西门子PLC一级代理商|ET200代理商

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1.1 简介

　　标准的PROFINET IO分布式自动化结构中包含多数处理周期，参考图 1 标准的PROFINET IO分布式结构，且这些处理周期不同步：

　　图 1 标准的PROFINET IO分布式结构

　　这些处理周期包括：

　　读取输入信号的 I/O 子模块的周期 (T1)

　　ET 200 背板总线的周期（T2、T6）

　　PROFINET IO周期（T3 和 T5）

　　CPU 上的程序执行周期 (T4)

　　I/O 子模块的信号输出周期 (T7)

　　输入信号在该过程中被检测并在用户程序中进行处理；相应的响应与输出组件互连。各个周期形成了一个顺序，而过程响应时间在非同步周期中可能会产生巨大波动。

　　周期 T2 到 T6 的长度主要取决于中断、诊断服务等非周期性元素以及用户程序的非周期性数据（数据记录）。不带等时属性的异步元素致使过程响应时间的不确定。

　　循环中断（例如 OB35）处于状态时，将始终以相同的时间间隔来执行用户程序。因此，用户程序和 I/O 数据采集只能在某些条件下进行同步。

　　PROFINET系统提供了一个可靠的基本时钟。“Isochronous mode”（等时模式）系统属性在 SIMATIC 系统中启用了恒定的周期时间，SIMATIC 系统在总线系统上进行了严格地确定。“Isochronous mode”（等时模式）系统属性将 SIMATIC 自动化解决方案与等距离 PROFINET IRT相结合。也就是说：

　　读取输入数据时与 IRT 周期保持同步；同时读取所有的输入数据。

　　处理 I/O 数据的用户程序通过同步周期中断 OB（即 OB61 到 OB64）与 IRT的周期TDC同步。

　　数据输出与IRT周期保持同步；所有的输出数据同时生效。

　　传输所有输入和输出数据时保持一致性。也就是说，过程映像的所有数据在逻辑上相关联，并且均基于相同的定时。

　　将 I/O读取周期的开头提前（提前的时间为偏移时间 Ti），以使所有的输入数据可供在下一个IRT周期开始时在 PN子网中传输。该偏移时间 Ti可由用户进行组态，也可在 STEP 7中自动确定。

　　PROFINET通过PN子网将输入至 IO控制器。调用同步周期中断 OB（OB61、OB62、OB63 或 OB64）。同步周期中断 OB中的用户程序决定过程响应，并及时提供输出数据供下一个 IRT周期开始时使用。IRT周期的长度可在 STEP 7 中自动定义，也可由用户进行定义。

　　即时提供输出数据供下一个 IRT周期开始时使用。在等时运行（即与时间 To同步）的方式下，通过PN子网将至IO设备并传送至过程。

　　结果结果过程响应时间：从“Ti + TDC + To”至“Ti + (2 x TDC) + To”，即对应从输入终端到输出终端的传输。具有典型响应时间的等时模式时序图，参考图 2 等时模式处理。

　　图 2 等时模式处理

　　Step7系统会自动设置相同的Ti和To，这样可以同时捕获输入信号和输出一致性的输出信号。等时模式具有如下优点：

　　当检测值的获取需要同步时，运动必须协调，处理响应必须定义和同时发生

　　同时获取信号用于过程处理，检测和运动控制

　　2 PROFINET IRT High Performance组态

　　2.1 示例组态

　　使用一个例子来描述PROFINET IRT等时模式，如图 3 PROFINET IO系统网络组态。

　　图 3 PROFINET IO系统网络组态

　　IO控制器使用CPU319-3PN/DP v3.2，其中端口1连接SCALANCE X204IRT v4交换机端口1，交换机的两个端口2和端口3分别连接ET200S IM151-3PN HS v3.0 (6ES7 151-3BA60-0AB0)的端口1上，其中ET200S IM151-3PNHS的端口2连接另外一台ET200S IM151-3PN v7.0(6ES7 151-3BA23-0AB0)。在同步域内，所有设备都必须支持IRT，即集成ERTEC控制器。同步域内的设备采用IRT的等时模式，同步域外的设备采用RT通讯方式。

　　在Step7中对其进行硬件组态，图 4 硬件组态。根据实际的设备名称设置设备名，参考图 3 PROFINET IO系统网络组态。

　　图 4 硬件组态

　　点击总线”Ethernet(1):PROFINET-IO-System(100)”总线，右键弹出菜单选择“PROFINET IO Topology…”，弹出拓扑编辑器对话框。点击“Graphic View”标签页，根据实际的端口连接对PROFINET IO网络进行组态。参考图 5 编辑拓扑信息。

　　图 5 编辑拓扑信息

　　然后再次点击总线”Ethernet(1):PROFINET-IO-System(100)”总线，右键弹出菜单选择“PROFINET IO Domain Management…”，弹出同步域管理对话框，双击“SIMATIC 300(1)/PN-IO”，即IO控制器CPU319-3PN/DP，弹出设备属性对话框，在同步角色中选择“Sync master”，设置为同步时钟主站。参考图 6 设置同步时钟主站。

　　图 6 设置同步时钟主站

　　然后配合“Ctrl”键，通过鼠标选中除了IM151-3PN的其它IO设备，点击“Device Properties”按钮，设置所选中的IM151-3PNHS以及SCALANCE X204IRT交换机设置同步时钟从站，并选择IRT Option为“High performance”。参考图 7 设置同步时钟从站和high performance。

　　图 7 设置同步时钟从站和high performance

　　设置完毕后的同步域管理对话框，参考图 8 同步域管理对话框。设置发送时钟Send clock为1.0ms，该时间就是等距的通信周期TDC。

　　图 8 同步域管理对话框

　　点击对话框中的“Details…”按钮，弹出同步域详细信息，其中黄色部分为CPU端口（发送或接收）的IRT预留带宽部分，IRT high performance数据在这部分预留的时间段内进行传输，亮绿色为CPU端口（发送或接收）的RT预留带宽部分。其它暗绿色部分为开放的带宽，允许TCP/IP等或其它的RT数据通信。点击OK结束设置。参考图 9 同步域详细信息。

　　图 9