Es gibt viele Möglichkeiten, wie SPSen miteinander kommunizieren und kommunizieren können. In diesem Artikel sprechen wir über eine dieser Methoden, nämlich wie man mithilfe der I-Device-Funktion eine Siemens-Kommunikation zwischen SPSen herstellt, um eine Datenübertragung von SPS zu SPS zu ermöglichen.
Was ist die I-Device-Funktion?
Die I-Device-Funktion kann verwendet werden, um sehr einfach Daten zwischen zwei SPSen auszutauschen. Ein I-Device ist einfach eine SPS, die als IO-Gerät verwendet wird. Das bedeutet, dass die SPS als IO-Modul fungiert, das Eingänge bereitstellt und Ausgänge von der anderen SPS empfängt.
Die I-Device-Funktion ermöglicht PROFINET nicht nur die Kommunikation mit untergeordneten Geräten wie IO-Controllern, sondern auch die IO-Kommunikation mit anderen übergeordneten oder zentralen Controllern als IO-Gerät.
Siemens-Kommunikation zwischen SPS
Die meisten SPS der S7-Familie unterstützen die I-Device-Funktion, einige Steuerungen tun dies jedoch nicht, je nach Firmware-Version, zum Beispiel:
- S7-300 (ab Firmware-Version V3.2)
- S7-1200 (ab Firmware-Version V4)
Sie können einfach feststellen, ob Ihre Steuerung die I-Device-Funktion hat oder nicht, indem Sie in die Eigenschaften der SPS-PROFINET-Schnittstelle gehen und die Option „Betriebsmodus“ überprüfen. Siehe Bilder 1a und 1b.
Bild 1a. SPS unterstützt kein I-Device
Auf dem Bild können wir die Option „Betriebsmodus“ nicht sehen, also wissen wir, dass die SPS die I-Device-Funktion nicht unterstützt.
Bild 1b. SPS unterstützt die I-Device-Funktion
Wie Sie auf dem Bild sehen, unterstützt diese SPS die I-Device-Funktion.
Eine SPS mit der Konfiguration „Intelligentes IO-Device“ wird als I-Device bezeichnet. Ein I-Device ist wie ein Standard-IO-Device und muss auch wie ein solches behandelt werden. Das bedeutet, dass das I-Device auch an einen übergeordneten IO-Controller angeschlossen ist.
Ein I-Device fungiert also als IO-Modul, ist aber auch weiterhin eine SPS und kann daher, wenn gewünscht, weiterhin als Controller fungieren.
Datenaustauschkonzept
Das Leitprinzip der I-Device-Methode besteht darin, das bekannte Prozessabbild in einer CPU zu verwenden. Aus Sicht des übergeordneten IO-Controllers ähnelt die Kommunikation mit einem I-Device der Kommunikation mit einem verteilten IO mit den üblichen Lese- und Schreibvorgängen an Ein- und Ausgängen.
Aus Sicht des I-Devices ist die Datenübertragung an einen übergeordneten IO-Controller ebenfalls analog zur Datenübertragung an das lokale oder zugewiesene verteilte IO über Ein- und Ausgänge.
I-Device-Konfigurationsoptionen
Es gibt zwei Möglichkeiten zur Konfiguration:
- Konfigurieren eines I-Devices innerhalb eines Projekts.
- Konfigurieren eines I-Devices, das in einem anderen Projekt verwendet wird
Wenn Sie ein I-Device für ein anderes Projekt konfigurieren, ermöglicht Ihnen STEP 7 dies, indem Sie ein konfiguriertes I-Device in eine GSD-Datei exportieren. Die GSD-Datei kann wie andere GSD-Dateien in das andere Projekt oder das andere Engineering-System importiert werden.
Dies ermöglicht nicht nur die Kommunikation innerhalb des Projekts, sondern auch die Kommunikation zwischen Projekten und den Datenaustausch zwischen verschiedenen Herstellern auf bewährte Weise. Wir werden das in einem anderen Artikel zeigen.
In diesem Artikel zeigen wir die Konfiguration des I-Devices innerhalb desselben Siemens-SPS-Projekts.
I-Device-Konfiguration innerhalb desselben SPS-Projekts
Wir gehen davon aus, dass wir in unserem Projekt zwei SPSen haben, CPU 1516-3 PN/DP, die in dieser Konfiguration als Controller fungiert, und CPU 1214C, die als I-Device fungiert.
Fügen Sie zunächst die beiden SPSen zu Ihrem TIA Portal-Projekt hinzu und richten Sie eine Profinet-Verbindung zwischen ihnen ein. Siehe Abbildung 2.
Abbildung 2. Verbindung zwischen zwei SPSen einrichten.
Jetzt müssen wir die CPU 1214C SPS als I-Device konfigurieren.
Gehen Sie dazu zu den Profinet-Schnittstelleneigenschaften und klicken Sie in der Betriebsmodusoption auf die Option IO-Device. Siehe Abbildung 3.
Abbildung 3. IO-Device auswählen.
Danach müssen Sie das I-Device einem übergeordneten Controller zuweisen, in unserem Projekt der CPU 1516-3 PN/DP SPS.
Wählen Sie dazu einfach diese SPS aus der Dropdown-Liste Zugewiesener IO-Controller aus. Siehe Abbildung 4.
Abbildung 4. Weisen Sie das I-Device dem Controller zu.
Danach wird nun das I-Device angeschlossen und der Steuerung PLC zugeordnet. Siehe Bild 5.
Bild 5. Das I-Device wird der Steuerung PLC zugeordnet.
Im nächsten Schritt werden die Daten zwischen I-Device und Steuerung mit sogenannten Transferbereichen ausgetauscht.
Transferbereich anlegen
Transferbereiche sind die IO-Bereiche, die zum Datenaustausch zwischen I-Device und übergeordnetem IO-Controller verwendet werden.
Gehen Sie in den Bereich „I-Device-Kommunikation“. Klicken Sie auf das erste Feld der Spalte „Transferbereiche“. TIA Portal erstellt einen vordefinierten Namen, den Sie ändern können. Wie Sie aus Bild 6 ersehen können.
Bild 6. Transferbereich anlegen
Wählen Sie den Typ der Kommunikationsbeziehung aus: aktuell kann nur CD ausgewählt werden. Siehe Bild 7.
Bild 7. Wählen Sie die CD-Kommunikationsoption.
Sobald Sie die Option CD auswählen, wird ein Transferbereich erstellt und die Adressen des IO-Controllers und des I-Devices werden automatisch erstellt. Siehe Abbildung 8.
Abbildung 8. Transferbereich wird erstellt.
Die Adressen werden automatisch vorbelegt, bei Bedarf können Sie die Adressen an Ihre Umgebung anpassen und die Länge des zu übertragenden Transferbereichs einheitlich festlegen.
Um einen weiteren Transferbereich wie zuvor zu erstellen, drücken Sie einfach auf „Neu hinzufügen“, siehe Abbildung 9.
Abbildung 9. Neuen Transferbereich hinzufügen.
Wie bereits erwähnt, basiert der Datenaustausch auf dem einfachen Verarbeitungsbildkonzept, was bedeutet, dass Sie immer eine Ausgabe senden und eine Eingabe empfangen.
Beachten Sie auch, dass der Pfeil, den Sie im vorherigen Bild sehen, den Informationsfluss zwischen dem I-Device und dem Controller anzeigt. Wenn ich also Daten vom Controller an das I-Device sende, zeigt der Pfeil vom Controller zum I-Device und die Adresse des Controllers wird ausgegeben und die Adresse des I-Devices wird eingegeben und umgekehrt, wie Sie im vorherigen Bild sehen können.
Bedenken Sie auch, dass es immer besser ist, Ihre Übertragungsbereiche in aussagekräftige Namen umzubenennen. Siehe Bild 10.
Bild 10. Benennen Sie Ihre Übertragungsbereiche um.
Laden des SPS-Projekts
Um die SPS-Projektdaten zu laden, wählen Sie in der Projektnavigation nacheinander beide Controller aus und laden Sie das Projekt in das jeweilige Modul.
Beachten Sie, dass wir diese Funktion nicht simulieren können, da wir keine tatsächlichen Hardwaregeräte haben.