直接數(shù)據(jù)交換功能概述

從固件版本 V2.8 開始，S7-1500 CPU 支持與其它 S7-1500 CPU 進行直接數(shù)據(jù)交換。在直接數(shù)據(jù)交換的情況下，S7-1500 CPU 將 I/O 區(qū)域中的循環(huán)用戶數(shù)據(jù)提供給一個或多個伙伴，數(shù)據(jù)交換模型見下圖1。直接數(shù)據(jù)交換基于 IRT 和等時同步模式下的 PROFINET，通過傳送區(qū)進行數(shù)據(jù)交換。

圖1. 直接數(shù)據(jù)交換模型

使用要求

● STEP 7 V16 或更高版本

● S7-1500 CPU 固件版本為 V2.8 或更高版本

● IRT 已組態(tài)：

– 所有 CPU 都在一個同步域中。

– 一個 CPU 是同步主站，其它 CPU 是同步從站。

– 端口已互連。

屬性

● 始終等時同步

● MRP 組態(tài)中支持 MRPD

● 無通過 PROFINET 進行非循環(huán)數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)記錄機制

● 無 PROFINET 報警

● 組態(tài)限值：

– 直接數(shù)據(jù)交換的最大數(shù)據(jù)長度為 3075 字節(jié)(包括用戶數(shù)據(jù)限定符)

– 傳送區(qū)的最大數(shù)據(jù)長度：1024 字節(jié)(無用戶數(shù)據(jù)限定符)

– 最大發(fā)送方傳送區(qū)數(shù)：128

– 最大接收方傳送區(qū)數(shù)：512，分布在最多 64 個可接收的 PROFINET 幀中，因此最多 64 個發(fā)送方 CPU

直接數(shù)據(jù)交換實驗環(huán)境和內(nèi)容

在本應用實例中，通過以下產(chǎn)品進行直接數(shù)據(jù)交換功能組態(tài)，實現(xiàn)了2個IO控制器之間和3個IO控制器之間的 PROFINET IRT 通信。

軟件：

TIA V16 Professional

硬件：

CPU 1511-1PN V2.8

CPU 1511C-1PN V2.8

CPU 1516F-3PN/DP V2.8

直接數(shù)據(jù)交換功能組態(tài)

兩個 S7-1500 CPU 之間組態(tài)直接數(shù)據(jù)交換

1、設備添加及分配接口參數(shù)

1.1、打開TIA 項目視圖，在項目樹下雙擊“添加新設備”，輸入設備名稱(PLC_1)，選擇控制器(6ES7511-1AK01-0AB0 版本V2.8)，單擊確定進入設備視圖，如下圖2所示

圖2. 添加新設備

1.2、雙擊控制器以太網(wǎng)接口進入屬性常規(guī)界面，為控制器添加子網(wǎng)及設置IP地址，如下圖3所示。

圖3. PLC_1 分配以太網(wǎng)地址

1.3、重復步驟1.1和1.2，添加控制器PLC_2(6ES7 511-1CK00-0AB0 版本V2.8)，添加子網(wǎng)及設置IP地址，如下圖4所示。

圖4. PLC_2 分配以太網(wǎng)地址

2、組態(tài)PROFINET IRT

2.1、組態(tài)拓撲視圖，如下圖5所示。注意現(xiàn)場的拓撲要和組態(tài)拓撲完全一致，不然會報錯。

圖5. 拓撲視圖

2.2、鼠標懸停在總線，在彈出的菜單中選擇高亮顯示同步域，然后單擊進入“域管理”>“同步域”界面，如下圖6所示。

圖6. 域管理

2.3、進入同步域下的設備界面，分配PLC_1為同步主站，如下圖7所示。

圖7. 同步主站分配

2.4、進入同步域下的設備界面，分配PLC_2為同步從站，如下圖8所示。

圖8. 同步從站分配

3、組態(tài)直接數(shù)據(jù)交換

3.1、建立直接數(shù)據(jù)交換的通信關系，如下圖9所示。

選擇PN/IE_1總線，網(wǎng)絡視圖右側(cè)切換到"I/O 通信"選項卡，為伙伴1 PLC_1分配伙伴2通信關系， 在"伙伴 2"列的"<將設備放在此處或者選擇>"中，從下拉列表中選擇通信伙伴的 PROFINET 接口作為連接伙伴。

注意通信方向：

– ←：通信伙伴為發(fā)送方

– →：通信伙伴為接收方

圖9.直接數(shù)據(jù)交換的通信關系

3.2、組態(tài)用于直接數(shù)據(jù)交換的傳送區(qū)，如下圖10所示。

選擇直接數(shù)據(jù)交換的通信關系，導航到通信關系屬性的"常規(guī) > 直接數(shù)據(jù)交換 > 傳送區(qū)域"，雙擊"<新增>"按鈕，分別為2個通信關系創(chuàng)建一個傳輸區(qū)，為傳送區(qū)指定一個有意義的名稱。傳送區(qū)的通信方向由通信關系指定，無法更改傳送區(qū)的通信方向。

圖10. 用于直接數(shù)據(jù)交換的傳送區(qū)

3.3、編輯傳送區(qū)，如下圖11所示。

在"常規(guī) > 直接數(shù)據(jù)交換 > 傳送區(qū)名稱 > 傳送區(qū)詳細信息"下選擇傳送區(qū)的屬性。這里可以修改輸入和輸出的起始地址;選擇相應的組織塊和過程映像區(qū)，由于是IRT通信，要選擇具有同步功能組織塊，比如Synchronous Cycle 或MC_Servo等組織塊;設置所需傳輸數(shù)據(jù)長度。

圖11. 傳送區(qū)屬性

3.4、更新過程映像區(qū)

分別在各個PLC下的Synchronous Cycle OB61組織塊內(nèi)調(diào)用“SYNC_PI”同步過程映像輸入和“SYNC_PO”同步過程映像輸出來更新過程映像區(qū)。如圖12所示。

圖12. 更新過程映像區(qū)

4、編譯和加載

分別編譯和加載控制器PLC_1 和 PLC_2，測試結(jié)果如下圖13所示。

圖13. 通信結(jié)果

多個 IO 控制器之間組態(tài)直接數(shù)據(jù)交換

1、設備添加及分配接口參數(shù)

重復兩個 S7-1500 CPU 之間組態(tài)直接數(shù)據(jù)交換示例中步驟1.1和1.2，添加控制器PLC_1(6ES7511-1AK01-0AB0 版本V2.8)、PLC_2(6ES7 511-1CK00-0AB0 版本V2.8)、PLC_3(6ES7 516-3FN01-0AB0 版本V2.8)，添加子網(wǎng)及設置IP地址。

2、組態(tài)PROFINET IRT

重復兩個 S7-1500 CPU 之間組態(tài)直接數(shù)據(jù)交換示例中步驟2.1~2.4，其中PLC_1為同步主站，PLC_2和PLC_3為同步從站。

3、組態(tài)直接數(shù)據(jù)交換

重復兩個 S7-1500 CPU 之間組態(tài)直接數(shù)據(jù)交換示例中步驟3.1~3.4，組態(tài)CPU兩兩之間的直接通信關系，并為其新建傳輸區(qū)及編輯傳輸區(qū)，如下圖14所示。

圖14. 多CPU間數(shù)據(jù)交換

對于多CPU間組態(tài)直接數(shù)據(jù)交換來說，傳輸區(qū)的"伙伴地址"可以選擇發(fā)送方中的現(xiàn)有地址區(qū)域作為輸出傳送區(qū)起始地址，如圖14中紅色方框所示，實現(xiàn)發(fā)送方的同一個地址傳輸給多個CPU，如圖15中藍色方框所示。

圖15. 傳輸區(qū)配置

4、編譯和加載

分別編譯和加載控制器PLC_1 、 PLC_2 和 PLC_3，測試結(jié)果如下圖16所示。

圖16. 通信結(jié)果

審核編輯：湯梓紅