In diesem Blogartikel wird erklärt, wie du die I-Device-Kommunikation zwischen SPSen im TIA Portal einrichtest. Die Anleitung basiert auf TIA Portal V19.

Die I-Device-Kommunikation ermöglicht den Austausch von Signalen zwischen zwei SPSen, einschließlich Standard- und sicherheitsrelevanter Signale. Die Verbindung wird immer zwischen zwei Steuerungen hergestellt: Eine SPS fungiert als IO-Controller, während die andere als IO-Device arbeitet.

In diesem Artikel behandeln wir zwei häufige Szenarien:

1. Beide SPSen sind Teil desselben TIA-Portal-Projekts.

2. Jede SPS ist in einem separaten TIA-Portal-Projekt konfiguriert.

Wenn du ein Kommunikationsmodul verwendest, gelten die in diesem Artikel beschriebenen Vorgehensweisen in gleicher Weise.

Ausgangspunkt: Beide SPSen sind Teil der Hardwarekonfiguration im selben TIA-Portal-Projekt und gehören zum selben PROFINET-IO-System.

Öffne die Eigenschaften der PROFINET-Schnittstelle (PN) auf der Device-SPS. Aktiviere unter Betriebsmodus die Option IO-Device und weise dann den entsprechenden IO-Controller zu.

Als Nächstes erstellst du die erforderlichen Übertragungsbereiche. Jeder Übertragungsbereich definiert eine Gruppe von Signalen, die in eine Richtung übertragen werden. Der Typ kann entweder CD oder F-CD sein:

• CD wird für Standardsignale verwendet.

• F-CD wird für sicherheitsrelevante Signale verwendet.

Bei Standardsignalen lässt sich die Länge des Übertragungsbereichs frei konfigurieren, bis zur maximalen Länge, die von der SPS unterstützt wird. Sicherheitsübertragungsbereiche haben immer eine feste Länge von 12 Byte. Davon sind 6 Byte für die Sicherheitskommunikation reserviert, sodass 6 Byte für Benutzerdaten zur Verfügung stehen.

Wenn die maximale Länge eines einzelnen Übertragungsbereichs nicht ausreicht, kannst du zusätzliche Übertragungsbereiche anlegen.

Sobald die Übertragungsbereiche konfiguriert sind, werden für jeden Übertragungsbereich zwei Systemkonstanten angelegt – eine für den IO-Controller und eine für das IO-Device. Diese Konstanten findest du auf der Seite Systemkonstanten in den Eigenschaften der Device-SPS.

Auf Standardsignale kannst du zugreifen, indem du IO-Tags erstellst. Wenn die Signale in einem benutzerdefinierten Datentyp (UDT) organisiert sind, kannst du auch die Funktionen DPRD_DAT und DPWR_DAT zusammen mit den generierten Hardware-Identifikatoren verwenden.

Auf Sicherheitssignale muss im Sicherheitsprogramm über die Funktionen RCVDP und SNDDP zugegriffen werden. Diese Funktionen benötigen die generierten Hardware-Identifikatoren sowie eine eindeutige DP_DP_ID, die du selbst definieren musst.

Die von diesen Blöcken unterstützte Datenstruktur ist auf 6 Byte festgelegt und besteht aus 16 BOOL-Werten sowie entweder 2 INTs oder 1 DINT.

Du kannst das IO-Device auch als Shared Device einrichten. In dieser Konfiguration können mehrere IO-Controller mit demselben IO-Device kommunizieren. Für jeden Übertragungsbereich kannst du individuell festlegen, welcher IO-Controller für die Kommunikation zuständig ist.

Um ein Shared Device zu konfigurieren, füge zunächst in den Betriebsmodus-Einstellungen der IO-Device-SPS einen zusätzlichen IO-Controller hinzu. Wähle dann beim Anlegen der Übertragungsbereiche für jeden Übertragungsbereich den gewünschten Partner aus, um den entsprechenden IO-Controller festzulegen.

Die konfigurierten Übertragungsbereiche stehen nur dem zugewiesenen IO-Controller zur Verfügung. Die angelegten Systemkonstanten werden ebenfalls den jeweiligen Controllern zugewiesen.

Jeder IO-Controller greift auf die ihm zugewiesenen Übertragungsbereiche genauso zu wie bei einem dedizierten (nicht gemeinsam genutzten) IO-Device.

Füge zunächst eine SPS zu deinem Projekt hinzu, die mit der SPS des IO-Controllers übereinstimmt. Achte darauf, dass sie denselben Gerätetyp, dieselbe Firmware-Version und denselben PROFINET-Gerätenamen auf der Schnittstelle hat, die für die Verbindung verwendet wird.

Aktiviere anschließend den IO-Device-Betriebsmodus auf der Device-SPS, weise den IO-Controller zu und konfiguriere die Übertragungsbereiche wie in Abschnitt 1.1 beschrieben.

Sobald die Konfiguration abgeschlossen ist, erzeuge eine GSD-Datei aus der Device-SPS. Die entsprechende Schaltfläche befindet sich unterhalb der Konfiguration der Übertragungsbereiche.

Installiere die GSD-Datei, die von der SPS des IO-Device generiert wurde.

Nach der Installation ist die SPS des IO-Device im Hardwarekatalog unter Sonstige Feldgeräte > PROFINET IO > SPSen & CPs verfügbar.

Zieh das Gerät per Drag & Drop in dein Projekt und verbinde seine PROFINET-Schnittstelle mit der SPS des IO-Controllers.

Die IO-Adressen können in der Geräteansicht konfiguriert werden. Sie müssen nicht mit den Adressen übereinstimmen, die für die Übertragungsbereiche auf der SPS des IO-Device konfiguriert sind.

Das TIA Portal generiert automatisch die entsprechenden Systemkonstanten für die konfigurierten Übertragungsbereiche.

Auf Standardsignale kannst du zugreifen, indem du IO-Tags erstellst. Wenn die Signale in einem benutzerdefinierten Datentyp (UDT) organisiert sind, kannst du auch die Funktionen DPRD_DAT und DPWR_DAT zusammen mit den generierten Hardware-Identifikatoren verwenden.

Um Sicherheitssignale zu senden oder zu empfangen, musst du die Funktionen RCVDP/SNDDP im Sicherheitsprogramm mit den generierten Hardware-Identifikatoren und einer eindeutigen DP_DP_ID verwenden, die du selbst definieren musst.

Die von diesen Blöcken übertragene Datenstruktur ist zudem begrenzt: Sie besteht immer aus 16 BOOL-Werten sowie 2 INTs oder 1 DINT (insgesamt 6 Byte).

Um ein Shared Device in mehreren TIA-Portal-Projekten zu verwenden, konfiguriere es zunächst wie in den Abschnitten 1.3 und 2.1 beschrieben. Im SPS-Projekt des IO-Device musst du für jeden Controller, der mit dem Shared Device kommunizieren soll, eine IO-Controller-SPS anlegen.

Die generierte GSD-Datei enthält immer alle konfigurierten Übertragungsbereiche. Nach dem Import der GSD-Datei in ein IO-Controller-Projekt wird das IO-Device wie unten dargestellt angezeigt.

Öffne in den Eigenschaften des IO-Device die Seite Gemeinsam genutztes Gerät. Konfiguriere hier, welche Übertragungsbereiche vom aktuellen IO-Controller genutzt werden. Setze alle Übertragungsbereiche, die in diesem Projekt nicht benötigt werden, auf Außerhalb des Projekts. Dann stehen nur noch die Übertragungsbereiche zur Verfügung, die dem aktuellen IO-Controller zugewiesen sind.

Auf die Signale der konfigurierten Übertragungsbereiche kannst du dann genauso zugreifen wie bei einem dedizierten (nicht gemeinsam genutzten) IO-Device.