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整合 PROFINET SIMATIC PCS 7 – 基本架構與工程設計 SIMATIC PCS 7 應用說明 2013 10 應用與工具 Answers for industry.

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整合 PROFINET 的 SIMATIC PCS 7 – 基本架構與工程設計 SIMATIC PCS 7

應用說明 2013 年 10 月

應用與工具

Answers for industry.

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擔保與責任

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擔保與責任

請注意 應用範例不具法律約束力;範例中所顯示之電路、配備與任何可能結果僅供參考,實際情況可能有所不同。應用範例不代表適用於指定顧客之解決方案,僅作為一般應用之輔助說明,您需自行負責確定所述產品之正確使用。應用範例係作為說明用途,您仍必須採取完善之應用、安裝、操作及維護程序。使用應用範例即代表您同意,對於超出責任條款內容之損失/理賠,我方恕不負責。我方保留隨時變更應用範例之權利,恕不另行通知。如應用範例中的建議與其他西門子刊物─如:型錄─有所衝突,則以其他文件內容為準。

對於本文件所含資訊,我方概不負責。

無論基於任何法律原因,任何因使用本應用範例所述之範例、資訊、程式、工程設計與效能資料等內容,而對我方提出之賠償要求,我方概不接受。此類除外責任不適用於強制責任,如:受德國產品責任法(Produkthaftungsgesetz)規範之蓄意、嚴重疏失或危及生命、身體或健康、產品品質擔保、詐欺性隱瞞瑕疵或違反合約基本條款(wesentliche Vertragspflichten)等情況。然而,除了蓄意或嚴重疏失或危及生命、人體或健康情況以外,違反合約基本義務之損失僅限於該合約類型之一般可預見損失。上述條例並不會影響您提供證據之責任權利。

未經西門子產業部門明示同意許可,嚴禁以任何形式複製或散佈此類應用範例或摘節使用。

提醒您

本文所述之功能與解決方案主要限於自動化作業之實現。連接設備與廠房其他零部件、企業網路或網際網路時,請進一步考慮工業安全性並採取相應之保護措施。如需詳細資訊,請參閱文章 ID 50203404 取得相關資料。 http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/50203404

西門子產業線上支援

本文件為西門子產業線上支援的文章。歡迎點選以下連結下載本文: http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/72887082

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前言

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前言 文件用途

本文將帶您瞭解如何從 PCS 7 的製程等級到 PROFINET 現場等級的整合,並提供各種拓撲實作範例與解說,說明重點將以 PROFINET 作為現場總線進行整合為主。

主要內容

本處應用範例之討論重點如下:

• 架構

• 元件選擇

• 系統限制

• 以拓撲編輯器描寫網路架構

• 設定循環通訊

• 可進行的診斷

有效性

此應用係指使用 PCS 7 V8.0 SP1 及針對此版本所發佈模組之實作。

附註 自 PCS 7 8.0 Upd. 1 起的版本皆支援 PROFINET。可透過 PROFINET 執行的 HART 通訊已隨 PCS 7 V8.0 SP1 發佈。

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目錄

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目錄 擔保與責任 ..................................................................................................................... 2 

前言 ............................................................................................................................. 3 

1  工作說明與解決方案 ........................................................................................... 5 

1.1  工作 ...................................................................................................... 5 1.2  解決方案 ............................................................................................... 5 1.3  軟硬體元件 ........................................................................................... 7 

2  基本原理 .............................................................................................................. 8 

2.1  PROFIBUS 和 PROFINET 術語 ........................................................... 8 2.2  通訊線路複聯 ........................................................................................ 8 2.2.1  HRP 和 MRP 複聯程序 ......................................................................... 9 2.2.2  採用 MRP 複聯程序的 PROFINET 製程階層 ..................................... 10 2.3  系統複聯 ............................................................................................. 11 2.4  典型 PCS 7 架構 ................................................................................. 12 2.4.1  系統階層 ............................................................................................. 12 2.4.2  製程階層 ............................................................................................. 12 2.5  PROFINET 通訊 ................................................................................. 16 2.5.1  即時功能 ............................................................................................. 16 2.5.2  現場總線整合 ...................................................................................... 16 

3  安裝與裝配 ........................................................................................................ 18 

3.1  軟體 .................................................................................................... 18 3.2  硬體裝配 ............................................................................................. 18 

4  規劃設定、專案工程設計與參數指派 ............................................................... 19 

4.1  節點設定(位址與名稱) .................................................................... 19 4.2  PROFINET 規劃設定 .......................................................................... 24 4.3  MRP 規劃設定 .................................................................................... 25 4.4  可診斷之狀況 ...................................................................................... 27 4.4.1  拓撲編輯器 ......................................................................................... 27 4.4.2  PROFINET 診斷與維護 ...................................................................... 29 4.4.3  工廠資產管理 ...................................................................................... 29 

5  操作應用 ............................................................................................................ 30 

5.1  情境 A – 使用拓撲編輯器規劃與診斷 PROFINET 連線 ...................... 31 5.2  情境 B – HART 通訊設定.................................................................... 34 5.3  情境 C - PROFIBUS PA 區段規劃設定 .............................................. 36 

6  更多附註、提示與技巧 ...................................................................................... 40 

6.1  辦公室環境中的 PROFIBUS、PROFINET 以及乙太網路比較 ........... 40 

7  相關文獻 ............................................................................................................ 42 

8  修訂記錄 ............................................................................................................ 42 

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1 0B 工作說明與解決方案

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13 版

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1 工作說明與解決方案

1.1 工作

SIMATIC PCS 7 具備彈性的架構,並且能夠與西門子全方位整合自動化 (TIA) 完美整合,因此適用於各種用途及產業。SIMATIC PCS 7 可滿足從企業管理階層到控制階層與現場的各種工業自動化階層實作需求。

額外的效能需求以及現場階層的量化結構促進了新科技與 PCS 7 的整合,此一科技的基礎是來自 Profibus&Profinet International (PI) Organization 的開放式工業用乙太網路標準。

1.2 解決方案

將 PROFINET (PROcess FIeld NET) 以現場總線的形式整合後,SIMATIC PCS 7 便可支援各種現場等級的通訊科技。以 IEC 61158 和 IEC 61784 國際標準為基礎的 PROFINET 結合乙太網路的開放式網路標準及 PROFIBUS 現場總線系統的優勢,PROFINET 可作為唯一的現場總線使用,也可搭配經過市場證實的 PROFIBUS DP,作為自動化系統與製程周邊連接裝置之間的通訊元件。

本文將以在 PCS 7 環境中規劃及設定 PROFINET 的實務程序為例說明。本文之用途說明可迅速導入主題,讓您概觀掌握可能的拓撲並提供各種逐步說明指示(相當於快速操作指南)。

概觀

下圖為 PROFINET 解決方案最重要的元件。

圖 1-1

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1 0B 工作說明與解決方案

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自動化作業需採取以下步驟:

• 在硬體規劃中設定分散式 IO 及現場裝置

• 在 SIMATIC PDM 中規劃現場裝置

• 檢查及設定匯流排參數

本文將帶您逐步瞭解整合 PROFINET 功能的 PCS 7,並針對以下重點提供指引說明:

• 基本知識例如架構、PROFINET 術語(複聯通訊和複聯系統)等

• 選擇合適的元件(已上市元件)

• 系統限制

• 在 PCS 7 工作平臺的參數與設定

免責聲明

本文所述之用途不包含以下說明:

• 基本的 SIMATIC PCS 7 規劃

• SIMATIC PDM 的運作方式與規劃

• SIMATIC PDM 特定製程裝置的規劃

本文讀者應具備上述主題之基本知識。

優點

本文所呈現之解決方案提供以下優點:

• 迅速培養 PROFINET 技能。

• 一般情況說明,如:PROFINET 區段的完整規劃、試俥以及裝置整合。

• 可減少計劃與規劃開支。

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1 0B 工作說明與解決方案

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1.3 軟硬體元件

本文所述之應用係由下列元件組成:

硬體元件 表 1-1 – 自動化元件

元件 訂單編號

CPU 410-5H 6ES7 410-5HX08-0AB0 CP 443-1 6GK7 443-1EX30-0XE0 (V3.1) ET 200M (IM 153-4 PN HF) 6ES7 153-4BA00-0XB0 (V4.0) AI8x0/4…20mA HART 6ES7 331-7TF01-0AB0 AO4x12Bit 6ES7 332-5HD01-0AB0 DI16xDC24 6ES7 321-1BH02-0AA0 DO16xDC24 6ES7 322-1BH01-0AA0 F-DO10xDC24 6ES7 326-2BF10-0AB0 F-AI6x0/4…20mA HART 6ES7 336-4GE00-0AB0 SITRANS TH300 7NG3212-0NN00 SCALANCE X208-2 6GK5 208-0BA10-2AA3 (V4.5) IE/PB Link PN IO 6GK1411-5AB00 PA coupler 6ES7 157-0AC83-0XA0 SITRANS P DSIII 7MF4432-1DA00-1AB6-Z

附註 關於針對 PCS 7 V8.0 SP1 發佈的 PROFINET 模組清單,請參閱「製程控制系統 PCS 7 上市模組(V8.0 SP1)」文件。該文件的文章 ID 為:68157377。

表 1-2 – 工程設計電腦

元件 附註

SIMATIC PCS 7 ES/OS IPC547D W7 具有 PCS 7 的工程工作站

附註 若使用其他硬體,請遵守軟體元件安裝之最低要求。關於最低要求說明,請參閱 PCS 7 的 Readme 檔。

標準軟體元件 表 1-3

元件 訂單編號 附註

SIMATIC PCS 7 V8.0 SP1 為 SIMATIC PCS 7 ES/OS IPC547D W7 的一部分

SIMATIC PDM PCS 7 V8.1 6ES7 658-3LD18-0YA5

(選擇性)僅適用於現場裝置規劃(100個標籤)

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2 1B 基本原理

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2 基本原理

2.1 PROFIBUS 和 PROFINET 術語

PROFINET 分成兩種不同的通訊應用:

• PROFINET CBA(元件式自動化),PCS 7 不支援

通訊橫跨製造廠牌(控制階層)的智慧型自動化元件與系統零件

• PROFINET IO 控制器與分散式現場裝置的循環通訊(IO 資料)。

雖然 PROFIBUS DP 和 PROFINET 的功能模式類似,但兩者所使用的術語並不相同。這些術語之比較如下表所列。 表 2-1

PROFIBUS PROFINET

通訊 主從程序(標記傳遞) 即時供應商-消費者模式(交換乙太網路)

自動化系統 主站等級 1 IO 控制器

現場裝置 從屬 IO 裝置

PG/PC 主站等級 2 IO 監管裝置

設備描述 GSD (ASCII) GSDML (XML)

位址指派 PROFIBUS DP 位址 IO 裝置名稱

訊息大小 244 位元組 1440 位元組

用戶 最多 125 最多 250

傳輸速度 最快 12 Mbit/s 10/100 Mbit/s 全雙工

循環時間 最少 300 µs 最少 31.25 µs

附註 關於 PROFIBUS、PROFINET 及乙太網路的更多比較資訊,請參閱第 6 章〈更多附註、提示與技巧〉。

2.2 通訊線路複聯

IO 控制器中的 IO 裝置可用性會隨著通訊線路複聯的環狀拓撲增加。若環狀拓撲中的傳輸路徑在某一位置受到中斷,例如:因環狀線路斷線或節點故障,則複聯管理程式便會立即啟動替代的通訊路徑。

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2.2.1 HRP 和 MRP 複聯程序

如要建立具有線路複聯的 SIMATIC NET 元件的環網拓撲,可使用以下程序: 表 2-2

HRP (高速複聯通訊協定)

MRP (線路複聯通訊協定)

Max. 最大重新設定時間 300 ms 200 ms

自動環網設定 無 有

環網中的節點數量上限 50

網路式管理 可設定 可(STEP 7 規劃為選擇性)

CLI(命令列介面) 有 有

SNMP(簡單網路管理通訊協定)

診斷,有 有(除系統診斷之外)

STEP 7 設定 無 有

資料來源 SIMENS AG Profibus&Profinet International (PI) Organization

附註 若要設定含 HRP 或 MRP 的環網複聯,則網路元件必須支援相關程序。目前尚未針對製程等級推出結合 PROFINET 和 HRP 環網的解決方案。

由於 STEP 7 可提供設定及系統診斷功能,故建議採用相關階層的程序。

• 系統階層:HRP -> 透過交換器的網頁介面設定

• 製程階層:MRP -> 在 STEP 7 和系統診斷中設

圖 2-1

製程階層

HRP

MR

P

系統階層

附註 可在系統階層設定環網複聯,但尚未針對 PCS 7 環境推出。

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2.2.2 採用 MRP 複聯程序的 PROFINET 製程階層

如要建立 MRP 環網,則環網節點(交換器、IO 裝置)必須支援 MRP(線路複聯通訊協定)。

必須遵守以下限制值:

• 環網中的節點最多不超過 50 個

• 重新設定時間最長不超過 200 ms(針對環網中的 50 個節點) 圖 2-2

支援 MRP 電報方向

優點

• 提高彈性。

• 提高應變彈性(發生故障時,則改變電報傳輸方向)。

• 其他診斷功能(拓撲編輯器)。

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2.3 系統複聯

系統複聯(系統複聯通訊協定)是用於維持 PROFINET 與 IO 控制器和 IO 裝置連線的機制。PROFINET IO 通訊形式為此複聯的特色,其中每一部 IO 裝置會透過拓撲網路,與 AS 複聯工作站兩部 IO 控制器(使用中的 CPU 和備份 CPU)的其中一部建立通訊連結。此特色有別於 IO 裝置僅單向連結至單一 IO 控制器的情況,因此 CPU 故障時,已連結的 IO 裝置連線並不會跟著故障。

附註 針對系統複聯,可用的元件如下:

• CPU 410-5H • S7-400 H-CPU with ≥ FW V6.0 • ET 200M with ≥ FW V4.0

圖 2-3具有系統複聯的 PROFINET

主要連線 備份連線

優點

• 高效能存取。

• 一個 CPU 故障後可切換至另一 CPU 補救。

• 不受斷線(製程階層)或 IO 裝置故障影響。

注意 對於採用複聯自動化系統流程的規劃,不論連線路徑為何,所有已連線的 IO 裝置皆必須支援系統複聯。若其中有一部 IO 裝置不支援系統複聯,則停止 AS 子系統可能導致 IO 裝置故障。

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2.4 典型 PCS 7 架構

2.4.1 系統階層

PROFINET 基本上是針對系統與製程階層的一般用途設計。為了滿足資訊安全考量以及製程自動化的即時性,便需要分別建立系統與製程階層,然後再加以整合。涉及乙太網路的已知架構可於系統階層實作。

附註 關於 SIMATIC PCS 7 架構的概觀,請參閱文章 ID:32201963的〈PCS 7 標準架構〉說明。

下圖為複聯自動化系統的規劃範例。 圖 2-4

複聯自動化系統

系統階層

製程階層

2.4.2 製程階層

在 PCS 7 中,可使用 PROFINET 作為現場總線(製程階層)執行許多不同的配置。合適的配置取決於廠房面積以及節點數量,以下將以圖解說明一般拓撲以及與 PCS 7 相關的優缺點。 針對現場階層與自動化系統(簡稱 AS)的連線,一般通常採用內部 PROFINET 介面(韌體 V6.0 的 CPU),或者也可以 CP443-1EX30* 搭配版本 V5.3.1 以上的標準 CPU(414-3、416-2、416-3 和 417-4)。

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單一自動化系統的 PROFINET 規劃

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視所需的反應時間以及 IO 裝置數量,可使用 MRP 環網或樹狀結構進行單一規劃(可比較 PROFIBUS 拓撲的單主機系統)。MRP 環網不需要額外的元件,是最具成本效益的解決方案。IO 裝置的內建 2 埠交換器供環網結構使用,如此一來便能夠以 IO 裝置取代環網主機的功能。

若為單一自動化系統,則支援所有基本結構,包括:

• 線型:最簡單的結構,但只要有一個裝置故障便會導致線路中斷,因此也較容易產生問題。

• 星型:以額外網路元件執行有效的佈線,節點數量視交換器不同而異。

• 環網:最多可連結 50 部 IO 裝置,並支援 200 ms(針對使用中的 50 個環圈節點)的最大重新規劃時間,是相當穩固的規劃方式。

• 混合式規劃:可建立任何理論結構並彈性延伸,較複雜,在一定程度上也容易出現問題。

– 採用 MRP 環網的混合式規劃(環網/星型)可提供最佳的可靠度。MRP 環網是由 IP 控制器和交換器所組成,IO 裝置是用於連接交換器。

– 含多通道交換器(≥ 8 埠)的樹狀結構(線型與星型混合式規劃)可縮短反應時間。此拓撲的特色就是最高可支援 250 部 IO 裝置以及連續連接 62 部交換器。

– 視需求而定,必須選擇足夠的環網、樹狀或環網/星型規劃。

圖 2-5 –單一 PROFINET 規劃

線型 星型 環網 混合式規劃

MRP

線型 星型 環網 MRP 環網 支援 MRP MRP

MRP

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複聯自動化系統的 PROFINET 規劃

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若為複聯規劃的拓撲(可和 PROFIBUS 拓撲的複聯主機系統做比較),則 IO 裝置的可用性需求是決定關鍵。如果只需要簡單的可用性(無複聯連線路徑),則可使用單一 PROFINET 規劃拓撲。如需複聯連線路徑,則建議採用頭尾分別裝設一個 IO 控制器的線型拓撲。萬一發生錯誤,H 系統的 IO 控制器可透過同步化連線,以系統複聯方式存取其他 IO 裝置。此線型拓撲的最大 IO 裝置數量不得超過 64 個。

雖然也可採用 MRP 環網拓撲,但與相同結構的線型拓撲相較之下,並無任何額外的益處。

注意 對於採用複聯自動化系統流程的規劃,不論連線路徑為何,所有已連線的 IO 裝置皆必須支援系統複聯。若其中有一部 IO 裝置不支援系統複聯,則停止 AS 子系統可能導致 IO 裝置故障。

圖 2-6 –採用 PROFINET 的容錯自動化系統

線型 星型 混合式規劃

線型 星型高可用性 標準可用性

其他自動化系統的網路連線

使用 PROFINET 將可大幅節省數個 AS(如:開關箱)系統部件的組裝成本與時間。將所有 IO 控制器相互連接(可和 PROFIBUS 拓撲的多主機系統比較,尚未針對 PCS 7 推出)更高階層的環網之後,每一個 IO 控制器便皆可與指定的 IO 裝置連線通訊。

為避免因為區段交叉而導致過載或 PROFINET 通訊執行時間延遲,更高階層的環網必須以支線區隔。此支線代表「單點故障」,因此命名時,名稱愈短愈好。

此一全面連線通用於單一或高度可用的自動化系統。

由於即時頻寬的關係,不建議在同一個環網內同時操作所有 IO 控制器及所有 IO 裝置。

下圖為可行的規劃:

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圖 2-7 –以 PROFINET 連接網路的自動化系統

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線型 星型 環網 MRP 環網 支援 MRPMRP

1. AS

MRP

2. AS 3. AS 裝置整合

1. AS(高度可用的自動化系統)

– 此 AS 的所有裝置必須支援系統複聯

– 沒有任何 CO 可作為 IO 控制器使用

– 在無複聯的情況下連線至環網

2. AS(單一自動化系統)

– 以 MRP 環網節省成本

– 可使用外部 CP 擴充作為 IO 控制器(CPU 412.. 417),每個 CP 最多支援 128 部 IO 裝置

3. AS(失效安全自動化系統)

– 直接連線 IO 裝置

– 縮短與隔離 IO 裝置的連線路徑,如:針對失效安全模組連接專用(黃色)網路

裝置整合

– 透過交換器將驅動器、斷路器、匯流排系統(PROFIBUS DP/PA)連接高階層環網

– 與任何 AS 皆可交換資料,無限制

– 環網中的資料通信量僅限於已連接的裝置

– 簡易佈線

– 可傳輸大量資料

– 節省規劃時間與成本

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2.5 PROFINET 通訊

2.5.1 即時功能

PROFINET 的即時功能(即時/等時即時)是透過一決定型程序執行,資料傳輸的傳輸時間(循環時間)是根據設定的資料(循環)計算,此計算時間為已定義時間內的循環資料(如製程數值等 IO 資料)之資料交換。非循環資料(如工程設計與診斷資料的 TCP/IPUPD/IP 資料)則視可用的頻寬分散至後續循環。 圖 2-8 乙太網路電報的資料結構

1 2 3 • • •  n

IO 資料 TCP/IP - UDP/IP 資料

若為即時通訊,個別資料會加以分級(即時等級),亦即優先順序愈高的資料(循環資料)在反向傳輸頻寬中,會優先傳送。

在即時通訊中,我們將效能區分為以下兩種等級:

• 即時(RT): 在指定的時間內(如:最長 200 ms)傳輸按優先順序處理的資料

• 等時即時(IRT),尚未針對 PCS 7 發佈: 確保在同步化的時間內傳送資料(如:在 1000 μs 的傳輸速率中,IRT 資料會在前 100 μs 期間傳送)。IRT適用於動作控制應用,不適用於 PCS 7。

附註 更多關於 PROFINET 概觀、結構、功能以及 IO 工程設計的詳細資訊,請參閱文章 ID:19292127的《PROFINET 系統說明》系統手冊。

2.5.2 現場總線整合

如要進一步整合各項技術,便需要使用所謂的 proxy(代理程式)。在 PROFINET 端,proxy 是作為 PN 裝置使用,而在 PROFIBUS 端則作為 PROFIBUS DP 主站使用(子區段)。

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2 1B 基本原理

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圖 2-9

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PROFIBUS PA

Proxy (IE/PB link PN IO)

PROFIBUS DP

附註 S7 規劃設備的路由功能允許透過 IE/PB 連結 PN IO 與較低階層的 PROFIBUS DP 區段通訊。唯有精簡型裝置會作為 PROFINET DP 節點使用,這些裝置包括含 PROFIBUS DP 連線的流量計,透過 DP/PA 聯結器連接 PROFIBUS PA 的裝置等。

如此一來

• 便可執行裝置規劃 • 便可透過 OPC 通訊顯示製程數值

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3 2B 安裝與裝配

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3 安裝與裝配

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此安裝範例的規劃是使用 ES/OS 單一系統搭配單主機系統(CPU 410-5H)以及低階 PROFINET 製程匯流排。第 5 章〈操作應用〉中的各種情境即以此配置為基礎。

3.1 軟體

控制器

為了規劃 CPU 410-5H,需有 PCS 7 V8.0 SP1 和 HUP CPU 410-5H。HUP CPU 410-5H 並未包含在 PCS 7 V8.0 SP1 安裝套件內,但可至文章 ID:68627630下載。在較新版本的 PCS 7 中則已包含硬體升級套件。

規劃工具

自 SIMATIC PDM V8.1 起的版本皆支援 PROFINET 通訊類型。

附註 請至文章 ID:73247204存取 SIMATIC PDM Readme,瞭解安裝說明、功能範圍須知以及軟硬體需求。

3.2 硬體裝配

請務必按照《自動化系統 S7-400 安裝》手冊以及《製程控制系統 PCS 7 CPU 410-5H 製程自動化》系統手冊的指示進行安裝。

此外,請遵守相關現場裝置與元件手冊中的安裝指南、須知與建議。下表列出硬體裝配所需使用的手冊及操作指示。 表 3-1

元件/裝置 標題 文章 ID

S7-400 自動化系統 S7-400 安裝 1117849

IE/PB Link PN IO PRORINET IO 快速操作指南全集 2484291

ET 200M ET 200M 介面模組 IM 153-4 PN 和 IM 153-2 HF

46387818

AFD, AFDiS 匯流排連結 DP/PA 聯結器、AFD、DP/PA 連結與 Y 連結

1142696

SCALANCE X-208 工業用乙太網路交換器 SCALANCE X-200 63203633

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4 3B 規劃設定、專案工程設計與參數指派

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4 規劃設定、專案工程設計與參數指派

4.1 節點設定(位址與名稱)

本章說明 PROFINET 節點的裝置名稱指派。為了減少複雜性以及可能的錯誤起因(IP 位置與子網路遮罩相符),故以裝置名稱定址。此一簡易類型的定址可以和 IO 位址指派的符號名稱做比較。使用符號名稱可提高 CFC 編程期間的使用性。

啟動時,IO 控制器會透過設定的裝置名稱識別所有 IO 裝置,並自動指派 IP 位址。

如要對 IO 裝置定址,可使用以下三種方式:

a. 由 STEP 7 主要設定工具(PST)或網頁式管理(SCALANCE X 元件)指派位址。

b. 含預設裝置名稱(IO 控制器和 IO 裝置)與位址(僅 IO控制器)的記憶卡(MMC = Micro Memory Card 或 C plug)。

c. 按照相鄰關係(IO 裝置與 IO 控制器的 PROFINET 功能性)自動指派裝置名稱與 IP 位址。

附註 如要指派名稱,則將使用用於指派裝置名稱 IP 位址的 ”發現與控制通訊協定”(DCP)。設定工具會產生 IP 位址並下載至 IO 控制器,在 IO 控制器的系統啟動期間,將會自動指派已設定的 IP 位址。

規劃設定

在對個別元件定址前,必須先定義位址區及裝置名稱結構並將其整合至說明文件。

附註 廠房面積愈大,規劃作業愈複雜。IP 位址及裝置名稱在系統網路中只能夠使用一次,不得重複。如此有助於網路架構的變更,提供更多彈性。

請至搜尋引擎輸入關鍵字「子網路」(建立特定 IP 位址區)以及「IDNA」(根據 DNA 慣例定義裝置名稱),根據所得的結果進一步瞭解定址。

接著將以 IO 控制器(CPU 410-5H)和 IO 裝置(ET 200M)為例,說明定址程序。位址是由 ES 指派。

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表 4-1

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編號 操作

1. 將畫面切換至多專案的硬體規劃(HW Config)。

2. 選擇 PROFINET IO 介面(X5)並開啟屬性。

3. 在 [General] (一般) 標籤中,根據計畫變更裝置名稱。在範例中,已經為第一個自動化系統輸入「AS01」。

4. 按下 [Properties](屬性)按鈕切換至介面屬性。

5. 在 [Properties](屬性)視窗中,輸入有效的 IP 位址(主機)及子網路遮罩。

6. 替介面建立或指派子網路遮罩。 附註 子網路遮罩係對應至 IO 裝置已連接的製程現場總線。

7. 從 PROFINET IO 樹狀圖的硬體目錄(設定檔:PCS7_V80)中,將 ET 200M(IM 153-4 PN HF 4.0)新增至 PROFINET 區段。

8. 開啟 ET 200M 的物件屬性,根據計畫變更裝置名稱。在範例中,已經為第一個 ET 200M模組輸入「ET200M_nr01」。

附註 系統會自動建議裝置名稱(用於在使用者程式中識別)與 IP 位址。IP 位址可使用 [Ethernet…] (乙太網路…)按鈕變更。可在 AS 停機後變更 IP 位址。

在硬體規劃中指派裝置名稱

接下來,在硬體規劃中設定的裝置名稱(ET100M_nr01)會傳送至裝置。

注意 如要將裝置名稱傳輸至 ET 200M,則 ES 及 ET 200M 必須位在同一個實體網路。無法透過 AS(背板匯流排)進行路由。

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表 4-2

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編號 操作

1. 前往 SIMATIC Manager,選擇 [Options](選項)> [Set PG/PC interface…](設定 PG/PC 介面)。

2. 到 [access path](存取路徑)標籤中選取乙太網路通訊卡。在此範例中,使用的網路通訊卡為「CP1613(RFC1006)」。

3. 將 CP443-1(AS)的網路線(工廠匯流排)連接內部 PROFINET 介面(AS)。

AS01

ET200M-nr01

AS01

ET200M-nr01

ES ES

附註 若您的電腦有第三個乙太網路介面,則可連接製程/現場總線。在此情況下,必須在指派期間的 PG/PC 介面中選取此介面。

4. 切換至硬體規劃。選取 ET 200M,選擇 [PLC] > [Ethernet](乙太網路)> [Assign Device Name…] (指派裝置名稱)。

5. 透過 MAC 位址(刻印於模組上)或透過節點快閃測試選取 ET 200M 模組,然後按

[Assign Name](指派名稱)按鈕確認。

6. 選取 ET 200M,選擇 [PLC] > [Ethernet](乙太網路)> [Verify Device Name…]

(驗證裝置名稱)。

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7. 恢復原廠設定:將網路線(系統匯流排)重新連接 CP443-1(AS)或將 PG/PC 介

面切換至 [PC Internal (local)](PC 內部(本機))。

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附註 如果您有完整的 MAC 位址與裝置名稱的 IO 裝置清單,則可到 SIMATIC Manager, [PLC] > [Ethernet](乙太網路)> [Edit Ethernet Node…](編輯乙太網路節點)迅速指派名稱。

使用主要設定工具(PST)指派裝置名稱與 IP 位址

以下將以 IE/PB 連結為範例,說明如何以 PST(主要設定工具)指派名稱與位址。電腦必須連接相關網路,在此範例中,請連接製程/現場總線。此外,請在 [PG/PC interface](PG/PC 介面)中選取連接此網路的網路卡,以便進行 ISO 傳輸。 表 4-3

編號 操作

1. 開啟 PST,點選放大鏡符號,搜尋含乙太網路介面節點的實體網路區段。 2. 所有可透過 MAC 位址找到的節點會顯示於裝置清單中,並提供其他資訊(名稱、

類型、位址等)。

3. 從裝置清單中選取 IE/PB 連結。

AS01

ET200M-nr01

AS01

ET200M-nr01

ES ES

附註 若您的電腦有第三個乙太網路介面,則可連接製程/現場總線。在此情況下,必須在指派期間的 PG/PC 介面中選取此介面。

4. 切換至硬體規劃。選取 ET 200M,選擇 [PLC] > [Ethernet](乙太網路)> [Assign

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Device Name…] (指派裝置名稱)。

5. 透過 MAC 位址(刻印於模組上)或透過節點快閃測試選取 ET 200M 模組,然後

按 [Assign Name](指派名稱)按鈕確認。

6. 選取 ET 200M,選擇 [PLC] > [Ethernet](乙太網路)> [Verify Device Name…]

(驗證裝置名稱)。

7. 恢復原廠設定:將網路線(工廠匯流排)重新連接 CP443-1(AS)或將 PG/PC 介

面切換至 [PC Internal (local)](PC 內部(本機))。

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4.2 PROFINET 規劃設定

以下操作指示說明如何設定 PROFINET 通訊。在硬體規劃中,已完成 CPU 410-5 的設定,並且區段中至少有一個 PROFINET IO 節點。 表 4-4

編號 操作

1. 將畫面切換至多專案的硬體規劃(HW Config)。

2. 選擇 PROFINET IO 介面(X5)並開啟屬性。

3. 切換至 [PROFINET] 標籤,根據需求調整參數,然後按 [OK] 確認設定。

1

2

1. 傳送計時器:間隔(IRT 與 RT 通訊)之間的時間相當於資料交換的傳送間隔。 2. IO 通訊:PROFINET 區段(製程/現場總線)的 PROFINET IO 通訊元件。在達 100.0 % 時,總容量會預留供 PROFINET 資料交換用,整個通訊元件會套用至循環通訊。若為非循環通訊,系統會預留足夠的容量。若非循環通訊的容量不足,通訊元件會考慮減少更新的時間。

4. 在硬體規劃(製程/現場總線)中選擇 PROFINET IO 系統,然後在快速選單中選擇 [Object Properties](物件屬性)。在 [Object Properties](物件屬性)中,切換至 [Update Time](更新時間)標籤。

附註 STEP 7 會根據可用設定(硬體設定)、循環(已設定)資料、模組屬性以及 PROFINET IO 通訊元件,自動計算更新時間。

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可使用 [Edit…](編輯)按鈕調整特定節點的傳送計時器(監看程式)。固定的更新時間必須設定為低於最快部分處理影像(TPA)的數值並且要高於 200 ms(重新設定時間)。

4.3 MRP 規劃設定

線路複聯通訊協定(MRP)是透過複聯通訊路徑補救網路中斷的通訊。

以下說明 MRP 規劃的設定。在硬體規劃中已完成 CPU 410-5 的設定,並已建立 PROFINET 區段。以下系統設定係供說明使用。 圖 4-1

ESOS-nr1

AS01-a

ET200M-nr01

X208-nr01

終端匯流排

工廠匯流排

製程匯流排

表 4-5

編號 操作

1. 將畫面切換至多專案的硬體規劃,選擇 PROFINET IO 系統。

2. 選擇 [Edit](編輯)> [PROFINET IO] > [Domain management](網域管理)。

3. 前往 [MRP Domain](MRP 網域)標籤,按 [New](新增)按鈕 (1),建立新的 MRP 網域,然後按 [Edit…](編輯)按鈕 (2) 變更網域名稱。

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1

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4. 在 [Nodes](節點)區,針對單主機系統選擇 [Station / IO system](工作站/IO 系

統),或為複聯主機系統選擇 [Ring interconnections](環網互連)。

5. 選取工作站(AS)並使用 [Edit…](編輯)按鈕為每一個節點指派相同的網域及角色,同時並啟用 [Diagnostic interrupts](診斷中斷)。 規劃: • AS -> Role (角色): “Manager”(管理員) • ET 200M -> Role (角色): “Client”(用戶端)

附註 使用中的連線中斷時,[Diagnostic interrupts](診斷中斷)選項會產生警報訊息。

6. 編譯並下載已修改的規劃設定至自動化系統。

7. 到硬體規劃的連線視圖(Offline <-> ONLINE)確認節點的模組診斷資訊。若已建立連線或自動化系統與 ET 200M 之間的連線,請注意是否有診斷警報。

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AS01

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X208-nr01

ESOS-nr1

Terminal Bus

Plant Bus

AS01

ET200M-nr01

X208-nr01

ESOS-nr1

Terminal Bus

Plant Bus

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4.4 可診斷之狀況

若為採用乙太網路的 PROFIBUS 區段,則可進行含各種資訊的診斷。其中包括:

• 透過硬體規劃進行診斷與維護。

• 使用 IO 控制器與 IO 裝置的網頁伺服器進行診斷。

• 使用拓撲編輯器進行網路模擬與診斷。

• 透過 PCS 7 維護工作站和 SIMATIC PDM 執行 Asset Management(資產管理)。

• 網路分析工具、記錄完整資料交換及以使用不同顏色標示各種通訊協定。

附註 如要在 PCS 7 中接收所有裝置的診斷訊息,則這些裝置必須事先經過設定。除了 IO 裝置以外,網路元件的診斷訊息也可在 PCS 7 取得。 如此便必須以拓撲編輯器設定網路元件。

4.4.1 拓撲編輯器

您可以使用 SIMATIC 拓撲編輯器,以拓撲方式設定 PROFINET IO 系統。如此一來,請先互相連接 PROFINET IO 節點的介面與連接埠。

拓撲編輯器具備以下功能與屬性:

• 顯示專案中所有 PROFINET 裝置及其連接埠

• 依據每個連接埠所設定的網路線長度與類型來預計訊號傳送的時間

• 個別 PROFINET 裝置帶有位置代碼的互相連線資料

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• 每一個連接埠的 PROFINET 裝置診斷資訊

• 透過節點資料的連線/離線比較,輕鬆偵測錯誤

• 從圖形(Graphic)視圖呼叫診斷功能(模組資訊)

• 匯入網路拓撲

附註 請參閱文章 ID 60035096,取得「拓撲報告器」工具,即可製作 PROFINET IO 網路的說明文件。

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4.4.2 PROFINET 診斷與維護

PROFINET 顧及所有已設定的 IO 裝置,提供高效一致的診斷概念。

裝置診斷共分為三個等級:

• 裝置錯誤:工作站故障

• 插槽錯誤:個別模組瑕疵

• 通道錯誤:如: 斷線

若發生錯誤,相關的 IO 裝置會產生診斷中斷訊息,並回報至控制器。此一診斷資訊可在診斷視圖中讀出並以編程裝置評估。

附註 關於可診斷狀況的更多詳盡資訊,請參閱文章 ID:19292127的〈PROFINET 系統說明〉章節之〈以 PROFINET IO 診斷〉。

4.4.3 工廠資產管理

使用 PCS 7 維護工作站之後,您便可取得系統的維護資訊(訊息與要求)。在 ES 中完成功能的規劃,在 OS (操作站) 的獨立畫面中觀察結果。

附註 如需更多詳盡資訊,請參閱文章 ID 68157295的《製程控制系統 PCS 7 維護工作站》功能手冊。

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5 4B 操作應用

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5 操作應用

本章節將討論並說明一般的 PROFINET 情境。所有情境皆根據表 1-1〈自動化元件〉及表 5-1〈規劃清單〉中的元件、節點位址與名稱建立及設定。

表 5-1 規劃清單

裝置/節點 名稱 通訊 位址 Mac 位址 數量

SITRANS P DS III PT111 PROFIBUS PA 11 SITRANS TH300 TT111 HART 0

CPU 410-5H(機架 0)

AS01 PROFINET PROFIBUS DP

172.20.10.1 2

CP-443 (AS01) CP-a PROFINET 08-00-06-01-01-01 ET 200M (IM 153-4 PN HF)

ET200M-nr01

PROFINET 172.20.0.10 1

SCALANCE X208 X208-nr01 PROFINET 172.30.0.20 SCALANCE X208 X208-nr02 PROFINET 172.20.0.20 2 IE/PB Link PN IO IEPB-nr01 PROFINET

PROFIBUS DP 172.20.0.30 3

100

PA 聯結器 PROFIBUS DP 4

IPC847C ESOS-nr1 LAN 01 製程匯流排 LAN 02 終端匯流排 LAN 03 工廠匯流排

172.20.0.100 172.40.0.100 172.30.0.100

08-00-06-01-01-00

附註 所有網路節點的子網路遮罩皆為 255.255.0.0,相應於每個子網路 65536 的主機數量。

工廠與終端匯流排是透過交換器連接,但由於 IP 位址不同(172.30.x.x 和 172.40.x.x),因此分屬不同的網段。

裝置數量(列於表格中的「數量」欄位)係於硬體設定期間指派,並隨後整合至概覽表。

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5 4B 操作應用

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5.1 情境 A – 使用拓撲編輯器規劃與診斷 PROFINET 連線

在此情境下將會設定以下兩種規劃,因此重點在於網路。您必須知道使用的通訊線長度與互相連接的連接埠(節點介面)。

此程序應用於初步試俥,因為任何的介面交換或變動都會導致現有 AS OS 連線通訊中斷。 圖 5-1

IEPB-nr01

AS01

ET200M-nr01

X208-nr01

PROFIBUS PAPROFIBUS DP

DP/PA 聯結器

ESOS-nr1

終端匯流排

工廠匯流排

製程匯流排

X208-nr02

在硬體規劃中,CPU 410-5 已如 4.1 章的節點設定(位址與名稱)所述設定完成。 表 5-2

編號 操作

1. 前往 SIMATIC Manager,選擇 [Options] (選項) > [Set PG/PC interface…](設定 PG/PC 介面)。

2. 在 [Access path](存取路徑)標籤中,選擇已連接至現場總線(製程匯流排)的 TCP/IP 乙太網路通訊卡。此範例是選擇內建網路卡。 附註 若您的電腦沒有第三個乙太網路介面,則網路交換器可從工廠匯流排 CP-443 切換至 CPU 的內建乙太網路介面。

3. 切換至硬體規劃畫面,選取 PROFINET 區段,然後從快速選單中選擇 [PROFINET IO topology...](PROFINET IO 拓撲)。

4. 在拓撲編輯器中,切換至 [Graphic view](圖形視圖)標籤,並按照實體連線,連接個別元件介面。

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硬體規劃 拓撲編輯器

5. 按 [Online](連線)按鈕確認,並檢查個別節點的診斷資訊。

1

2

(1) 診斷狀態查詢並不會經由自動化系統的背板匯流排傳送至 CP 443-1。CP 不會連線至製程/現場總線,而是連接工廠匯流排。 (2) 無可用的診斷狀態,因為 IE/PB 連結不完全支援 ICMP 呼叫(資訊與現場訊息交換)。 附註 若使用的乙太網路 CP 多於一個並且在製程/現場總線上獨立運作,則也會顯示為無法連線。

6. 接下來,我們將要比較當以下連線中斷時,[Table view](表格視圖)標籤和 [Graphic view](圖形視圖)標籤中的連線診斷訊息有何不同: (1) X208 與 IE/PB link (2) AS 與 X208

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表格視圖 圖形視圖

1

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(1) 偵測到 IE/PB 連結中斷,節點會顯示為無法連線。 (2) 偵測到 ET 200M 中斷及交換器相關介面中斷,並顯示為無法連線。

7. 還原原廠實體狀況,並按 [OK] 確認。

8. 將硬體規劃中的設定載入自動化系統。

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若裝置名稱已經用於製程/現場總線等級的所有 PROFINET 節點,並且已在拓撲編輯器中模擬拓撲,則裝置根據相鄰關係交換後,將會自動指派裝置名稱與 IP 位址。

附註 如要測試自動指派,可在非生產環境下將 PROFINET IO 節點重設回預設值。

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5.2 情境 B – HART 通訊設定

以下操作指示說明如何將 HART 裝置(使用 HART 通訊為 0 至 20 mA)整合至 PROFINET IO 環境。如要連接 HART 裝置,則需使用 ET 200M 及具備 HART 功能的類比模組。在整合 PROFINET 節點前,請先按照第 4.1 章〈節點設定(位址與名稱)〉的指示,改變 IP 位址與裝置。以下系統設定係供說明使用。 圖 5-2

AS01

ET200M-nr01

X208-nr01

透過 PROFINET 進行 HART 通訊

ESOS-nr1

終端匯流排

工廠匯流排

製程匯流排

表 5-3

編號 操作

1. 將畫面切換至多專案的硬體規劃(HW Config)。

2. 從 PROFINET IO 樹狀圖的硬體目錄(設定檔:PCS7 V80)進入「I/O」資料夾,將「IM153-4 PN HF V4.0」新增至 PROFINET 區段。

3. 根據您的設定,為 ET 200M 指派 PROFINET IO 位址與裝置名稱。 附註 IP 位址與裝置名稱是在整合之前根據規劃設定清單改變。如需部分規劃設定的說明指示,請參閱第 4.1 章〈節點設定(位址與名稱)〉。

4. 為 ET 200M 配備相應於實體結構的相關模組。在此範例的第一個插槽所使用的模組為具備 HART 功能的類比輸入模組「SM331」。

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5. 您可以在模組的物件屬性中進行通道的細部設定。在範例中使用的是具備 HART 傳

輸功能的 2 線式溫度測量傳感器(2DMU),其他的通道皆已停用。此外,啟用 HART Fast Mode(快速模式),以達最佳化載入時間(無間斷的 HART 命令順序)。

附註 除了在模組物件屬性中啟用 [HART Fast Mode](HART 快速模式)之外,也必須從 SIMATIC PDM 啟用通訊設定中的 [Activate SHC Mode](啟動 SHC 模式)傳輸模式。為此,請切換至 SIMATIC Manager 畫面,開啟功能表項目 [Options](選項)> [SIMATIC PDM] > [Settings…](設定)。

6. 將 HART 現場裝置新增至相關通道。

7. 在 HART 現場裝置上連按兩下滑鼠,進行規劃設定與指派。

1 2

附註 首先請以手動方式為 HART 現場裝置指派一個 PDM 物件(EDD)或按 [Device identification](裝置識別)按鈕自動指派。 接下來便可設定裝置並儲存相關標籤資訊。

8. 編譯並下載已修改的規劃設定至自動化系統。

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9. 關於進一步設定,請參閱文章ID 63187279,遵循《SIMATIC 製程控制系統 PCS 7 手冊 A 篇 – 規劃設定指南》中的指示。

具有 HART 功能的 ET 200M 模組,每通道最高支援 4 個 HART 變數的傳輸。欲傳送的變數(測量值)會在相關的現場裝置中規劃,並在模組的物件屬性中設定。例如:現場裝置可額外傳送其電子溫度或其他測量裝置的測量值。

附註 使用 HART 變數時,除了每次循環的測量值(每通道 2 輸入/輸出位元組)外,每個變數會額外指派 5 位元組。此外,非循環的 HART 傳輸(現場裝置設定),每多一個 HART 變數所需的位元組更長。在此情況下,使用 PROFIBUS PA 裝置是極具高效能的替代方案,而且具備診斷功能。

5.3 情境 C - PROFIBUS PA 區段規劃設定

以下操作指示以下頁中的系統規劃為例,說明如何設定 PROFIBUS PA 區段和下層的現場裝置。 圖 5-3

IEPB-nr01

AS01

X208-nr01

PROFIBUS PAPROFIBUS DP

AFD

ESOS-nr1

終端匯流排

工廠匯流排

製程匯流排

在整合 PROFINET 節點前,請先按照第 4.1 章〈節點設定(位址與名稱)〉的指示,改變 IP 位址與裝置。

表 5-4

編號 操作

1. 切換至多專案的硬體規劃畫面。

2. 在硬體目錄(設定檔:PCS7_V80)PROFINET IO 樹狀圖中, 進入 [Gateway](閘道)資料夾,將「IE/PB Link PN IO」新增至 PROFINET 區段。

3. 根據您的設定(IE/PB link PROFIBUS DP 主機位址),為「IE/PB Link PN IO」指派 PROFIBUS DP 位址。範例規劃係使用表 5-1 中的位址。

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注意 之後無法透過 PROFINET 變更 IE/PB 連結的 PROFIBUS DP 位址。在此情況下,必須到硬體設定中刪除 IE/PB 連結、重新插入然後重新連接 PROFIBUS 區段。

4. 根據您的設定,為 IE/PB 連結指派 PROFINET IO 位址與裝置名稱。

5. 從硬體目錄(設定檔:PCS7_V80)PROFIBUS DP 樹狀圖中,進入[DP/PA Link](DP/PA 連結)資料夾,將具備診斷功能的 DP/PA 聯結器「FDC 157-0」新增至 PROFIBUS 區段。「FDC 157-0」的作用相當於 PROFIBUS PA 節點,並以測量值的形式提供區段的電壓與電流數值。

注意 若在沒有前導 DP/PA 連結的情況下使用 DP/DA 聯結器,則 PROFIBUS DP 區段的傳輸速率將侷限於 45.45 kBit/s,PROFIBUS PA 節點的傳輸速率仍為 31.25 kBit/s。DP 主機系統所有節點的匯流排位址皆不得重複,SIMATIC PCS / V8.0 SP1 不完全支援使用以 DP/PA 連結搭配 DP/PA 聯結器的 IE/PB 連結。

6. 切換至 PROFIBUS DP 主機系統的物件屬性畫面,並在 [Network Settings](網路設定)標籤中,將傳輸速率設定為 45.45 kBit/s。

7. 若您知道其他 PROFIBUS PA 裝置的位址,也可以照例將現場裝置新增至 PROFIBUS 區段。若您不知道位址,則可按照以下方式擇一操作: • 在工作臺環境中執行規劃設定並指派位址。在此情況下,規劃用電腦配備

SIMATIC PDM Lifelist 和 PROFIBUS CP,並且已連接具有下一層現場裝置的 DP/PA 聯結器。

• 使用具備本機裝置偵測(Local Lifelist)的「FDC 157-0」,偵測區段中已連線的 PROFIBUS PA 現場裝置。

在此情況下將使用 FDC 157-0 的 Lifelist。 附註 請至文章 ID 53842953取得 SIMATIC 現場總線計算器,協助您計算並設計現場總線區段。

8. 在 [FDC 157-0] 上按兩下滑鼠。

9. 在 SIMATIC PDM 中,開啟 [View](視圖)> [Local Lifelist](本機 Lifelist)。

10. 在 [Local Lifelist](本機 Lifelist)中,已指派的位址會以打勾的方塊顯示。壓力測量傳感器會以位址 6 偵測。

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11. 從硬體目錄(設定檔:PCS7_V80)中,到 PROFIBUS PA 樹狀圖,從資料夾

[Sensors](感測器)> [Pressure](壓力)> [SIEMENS AG]將含位址 6 的壓力測量傳感器 SITRANS P DS III 新增至 PROFIBUS 區段。

12. 在 具備 HART的 PA 現場裝置上連按兩下滑鼠,進行規劃設定與指派。

1

2

附註 首先請以手動方式為 PA 現場裝置指派一個 PDM 物件(EDD)或按 [Device identification](裝置識別)按鈕自動指派。 接下來便可設定裝置並儲存相關標籤資訊。

13. 編譯並下載已修改的規劃設定至自動化系統。

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編號 操作

14. 關於進一步設定,請參閱文章 ID 63187279,遵循《SIMATIC 製程控制系統 PCS 7 手冊 A 篇 – 規劃設定指南》中的指示。

附註 如要建立一個或更多 PROFIBUS DP 區段,可使用內建的 PROFIBUS DP 介面或通訊處理器(CP443-5 Extended)取代 IE/PB 連結。

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6 5B 更多附註、提示與技巧

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6 更多附註、提示與技巧

6.1 辦公室環境中的 PROFIBUS、PROFINET 以及乙太網路比較

表 6-1

PROFIBUS PROFINET 乙太網路(辦公室網路)

通訊 主-從程序(符記傳遞) 即時供應商-消費者模式(交換乙太網路) 即時供應商-消費者模式(交換乙太網路)

一般規劃 線型; 連接一次

樹狀或環網(MRP); 點對點連接

樹狀或環網(MRP); 點對點連接

處理 序列 平行 (使用交換器則為序列)

理論上為平行,但若使用交換器和伺服器則為序列

通訊負載 任何位置皆同 動態 視目前的連線路徑而定

動態 但主要集中於伺服器

反應時間 2 .. 250 ms 幾乎任何位置皆同, 取決於規模 (擴充、從屬裝置數量、媒介)

1 ... 200 ms 每部裝置皆不同,視連線路徑與更新時間而定

10 ms ... 30 s 幾乎不變, 取決於與伺服器的距離

複聯設計 平行匯流排 系統複聯(與 MRP) 僅在伺服器以及例如環網中的 HRP

限制 每個介面不可超過 125 每個序列不可超過 32 部從屬裝置(可透過中繼器延伸) 每部從屬裝置不可超過 244 位元組

可連續連接 64 部 IO 裝置 (傳送端與接收端之間); 每個環網 50 部 IO 裝置; 每個介面不可超過 250 部 IO 裝置; 每個網路不可超過 1024 部 IO 裝置; 交換器的路由表可能有所限制; 每部 IO 裝置不可超過 1440 位元組

由於交換器中的路由表可能有限,因此幾乎沒有限制;每部裝置最多可達數千位元組

傳輸速度 最高可至 12 Mbit/s(一般為 1.5 Mbit/s) 10 或 100 Mbit/s(一般為 100 Mbit/s)全雙工

10、100 或 1000 Mbit/s(串聯)

PCS 7 wi

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6 5B 更多附註、提示與技巧

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相對於 PROFIBUS(所有動作皆由主機啟動)和乙太網路(所有動作/要求皆由用戶端啟動並於伺服器結束),在 PROFINET 中,每一部裝置皆為自主通訊(視設定的更新時間而定)。

因此,與乙太網路相較下,如此可達更高的資料平行化。為善加利用此一優勢,則應視資料集中度分散網路。裝置與相關 IO 控制器必須位在網路上,而其他節點(裝置與 IO 控制器以交換器區隔)則用於維持本機的資料通信量。

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7 6B 相關文獻

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7 相關文獻 表 7-1

主題 標題

/1/ 相關文章參照 http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/72887082

/2/ 西門子工業線上支援 http://support.automation.siemens.com

/3/ SIMATIC 製程控制系統 PCS 7 CPU 410-5H 製程自動化

http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/74736822

/4/ SIMATIC PCS 7 概觀(FAQ、手冊、概要書、論壇、應用範例與多媒體的彙整連結)

http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/63481413

/5/ 使用 SIMATIC PCS 7 設定 FOUNDATION 現場總線 H1 (FF)

http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/64329637

/6/ PROFINET 系統說明 http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/19292127

/7/ 我要如何收到 PCS 7 V8.0(含 PCS 7 V8.0 手冊大全)的說明文件?

http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/59538371

/8/ 搭配 VLAN 交換器使用時,必須遵守哪些 PROFINET RT 網路設定?

http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/24947500

/9/ 使用 SIMATIC 現場總線計算器計算及設計現場總線區段

http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/53842953

/10/ PROFIBUS and PROFINET International (PI) 網站

http://www.profibus.com

8 修訂記錄 表 8-1

版本 日期 修訂

V1.0 10/2013 初版