工控机带io模块吗？什么是io模块？
什么是IO模块？
IO模块（Input/Output Module）是工控系统中的一个重要组成部分，它负责连接工控机与外部设备之间的输入输出信号。简单来说，IO模块就是将现实世界中的各种信号（如传感器信号、执行器控制信号）转换为工控系统能够理解的数字信号，或将工控系统生成的数字信号转换为能够控制外部设备的信号。
工控机是否带IO模块？ 工控机通常并不直接带有IO模块，而是通过外部的IO模块来实现与外部设备的连接和通信。这是因为不同的工业场景需要不同类型的IO接口，而工控机本身无法满足所有场景的需求。因此，工控机通常会配备插槽或接口，用于连接外部的IO模块。IO模块的作用IO模块在工控系统中扮演着至关重要的角色，它们负责将各种传感器、执行器等外部设备的模拟信号或数字信号与工控机进行连接和交互。具体来说，IO模块可以完成以下功能：数据采集与输入：将外部设备发送的模拟信号或数字信号转换为工控系统能够处理的数字信号，实现数据的采集和输入。控制输出：将工控系统生成的控制信号转换为能够控制外部设备的信号，实现对外部设备的控制和操作。信号隔离与保护：对输入输出信号进行隔离和保护，防止外部干扰对系统造成影响，保证系统的稳定性和可靠性。看来，工控机通常也不是直接就带有IO模块 ，而是通过外部的IO模块来实现与外部设备的连接和通信。IO模块在工控系统中扮演着至关重要的角色，负责将外部设备的信号与工控系统进行连接和交互，实现数据采集、控制输出等功能，保证工业生产过程的稳定运行。
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1 PROFINETIO概述
PROFINET是一种用于工业自动化领域的创新、开放式以太网标准（IEC61158）。使用PROFINET，设备可以从现场级连接到管理级。
• PROFINET用于自动化的开放式工业以太网标准。
• PROFINET基于工业以太网。
• PROFINET采用TCP/IP和IT标准。
• PROFINET是一种实时以太网。
• PROFINET实现现场总线系统的无缝集成。
通过PROFINET，分布式现场设备（如现场IO设备，例如信号模板）可直接连接到工业以太网，与PLC等设备通讯。并且可以达到与现场总线相同或更优越的响应时间，其典型的响应时间在10ms的数量级，完全满足现场级的使用。
在使用Step7 进行组态的过程中，这些现场设备（IOdevice, IO设备）制定由一个中央控制器(IOcontroller, IO控制器)。借助于具有PROFINET的能力接口或代理服务器，现有的模板或设备仍可以继续使用，从而保护PROFIBUS用户的投资。
IOSupervisor（IO监视设备）用于HMI和诊断。
在PROFINET的结构中，PROFINETIO是一个执行模块化，分布式应用的通讯概念。 PROFINETIO能让您从您所熟悉的PROFIBUS一样，创造出自动化的解决方案。所以不管您组态PROFINETIO或PROFIBUS，在STEP7中有着相同的应用程序外观
2 PROFINETIO现场设备简介
以下SIMATIC产品用于PROFINET分布式设备：
• IM151-3 PN 作为IO设备直接连接ET200S的接口模块。
•CPU317-2DP/PN或CPU315-2DP/PN作为IO控制器的CPU模块，用于处理过程信号和直接将现场设备连接到工业以太网。
• IE/PBLINKPNIO将现有的PROFIBUS设备透明的连接到PROFINET的代理设备。
• IWLAN/PBLINKPNIO将PROFIBUS设备通过无线的方式透明的连接到PROFINET的代理设备。
•CP343-1用于连接S7-300到PROFINET，连接现场设备的通讯处理器。
•CP443-1 Advanced用于连接S7-400到PROFINET，连接现场设备并带有集成的WEB服务器和集 成的交换机的通讯处理器。
•CP1616可作为IO设备。用于连接PC到PROFINET，连接现场设备并带有集成交换机的通讯处理器。
• SOFTPNIO作为IO控制器，用于运行编程器或PC的通讯软件。
• STEP7用于已有的PROFIBUS进行传统方式组态PROFINET
3 PNIO组态
PROFINETIO的IO现场设备在PROFINET上有着相同的等级，在网络组态时分配给一个IO控制器。现场IO设备的文件描述定义在GSD(XML)文件。
1. 导入GSD文件，并在Step7中进行硬件组态
2. 编写相关程序，下载到IO控制器中
3. IO控制器和IO设备自动的交换数据
3.1本例设备简介
4 PNIO的组态步骤
4.1 打开Step7软件
在桌面上选择Step7图标SIMATIC Manager，并双击。
4.2 新新建建一一个个项项目目
点击工具栏中的 按钮，弹出Newproject(新建项目)对话框。在Name: 栏中写入要新建的工程名，PNController_IODevice1。
点击“OK”按钮，在SIMATIC Manager中新建了该工程。
4.3 添加IOController
在SIMATIC Manager左侧栏内，右键点击 ，弹出菜单，插入一个S7-300站。
将站加进程序中
点击硬件组态
右侧栏内为产品分类，点击SIMATIC 300图标的+号。找到RACK300的机架Rail，用鼠标托拽到左上侧的空白栏内。
在这个机架中添加IO控制器的CPU模块，找到CPU-300的CPU315-2PN/DP的版本V2.6，使用鼠标托拽到机架的2号槽中。
加进去的时候弹出网络配置，点击“NEW”按钮，增加新网络。
点击OK,可以看到PLC已经添加完成，并且在软件里可以看到PROFINET的标志。
4.5 对IODevice进进行行硬硬件件组组态态
在这个子网Ethernet(1)中，配置另外两个IO设备站，配置IO设备站与配置PROFIBUS从站类似。同样在右侧的栏内找到需要组态的PROFINETIO的ET200S的标
识，并且找到与相应的硬件相同的订货号的ET200S接口模块。
用鼠标双击(1)IM151-3图标，弹出该ET200S的属性界面。可以看到对于ET200S的简单描述，订货号，设备名称，设备号码和IP地址。其中Device Name设备名
称可以根据工艺的需要来自行修改，这里改为ET200S1。Device Number设备号码用于表示设备的个数。IP地址也可以根据需要来修改。这里使用默认状
态192.168.0.2。点击OK按钮，关闭该对话框。
使用同样的方式在右侧的产品栏内，选择其它ET200S的模块添加到IO设备的模块列表中。
使用同样的方式组态另一个ET200S站，并改其Device name为ET200S2。也可以使用鼠标点击ET200S1的图标，加上Ctrl键，复制出另一个ET200S2站。因为
实际的组态中两个ET200S的硬件组态是相同的。IP地址保持默认状态，192.168.0.3。可以看到DI模版地址分别为2.0至2.3，3.0至3.3。DO模板的地址分别
为2.0至2.1，3.0至3.1。点击工具栏 图标，完成对该项目的硬件组态完成编译和保存。
4.6 编编写写用用户户程程序序
在SIMATIC Manager中，依照等级次序，点击+号至Blocks。
可以看见右侧栏内的OB1，双击OB1，进入LAD/STL/FBD的编程界面中。使用STL语言编程。根据在硬件组态中的ET200S两个站的DI，DO模板地址，
在Network1中，对ET200S1进行数据读写；在Network2中，对ET200S2进行数据读写。点击工具栏进行保存。
4.7 设置PG/PC接口
对于PROFINET的组态下载和调试，使用TCP/IP协议，所以在SIMATIC Manager中选择Options菜单，选择“Set PG/PCInterace...”
选择TCP/IP->Intel(R) PRO/1000MT...接口参数。其中Intel(R) PRO/1000MT...表示本台PG/PC的以太网卡。点击OK即可。
可以在SIMATIC Manager的界面的状态栏中，发现已经选择的PG/PC接口。
对本台PG/PC作为IOsupervisor，通过一根FC标准以太网线连接SCALANCEX206-1交换机。双击本地网络连接图标 ，给本机设置IP地址192.168.0.100。注
意要使各台PN设备要在同一个网段上192.168.0.0。
4.8 设置IO设备名
从图中看到两个ET200S站的一些信息。IP地址，由于没有下载PLC的硬件组态，故没有IP地址。MAC地址，是ET200S的PN接口模块在出厂时固化的硬件地址，不能修改。设备类型，此时指示在Ethernet(1)上的PNIO的类型均为ET200S。设备名，目前在ET200S的MMC卡中没有存储任何信息。通过下拉菜单
指示硬件组态的ET200S的设备名称为ET200S1，根据不同的MAC地址，通过鼠标选择不同ET200S设备。选择MAC地
址为08-00-06-6B-F7-A6的ET200S，通过“ASSIGN NAME”按钮，给其命名ET200S1
ET200S1的MAC地址在IM151-3的接口模块上，打开接口模块的前盖，可以看见相应的MAC地址。
ET200S2的MAC地址在IM151-3的接口模块上，打开接口模块的前盖，可以看见相应的MAC地址.
来查看组态的设备名是否正确。绿色的√，表示正确。
设置完毕后保存和编译刚刚的组态。
4.9 下下载载硬硬件件组组态
点击OK下载。会弹出一个对话框，询问是否给IO控制器的IP地址设置为192.168.0.1。点击yes。
让PLC运行即可
4.10 下下载载用用户户程程序序
在SIMATIC Manager中用鼠标点击左侧栏内的Blocks。
点击工具栏中的按钮，下载用户程序.
4.11 测测试试用用户户程程序序
然后，双击OB1，打开用户编程界面。用鼠标点击工具栏中的眼镜图标，进行在线
测试用户程序。在线后，编程界面的标题栏，状态栏显示绿色。并且在程序窗口的右侧，出现程序指令的状态字。在STANDARD的栏下表示的是各个字的在线值。由于对于此位置的在线值，不能以二进制形式表示，那么也就不能清晰的显示二进制DI和DO的信号状态。可以使用变量表的方式来观察。
在SIMATIC Manager中的右侧栏的空白处，单击鼠标右键，弹出插入变量表的菜单。
保持默认名字VAT_1，点击OK。
在SIMATIC Manager中出现名字为VAT_1的变量表。双击打开。
在Address栏中，添加所要观察的变量MW0，MW4；添加所要强制的变量MW2，MW6。用鼠标点击DisplayFormat栏，点击右键选择Binary方式显示。
在线观察
如果ET200S1的DI模板，有信号输入，那么相应的位会显示为1。
同样，可以强制DO模板的输出。使用鼠标在对应的Modifyvalue栏中，强制你所要的对应的输出。那么观察DO模板输出灯变亮。
5 PNIO的诊断
5.1在线诊断
通过SIAMTIC Manager在线，你可以观察到系统的当前一般状态信息。包括运行，停止，故障显示等等。点击SIMATIC Manager工具栏中的"在线"图标，使其在线.
通过显示访问点，你可以看到在SIMATIC Manger的右侧栏内的PROFINET设备状态。用鼠标点击SIMATIC Manager中工具栏的“configure network”图标。
通过硬件诊断，你可以快速的查找出现故障的模块的信息。打开HWConfig界面，在该界面的工具栏内点击 图标，使其在线。
通过双击故障设备图标，查找故障信息。双击ET200S1图标。可以快速的查找故障原因。
通过双击CPU315-2PN/DP图标，可以在Diagnostic Buffer中查找CPU停机的诊断信息。
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