S7-1200 G2 和 ET200SP PROFINET IO IRT 通信

IRT 与 RT 相比，确保每次数据更新的抖动小于 1μs，如果在 IRT 通信网络中使用了交换机，此时需要注意 IRT 通信需要使用专用的交换机。目前所有的 S7-1200 G2 CPU 集成的 X1 接口和 ET200SP/MP 接口模块(BA型除外)都支持 IRT 通信，支持 IRT 的交换机也同时支持 RT 和 NRT 通信，IRT 与 RT、NRT 的通信通道分开。下面以示例 S7-1200 G2 CPU IRT 的配置过程。IRT 与 RT 的配置过程和方式比较类似，示例中展示的是配置的主要步骤，更多细节可以参考 RT 通信的配置过程：RT 通信配置。

1.1 硬件和软件需求及所完成的通信任务

硬件：

① S7-1200 G2 CPU V1.0 或更高版本 （文档中使用 V4.1 版本 S7-1200 G2 1214C DC/DC/DC）

② PC（带以太网卡），TP 电缆(以太网电缆）

③ 分布式 IO（文档中使用 ET200SP IM 155-6 PN HS V4.0）

软件：

TIA Portal STEP7 V20 或更高版本（文档中使用 V21）

1.2 通信的编程，连接参数及通信参数的配置

（1）在 TIA Portal STEP 7 软件中，添加新设备，例如 G2 的 1214C，然后进入网络视图，可以看到新创建的 CPU 站点。在硬件目录窗口中单击打开“分布式 I/O”,选择需要的站点并拖放到网络视图中，在选择接口是可以在信息窗口中查看是否支持 IRT，例如 155-6 PN HS(订货号 6ES7155-6AU00-0DN0),在信息描述中支持 RT/IRT，如图1所示。

图1. 查看 155-6 PN HS 接口信息

（2）在网络视图中左键点击 IM155-6PN HS 的“未分配”图标，在弹出框中选择该 IO 设备的控制器。

（3）进入网络视图并单击网络，在网络属性的“同步域”标签栏中设定 IO 设备的同步域，如图2所示。将 IO 设备的 RT 等级设置为 IRT,同步角色为“同步主站”，IO 控制 CPU 为“同步主站”，ET200SP 站为“同步从站”

图2. 配置IO设备的同步域

（4）同步域配置完成后需要配置网络拓扑，由于 IRT 需要保证高的通信性能，通信的路径必须明确，所以配置的网络拓扑是必要的，网络拓扑的配置参考图3。

图3. 配置拓扑并查看显示连接的网络端口

至此 PROFINET IRT 功能配置完成，IRT 通信保证 IO 控制器与 IO 设备通信间隔抖动小于 1μs。由于通信是分时的，即在一个更新周期内 IO 控制器与多个 IO 设备进行点到点通信，这样 IO 设备间得到的数据就会有偏差，再加上 I/O 模块的更新时间、CPU 的扫描周期的影响，偏差就会放大。为了保证应用程序与 IO 设备上的 IO 模块的同步性能，就需要等时同步功能，等时同步功能可以实现 I/O 模块更新周期、PROFINET IO 通信周期、CPU 程序处理周期的同步，达到处理的实时性。

等式同步功能以 IRT 为基础，并且为 IO 控制器、IO 设备的接口模块、I/O 模块都必须支持等式同步功能（注：在硬件配置中，选择模块，在“信息”栏中可以查看，有的接口模块例如 IM 155-6 PN ST 支持 IRT,但是不支持等时同步模式）。

（5）IRT 配置完成后，选择接口模块“属性”>“常规”>“PROFINET 接口 X1”>“等时同步模式”使能“等时同步模式”，同时使能相关模块的等时模式，如图4所示。

图4. 使能 IO 设备的等式同步模式

（6）选择已经使能等时同步的模块，在其 I/O 地址栏中创建等时同步组织块（Synchronous Cycle）,例如 OB61，如图5所示。

图5. 创建等时同步组织块并分配给相应模块

（7）切换到网络视图，选择 PROFINET 网络，在“属性”>“常规”>“PROFINET 子网”>“等式同步概览”栏中查看已组态的等时同步的 IO 设备和站点，如图6所示，可以查看系统自动计算的 Ti 和 To 时间。

图6. 等时同步模式概览

注意：增加等式同步的模块将增加 Ti 和 To 的时间，Ti 和 To 的时间值之和不能大于 T_DC 的时间值。

图中的参数说明如下：

Ti：用于读入数据的时间；

To：用于将输出数据输出的时间；

T_DC：数据循环时间（Time_DataCycle 即发送时钟）。

（8）最后在等时同步组织块（Synchronous Cycle）（例如OB61）中编写同步指令，如图7所示，在程序开始需要调用“SYNC_PI”，对输入过程映像分区集中到的输入数据进行等时同步和统一更新；在程序结束前需要调用指令“SYNC_PO”，将输出过程映像分区中的输出数据等时同步地传送到 I/O 设备中，中间为用户应用数据。

图7. 同步组织块初始化程序

注意：过程映像分区可以在配置 I/O 模块的地址中查看，如图5中所示。一个 OB 只能更新一个过程映像分区，示例中过程映像分区为1。

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