且可以和IO控制器之间交换过程数据。因此,智能从站CPU自身实现运动控制功能的同时,相应的过程值发送至上层的IO控制器再做相关的处理。
1 配置方法
以实际生产中经常使用的西门子CPU319与SIMOTION D445通讯为例,说明智能从站组态的详细过程。如图1所示。
图1 CPU319与D445的集成
IO控制器CPU319-3PN/DP通过SCALANCE交换机连接SIMOTION D445的X150口,D445作为运动控制器控制各轴运动,同时作为IO设备与CPU通讯,D445就是该系统中的智能从站。
在Step7中对SIMOTION智能从站进行硬件组态,如图2所示。
图2 D445硬件配置
使用鼠标双击该站D445的硬件组态中的X150槽PNxIO,弹出其属性对话框,如图3所示。
选择“I-Device”标签页,激活“I-device mode”选项,取消“Parameter assignment for the PN interfaceand its ports on the higher-level IO-controller”和“Operate as higher-level shared device”两个选项。前者表示PN接口和端口的属性参数由上层IO控制器分配;后者表示该智能设备可以作为共享设备。
图3 I-Device属性对话框
对于传输区域(Transfer area),点击“New”按钮,创建IO控制器和智能从站之间数据通信的传输区域。传输区域有2种类型,一种是应用(Application)传输区域,即控制器访问智能设备的用户程序接口。另一种是I/O传输区域,即控制器可直接访问智能设备的IO,而智能设备不能处理该IO。由于CPU319不支持I/O传输区域,这里使用应用传输区域,分别创建输入地址区和输出地址区为64个字节。
保存和编译该站,然后在HW Config界面中选择菜单“Options”-“Create GSD file for I-device”,为主站创建智能设备的GSD文件。安装生成的GSD文件到Step7硬件组态列表中。
如图4所示,打开CPU319的HARDWARE配置界面,将 D445作为分站插入 CPU319的PROFINET总线上。
图4 主站配置界面
打开STEP7的程序块,用SFC14、SFC15读写数据区交换数据。
最后保存编译项目并给IO设备分配设备名,并下载组态到IO控制器中实现PROFINET IO通讯。
2 总结
硬件组态的传输地址长度如果过长,会影响IO系统的实时通信响应速度。在该例中,智能从站读写长度都为64个字节,通过实际验证响应速度丝毫不受影响。
[1]西门子公司,编.Siemens D445使用说明书.西门子公司,2008.
[2]西门子公司,编.Siemens STEP-7应用编程.西门子公司,2008.
[3]西门子公司,编.Siemens STEP-7硬件安装.西门子公司,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
周生伟(1978-),男,工程师,从事锻压设备、自动化设备电气设计与改进。E-mail:boyzhou21@163.com