S7-1200G2共享设备

S7-1200 G2 CPU支持共享设备（Shared Device）功能，可与最多 2 个PROFINET IO 控制器连接。

情景一：IO 控制器和共享设备的CPU 在一个项目中。

图1. IO 控制器和共享设备的CPU 在一个项目中

情景二：IO 控制器和作为智能共享设备的CPU 不在一个项目中，在智能设备项目将 CPU 组态为智能设备，分别在2个控制器项目中将智能设备作为 GSD 文件导入，并将该智能设备分配给上位 IO 控制器。

图2.IO 控制器和作为智能共享设备的CPU 不在一个项目中

1.硬件和软件需求及所完成的通信任务

硬件：

① S7-1214C DC/DC/DC V4.1

② S7-1212C DC/DC/RLY V4.1

③ S7-1516F-3 PN/DP V4.1

软件：

TIA Portal STEP7 V21

设备类型及地址：

表1. 设备类型及地址

2. IO 控制器和共享智能设备在一个项目中

2.1 共享设备（CPU 1212C）组态

（1）添加共享设备 CPU 1212C

使用 STEP7 V21，创建一个新项目，添加 CPU1212C 。在设备视图中，设置 IP 地址 （192.168.0.212）、子网掩码（255.255.255.0）和设备名称“shared-device”，如图 3 所示。

图3. 添加 CPU 1212C 并设置 IP和设备名称

（2）使能“ IO 设备”组态

在 CPU 1212C 以太网接口属性巡视窗口中，选择“常规 > 操作模式”，在“操作模式”界面中，使能“IO 设备”， 如图 4 所示。

图 4 .使能操作模式

（3）组态传输区

在 CPU 1212C 以太网接口属性巡视窗口中，选择“常规 > 操作模式 > 智能设备通信”。在“传输区域”界面中，添加传输区，并定义本地的通信地址区域和通信长度。如图 5 所示，定义了 4 个传输区，“recive_from_controller1”和“send_to_controller1”将用于与“controller1” 通信；“recive_from_controller2”和“send_to_controller2”将用于与“controller2” 通信。

图5.配置共享设备传输区域

2.2 IO 控制器 1（CPU 1214C）组态

添加 IO 控制器 1 （CPU 1214C）

在 当前的项目中，添加 CPU 1214C DC/DC/DC。在设备视图中，为 CPU 1214C以太网接口添加子网，设置 IP 地址 （192.168.0.214）、子网掩码（255.255.255.0）和设备名称“controller1”，如图 6 所示。

图6. 添加 CPU 1214C 并设置 IP 和设备名称

2.3 IO 控制器 2（CPU1516F-3 PN/DP）组态

添加 IO 控制器 2 （CPU 1516F-3 PN/DP）

在当前项目中，添加 CPU1516F-3 PN/DP CPU。在设备视图中，为 CPU1516F-3 PN/DP 以太网接口添加子网，设置 IP 地址 （192.168.0.16）、子网掩码（255.255.255.0）和设备名称“controlLer2”，如图 7 所示。

图 7. 添加 CPU1516F-3 PN/DP 并设置 IP 和设备名称

2.4 将共享设备分配给控制器

（1）将共享设备分配给控制器

切换到网络视图，在“Shared-Device”上单击右键，在弹出的选项卡中选择“分配给新的DP主站/IO控制器”，如图8所示。

图8.将共享设备分配给新的DP主站/IO控制器

（2）选择IO控制器

在弹出的选项卡中，选择“controller1.PROFINET interface_1”和 “controller2.PROFINET interface_1”。分配之后在网络视图中将看到“Shared-Device”左下角状态从“未分配”变为“多重分配状态”，如图9所示。

图9. 选择IO 控制器

（3）配置传输区域

在 CPU 1212C 以太网接口属性巡视窗口中，选择“常规 > 操作模式”，在“操作模式”>“智能设备通信”界面中，设置IO控制器的地址以及设置通信伙伴。本例中，“recive_from_controller1”和“send_to_controller1”是由“controller1”访问，因此在访问栏中选择“controller1”；“recive_from_controller2”和“send_to_controller2”是由“controller2”访问，因此在访问栏中选择“controller2”。

本例中, “controller1”使用 QB100~QB199作为数据发送区，该地址对应共享设备 CPU 1212C 侧的数据接收区为 IB100~IB199；“controller1”使用 IB100~I199 作为数据接收区，该地址对应共享设备 CPU 1212C 侧的数据发送区为 QB100~QB199。

“controller2”使用 QB100~QB199 作为数据发送区，该地址对应共享设备 CPU 1212C 侧的数据接收区为 IB200~IB299；“controller2”使用 IB100~IB199 作为数据接收区，该地址对应共享设备 CPU 1212C 侧的数据发送区为 QB200~QB299。配置如图10所示。

图 10. 配置访问区伙伴和 IO 地址

2.5 通信测试

将 3 个 CPU 站点组态配置分别下载到对应的 CPU 中， CPU 间的 Profinet IO 通信将自动建立。在监控表中添加传输区数据，给 Q 区赋值，监控发送和接收数据区是一致的，如图 11 所示。

图 11. 通信测试

3. IO 控制器和共享智能设备在不同项目中

3.1 共享设备（CPU 1212C）组态

（1）添加共享设备 CPU 1212C

使用 STEP7 V21，创建一个新项目，添加 CPU1212C 。在设备视图中，设置 IP 地址 （192.168.0.212）、子网掩码（255.255.255.0）和设备名称“shared-device”，如图 12 所示。

图12. 添加 CPU 1212C 并设置 IP和设备名称

（2）使能“ IO 设备”组态

在 CPU 1212C 以太网接口属性巡视窗口中，选择“常规 > 操作模式”，在“操作模式”界面中，使能“IO 设备”， 如图 13 所示。图 13 .使能操作模式

（3）组态传输区

在 CPU 1212C 以太网接口属性巡视窗口中，选择“常规 > 操作模式 > 智能设备通信”。在“传输区域”界面中，添加传输区，并定义本地的通信地址区域和通信长度。如图 14 所示，定义了 4 个传输区，“recive_from_controller1”和“send_to_controller1”将用于与“controller1” 通信；“recive_from_controller2”和“send_to_controller2”将用于与“controller2” 通信。

图14.配置共享设备传输区域

（4）设置访问共享设备的 IO 控制器的数量

在 CPU 1212C 以太网接口属性巡视窗口中，选择“常规 > 操作模式 > 实时设定”，在“Shared Device”中设置“可访问该智能设备的 IO 控制器的数量”为 2，如图 15 所示。

图 15. 设置访问共享设备的 IO 控制器的数量

（5）导出 GSD 文件

保存编译 CPU 1212C 硬件配置后，在 CPU 1212C 以太网接口属性巡视窗口中，选择“常规 > 操作模式 > 智能设备通信”，在“智能设备通信”设置界面底部，单击"导出"按钮，生成共享设备的 GSD 文件，选择路径导出并将其保存。如图 16 所示。

图16. 导出共享设备 GSD 文件

3.2 IO 控制器 1（CPU 1214C）组态

（1）添加 IO 控制器 1 （CPU 1214C）

新建项目“Controller1”中，添加 CPU 1214C DC/DC/DC。在设备视图中，为 CPU 1214C以太网接口添加子网，设置 IP 地址 （192.168.0.214）、子网掩码（255.255.255.0）和设备名称“controller1”，如图 17 所示。

图 17. 添加 CPU 1214C 并设置 IP 和设备名称

（2）导入 GSD 文件

在 TIA Portal 软件主菜单栏中，选择“选项 > 管理通用站描述文件”，在弹出的对话框中选择安装共享设备导出的 GSD 文件，如图 18 所示。

图 18 导入共享设备 GSD 文件

（3）添加共享设备

GSD 文件安装成功后，其将存在“硬件目录 > 其他现场设备 > PROFINET IO > PLCs & CPs > SIEMENS AG”路径下。在网络视图内，将共享设备拖放组态，并将其分配给 IO 控制器1 的 PROFINET 接口，如图 19 所示。

图 19.添加共享设备

注意：添加共享设备的 GSD 文件的设备名称需要跟共享设备 CPU 1212C 的设备名称保持一致，CPU1212C 设备名称为“shared-device”，此处需要设置一致，如图 20 所示。

图 20. 设置设备名称跟共享设备一致

（4）配置传输区访问权和地址区

在共享设备的设备视图中，选择“常规 > Shared Device”。在 Shared Device 访问权分配表中，为各个传输区分配 IO 控制器和 IO 地址，如图 21 所示。

图 21 配置访问区权限和 IO 地址

1.本例中，“recive_from_controller1”和“send_to_controller1”是由“controller1”访问，因此在访问栏中选择“controller1”；“recive_from_controller2”和“send_to_controller2”是由“controller2”访问，因此在访问栏中选择“项目外”。

2.在“设备概览”中，为共享设备中可被 “controller1” 访问的传输区分配 IO 地址。本例中 “controller1”使用 QB100~QB199作为数据发送区，该地址对应共享设备 CPU 1212C 侧的数据接收区为 IB100~IB199；“controller1”使用 IB100~I199 作为数据接收区，该地址对应共享设备 CPU 1212C 侧的数据发送区为 QB100~QB199。

注意：确保共享设备的一个传输区只有一个 IO 控制器具有访问权，如果传输区在一个 IO 控制器中设置了访问权，则必须在另一个 IO 控制器中设置访问权“项目外”，反之亦然。

3.3 IO 控制器 2（CPU1516F-3 PN/DP）组态

（1）添加 IO 控制器 2 （CPU 1516F-3 PN/DP）

新建项目“Controller2”中，添加 CPU1516F-3 PN/DP CPU。在设备视图中，为 CPU1516F-3 PN/DP 以太网接口添加子网，设置 IP 地址 （192.168.0.16）、子网掩码（255.255.255.0）和设备名称“controlLer2”，如图 22 所示。

图 22. 添加 CPU1516F-3 PN/DP 并设置 IP 和设备名称

（2）导入 GSD 文件

（3）添加共享设备

步骤 2 、3 与 IO 控制器 1 组态一致，这里不再赘述。

（4）配置传输区访问权和地址区

在共享设备的设备视图中，选择“常规 > Shared Device”。在 Shared Device 访问权分配表中，为各个传输区分配 IO 控制器和 IO 地址，如图 23 所示。

图 23. 配置访问区权限和 IO 地址

1 . “recive_from_controller2”和“send_to_controller2”是由“controller2”访问，因此在访问栏中选择“controller2”；“recive_from_controller1”和“send_to_controller1”是由“controller1”访问，因此在访问栏中选择“项目外”。

2.在“设备概览”中，为共享设备中可被 “controller2” 访问的传输区分配 IO 地址。本例中 “controller2”使用 QB100~QB199 作为数据发送区，该地址对应共享设备 CPU 1212C 侧的数据接收区为 IB200~IB299；“controller2”使用 IB100~IB199 作为数据接收区，该地址对应共享设备 CPU 1212C 侧的数据发送区为 QB200~QB299。

3.4 通信测试

将 3 个 CPU 站点组态配置分别下载到对应的 CPU 中， CPU 间的 Profinet IO 通信将自动建立。在监控表中添加传输区数据，给 Q 区赋值，监控发送和接收数据区是一致的，如图 24 所示。

图 24. 通信测试

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