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一、BS柜主要硬件的介绍二、PLC的硬件组态及通讯三、PROFINET网络的介绍四、设备的工艺与程序的讲解1.主要元器件的介绍①直流稳压电源将380V交流电转换为24V直流电。②CPU319F-3PN/DP作为IO控制器的CPU模块，用于处理过程信号和直接将现场设备连接到工业以太网。③IM151-3PN作为IO设备直接连接ET200S的接口模块。④PN/IBS代理服务器用于处理PROFINETIO网络与INTEBUS网络之间的联接。⑤PN/PNCouplerPROFINET网络耦合器，对两个相对独立的PROFINET网络进行耦合。最多可传送256个字节的输入和256个字节的输出。⑥西门子工业交换机X206-1带有1个百兆多模光纤端口，6个百兆RJ45端口X208带有8个百兆RJ45端口双击此图标2.1硬件组态的步骤步骤一：打开STEP7软件双击新建图标双击新建图标将弹出新建工程项目对话框。步骤二：新建一个项目写入要建的工程名点击选取工程保存路径右击插入一个S7—300站步骤三：插入一个S7-300的站点击图标的+号，点击图标，在右侧会出现图标，双击该图标，打开HWConfig界面，对项目进行硬件组态。右侧栏内为产品的分类，找到RACK300的机架Rail，用鼠标拖曳到左上侧的空白栏内。步骤四：添加一个机架在这个机架上找到CPU315-2PN/DP的版本V2.6，用鼠标拖曳到二号槽内。步骤五：添加相应型号的CPUCPU拖到二号槽后，会出现设置以太网接口界面，设置完IP地址及子网掩码，点击按钮，新建一个Ethernet（1），点击OK。点击完OK后，CPU控制器的PN-IO左侧出现一个轨线图标。在右侧栏内找到需要组态的ET200S的标示，并且找到与之对应的硬件订货号相同的ET200S接口模块，然后使用鼠标把该接口模块的图标托到Ethernet(1)上步骤六：添加一个相应的IO设备（以ET200S为例）用鼠标双击(1)IM151-3图标，弹出该ET200S的属性界面。可以看到对于ET200S的简单描述，订货号，设备名称，设备号码和IP地址。其中DeviceName设备名称可以根据工艺的需要来自行修改，这里改为ET200S1。DeviceNumber设备号码用于表示设备的个数。IP地址也可以根据需要来修改。这里使用默认状态192.168.0.2。点击OK按钮，关闭该对话框。用鼠标单击(1)ET200S1图标，会在左下栏中显示该IO设备的模块列表。目前只有PN接口模块在槽号0上。使用同样的方式在右侧的产品栏内，选择其它ET200S的模块添加到IO设备的模块列表中。首先选择PM-E模板，注意该模板的订货号要与实际的配置的模板订货号要相同。使用鼠标托拽到该列表的1号槽内。这与实际的硬件模板顺序一致。双击该图标可以打开并修改其电源模板属性，这里使用默认方式。使用同样的方式在右侧的产品栏内，选择4DI模板，注意该模板的订货号要与实际的配置的模板订货号要相同。使用鼠标托拽到该列表的2和3号槽内。这与实际的硬件模板顺序一致。双击该图标可以打开并修改其DI模板属性，这里使用默认方式。可以看到DI模板的地址为0.0至0.3，1.0至1.3。使用同样的方式在右侧的产品栏内，选择2DO模板，注意该模板的订货号要与实际的配置的模板订货号要相同。使用鼠标托拽到该列表的4和5号槽内。这与实际的硬件模板顺序一致。双击该图标可以打开并修改其DO模板属性，这里使用默认方式。可以看到DO模板的地址也为0.0至0.1，1.0至1.1。ET200SPHCENIXCONTACTPN/PNCOUPLERSCLANECX216SCLANECXF206-1CPU319F-3PN/DP按照上面所述方法，根据实际的硬件配置，对F-CPU，IM151接口模块,PN/PNCoupler，PROFINET/INTERBUS代理服务器,以太网交换机，F-DI/DO,现场模块等，逐一进行组态，得到如下图所示的组态总画面。2.1为IO设备分配一个名称2.1.1在HWConfig中，打开属性–IM151-3PN对话框，然后输入IO设备的设备名称。2.1.2保存并编译HW组态。选择站保存并编译。2.1.3要将名称组态传送给IM151-3PN，需要通过交换机在PG和IO设备之间建立在线PROFINET连接。选PLC以太网分配设备名称，将设备名称传送给IM151-3PN。2.1.4如果使用了多个IO设备，系统将在分配设备名称对话框中显示所有IO设备。在此情况下，请比较设备的MAC地址和指示的MAC地址，然后选择相关的IO设备。在分配设备名称对话框中，单击分配名称。在接口模块IM151-3PN中，设备名称保存在MMC中。2.1.5此对话框指示您所分配的设备名称。2.2为IO设备分配一个地址选定ET200S模块选择PLC以太网编辑以太网节点选择浏览按钮，在出现的对话框里选定ET200S对应的MAC地址,点击OK按钮设置IP地址及子网掩码，然后点击分配IP组态按钮IO设备的名称和IP地址分配完毕后，将HW组态下载到CPU319F-3PN/DP中。选择PLC下载到模块。接收完此下载内容后，当正确安装了子网且组态与IO设备的物理结构相符后，IO设备就可以进行循环数据交换了。下载完HW组态后，CPU的BF2LED即会闪烁。CPU接受IO设备后，CPU上的BF2LED和IO设备的闪烁BFLED将关闭。使CPU保持STOP模式，直到您编写完用户程序并将其下载到CPU为止。三、PROFINET网络的介绍我们的焊装车间现场自动化网络采用了PROFINET网络。PROFINET符合工业应用的安装技术、具有实时处理能力、整合分布式现场设备、同步运动控制应用、网络管理与诊断简单方便、防止非法访问、高效且通用的工程设计、极高的机器设备使用率：利用PROFINET这一开放式通用工业以太网标准，上述要求均可得到满足。自从PROFIBUS作为首例的现场总线在中国的国家标准(GB/T20540.1-2006-GB/T20540.6-2006)中达到最高等级之后，中国标准化机构也给予了PROFINET以GB/Z类指导标准的地位。因此与其它以太网标准相比，PROFINET在中国拥有最高的标准化等级。在标准化活动方面所取得的成功为PROFINET技术在未来更加迅速传播打下坚实的基础。前所未有的方式实现全面流畅的通讯，可明显降低调试、维护、诊断、运行以及备件服务方面的成本。焊装车间采用PROFINET和基于组件的自动化技术，明显加快设备的调试进程。以含有安全技术的PROFINET为基础所构建的生产线能够满足对产品质量、过程可靠性的所有要求，并可明显节约成本。与传统的解决方案相比，采用PROFINET进行安装以及整合系统组件时，可节约30~35%的成本。使用PROFIsafe也可以把附加安全组件快速、简便、集成在生产线之中。1.PROFINET实时通信根据响应时间的不同，PROFINET支持下列三种通讯方式：1.TCP/IP标准通讯PROFINET基于工业以太网技术，使用TCP/IP和IT标准。TCP/IP是IT领域关于通信协议方面事实上的标准，尽管其响应时间大概在100ms的量级，不过，对于工厂控制级的应用来说，这个响应时间就足够了。2.实时（RT）通讯对于传感器和执行器设备之间的数据交换，系统对响应时间的要求更为严格，因此，PROFINET提供了一个优化的、基于以太网第二层（Layer2）的实时通讯通道，通过该实时通道，极大地减少了数据在通讯栈中的处理时间，PROFINET实时通讯（RT）的典型响应时间是5－10ms。3.同步实时（IRT）通讯在现场级通讯中，对通讯实时性要求最高的是运动控制（MotionControl），PROFINET的同步实时（IsochronousReal-Time,IRT）技术可以满足运动控制的高速通讯需求，在100个节点下，其响应时间要小于1ms，抖动误差要小于1μs，以此来保证及时的、确定的响应。2.PROFINET分布式现场设备：通过集成PROFINET接口，分布式现场设备可以直接连接到PROFINET上。对于现有的现场总线通讯系统，可以通过代理服务器实现与PROFINET的透明连接。例如，通过IE/PBLink（PROFINET和PROFIBUS之间的代理服务器）可以将一个PROFIBUS网络透明的集成到PROFINET当中，PROFIBUS各种丰富的设备诊断功能同样也适用于PROFINET。对于其他类型的现场总线，可以通过同样的方式，使用一个代理服务器将现场总线网络接入到PROFINET当中。3.PROFINET运动控制通过PROFINET的同步实时（IRT）功能，可以轻松实现对伺服运动控制系统的控制。在PROFINET同步实时通讯中，每个通讯周期被分成两个不同的部分，一个是循环的、确定的部分，称之为实时通道；另外一个是标准通道，标准的TCP/IP数据通过这个通道传输。在实时通道中，为实时数据预留了固定循环间隔的时间窗，而实时数据总是按固定的次序插入，因此，实时数据就在固定的间隔被传送，循环周期中剩余的时间用来传递标准的TCP/IP数据。两种不同类型的数据就可以同时在PROFINET上传递，而且不会互相干扰。通过独立的实时数据通道，保证对伺服运动系统的可靠控制。4.PROFINET与分布式自动化随着现场设备智能程度的不断提高，自动化控制系统的分散程度也越来越高。工业控制系统正由分散式自动化向分布式自动化演进，因此，基于组件的自动化（ComponentBasedAutomation，CBA）成为新兴的趋势。工厂中的相关的机械部件、电气/电子部件和应用软件等具有独立工作能力的工艺模块抽象成为一个封装好的组件，各组件间使用PROFINET连接。通过SIMATICaimp软件，即可用图形化组态的方式实现各组件间的通讯配置，不需要另外编程，大大简化了系统的配置及调试过程通过模块化这一成功理念，可以显著降低机器和工厂建设中的组态与上线调试时间。在使用分布式智能系统或可编程现场设备、驱动系统和I/O时，还可以扩展使用模块化理念，从机械应用扩展到自动化解决方案。另外，也可以将一条生产线的单个机器作为生产线或过程中的一个标准模块进行定义。作为设备与工厂设计者，工艺模块化能够更容易、更好地对您的设备与系统进行标准化和再利用。使您能够对不同的客户要求更快、更具灵活性地作出反应。您可以对各台设备和厂区提前进行预先测试--极大地缩短系统上线调试阶段。作为系统操作者，从现场设备到管理层，你都可以从IT标准的通用通讯中获得好处。对现有系统进行扩展也很容易。5.PROFINET网络安装PROFINET支持除星形、总线形和环形拓扑结构。为了减少布线费用，并保证高度的可用性和灵活性，PROFINET提供了大量的工具帮助用户方便的实现PROFINET的安装。特别设计的工业电缆和耐用连接器满足EMC和温度要求，并且在PROFINET框架内形成标准化，保证了不同制造商设备之间的兼容性。6.PROFINETIT标准与网络安全PROFINET的一个重要特征就是可以同时传递实时数据和标准的TCP/IP数据。在其传递TCP/IP数据的公共通道中，各种业已验证的IT技术都可以使用（如http、HTML、SNMP、DHCP和XML等）。在使用PROFINET的时候，我们可以使用这些IT标准服务加强对整个网络的管理和维护，这意味着调试和维护中的成本的节省。PROFINET实现了从现场级到管理层的纵向通讯集成，一方面，方便管理层获取现场级的数据，另一方面，原本在管理层存在的数据安全性问题也延伸到了现场级。为了保证现场级控制数据的安全，PROFINET提供了特有的安全机制，通过使用专用的安全模块，可以保护自动化控制系统，使自动化通讯网络的安全风险最小化。PROFINET优点：PROFINET是一种用于工业以太网自动化领域的创新，开放式以太网标准（IEC61158）。使用PROFINET，设备可以从现场级连接到管理级