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西门子官方手册:SIMATIC PROFINET 使用 STEP 7 组态 PROFINET

2022-11-08    作者:    来源:

本功能手册简要介绍了使用 SIMATIC STEP 7 V17组态 PROFINET通信系统的相关信息。
STEP 7 V17 已集成到高性能的图形化全集成自动化门户 (TIA Portal) 中,TIA Portal 是有所有自动化软件工具的集成平台。
该功能手册可帮助您对 PROFINET系统进行规划。本手册涉及以下主题范围:
  • PROFINET基础知识
  • PROFINET诊断
  • PROFINET功能
所需的基本知识
要理解本手册中的内容,需要具备以下知识:
  • 自动化技术的基本知识
  • 工业自动化系统 SIMATIC的知识
  • 基于 Windows 的计算机知识
  • 了解 STEP 7 (TIA Portal) 的使用
范围
本文档是 PROFINET环境中所有 SIMATIC产品的基本文档。产品文档基于本文档。
各个示例基于 S7‑1500自动化系统的功能。
与 2021 年 5 月版相比,PROFINET 功能手册 2022 年 11 月版中新增以下内容
功能
客户收益
此信息出处
项目内部的共享设备
自 STEP 7 V18 起,还可以在特定条件下组态项目内部的共享设备。
“共享设备”部分
维护通信关系 (AR)
对于高网络负载,通信关系由 CPU 终止。自固件版本 V3.0 起,可通过写入数据记录来维护通信关系。
“在交换数据时处理超时”部分
支持
PROFINET 系统冗余 R1
自固件版本 V3.0 起,S7-1500H 支持 PROFINET 系统冗余 R1。
R1 设备配备了两个接口模块,而 S2 仅配备了 1 个接口模块。如果一个接口模块发生故障,H-CPU 仍然可以通过第二个接口模块访问 R1 设备。这意味着,相对于 S2 设备而言,R1 设备的可用性更高。
“S7-1500R/H 冗余系统的 PROFINET”部分
MRP 互连
自固件版本 V3.0 起,在 MRP 互连期间,S7-1500H 冗余系统的 CPU 可位于 1 个或 2 个环网中。
“S7-1500R/H 冗余系统的 MRP 互连”部分
与 2018 年 11 月版相比,2021 年 5 月版《PROFINET 功能手册》中新增的内容
功能
客户收益
此信息出处
MRP 互连
MRP 互连过程属于 MRP 的扩展。MRP 互连可在 PROFINET 网络中实现 2 个或更多环网与 MRP 的冗余耦合。MRP 互连具有以下优势:设置冗余网络拓扑时将不受环网中最多运行 50 台设备的限制。对采用环网冗余的更大型拓扑进行监视。
“MRP 互连”部分
“与冗余系统 S7-1500R/H 进行 MRP 互连”部分
启用/禁用智能设备
可以使用“D_ACT_DP”指令在智能设备 CPU 的用户程序中本地禁用或启用智能设备功能。
“在智能设备 CPU 的用户程序中启用/禁用智能设备”部分
与 2018 年 10 月版相比,2019 年 11 月版《PROFINET 功能手册》中新增的内容
功能
客户收益
此信息出处
直接数据交换
在直接数据交换的情况下,S7‑1500 CPU 将 I/O 区域中的循环网络数据提供给一个或多个伙伴。
“直接数据交换”功能可在多个 S7‑1500 CPU 之间实现确定性等时同步 IO 通信。
“直接数据交换”部分
交换 S1 设备
通过 CPU 的“交换 S1 设备”功能,可以在 S7-1500R/H 冗余系统中操作标准 IO 设备。
“交换 S1 设备”部分
与 2017 年 12 月版相比,2018 年 10 月版《PROFINET 功能手册》中新增的内容
与先前版本(2017 年 12 月版)相比,本手册(2018 年 10 月版)中包含了以下新功能:
功能
应用
客户收益:
S7‑1500R/H 冗余系统的 PROFINET IO
在 S7‑1500R/H 冗余系统的 PROFINET IO 系统中,即使一个 CPU 出现故障,IO 通信也能继续进行。
S7‑1500R/H 冗余系统可提供高度的可靠性和系统可用性。对重要的自动化组件进行冗余组态,可大幅降低生产停机的可能性以及因组件故障而造成的不利影响。
与版本 09/2016 相比,《PROFINET 功能手册》版本12/2017 中的新增内容
与先前版本(2016 年 9 月版)相比,本手册(2017 年 12 月版)中新增了以下功能介绍:
功能
应用
客户收益:
为 PROFINET IO 设备指定路由器
可为每个 IO 设备指定一个路由器的 IP 地址。通过路由器,可从 IP 子网之外对该 IO 设备进行访问。
之前,只能在 IO 控制器上为 PROFINET IO 接口指定一个路由器。IO 设备将继承 IO 控制器接口的设置。
现在,路由器地址的设置可独立于 IO 控制器设置。即,即使 IO 控制器端尚未设置路由器地址,也可在 IO 设备端设置一个路由器地址;或设置与控制器端不同的路由器地址。
通过硬件检测组态 IO 设备
可检测现有的 IO 设备,并输入项目中。
STEP 7 将 IO 设备及其所有模块和子模块一同插入项目中。IO 设备的实际订货号和固件版本与组态的相同。
这减少了所需的组态工作量。
资产管理
用户可对可 PROFINET 设备的非 PROFINET 组件(资产)进行统一管理。PROFINET 设备可通过标准化的数据记录对资产的标识数据进行评估。
基于新型的 PROFINET 标准化服务,可对 PROFINET 设备的所有硬件和固件组件进行统一管理。例如,可根据应用程序的性能评估范围进行设备数据过滤。
智能设备的资产管理数据记录
资产管理的特定应用:对于上位 IO 控制器而言,智能设备中插入的模块即为资产。智能设备中的用户程序对资产管理数据记录进行编译。IO 控制器则可通过该数据记录读取智能设备模块的标识数据。
参见“资产管理”。
与版本 12/2014 相比,《PROFINET 功能手册》版本 09/2016 中新增的内容
与先前版本(2014 年 12 月版)相比,本手册(2016 年 9 月版)中新增了以下功能介绍:
功能
应用
客户收益:
第 2 个 PROFINET 接口上支持 PROFINET IO
在 CPU 上可运行另一个 PROFINET IO 系统或连接更多的 IO 设备。
可在工厂使用某种类型的现场总线。
CPU 可作为智能设备,通过第二条线路与上位控制器(PROFINET/以太网)进行快速可靠的数据交换。
IRT 的数据周期时间大幅降低(低至 125 µs)
可实现 IO 通信中对 IO 处理性能要求极高的高端应用。
由于发送时钟低至 125 µs,因此可在一根电缆上进行 PROFINET IO 通信和标准通信。
MRPD:支持有计划帧复制的介质冗余
PROFINET IO IRT 可用于实现对可靠性和精度(等时模式)要求极高的应用中。
由于环网支持从两个方向发送循环 IO 数据,因此在环网中断时也可保持与 IO 设备的通信。不仅如此,较短的更新时间还可避免设备故障。因此,可实现比 MRP 更高的可靠性。
提高了 PROFINET 的性能
适用于对速度与发送时钟要求较高的应用,尤其适用于具有较高性能要求的应用中。
带宽应用更高效,响应时间更短。
限制流入网络的数据量
可限制标准以太网通信中的最大网络负载。
可平滑传入数据的波峰。
可按需共享剩余带宽。
约定
STEP 7:在本文档中,“STEP 7”是指组态与编程软件“STEP 7 V12 (TIA Portal) 及更高版本”。
在本文档中包含有所述设备的相关图片,这些图可能与实际的设备略有不同。
请特别关注以下注意事项的相关信息:
说明
在注意事项中包含有关产品、产品操作或文档中应特别关注部分的重要信息。
工业商城
工业商城为西门子公司推出的全集成自动化 (TIA) 和全集成能源管理 (TIP) 自动化与驱动解决方案产品目录和订购系统。
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