直接數據交換功能概述

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

圖1. 直接數據交換模型

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：

– 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 組態中支持 MRPD

● 無通過 PROFINET 進行非循環數據交換的數據記錄機制

● 無 PROFINET 報警

● 組態限值：

– 直接數據交換的最大數據長度為 3075 字節(包括用戶數據限定符)

– 傳送區的最大數據長度：1024 字節(無用戶數據限定符)

– 最大發送方傳送區數：128

– 最大接收方傳送區數：512，分布在最多 64 個可接收的 PROFINET 幀中，因此最多 64 個發送方 CPU

直接數據交換實驗環境和內容

在本應用實例中，通過以下產品進行直接數據交換功能組態，實現了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

直接數據交換功能組態

兩個 S7-1500 CPU 之間組態直接數據交換

1、設備添加及分配接口參數

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、雙擊控制器以太網接口進入屬性常規界面，為控制器添加子網及設置IP地址，如下圖3所示。

圖3. PLC_1 分配以太網地址

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)，添加子網及設置IP地址，如下圖4所示。

圖4. PLC_2 分配以太網地址

2、組態PROFINET IRT

2.1、組態拓撲視圖，如下圖5所示。注意現場的拓撲要和組態拓撲完全一致，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、組態直接數據交換

3.1、建立直接數據交換的通信關系，如下圖9所示。

選擇PN/IE_1總線，網絡視圖右側切換到"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：

– ←：通信伙伴為發送方

– →：通信伙伴為接收方

圖9.直接數據交換的通信關系

3.2、組態用于直接數據交換的傳送區，如下圖10所示。

選擇直接數據交換的通信關系，導航到通信關系屬性的"常規 > 直接數據交換 > 傳送區域"，雙擊"<新增>"按鈕，分別為2個通信關系創建一個傳輸區，為傳送區指定一個有意義的名稱。傳送區的通信方向由通信關系指定，無法更改傳送區的通信方向。

圖10. 用于直接數據交換的傳送區

3.3、編輯傳送區，如下圖11所示。

在"常規 > 直接數據交換 > 傳送區名稱 > 傳送區詳細信息"下選擇傳送區的屬性。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，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;設置所需傳輸數據長度。

圖11. 傳送區屬性

3.4、更新過程映像區

分別在各個PLC下的Synchronous Cycle OB61組織塊內調用“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。如圖12所示。

圖12. 更新過程映像區

4、編譯和加載

分別編譯和加載控制器PLC_1 和 PLC_2，測試結果如下圖13所示。

圖13. 通信結果

多個 IO 控制器之間組態直接數據交換

1、設備添加及分配接口參數

重復兩個 S7-1500 CPU 之間組態直接數據交換示例中步驟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)，添加子網及設置IP地址。

2、組態PROFINET IRT

重復兩個 S7-1500 CPU 之間組態直接數據交換示例中步驟2.1~2.4，其中PLC_1為同步主站，PLC_2和PLC_3為同步從站。

3、組態直接數據交換

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

圖14. 多CPU間數據交換

對于多CPU間組態直接數據交換來說，傳輸區的"伙伴地址"可以選擇發送方中的現有地址區域作為輸出傳送區起始地址，如圖14中紅色方框所示，實現發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，測試結果如下圖16所示。

圖16. 通信結果

審核編輯：湯梓紅