1 profinet 智能設(shè)備功能介紹
1.1 描述
profinet的cpu支持i device功能，即智能io設(shè)備功能，也就是該pn設(shè)備可以同時作為io控制器和io設(shè)備。一個pn智能設(shè)備功能不但可以作為一個智能處理單元處理生產(chǎn)工藝的某一過程，而且可以和io控制器之間交換過程數(shù)據(jù)，因此，智能設(shè)備作為一個io設(shè)備連接一個上層io控制器，智能設(shè)備的cpu通過自身的程序處理某段工藝過程，相應(yīng)的過程值發(fā)送至上層的io控制器再做相關(guān)的處理。參考圖 1 智能設(shè)備功能。
圖 1 智能設(shè)備功能
這樣智能設(shè)備可以用于：
• 分布式處理
一個復(fù)雜的自動化任務(wù)可以劃分為多個子任務(wù)，由于子任務(wù)的簡化使得過程處理更加容易。
• 分割子過程
復(fù)雜和分布廣泛的過程可以細(xì)分為幾個子過程。這些子過程可以存儲在各自的step7項目中，且可以合并為一個完整的項目。
• 知識保護(hù)
智能設(shè)備的接口描述使用gsd文件而不是step7項目，這樣用戶的知識-用戶程序得以保護(hù)。
智能設(shè)備具有如下優(yōu)點(diǎn)：
• 實現(xiàn)簡單的io控制器的連接，無需額外的軟件工具
• 除了實時通信，還支持等時實時通信
• 由于幾個智能設(shè)備具有計算能力，這樣對io控制器的計算能力要求也就減少了
• 由于處理本地過程數(shù)據(jù)，從而減少了通信負(fù)荷
• 在不同的step7項目中管理+子任務(wù)
• 可以作為共享設(shè)備
使用智能設(shè)備功能，需要使用step7 v5.5和支持智能設(shè)備功能的硬件設(shè)備。
2 profinet智能設(shè)備功能組態(tài)
使用一個例子來描述profinet智能設(shè)備功能，參考圖 2 profinet系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。
圖 2 profinet系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)
io控制器 cpu319-3pn/dp v3.2連接scalance x204irt v4.4交換機(jī)和一個et200s im151-3pn (6es7 151-3ba23-0ab0) v7.0以及io設(shè)備 cpu319f-3pn/dp v3.2構(gòu)成一個profinet io系統(tǒng)1。io設(shè)備cpu319f-3pn/dp v3.2同時作為profinet io系統(tǒng)2的io控制器連接一臺io設(shè)備et200s im151-3pn-1。cpu319f-3pn/dp就是這個系統(tǒng)中的智能設(shè)備。
2.1 profinet io系統(tǒng)2組態(tài)
首先在step7中對profinet io系統(tǒng)2的智能設(shè)備進(jìn)行硬件組態(tài)，參考圖 3 profinet io系統(tǒng)2組態(tài)。io控制器和et200s的設(shè)備名分別為pn-io-1，im151-3pn-1，其ip地址分別為192.168.0.11和192.168.0.12。設(shè)備名和ip地址一定要與pn io系統(tǒng)1的設(shè)置不同。
圖 3 profinet io系統(tǒng)2組態(tài)
使用鼠標(biāo)雙擊該站cpu319f-3pn/dp的硬件組態(tài)中的x3槽pn-io-1，彈出其屬性對話框，選擇“i-device”標(biāo)簽頁，激活“i-device mode”選項，在這里取消“parameter assignment for the pn interface and its ports on the higher-level io-controller”和“operate as higher-level shared device”兩個選項。其中這兩個參數(shù)前者表示pn接口和端口的屬性參數(shù)由上層io控制器分配；后者表示該智能設(shè)備可以作為共享設(shè)備。參考圖 4 pn-io-1屬性對話框。
圖 4 pn-io-1屬性對話框
對于傳輸區(qū)域（transfer area），點(diǎn)擊“new”按鈕，創(chuàng)建io控制器和智能設(shè)備之間數(shù)據(jù)通信的傳輸區(qū)域。傳輸區(qū)域有2種類型，一種是應(yīng)用（application）傳輸區(qū)域，即控制器訪問智能設(shè)備的用戶程序接口。另一種是i/o傳輸區(qū)域，即控制器可以直接訪問智能設(shè)備的io，而智能設(shè)備不能處理該io。由于cpu319f-3pn/dp不支持i/o傳輸區(qū)域，這里使用應(yīng)用傳輸區(qū)域，分別創(chuàng)建輸入地址區(qū)和輸出地址區(qū)為2個字節(jié)。參考圖 5 創(chuàng)建應(yīng)用傳輸區(qū)域。
圖 5 創(chuàng)建應(yīng)用傳輸區(qū)域
保存和編譯該站，然后在hw config界面中選擇菜單“options” ® “create gsd file for i-device”，為profinet io系統(tǒng)2的io控制器2創(chuàng)建智能設(shè)備的gsd文件。參考圖 6 創(chuàng)建gsd文件。
圖 6 創(chuàng)建gsd文件
這樣彈出創(chuàng)建智能設(shè)備gsd文件對話框，參考圖 7 創(chuàng)建智能設(shè)備gsd對話框。
圖 7 創(chuàng)建智能設(shè)備gsd對話框
點(diǎn)擊“create”按鈕，系統(tǒng)自動創(chuàng)建一個gsd文件并顯示在“gsd file:”后，參考圖 8 創(chuàng)建gsd文件。
圖 8 創(chuàng)建gsd文件
然后點(diǎn)擊“install”按鈕，安裝剛生成的gsd文件到step7硬件組態(tài)列表中。參考圖 9 安裝gsd文件。
圖 9 安裝gsd文件
打開ob1，編寫對應(yīng)地址的stl程序，這里cpu319f-3pndp的過程映像區(qū)為1024。如下圖 10 編程舉例：
圖 10 編程舉例
最后保存編譯項目并給io設(shè)備分配設(shè)備名并下載組態(tài)到io控制器中實現(xiàn)profinet io通訊。
2.2 profinet io系統(tǒng)1組態(tài)
接著在step7中對profinet io系統(tǒng)1進(jìn)行硬件組態(tài)，參考圖 11 profinet io系統(tǒng)1組態(tài)。對于智能設(shè)備cpu319f-3pn/dp與標(biāo)準(zhǔn)io一樣從硬件列表中拖入。前面設(shè)置的2個字節(jié)的輸入和輸出則在該系統(tǒng)中分別對應(yīng)輸出和輸入。
圖 11 profinet io系統(tǒng)1組態(tài)
在圖 5 創(chuàng)建應(yīng)用傳輸區(qū)域的2個字節(jié)的輸入和輸出則在該pn io系統(tǒng)1中分別對應(yīng)輸出和輸入。其對應(yīng)關(guān)系如下圖 12 地址對應(yīng)關(guān)系：
圖 12 地址對應(yīng)關(guān)系
打開ob1，編寫對應(yīng)地址的stl程序，這里cpu319-3pndp的過程映像區(qū)為256。如下圖 13 編程舉例：
圖 13 編程舉例
注意：應(yīng)當(dāng)保持組態(tài)的傳輸?shù)刂穮^(qū)域盡可能的小。因為智能設(shè)備的總帶寬=傳輸?shù)刂穮^(qū)域帶寬+自身io系統(tǒng)帶寬，如果傳輸區(qū)域帶寬過大，會影響自身io系統(tǒng)的實時通信。
注意：智能設(shè)備不能再作為profinet cba進(jìn)行通信。