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PROFINET工业以太网教程(6)——PROFINET IO系统

前面的文章我们曾介绍过PROFINET技术包括PROFINET IO技术和PROFINET CBA技术。其中,前者是工业现场使用比较多的技术,今天这篇文章,我们就来介绍下PROFINET IO技术系统。

本文包括如下两个主题:

  1. PROFINET IO系统的组成;

  2. PROFINET IO设备模型;

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1、PROFINET IO系统的组成

PROFINET IO系统是一种分布式的控制系统,它采用生产者/消费者模型进行数据交换,包括三种角色:IO控制器(IO Controller)、IO设备(IO Device)和IO监视器(IO Supervisor),其中:

  • IO控制器:PROFINET IO系统的主站,一般来说是PLC的CPU模块。IO控制器执行各种控制任务,包括:执行用户程序、与IO设备进行数据交换、处理各种通信请求等;

  • IO设备:PROFINET IO系统的从站,由分布于现场的、用于获取数据的IO模块组成;

  • IO监视器:IO监视器用来组态、编程,并将相关的数据下载到IO控制器中,还可以对系统进行诊断和监控。最常见的IO监视器是用户的编程电脑;

IO控制器即可以作为数据的生产者,向组态好的IO设备输出数据;也可以作为数据的消费者,接收IO设备提供的数据;对于IO设备也与此类似,它消费IO控制器的输出数据,也作为生产者,向IO控制器提供数据;

一个PROFINET IO系统至少由一个IO控制器和一个IO设备组成,通常IO监视器作为临时角色进行调试或诊断;

举个例子:一个CPU1515和一个ET200SP(比如,IM 155-6 PN ST)的分布式子站就可以构成一个PROFINET IO系统,其中CPU1515是IO控制器,ET200SP是IO设备;

在PROFINET IO系统中,IO控制器A也可以作为另一个IO控制器B的IO设备,这种情况下,IO控制器A也称为智能设备。关于智能设备,我之前曾写过一些文章,感兴趣可以点击下面的链接看下:

实例:S7-200 SMART作为S7-1200的智能设备

怎样将S7-200 SMART作为智能设备使用?

一个PROFINET IO系统可以有多个IO控制器,如果多个IO控制器要访问同一个IO设备的相同数据,则必须将IO设备组态成共享设备。下面的链接介绍了什么是共享设备:

怎样理解PROFINET的共享设备功能?

2、PROFINET IO设备模型

PROFINET IO设备定义了一种基于槽(slot)的设备模型,如下图所示:

IO-device-mode.png

第0号槽是设备接口模块,比如ET200SP的IM155-6 ST模块;设备接口模块有PN接口,用来连接IO控制器;

从第1号槽开始,是设备的IO模块;IO模块获取外部的输入/输出数据,并与设备接口模块进行交换,从而将数据发送到IO控制器或者接受IO控制器的指令;

IO设备还需要提供数据记录的功能,每个数据记录都有相应的索引(Index)。通过在读取数据记录指令RDREC中指定相应的索引值,就可以读取相关的数据记录(非循环数据),比如读取模块的诊断信息;同样的,也可以使用WRREC指令将相应的数据写入到IO设备的数据记录中;

好了,关于PROFINET IO系统就先介绍到这里。本系列下一篇将介绍IO设备的名称,这是PROFINET实际应用中比较重要的知识点。

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