HK-CIFX板卡作为PROFINET从站的基本使用举例

HK-CIFX是一款基于PC的协议板卡,用于为PC扩展各类现场总线与工业以太网协议接口。其扩展接口多样,包括PCI,PCIe,MiniPCIe,M.2.,PC/104,PCI104,CPCI等。支持的现场总线与工业以太网协议众多,包含PROFIBUS,PROFINET,CANopen,EtherCAT,DeviceNet,EtherNet/IP,CC-Link,CC-Link IE Field Basic,Modbus,POWERLINK等。本篇文章旨在举例说明如何将HK-CIFX板卡作为PROFINET从站使用。

本文档的用意在于让初次接触HK/CIFX板卡的使用者了解该板卡的安装,配置,调试。通过该文档的引导,使用者可以让CIFX板卡正常运行起来,并与其它设备进行基本的通信测试,也可采用二次开发包编写自己的应用程序。

文档中使用的HK/CIFX板卡型号为HK/CIFX 50-RE,PCI/PCIe接口,可作为工业实时以太网协议的主站或从站,如Profinet主从站,Ethernet/IP主从站,EtherCAT主从站等。同时该板卡支持Windows、Linux、Vxworks、INtime、QNX、RTX等操作系统下的驱动。在本文中实现的功能是让HK/CIFX 50-RE作为Profinet从站,并与西门子S7-1200 PLC进行通信测试。主要包括HK/CIFX 50-RE板卡做Profinet从站配置,以及TIA Portal博图软件中Profinet网络组态。

HK/CIFX板卡PROFINET IO Device (V3.13)版本固件支持功能如下:      

1. 插板卡

第一步是在工控机未上电的情况下,将CIFX板卡插入到对应的PCI/PCIe插槽中并固定住,确保板卡的金手指部分与PCI/PCIe插槽是充分接触的。详细的接口定义可查看光盘中的文档《PC Cards CIFX 50 50E 70E 100EH UM 51 EN》。

2. 装驱动

给工控机上电,打开设备管理器,会发现新的PCI/PCIe设备,如图2.1。

                              图2.1,已插入的PCI/PCIE设备

在以下光盘路径中找到对应的Windows

驱动并双击运行安装,如图2.2,详细安装过

程可参考文档《cifX Device Driver Installation

for Windows OI 10 EN》。

图2.2,CIFX的Windows驱动

路径:Communication_Solutions_DVD_2018-12-1_1_0500_181008_25726 \Driver and Toolkit\Device Driver (NXDRV-WIN)\Installation

驱动软件安装完成后建议重启工控机,CIFX板卡会自行寻找驱动并安装,安装完成后如图2.3。

图2.3,驱动安装完成

注:如在安装过程中提示驱动程序未经签名,如图2.4,请先自行下载并更新Windows补丁文件

KB3033929,下载链接如下:https://docs.microsoft.com/en-us/security-updates/SecurityAdvisories/2015/3033929

补丁(或从此百度网盘链接下载:链接:https://pan.baidu.com/s/1PXi96eES5AcVdCIDMh0cZQ

提取码:n6ya )更新过程如图2.5,更新补丁之后请重启工控机。

   

图2.4,未经签名的驱动程序               图2.5,补丁KB3033929安装

3. 加固件

板卡驱动成功安装后,在Windows的控制面板中会出现cifX Setup以及cifX Test两个工具,其中cifX Setup可为板卡加载所需的固件,固件决定了板卡的协议类型以及主从站类型。另外也可使用SYCON.net配置软件来加载和烧写固件。而cifX Test可查看板卡的基本信息,也可进行简单的数据交换测试。

3.1 cifX Setup

打开cifX Setup工具,点选DevNr/SN——Active Devices——cifX0——CH#0——Add(选择所需固件,这里以V3.4版本固件为例)——Apply。如图3.1。

3.2 cifX Test

打开cifX Test工具,点选Device——Open——cifX0——Channel0——Open,打开对应的通道,选择Information可查看板卡的信息,可以看到板卡的Channel0已经加载了的固件。选择Data Transfer可进行数据交换测试(该测试功能也可以后续的SYCON.net软件中进行,这里不做讲解)。

4. 安装SYCON.net软件

SYCON.net软件用于赫优讯全部系列产品的配置,并可进行状态监控和通信测试。

本例中CIFX板卡作为Profinet从站,需要用SYCON.net软件进行Profinet从站的配置,并下载给CIFX板卡,让CIFX板卡具备默认的从站参数。下载完网络配置信息后也可用该软件监控板卡的状态,并测试通信过程,如周期数据通信测试等。

使用者可在产品光盘下找到SYCON.net软件的安装包。路径如下:

Communication_Solutions_DVD_2018-12-1_1_0500_181008_25726 \Software\SYCON.net\SYCON.net

5. 在SYCON.net软件中配置板卡

根据应用的需要在SYCON.net软件中配置板卡并下载,具体过程如下。

5.1 打开SYCON.net软件

在开始菜单下找到SYCON.net并打开,默认密码为空,使用者可自行添加,如图5.1。

5.3 添加CIFX板卡并配置从站

在Device Catalog中找到PROFINET——Gatway/Stand-alone slave——CIFX RE/PNS,选择需要的GSD文件版本,并用鼠标左键将CIFX拖拉到界面中间的灰线上,如图5.3。

双击拖拉出来的CIFX图标,或在图标上右键——Configuration打开配置界面,点开Device Assignment——Scan,找到CIFX 50-RE并打勾,最后Apply——OK关闭窗口,如图5.4。

给板卡配置需要的输入输出模块,在Configuration——Modules选项下,通过Add Module添加对应的模块,这里分别添加一个1 Byte Input Module和1 Byte Output Module为例,实际应用由具体应用而定。添加完成后点击Apply。

将在SYCON.net软件中进行的从站配置下载给板卡,在板卡图标右键选项中选择Download,等待进度条下载完成,使得配置生效。如图:

6 西门子S7-1200 PLC与板卡通讯配置

板卡作为从站配置完成后,S7-1200 PLC与CIFX板卡通讯需要进行必要的网络组态。物理上,需要将PLC与CIFX板卡通过网线连接起来,并上电。 软件上,需要在TIA portal博图软件中进行网络组态配置。

6.1 新建配置项目

打开博图软件,选择创建新项目,命名,点击创建按钮,等待项目创建完成:

6.2 添加新设备

项目创建好之后,可以选择界面中出现的“打开项目视图”查看项目,在左侧条目中找到“添加新设备”,双击在出现的对话框中选择对应的PLC型号,这里为CPU 1211C AC/DC/Rly,点击确定完成新设备添加:

点击“设备组态”,可以看到已添加的设备:

6.3 添加CIFX板卡从站GSD文件

该应用中CIFX板卡作为Profinet从站,因此需在博图软件中将对应的GSD文件导入到该配置软件中,可在板卡光盘文件夹下找到GSDML-V2.33-HILSCHER-CIFX RE PNS-20170919.xml。

6.4 添加从站到设备组态

在右侧“硬件目录”下找到上一步中导入的CIFX板卡的Profinet从站的GSD文件,选择需要的版本,与SYCON.net软件中所添加的GSD文件版本要一致,拖入中间设备与网络视图中,并在网络视图与拓扑视图中将PLC与CIFX板卡对应接口连接起来:

6.5 PLC与板卡IP地址设置

分别点击PLC与IP的网口,转到其IP地址参数设置项,设置网络端口的IP:

6.6 CIFX板卡输入输出模块配置

在“设备视图”中对CIFX板卡添加对应的输入输出模块,这里需要注意与SYCON.net软件中所配置的输入输出模块一致,即需要添加一个1 Byte Input和1 Byte Output。

6.7 编译及下载配置

所有配置无误后,选择工具栏中的“编译”按钮进行编译,选择“下载”按钮下载配置给PLC,PLC会默认使用博图软件中所设置的配置参数。下载时会出现如下对话框,选择对应的网络接口/网口,对应的子网连接,通过“开始搜索”可找到网络中的PLC,选中PLC后点击下载。

这样,PROFINET网络组态便完成了。

7 用博图与SYCON.net软件进行监控与测试

7.1 状态监控

1)可通过博图的在线测试功能来监控网络运行状态。选择“转至在线”同时将PLC切换至“运行”,若网络中所有设备及模块前均出现绿色对勾,表示网络运行正常:

2)也可在SYCON.net软件中监控从站板卡运行状态。右键CIFX图标——Connect,再右键CIFX图标——Diagnosis…可以监控板卡的运行情况,如图所示。可以看到,板卡当前的状态是Communication+Run,表示板卡已经运行,且正常进行数据交换。

7.2 数据交换测试

1)用IO Monitor测试IO周期数据收发。在SYCON.net软件中,右键进入Diagnosis——Tools——IO Monitor,同样可以看到上下两部分,上部分为Input data,即从站读主站的数据,下部分为Output data,即从站写主站的数据。

可以通过这个功能对网络中连接设备根据具体变量偏移和大小,进行IO数据的读写:

  • 同样在博图软件中也可以在线监测IO收发数据,添加对应的变量与监控表:

3)当然,也可以在博图软件中进行PLC编程,从而实现对相应变量的控制:

8写在最后

CIFX板卡的功能非常强大,几乎支持市面上的所有协议,使用板卡作为其它协议时,只需要重新加载对应协议的固件,重新配置网络即可,且使用者本身无需对协议非常了解即可进行使用和二次开发。

本文所有内容经由本人测试与整理,如有歧义,请与英文原版说明书为准。

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