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1 PROFINETIO概述

PROFINET是一种用于工业自动化领域的创新、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。

• PROFINET用于自动化的开放式工业以太网标准。

• PROFINET基于工业以太网。

• PROFINET采用TCP/IP和IT标准。

• PROFINET是一种实时以太网。

• PROFINET实现现场总线系统的无缝集成。

通过PROFINET，分布式现场设备（如现场IO设备，例如信号模板）可直接连接到工业以太网，与PLC等设备通讯。并且可以达到与现场总线相同或更优越的响应时间，其典型的响应时间在10ms的数量级，完全满足现场级的使用。

在使用Step7 进行组态的过程中，这些现场设备（IOdevice, IO设备）制定由一个中央控制器(IOcontroller, IO控制器)。借助于具有PROFINET的能力接口或代理服务器，现有的模板或设备仍可以继续使用，从而保护PROFIBUS用户的投资。

IOSupervisor（IO监视设备）用于HMI和诊断。

在PROFINET的结构中，PROFINETIO是一个执行模块化，分布式应用的通讯概念。 PROFINETIO能让您从您所熟悉的PROFIBUS一样，创造出自动化的解决方案。所以不管您组态PROFINETIO或PROFIBUS，在STEP7中有着相同的应用程序外观

2 PROFINETIO现场设备简介

以下SIMATIC产品用于PROFINET分布式设备：

• IM151-3 PN 作为IO设备直接连接ET200S的接口模块。

•CPU317-2DP/PN或CPU315-2DP/PN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。

• IE/PBLINKPNIO将现有的PROFIBUS设备透明的连接到PROFINET的代理设备。

• IWLAN/PBLINKPNIO将PROFIBUS设备通过无线的方式透明的连接到PROFINET的代理设备。

•CP343-1用于连接S7-300到PROFINET，连接现场设备的通讯处理器。

•CP443-1 Advanced用于连接S7-400到PROFINET，连接现场设备并带有集成的WEB服务器和集 成的交换机的通讯处理器。

•CP1616可作为IO设备。用于连接PC到PROFINET，连接现场设备并带有集成交换机的通讯处理器。

• SOFTPNIO作为IO控制器，用于运行编程器或PC的通讯软件。

• STEP7用于已有的PROFIBUS进行传统方式组态PROFINET

3 PNIO组态

PROFINETIO的IO现场设备在PROFINET上有着相同的等级，在网络组态时分配给一个IO控制器。现场IO设备的文件描述定义在GSD(XML)文件。

1. 导入GSD文件，并在Step7中进行硬件组态

2. 编写相关程序，下载到IO控制器中

3. IO控制器和IO设备自动的交换数据

3.1本例设备简介

4 PNIO的组态步骤

4.1 打开Step7软件

在桌面上选择Step7图标SIMATIC Manager，并双击。

4.2 新新建建一一个个项项目目

点击工具栏中的 按钮，弹出Newproject(新建项目)对话框。在Name: 栏中写入要新建的工程名，PNController_IODevice1。

点击“OK”按钮，在SIMATIC Manager中新建了该工程。

4.3 添加IOController

在SIMATIC Manager左侧栏内，右键点击 ，弹出菜单，插入一个S7-300站。

将站加进程序中

点击硬件组态

右侧栏内为产品分类，点击SIMATIC 300图标的+号。找到RACK300的机架Rail，用鼠标托拽到左上侧的空白栏内。

在这个机架中添加IO控制器的CPU模块，找到CPU-300的CPU315-2PN/DP的版本V2.6，使用鼠标托拽到机架的2号槽中。

加进去的时候弹出网络配置，点击“NEW”按钮，增加新网络。

点击OK,可以看到PLC已经添加完成，并且在软件里可以看到PROFINET的标志。

4.5 对IODevice进进行行硬硬件件组组态态

在这个子网Ethernet(1)中，配置另外两个IO设备站，配置IO设备站与配置PROFIBUS从站类似。同样在右侧的栏内找到需要组态的PROFINETIO的ET200S的标

识，并且找到与相应的硬件相同的订货号的ET200S接口模块。

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Device Name设备名

称可以根据工艺的需要来自行修改，这里改为ET200S1。Device Number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。

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。

使用同样的方式组态另一个ET200S站，并改其Device name为ET200S2。也可以使用鼠标点击ET200S1的图标，加上Ctrl键，复制出另一个ET200S2站。因为

实际的组态中两个ET200S的硬件组态是相同的。IP地址保持默认状态，192.168.0.3。可以看到DI模版地址分别为2.0至2.3，3.0至3.3。DO模板的地址分别

为2.0至2.1，3.0至3.1。点击工具栏 图标，完成对该项目的硬件组态完成编译和保存。

4.6 编编写写用用户户程程序序

在SIMATIC Manager中，依照等级次序，点击+号至Blocks。

可以看见右侧栏内的OB1，双击OB1，进入LAD/STL/FBD的编程界面中。使用STL语言编程。根据在硬件组态中的ET200S两个站的DI，DO模板地址，

在Network1中，对ET200S1进行数据读写；在Network2中，对ET200S2进行数据读写。点击工具栏进行保存。

4.7 设置PG/PC接口

对于PROFINET的组态下载和调试，使用TCP/IP协议，所以在SIMATIC Manager中选择Options菜单，选择“Set PG/PCInterace...”

选择TCP/IP->Intel(R) PRO/1000MT...接口参数。其中Intel(R) PRO/1000MT...表示本台PG/PC的以太网卡。点击OK即可。

可以在SIMATIC Manager的界面的状态栏中，发现已经选择的PG/PC接口。

对本台PG/PC作为IOsupervisor，通过一根FC标准以太网线连接SCALANCEX206-1交换机。双击本地网络连接图标 ，给本机设置IP地址192.168.0.100。注

意要使各台PN设备要在同一个网段上192.168.0.0。

4.8 设置IO设备名

从图中看到两个ET200S站的一些信息。IP地址，由于没有下载PLC的硬件组态，故没有IP地址。MAC地址，是ET200S的PN接口模块在出厂时固化的硬件地址，不能修改。设备类型，此时指示在Ethernet(1)上的PNIO的类型均为ET200S。设备名，目前在ET200S的MMC卡中没有存储任何信息。通过下拉菜单

指示硬件组态的ET200S的设备名称为ET200S1，根据不同的MAC地址，通过鼠标选择不同ET200S设备。选择MAC地

址为08-00-06-6B-F7-A6的ET200S，通过“ASSIGN NAME”按钮，给其命名ET200S1

ET200S1的MAC地址在IM151-3的接口模块上，打开接口模块的前盖，可以看见相应的MAC地址。

ET200S2的MAC地址在IM151-3的接口模块上，打开接口模块的前盖，可以看见相应的MAC地址.

来查看组态的设备名是否正确。绿色的√，表示正确。

设置完毕后保存和编译刚刚的组态。

4.9 下下载载硬硬件件组组态

点击OK下载。会弹出一个对话框，询问是否给IO控制器的IP地址设置为192.168.0.1。点击yes。

让PLC运行即可

4.10 下下载载用用户户程程序序

在SIMATIC Manager中用鼠标点击左侧栏内的Blocks。

点击工具栏中的按钮，下载用户程序.

4.11 测测试试用用户户程程序序

然后，双击OB1，打开用户编程界面。用鼠标点击工具栏中的眼镜图标，进行在线

测试用户程序。在线后，编程界面的标题栏，状态栏显示绿色。并且在程序窗口的右侧，出现程序指令的状态字。在STANDARD的栏下表示的是各个字的在线值。由于对于此位置的在线值，不能以二进制形式表示，那么也就不能清晰的显示二进制DI和DO的信号状态。可以使用变量表的方式来观察。

在SIMATIC Manager中的右侧栏的空白处，单击鼠标右键，弹出插入变量表的菜单。

保持默认名字VAT_1，点击OK。

在SIMATIC Manager中出现名字为VAT_1的变量表。双击打开。

在Address栏中，添加所要观察的变量MW0，MW4；添加所要强制的变量MW2，MW6。用鼠标点击DisplayFormat栏，点击右键选择Binary方式显示。

在线观察

如果ET200S1的DI模板，有信号输入，那么相应的位会显示为1。

同样，可以强制DO模板的输出。使用鼠标在对应的Modifyvalue栏中，强制你所要的对应的输出。那么观察DO模板输出灯变亮。

5 PNIO的诊断

5.1在线诊断

通过SIAMTIC Manager在线，你可以观察到系统的当前一般状态信息。包括运行，停止，故障显示等等。点击SIMATIC Manager工具栏中的"在线"图标，使其在线.

通过显示访问点，你可以看到在SIMATIC Manger的右侧栏内的PROFINET设备状态。用鼠标点击SIMATIC Manager中工具栏的“configure network”图标。

通过硬件诊断，你可以快速的查找出现故障的模块的信息。打开HWConfig界面，在该界面的工具栏内点击 图标，使其在线。

通过双击故障设备图标，查找故障信息。双击ET200S1图标。可以快速的查找故障原因。

通过双击CPU315-2PN/DP图标，可以在Diagnostic Buffer中查找CPU停机的诊断信息。

PLC出现问题，怎么快速查找原因？

PLC是一个工业小电脑，它出问题，首先要排除是PLC本体问题还是外围问题，如果是PLC本体出现问题，往往ERR灯会亮起来，或者是红灯闪亮，正常状态一般是RUN运行绿灯亮，如果是本体发生这类问题，能成功修复的概率是不高的。

有些PLC通过里边的电池保持数据，电池电压低于某个阀值的时候，会有电池报警提示灯亮，这时候需要更换电池，而且需要带电来更换，如果电池完全没有电了，或者更换电池的时候没有带电操作，往往会造成RAM的数据丢失，这时候需要重新刷新程序和数据，所以PLC平时维护保养时候，要有程序和数据备份的习惯，否则到了关键时候没有了，只有重新编程和调试了。

电源故障也会占本体故障的一定比率，PLC输入一般是220交流，也有一些是24伏或者12伏输入的，但是里边有芯片，需要5VDC或者3.3VDC，所以有开关电源降压电路，这种电路因为电流大，温度高，在一些恶劣的高温或者粉尘场合容易出问题，如果PLC的指示灯都不亮的，一般就是开关电源坏了。开关电源坏，对于一般有点电子维修水平的人而言，维修起来并不算特别困难，比如控制芯片384X这些或者开关管坏的概率比较高，一般更换了就好了。

如果是有红灯猛闪或者ERR灯亮，往往是主板坏了，或者程序丢失引起，可以重新灌输一下程序试试，如果不行，也没有太多维修价值，最多把芯片的看门狗IC和复位电路更换一下，或者更换芯片的晶振，如果还是无法解决问题，也就建议放弃了，这个玩意集成度太高了，维修起来非常困难，而且主板的价格也不算特别贵，没有太多价值。

输出输出点坏，也是比较常见的PLC本体故障，特别是继电器输出类型的PLC，在一些频繁开关动作的场合，会容易挂掉继电器，继电器的使用寿命大概是10万次，往往用上3-5年，就可能坏掉了，这种问题也容易发现，毕竟看输出指示灯亮，但是用万用表测量没有触点闭合或者断开就可以发现问题了，拆开，找一些国产类似的小继电器更换，一般都问题不大。如果是晶体管坏了，常见是输入接进去了高压，输入输出都可能损坏，往往要更换光耦和一些放大晶体管电路。

如果是外围问题，可以根据电路图来分析输入输出的逻辑，从宏观上和设备的运行情况来分析，也可以屏蔽掉一些输入输出联锁点来分开测试找问题。如果有PLC程序更加简单，因为PLC都有在线诊断功能，可以单独执行，看看执行到什么地方对应输出的点状态是否正常，就可以找到故障点了。

最难的还是一些系统问题，特别是一些人修理过的电路出现问题了。有一年，长隆的大摆锤出现问题，他们设备部门有PLC的程序，也有上边工控机的程序，外边的电路图纸也齐全，而且能在线诊断各种状态，但是大摆锤运行到某一个逻辑点，就自动跳闸了，而且全部断电，没有任何报警和提示。他们折腾了很久找不到问题，也找了很多人来看过，都找不到故障点。后来我去帮他们看，在控制室看起来是没有什么特别的，因为该查的别人都查了，我亲自爬到10多米高处，有个现场的小控制器，里边有一些继电器在里边，因为我反复看了他们的图纸和现场的工作逻辑，判断问题点应该在这个箱子里边。我让他们开机操作了几遍，每次都是运行到一个继电器位置就跳总闸，但是这个继电器就是一个普通的直流继电器。

我试着拆掉这个继电器线圈线，让他们再操作一遍，结果设备运行到一定时间，又停下来了，但是没有跳闸，我判断是这个继电器有问题，拆下来仔细检查，发现是继电器的续流二极管方向接反了，这样运行到这个继电器的线圈带电的状态，相当于12伏直流电源，直接加到这个续流二极管上形成正向导通，12伏电源短路了，所以电源跳闸了引起系统全部跳闸，把这个二极管颠倒过去就好了，估计当时有人检查更换现场时候接错线了引起的。

因此这类型的PLC外围故障，并没有任何报警提示，一切看起来都是正常的，也没有任何东西坏，但是系统运行却不正常，这种故障是最难排除的，因为有多人检查和修理过，如果光看图纸和程序，是无法找到问题的，一定要下现场抓细节。

网友：

我工作这些年，感觉到最容易坏的就是继电器型的输出点。一般都是输出点烧了，粘在一起了。一般这情况我都是有一个空点就改一个空点。没有就换一个模块。要是没有模块的就只能连plc都换了。程序问题好办，都有备份。如果是硬件问题咱们是没人修的，只能换新的。

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