西门子S7-1500作为智能设备共享功能

本章节介绍了共享设备的功能，优势，使用要求，使用规则，如何将智能设备作为共享设备，实现一个智能设备同时与2个IO控制器进行通信的示例，以及常见问题。

一、共享设备功能概述

信号模块可以被不同的IO控制器访问的IO设备被称为"共享设备"，智能设备也可以作为共享设备。对"共享设备"模块的访问可在不同的IO控制器之间进行分配，"共享设备"的每个子模块以独占方式分配一个IO控制器。这样就可以把现场多个临近的IO模块组合到一个IO设备中，节约了项目成本。下图1是"共享设备"功能的示意图。

图1. 共享设备

1.优势

● 通过减少额外的 IO 设备和模块降低成本
● 通过减少额外的 IO 设备和模块降低空间需求
● 通过停止 CPU-CPU 通信减轻通信负担及编程工作量
● 在多个 CPU 中实现实时捕获

2.使用要求

● STEP 7 V12 SP 1及以上版本
● IO 设备支持共享设备功能，例如接口模块 IM 155-6 PN ST
● IO 控制器支持共享设备功能。如1500 CPU V1.1 及以上版本或 1200 CPU V4.1 及以上版本
● 组态为智能设备的 CPU 可用作共享设备，需要在 STEP 7 中导出 GSD 文件，再将该 GSD 文件导入其它项目中并指定 IO 控制器。如1500 CPU V1.5 及以上版本或 1200 CPU V4.1 及以上版本。

3.组态规则

● 使用共享设备的 IO 控制器在不同的项目中创建。在每个项目中，必须注意应在每个站中对共享设备进行相同组态。只有一个 IO 控制器可以永远访问子模块。组态不一致会导致共享设备发生故障。
● 如果相关 IO 控制器选择选项"使用路由器"(Use router)，则所有这些 IO 控制器中需设置相同的路由器地址。
● 仅当模块或子模块分配给同一项目中的 I/O 控制器时，才能编辑模块或子模块的 I/O 地址。
● 共享设备在每个项目中必须具有相同的 IP 参数和相同的设备名称。
● 对于有权访问共享设备的所有 IO 控制器，发送时钟必须相同。
● 连接共享设备子网的 S7 子网 ID 在所有项目中必须相同。
● 仅当共享设备的 PROFINET 接口分配给本地 IO 控制器时，以下功能才可用：
– IRT 操作
– 优先化启动
– 端口属性的参数分配

二、共享设备实验环境和内容

在本应用实例中，通过以下产品进行智能设备共享功能组态，实现了2个IO控制器同时与一个智能设备进行PROFINET通信。

1.软件：

TIA V16 Professional

2.硬件：

CPU 1511-1PN V2.8
CPU 1511C-1PN V2.8
CPU1217C DC/DC/DC V4.4

三、共享设备功能组态

下面描述了如何使用 TIA V16 组态智能设备共享，添加三个IO控制器（PLC_I-Device、PLC_1 和 PLC_2），PLC_I-Device 用于组态智能设备，PLC-I-Device 的 GSD 文件在 PLC_1 和 PLC_2 中用于指定相应上位 IO 控制器的传输区。

1、设备添加及分配接口参数

1.1、打开TIA 项目视图，在菜单项目下选择新建，在弹出的创建新项目窗口选择项目名称（Share I-Device）和存储路径，然后点击创建按钮，如下图2所示

图2. 创建项目

1.2、在项目树下双击“添加新设备”，输入设备名称（PLC_1），选择控制器（6ES7511-1AK01-0AB0 版本V2.8），单击确定进入设备视图，如下图3所示

图3. 添加新设备

1.3、双击控制器以太网接口进入属性常规界面，为控制器添加子网及设置IP地址，如下图4所示。

图4. PLC_1 分配以太网地址

1.4、重复步骤1.2和1.3，添加控制器PLC_2（6ES7 217-1AG40-0XB0 版本V4.4），添加子网及设置IP地址，如下图5所示。

图5. PLC_2 分配以太网地址

1.5、重复步骤1.2和1.3，添加控制器PLC_I-Device（6ES7 511-1CK00-0AB0 版本V2.8），子网选择未联网及设置IP地址，去掉“自动生成PROFINET设备名称”，手动输入设备名称“Share I-Device”，如下图6所示。

图6.PLC_I-Device 分配以太网地址

2、为控制器PLC_I-Device配置智能设备

2.1、双击控制器PLC_I-Device接口，进入"属性>常规>操作模式"界面，勾选IO设备，如下图7所示。

图7. 操作模式

2.2、还是图7界面路径，点击实时设定，为共享设备分配可访问的控制器数量为2，如下图8所示。

图8. 可访问控制器数量

2.3、还是图7界面路径，点击智能设备通信，新建4个传输区，设置传输区地址及长度，编译通过后导出GSD文件存储后以供后续使用，如下图9所示。

图9. 智能设备通信

3、添加智能设备

3.1、点击菜单栏“选项”下的“管理通用站描述文件（GSD）”，安装步骤2.3导出的GSD文件，如下图10所示。

图10.安装GSD文件

3.2、在硬件目录下查找刚刚安装的GSD文件，“其它现场设备>PROFINET IO>PLCs&CPs>SIEMENS AG>PLC_I-Device"，将其拖拽至网络视图并未智能设备分配IO控制器

图11. 添加智能设备

3.3、为智能设备分配名称，这里注意要勾去自动生成PROFINET设备名称选项，并为图11中2个智能设备分配与源项目完全相同的设备名称，如下图12所示。

图12. 分配设备名称

4、配置智能设备的访问权限

4.1、分别为控制器PLC_1和PLC_2配置对智能设备共享的访问，进入"属性>常规>Share Device"界面，在这里选择控制器PLC_1访问传输区1和2，控制器PLC_2访问传输区3和4，如下图13所示。

图13. 共享设备访问

4.2、切换到工作区的“设备视图”，在列表栏的设备概览处分别为2个智能设备分配与控制器的传输地址区，这里只能设置有访问权限的传输区，如下图14所示。

图14. 分配IO地址

5、测试结果

分别编译和加载控制器（PLC_I-Device、PLC_1 和 PLC_2）

图15. 实验结果

四、常见问题

1、可以与智能设备进行IRT通信吗？

只有在智能设备操作模式中选择“PN接口的参数由上位IO控制器进行分配”后导出的GSD文件中的实时设定选项中才能进行同步设置。

2、智能设备最多可由多少IO控制器访问？

S7-1500 CPU最多被4个控制器同时访问，S7-1200最多被2个控制器同时访问。

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