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1． IO-Link 基本功能介紹

IO-Link 是PROFIBUS 和PROFINET組織推出的一種新的傳感器/執(zhí)行器層面的協(xié)議。其定位與傳統(tǒng)接線和AS-i協(xié)議之間的部分。其采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接方式。其具有非常強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，例如其與傳統(tǒng)接線方式比較能夠大量的節(jié)省布線的工作量和成本，與AS-i比較而言其能獲得更多的信息，以及易于移植等。IO-Link具有master 和device的結(jié)構(gòu)形式，master具有一個(gè)或多個(gè)port能夠連接device。4SI IO-Link具有4個(gè)port能夠連接4個(gè)device。

2． 4 SI IO-Link使用步驟

2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

2.2 硬件接線

2.2.1 4SI IO-Link硬件接線
4SI IO-Link必須在ET200S上使用（6ES7 151-1BA02-0AB0，6ES7 151-1AA05-0AB0，6ES7 151-7AA20-0AB0）并配合相應(yīng)的終端模塊。

圖1為4SI IO-Link電子模塊的端子分配圖,圖2為終端模塊的接線示意圖.

圖1. 4SI IO-Link模塊端子分配

圖2.可用終端模塊及接線圖

2.2.2 IO-Link Module K20 4DI硬件接線
如圖所示該模塊需要使用M12的接頭進(jìn)行連接，對(duì)于M12接頭的選擇而言首先要考慮接頭的編碼方式，其次需要了解其為插針還是插座，如果需要選擇帶預(yù)裝電纜則要考慮連接電纜的數(shù)量。

圖3. IO-Link Module K20 4DI接線圖

如圖所示，通過(guò)PCT我們能夠知道IO-Link Module K20 4DI 連接傳感器M12接口的類型（插座）

圖4. IO-Link Module K20 4DI M12插頭的類型

圖5. IO-Link Module K20 4DI M12插頭的管腳定義

因5號(hào)管腳未使用，所以對(duì)照下圖我們能夠確定我們可以選擇下列編碼類型的M12連接器插頭（插針）

圖6.M12接頭編碼示意圖

下圖為M12接頭的參考訂貨號(hào)。

圖7.M12插頭參考訂貨號(hào)

如選用了預(yù)裝配電纜請(qǐng)參照下圖定義：

圖8.M12插頭預(yù)裝配電纜的顏色及功能定義

對(duì)于IO-Link 連接的M12接頭的管腳定義如下圖所示：

圖9.IO-Link M12接頭的管腳定義

對(duì)應(yīng)的M12連接頭在4SI IO-LINK手冊(cè)中已給出了參考型號(hào)：

圖10.IO-Link M12接頭參考型號(hào)

2.3 硬件組態(tài)

2.3.1 站的配置
（1）在SIMATIC Manager 中創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目，并 組態(tài)一個(gè)300站及ET200S從站。如圖所示：

圖11.配置300站

（2）配置ET200S站(插入4SI IO-Link)

圖12：配置ET200S

2.3.2 通過(guò)PCT設(shè)置IO-Link參數(shù)
(1)鼠標(biāo)左鍵選中4SI IO-Link，通過(guò)右鍵菜單打開(kāi)PCT：

圖13：打開(kāi)PCT

(2)如圖可通過(guò)拖拽的方式配置device：

圖14：配置IO-Link device

(3)如圖點(diǎn)擊Addresses菜單打開(kāi)地址配置界面：

圖14：PCT參數(shù)化界面-Addresses

勾選 Show absolute addresses，則可看到端口對(duì)應(yīng)與主站的絕對(duì)地址

圖15：PCT參數(shù)化界面-Addresses

勾選 Port Qualifier,則主站會(huì)為每個(gè)端口分配一個(gè)bit，用于反映通訊狀況。

圖16：PCT參數(shù)化界面-Addresses

勾選 Structure of Process Data下的All Port ,則能夠看到各端口IO與master地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

圖17：PCT參數(shù)化界面-Addresses

(3)通過(guò)PCT 下載參數(shù)設(shè)置：
如果已經(jīng)連接了device 可通過(guò)如下按鈕下載參數(shù)配置

圖18：PCT參數(shù)化界面-下載

可通過(guò)如下按鈕單獨(dú)下載master或device的參數(shù)配置

圖19：PCT參數(shù)化界面-下載

(4)保存PCT參數(shù)設(shè)置：

圖20：保存PCT參數(shù)設(shè)置

(5)保存硬件組態(tài)

圖21：保存硬件組態(tài)

2.4 程序調(diào)用及編寫(xiě)
對(duì)于INPUT/OUTPUT而言可以通過(guò)直接的IO訪問(wèn)的方式進(jìn)行讀取

1 GSD文件介紹
GSD文件是一種設(shè)備描述文件，一般以“*.GSD”或“*.GSE”為后綴。它描述了設(shè)備的功能參數(shù)，用來(lái)將不同廠家支持PROFIBUS產(chǎn)品集成在一起。另外在工程開(kāi)發(fā)中有時(shí)候由于開(kāi)發(fā)人員不同，要用兩個(gè)獨(dú)立的STEP 7項(xiàng)目來(lái)實(shí)現(xiàn)同一個(gè)PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)通訊，此時(shí)需要借助GSD文件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2 GSD文件的導(dǎo)入方法
下面以CPU314C-2DP為例，說(shuō)明一下 GSD 文件的導(dǎo)入步驟：
首先從西門(mén)子網(wǎng)站上下載相關(guān)產(chǎn)品的 GSD 文件，下面是SIMATIC系列產(chǎn)品的GSD文件下載鏈接：113652
選擇相關(guān)產(chǎn)品并下載到本地硬盤(pán)中。

圖 1 GSD文件下載界面

打開(kāi)SIMATIC Manager，進(jìn)入硬件組態(tài)界面，選擇菜單欄的“Options”->“Install GSD File…”，如圖 2 所示。

圖 2 安裝GSD文件

進(jìn)入GSD安裝界面后，選擇“Browse…”，選擇相關(guān)GSD文件的保存文件夾，選擇對(duì)應(yīng)的GSD文件（這里選擇語(yǔ)言為英文的“*.GSE”文件），點(diǎn)擊“Install”按鈕進(jìn)行安裝。

圖 3 選擇安裝GSD文件

安裝完成后可以在下面的路徑中找到CPU314C-2DP，如圖 4：

圖 4 硬件目錄中的保存路徑

3 CP342-5做主站采用GSD方法實(shí)現(xiàn)PROFIBUS DP 通信

3.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣榻B
PROFIBUS DP主站由CPU314+CP342-5組成，其中CP342-5做主站。
PROFIBUS DP 從站由CPU314C-2DP組成，集成的DP接口做從站。
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下：

圖 5 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

3.2 從站組態(tài)
首先插入SIMATIC S7-300站，添加CPU314-2DP，雙擊DP接口，分配一個(gè)PROFIBUS地址，然后在“Operating Mode”中選擇“DP salve”模式，進(jìn)入“Configuration”標(biāo)簽頁(yè)，新建兩行通信接口區(qū)，如圖 6所示：

圖 6 從站通信接口區(qū)

注意：上述從站組態(tài)的通信接口區(qū)和主站導(dǎo)入的GSD從站的通信接口區(qū)在順序、長(zhǎng)度和一致性上要保持一致。

3.3 主站組態(tài)及編程

3.3.1主站組態(tài)
首先插入SIMATIC S7-300站，添加CPU314以及CP342-5，然后雙擊CP342-5，將“Operating Mode”設(shè)置為“DP Master”。新建一條PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)。然后從硬件目錄中選擇CPU314C-2DP GSD文件（路徑參照?qǐng)D4），添加到新建的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)中，為其分配PROFIBUS地址，該地址要與前文的從站地址一致。
然后組態(tài)CPU314C-2DP從站對(duì)應(yīng)的通信接口區(qū)。本文在硬件目錄中CPU314C-2DP GSD文件下方選擇了“Master_I Slave_Q 1B unit”和“Master_Q Slave_I 1B unit”，和從站組態(tài)時(shí)通信接口區(qū)保持一致，如圖 7所示。

圖 7 主站組態(tài)

3.3.2 主站編程
由于CP342-5提供的是虛擬地址映射區(qū)，所以需要分別調(diào)用FC1（DP_SEND）和FC2（DP_RECV）來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問(wèn)。如圖8 和圖9所示。

圖 8發(fā)送程序

圖 9接收程序

如圖7所示，主站側(cè)在組態(tài)CPU314C-2DP GSD從站時(shí)，第一行通信接口區(qū)選擇了“Master_I Slave_Q 1B unit”，“Master_I”對(duì)應(yīng)主站的IB0。參照?qǐng)D6可知“Slave_Q”對(duì)應(yīng)從站的QB0， 表示數(shù)據(jù)由從站的QB0發(fā)送到主站的IB0。又由于CP342-5通過(guò)調(diào)用FC2，將IB0讀取的數(shù)據(jù)保存在MB11，所以數(shù)據(jù)由從站的QB0經(jīng)過(guò)主站的IB0，最終保存在MB11。 同理可分析第二行通信接口區(qū)“Master_Q Slave_I 1B unit”。綜上所述，主站和從站通信接口的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如表 1：

主站	傳輸方向	從站
MB11（IB0）		QB0
MB10（QB0）		IB0

表1 主站和從站通信接口區(qū)對(duì)應(yīng)表

4 S7-300做主站采用GSD方法實(shí)現(xiàn)PROFIBUS DP 通信

4.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣榻B
PROFIBUS DP主站由CPU314C-2DP組成，集成的DP接口做主站。
PROFIBUS DP 從站由CPU314C-2DP組成，集成的DP接口做從站。
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下：

圖 10 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

4.2 從站組態(tài)
組態(tài)步驟同3.2節(jié)，這里不再贅述。

4.3 主站組態(tài)
首先新建S7-300站，添加CPU314C-2DP，雙擊DP接口，新建一條PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)。然后從硬件目錄中選擇CPU314C-2DP GSD文件（路徑參照?qǐng)D4），添加到新建的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)中，為其分配PROFIBUS地址，該地址要與前文的從站地址一致。
然后為CPU314C-2DP從站組態(tài)的通信接口區(qū)。本文在硬件目錄中CPU314C-2DP GSD文件下方選擇了“Master_I Slave_Q 1B unit”和“Master_Q Slave_I 1B unit”，必須和從站組態(tài)時(shí)通信接口區(qū)保持一致。如圖 11所示。

圖 11 主站組態(tài)

主站和從站通信接口區(qū)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 2 所示：

主站	傳輸方向	從站
IB0		QB0
QB0		IB0

表 2 主站和從站通信接口區(qū)對(duì)應(yīng)表

注：文檔涉及到西門(mén)子產(chǎn)品如下：

表 3 產(chǎn)品列表

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