OIP 模型中的信号顺序下图显示了 OIP 模型中从 CPU中的过程值采集和处理开始到过程值输出的信号顺序。本例中，应用程序循环的时长是数据循环 T_DC 的二倍。① 执行等时同步模式中断OB② “SYNC_PI”指令③ “SYNC_PO”指令④ 在时间 TI 等时同步读入 I/O 模块上的过程值⑤ 在时间 TO等时同步输出 I/O 模块上的过程值图 6-81 OIP 模型中的信号顺序在时间 TI 等时同步读入 I/O上的过程值。在 OIP 模型中，数据是在 2 个应用程序循环中进行处理的。输出数据始终在下一应用程序循环 T_DC + TO 时间在I/O 上提供。在 IPO 模型中，从“输入端子”到“输出端子”的执行时间固定为 TI + 应用程序循环 + T_DC + TO。TI+ 2 x 应用程序循环 + T_DC + TO 可作为过程响应时间而得到保证。
直接数据交换简介本部分介绍直接数据交换功能。工作原理自固件版本 V2.8 开始，S7-1500 CPU 支持与其它S7‑1500 CPU 直接进行数据交换（交叉数据通信）。在直接数据交换的情况下，S7‑1500 CPU 将 I/O区域中的循环用户数据提供给一个或多个伙伴。直接数据交换基于 IRT 和等时同步模式下的PROFINET。通过传送区进行数据交换。在两个 S7‑1500 CPU之间进行直接数据交换 (1:1)下图显示了两个 S7‑1500CPU 之间的直接数据交换。发送 S7‑1500 CPU 的输出传送区对应于接收 S7‑1500 CPU 的输入传送区。①用户程序与传送区之间的传送关系。用户程序与传送区通过此路径交换输入和输出数据。② 直接数据交换的通信关系。可在 STEP 7中组态通信关系。在通信关系的属性中创建用于直接数据交换的传送区。与多个接收方进行直接数据交换 (1:n)下图显示了与多个S7‑1500 CPU 的直接数据交换。在这种情况下，发送 S7‑1500 CPU 将其输出传送区的数据提供给多个 S7‑1500CPU。每个接收 S7‑1500 CPU 都有其自己的输入传送区。①用户程序与传送区之间的传送关系。用户程序与传送区通过此路径交换输入和输出数据。② 直接数据交换的通信关系。可在 STEP 7中组态通信关系。在通信关系的属性中创建用于直接数据交换的传送区。应用• 多个 S7‑1500 CPU 之间的确定性等时同步 I/O通信217功能6.8 直接数据交换使用 STEP 7 组态 PROFINET功能手册, 11/2023,A5E03444491-AN直接数据交换的属性• 始终等时同步• MRP 组态中支持 MRPD• 无通过 PROFINET进行非循环数据交换的数据记录机制• 无 PROFINET 报警• 组态限值：– 直接数据交换的Zui大数据长度为 3075字节（包括用户数据限定符）– 传送区的Zui大数据长度：1024 字节（无用户数据限定符）– Zui大发送方传送区数：128–Zui大接收方传送区数：512，分布在Zui多 64 个可接收的 PROFINET 帧中，因此Zui多 64个发送方CPU接收方的诊断选项发送方的操作状态变更：• 当发送方从 RUN 变为 STOP 时，接收方的行为如下：–在过程映像同步期间，“SYNC_PI”和“SYNC_PO”指令在参数 RET_VAL 中返回错误消息。–通过对直接数据交换的输入传送区进行直接 I/O 访问，调用 OB 122“I/O 访问错误”（如果存在）。–传入诊断消息“硬件组件中的 I/O 数据故障”• 当发送方从 STOP 变为 RUN 时，接收方的行为如下：–调用直接数据交换的输入传送区的 OB 83“插拔中断”– 在调用 OB 83 之前，调用 OB 122（如果存在）。–传出诊断消息“硬件组件的用户数据故障”发送方的站故障/站恢复• 当发送方有故障时（例如，由于总线中断引起），接收方的行为如下：– 调用OB86“机架故障”– 在过程映像同步期间，“SYNC_PI”和“SYNC_PO”指令在参数 RET_VAL 中返回错误消息。–通过对直接数据交换的输入传送区进行直接 I/O 访问，调用 OB 122“I/O 访问错误”（如果存在）。•当发送方在站故障后恢复时（例如，由于重新建立总线连接），接收方的行为如下：– 调用 OB86“机架故障”218使用 STEP 7 组态PROFINET功能手册, 11/2023, A5E03444491-AN功能6.8 直接数据交换6.8.2 在两个 S7-1500CPU 之间组态直接数据交换在两个 IO控制器之间组态直接数据交换的过程如下所述。首先，创建直接数据交换的通信关系。然后，组态连接的传送区。要求• STEP 7 V16或更高版本• 两个 S7‑1500 CPU 固件版本为 V2.8 或更高版本• IRT 已组态：– 两个 CPU均处于一个同步域中。– 一个 CPU 是同步主站，另一个 CPU 是同步从站。– 端口已互连。建立直接数据交换的通信关系要在两个S7‑1500 CPU 之间建立直接数据交换的通信关系，请按以下步骤操作：1. 选择发送 S7‑1500 CPU 的 PROFINET接口 X1。2. 网络视图切换为表格视图，选项卡“I/O 通信”(I/O communication)。CPU 的 PROFINET接口 X1 显示在“伙伴 1”(Partner 1) 列中。3. 在“伙伴 2”(Partner 2)列的“<在此处删除或选择设备>”(<Drop or select the devicehere>)中，从下拉列表中选择通信伙伴的 PROFINET 接口作为连接伙伴。注意通信方向：– ←：通信伙伴为发送方–→：通信伙伴为接收方在两个 S7‑1500 CPU之间建立直接数据交换的通信关系。组态用于直接数据交换的传送区要组态用于直接数据交换的传送区，请按以下步骤操作：1.选择直接数据交换的通信关系。2. 导航到通信关系属性的“常规 > 直接数据交换 > 传送区”(General >Direct data exchange >Transfer areas)。3. 双击“<新增>”(<Addnew>)按钮，创建新的传送区。为传送区指定一个有意义的名称。创建了用于直接数据交换的传送区。传送区的通信方向由通信关系指定。无法更改传送区的通信方向。编辑传送区在“常规> 直接数据交换 > 传送区名称 > 传送区详细信息”(General > Direct dataexchange >Name of transfer area > Detail of the transferarea) 下选择传送区的属性。传送区设置的概述参数 本地 伙伴起始地址 在本地 CPU 中设置输入或输出传送区的起始地址。在伙伴CPU 中设置输入或输出传送区的起始地址。组织块 将传送区分配给等时同步模式中断OB或“MC-Servo”OB。将传送区分配给等时同步模式中断 OB或“MC-Servo”OB。过程映像 选择过程映像分区，例如PIP 1。如果已将“MC-Servo”指定为组织块，则STEP 7 会自动将“PIP OBServo”设置为过程映像。选择过程映像分区，例如 PIP 1。如果已将“MC-Servo”指定为组织块，则STEP 7会自动将“PIP OB Servo”设置为过程映像。数据长度 [字节] 设置传送区的大小。 -将组态下载到设备规则：•将组态下载到所有相关 CPU。• 如果更改直接数据交换的组态，请将这些更改下载到所有相关 CPU。在多个 IO控制器之间组态直接数据交换在多个 S7‑1500 CPU之间组态直接数据交换的过程如下所述。首先，建立直接数据交换的通信关系。然后，组态通信关系的传送区。要求• STEP 7 V16或更高版本• S7‑1500 CPU 固件版本为 V2.8 或更高版本• IRT 已组态：– 所有 CPU 都在一个同步域中。– 一个CPU 是同步主站，其它 CPU 是同步从站。– 端口已互连。建立直接数据交换的通信关系要在多个 S7‑1500 CPU之间建立直接数据交换的连接，请按以下步骤操作：1. 选择发送 CPU 的 PROFINET 接口 X1。2.网络视图切换为表格视图，“I/O 通信”(I/O communication) 选项卡。CPU 的 PROFINET 接口 X1显示在“伙伴 1”(Partner 1) 列中。3. 在“伙伴 2”(Partner 2)列的“<在此处删除或选择设备>”(<Drop or select the devicehere>)中，从下拉列表中选择通信伙伴的 PROFINET 接口作为连接伙伴。注意传送方向：– ←：连接伙伴为发送方–→：连接伙伴为接收方在两个 S7‑1500 CPU 之间建立直接数据交换连接。4. 对其它所有接收 IO 控制器重复步骤 3。在发送CPU 和接收 CPU 之间建立直接数据交换连接。组态用于直接数据交换的传送区下图显示了传送区的组态顺序。①首先，在发送方和一个接收方之间组态传送区。可以在发送方的 PROFINET 接口中组态此传送区。②然后，在发送方和其它接收方之间组态传送区。可以在接收方的 PROFINET 接口中组态这些传送区。图 6-89 多个接收方的情况下传送区的组态顺序要组态用于直接数据交换的传送区，请按以下步骤操作：1. 选择发送 CPU 的 PROFINET 接口X1，并切换为表格视图，“I/O 通信”(I/O communication)选项卡。2.在网络视图的表格视图中，选择在发送方和接收方 1 之间进行直接数据交换的通信关系。3. 导航到 I/O 连接属性的“常规 >直接数据交换 > 传送区”(General > Direct data exchange >Transferareas)。4. 双击“<新增>”(<Add new>)按钮，创建新的传送区。为传送区指定一个有意义的名称。在发送方和接收方 1 之间组态用于直接数据交换的传送区。5.此时，选择尚未设置传送区的接收方（例如接收方 2）的 PROFINET 接口。6. 将网络视图切换为表格视图，“I/O 通信”(I/Ocommunication)显示与发送方进行直接数据交换的通信关系。7. 选择通信关系。8. 导航到属性的“常规 >直接数据交换 > 传送区”(General > Direct data exchange >Transferareas)。9. 双击“<新增>”(<Add new>)按钮，创建新的传送区。为传送区指定一个有意义的名称。组态了用于直接数据交换的传送区。10.选择传送区。11.对于“伙伴地址”(Partneraddress)，选择发送方中的现有地址区域作为输出传送区。在接收方 2 和发送方之间组态用于直接数据交换的传送区。编辑传送区在“常规> 直接数据交换 > 传送区名称 > 传送区详细信息”(General > Direct dataexchange >Name of transfer area > Detail of the transferarea) 下选择传送区的属性。传送区设置的概述参数 本地 伙伴起始地址 在本地 CPU 中设置输入或输出传送区的起始地址。在伙伴CPU 中设置输入或输出传送区的起始地址。组织块 将传送区分配给等时同步模式中断OB或“MC-Servo”OB。将传送区分配给等时同步模式中断 OB或“MC-Servo”OB。过程映像 选择过程映像分区，例如PIP 1。如果已将“MC-Servo”指定为组织块，则STEP 7 会自动将“PIP OBServo”设置为过程映像。选择过程映像分区，例如 PIP 1。如果已将“MC-Servo”指定为组织块，则STEP 7会自动将“PIP OB Servo”设置为过程映像。数据长度 [字节] 设置传送区的大小。 -将组态下载到设备规则：•将组态下载到所有相关 CPU。• 如果更改直接数据交换的组态，请将这些更改下载到所有相关 CPU。