當今的自動化係統種類各不相同，隻在有限的範圍內實現兼容，難以滿足用戶設備集成和擴容的需要，從而製約了自動化技術的發展。Profinet是Profibus國際組織提出的基於以太網的自動化標準，能同時以單一一條工業以太網電纜線的解決方案滿足3個自動化領域的需求，包括IT集成化領域
、實時自動化領域和同步實施運動控製領域。其目標是為眾多製造商和用戶提供一個統一的、集成了安全技術的行規，同時滿足用語通信總線的機械設備標準化的需求。在煙草行業中
，各個工藝段存在設備多、布局分散的特點，因此采用Profinet工業以太網網絡控製架構來組態係統。係統采用CP343-1 / CP443-1 Advanced以太網通訊模塊與上位調度計算機、監控計算機通訊
，接受上位調度計算機下達的各項任務
；底層通過Profinet 網絡采集現場的I/O信號和設備狀態，並控製設備的正常運行。目前
，PROFIBUS DP係統已經被大量用戶所采用
，用戶可以通過PROFIBUS 實現組態
，編程和診斷。PROFINET IO具有PROFIBUS DP類似的組態
，編程和診斷方法
，而且有比PROFIBUS更高的實時性能。PROFINET IO在IO控製器和IO設備之間進行過程數據數據交換以及參數數據和診斷數據。IO Supervisor（IO 監視設備）用於HMI和診斷。

　　1.設備與係統描述

　　在某煙草企業的製絲工藝段中，PLC采用西門子S7-300係列PLC。S7-300係列PLC處理速度更快
、係統資源裕量更大、通訊能力更強、性能更加穩定可靠，全麵支持等時模式和運行中配置等功能
，由此大幅降低了工程、培訓等費用，是各種自動化功能的最佳技術和經濟性解決方案。機架上增加一個CP 343-1以太網模塊，用於係統和上位調度計算機通訊。

　　現場分布式I/O采用具有Profinet接口的西門子的ET200S係列，用於采集現場的傳感器信號（如光電開關、接近開關、限位開關等）和按鈕指示燈信號。

　　電機驅動采用西門子ET200S的單相啟動器
、雙相啟動器或軟啟動器，每個ET200S從站帶有一個IM151-3PN接口模板（雙網口），可以支持Profinet總線的級聯方式，IM151-3PN接口模板的供電采用單獨供電方式，保證切斷控製電源時，Profinet網絡不受影響，通過它就可以和PLC之間建立網絡通信。

　　對於需要精確定位的設備或一些專機設備
，係統采用變頻器對電機進行驅動。在該方案中，采用丹佛斯帶Profinet總線通訊接口的現場安裝的變頻器FC302 IP55係列產品。采用Profinet總線的級聯方式。配置輸入輸出電抗器、RFI濾波器。變頻器的動力輸出線纜采用屏蔽電纜，動力輸出線纜和通訊電纜的屏蔽層可靠接地。Profinet總線模板的供電采用單獨供電方式，保證切斷動力電源時，Profinet網絡不受影響。

　　在zai現xian場chang操cao作zuo員yuan終zhong端duan，操cao作zuo人ren員yuan通tong過guo觸chu摸mo屏ping終zhong端duan對dui現xian場chang設she備bei狀zhuang態tai進jin行xing監jian控kong，當dang設she備bei出chu現xian故gu障zhang或huo需xu要yao進jin行xing維wei護hu時shi，可ke以yi通tong過guo終zhong端duan操cao作zuo來lai完wan成cheng模mo式shi轉zhuan換huan、故障處理、信息維護等操作。該方案采用的是西門子觸摸屏MP377
，通過Profinet和PLC通訊。

　　對於不支持Profinet總線的器件，該方案采用Profibus總線進行通信

，並由IE/PB LINK 將現有的Profibus設備透明地連接到Profinet的設備。

　　2.係統特點

　　現場總線技術在控製過程的應用

，節省了大量的線纜、槽架、連接件，減少了係統的設計、調試
、維(wei)護(hu)時(shi)間(jian)，方(fang)便(bian)地(di)實(shi)現(xian)了(le)現(xian)場(chang)控(kong)製(zhi)設(she)備(bei)之(zhi)間(jian)以(yi)及(ji)設(she)備(bei)與(yu)控(kong)製(zhi)管(guan)理(li)層(ceng)之(zhi)間(jian)的(de)聯(lian)係(xi)，為(wei)控(kong)製(zhi)信(xin)息(xi)進(jin)入(ru)公(gong)共(gong)數(shu)據(ju)網(wang)絡(luo)創(chuang)造(zao)了(le)條(tiao)件(jian)。與(yu)地(di)點(dian)無(wu)關(guan)的(de)控(kong)製(zhi)、高速通信、靈活的拓撲結構、真正的可互操作性和開放性等高級功能的特征，使其具有強大優勢和廣闊的發展前景。

　　采用基於工業以太網的開放式、跨供應商標準的Profinet，可實現從公司管理層直到現場層直接
、透明的訪問。Profinet基於現有成熟IT標準，並提供對TCP/IP的全麵支持，用戶能夠毫不費力的與現有係統進行擴展及便捷集成。

　　3.係統配置步驟

　　接下來，我們就以一個實例

，一步一步教大家如何配置組態一個PROFINET IO係統。本實例項目是由一個S7-300 PLC ， CP343-1（支持PROFINET IO Controller）和具有PN接口的ET200S組成。

　　第1步，新建一個項目，插入一個Simatic 300站，如圖3-1所示：

　　第2步，在硬件組態中插入一個CP343-1，新建一個網絡連接Ethernet (1)，並且配置IP地址，如圖3-2所示：

　　第3步，在CP343-1的右鍵中選擇“插入PROFINET IO係統”，如圖3-3所示：

　　第4步
，在右邊的PROFINET IO設備欄內
，選擇實際的遠程IO設備，在PROFINET IO總線上插入一個ET200S站IM151-3PN，並且給給IM151-3PN配置它的設備名“IM151-3PN”，如圖3-4所示：

　　第5步，在IM151-3PN中插入相應的DI和DO模塊，如圖3-5所示：

　　第6步，選中PROFINET IO總線，然後右鍵菜單選擇“目標屬性”，如圖3-6所示：

　　第7步，在PROFINET IO總線的屬性中，在Communication allocation(PROFINET IO)選項內可配置PROFINET IO通訊占比，當有PROFINETCBA通訊存在時，必須給PROFINETCBA通訊預留一部分通訊比例，如圖3-7所示：

　　第8步，配置IM151-3PN的更新時間，這個更新時間是根據設備的性能決定的，性能好的設備更新時間可達1ms，有的廠商提供的PROFINET IO設備最多也隻能有8ms的更新時間，如圖3-8所示：

　　第9步，配置IM151-3PN的屬性，分配設備名，本例就為“IM151-3PN”；設備號碼本例配置為“1”，Step7會自動分配，當你有2個以上的遠程IO站時，設備號碼不能重複，否則無法編譯通過
；設備的IP地址是由Step7自動分配的，你也可以手動指派IP地址；如圖3-9所示：

　　第10步
，編譯硬件組態，如圖3-10所示：

　　第11步，打開PST軟件
，掃描網絡設備
，如圖3-11所示：

　　第12步，按照在Step7中的實際組態，分配IP地址，如圖3-12所示：

　　第13步，下載IP地址至設備中，如圖3-13所示：

　　第14步
，下載後，設備已經有了IP地址了
，如圖3-14所示：

　　第15步，給IM151-3PN也分配IP地址，如圖3-15所示：

　　第16步，下載硬件組態，如圖3-16所示：

　　第17步，在線監視硬件組態
，發現CP343-1有故障，原因是遠程站IM151-3PN的設備名還未分配，如圖3-17所示：

　　第18步
，給IM151-3PN也分配指派設備名，如圖3-18所示：

　　第19步，在彈出來的對話框中，選中你要指派設備名的設備，然後點擊右邊的“Assign name/指派名稱”按鈕
，如圖3-19所示：

　　第20步
，可以看到IM151-3PN已經有了設備名（與硬件組態的設備名相同，PN IO 控製器才能依靠此設備名找到它），如圖3-20所示：

　　第21步，再次在線監視硬件組態，發現此時PN IO係統工作正常
，如圖3-21所示：

　　至此，如何組態PN IO係統已經介紹完畢。還有一些注意點，如果你用的PLC是S7-300係列的，使用CP卡作為PN IO控製器，都需要在程序裏調用PN_SEND和PN_RECV來驅動遠程IO設備。而S7-400的PLC是不需要編程的，可以直接驅動遠程IO設備。

　　4. 總結

　　係統的profinet網絡集成了強大功能

，從網絡安裝到基於web診斷的整個自動化解決方案的實現；profinet的模塊化結構可非常容易地擴展和包含其他功能；profinet提(ti)供(gong)標(biao)準(zhun)化(hua)的(de)獨(du)立(li)於(yu)製(zhi)造(zao)商(shang)的(de)工(gong)程(cheng)接(jie)口(kou)
，它(ta)能(neng)夠(gou)方(fang)便(bian)地(di)把(ba)各(ge)個(ge)製(zhi)造(zao)商(shang)的(de)設(she)備(bei)和(he)組(zu)件(jian)集(ji)成(cheng)到(dao)單(dan)一(yi)係(xi)統(tong)中(zhong)。人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)友(you)好(hao)，不(bu)僅(jin)使(shi)現(xian)場(chang)的(de)監(jian)控(kong)更(geng)便(bian)捷(jie)
，同(tong)時(shi)其(qi)通(tong)訊(xun)功(gong)能(neng)使(shi)車(che)間(jian)總(zong)控(kong)室(shi)可(ke)以(yi)實(shi)時(shi)監(jian)視(shi)現(xian)場(chang)生(sheng)產(chan)情(qing)況(kuang)。

　　新的控製係統將網絡通訊協議簡化為一種
，極大地節約了構建成本、未來維護成本。同時為未來柔性製絲係統的構建打下了良好的基礎。

　　參考文獻：

　　1.西門子工業網絡通信指南（上下冊），機械工業出版社

　　2.西門子工業網絡通訊技術詳解
，機械工業出版社

圖一：PROFINET IO的現場設備分布圖

圖二：在Step 7中新建一個S7-300站

圖三：在硬件組態中插入一個CP343-1

圖四：插入PROFINET IO係統