使用电脑快速测试 PROFINET 设备通讯

Anybus PROFINET主站仿真工具介绍

日常对客户进行技术支持的时候，我们发现工厂自动化领域的不同部门不同职能的人员对于工业通讯设备都面临着一些使用的困难，例如

• 设备研发人员，尤其是嵌入式研发部门，对于工厂自动化使用的工业通讯协议和自动化组态软件，如西门子TIA Portal, Rockwell Automation的Studio 5000等软件不熟悉，且研发进度紧张导致没有时间和精力去学习这些软件如何使用。
• 生产测试部门不需要了解设备实际的工作，仅进行流程化的测试工作。如果每次都进行PLC的组态配置，浪费时间且效率低下。
• 系统安装调试时，系统调试人员无法快速验证现场繁多的各种设备是否已经配置完成，快速进行打点测试
• 系统故障时，无法快速定位和验证故障点源自哪个设备

针对以上痛点，HMS 旗下的Anybus 专门推出了各种工业通讯协议的主站仿真软件，帮助工业自动化各岗位的人员快速完成从站设备的快速通讯验证和打点测试工作。

本篇文章主要进行PROFINET 主站仿真软件的介绍，本系列其他文章会进行其他常用工业总线和工业以太网协议主站仿真软件的介绍，例如DeviceNet, CANopen, Ethernet/IP和PROFIBUS等，敬请期待！

PROFINET 主站仿真工具功能介绍

自动枚举电脑网卡列表

软件运行后，点击“Select network interface card”, 软件将自动枚举电脑当前的网口配置，及其使用的IP地址，应选择与待测PN 设备实际连接的网卡进行后续测试。

扫描网络上的PN设备，并分配IP地址和设备名称

点击“Select device”, 软件将发送PN-DCP 广播报文，自动发现网络上存在的PN设备。即使PN设备没有分配IP地址，或者IP地址与电脑不在同一网段也能够被自动发现。

• 为了能够与主站仿真软件进行模拟测试，PN 设备必须设置与电脑网卡在同一网段的IP地址，例如电脑IP设置为 192.168.0.250/24， 那么PN设备 也需要设置在192.168.0.x 网段，例如192.168.0.5
• 同时为了能够进行IO 周期性通讯，PN 设备也必须分配合法的设备名称，例如dut

PN 设备名称格式说明

The Station Name field shall be coded as data type CHAR with 1 to 240 characters. The definition of RFC 5890 and the following syntax applies:

设备名称长度1到240个字符，格式按照RFC 5890需满足以下格式

• 1 or more labels, separated by [.] 设备名由一或多个标签组成，标签间使用[.]分隔
• Total length is 1 to 240 总长度为1-240个字符
• Label length is 1 to 63 标签长度为1-63个字符
• Labels consist of [a-z, 0-9, -] 标签内容允许使用[a-z, 0-9, -]
• Labels do not start with [-] 标签不能以字符 [-]开始
• Labels do not end with [-] 标签不能以字符 [-]结束
• The first label must not have the form “port-xyz” or “port-xyz-abcde”, where a, b, c, d, e, x, y, z = 0...9, to avoid similarity with the field AliasNameValue

第一个标签的内容不能是 “port-xyz” 或者 “port-xyz-abcde” 这种格式，a, b, c, d, e, x, y, z 取值 0...9，避免与 AliasNameValue 太过相似

• Station names must not have the form n.n.n.n, where n = 0...999

设备名也不能是n.n.n.n 这种格式，n 取值 0...999

PROFINET 组态 IO 周期性通讯组态配置

所有的PN 设备都需要提供对应的GSDML 文件给主站侧，主站仿真软件也同样使用GSDML 来组态与PN 设备的IO 输入输出数据，从而进行周期性的数据交换。

点击 “Open- GSDML” 文件，可加载PN 设备的GSDML文件，获取PN 设备可用的输入输出模块信息，并按照PN设备的时间要求将可用的模块插入到对应的槽位中

• PN 设备应插入哪些模块，以及模块应该插入哪个槽位，是由PN设备来决定的，请仔细查阅PN 设备的说明，避免组态错误

对于一些有参数设置的模块，双击模块，可以打开模块的参数配置界面，设置需要的参数

主站仿真软件还支持PROFIsafe 安全功能，能够设置PROFIsafe 安全配置参数

PROFINET 组态 IO 周期性数据交换

组态完成后，点击“start” 开始主站仿真软件和PN设备之间的输入输出实时通讯

• 在紧凑视图，可以观察PN 设备的所有IO 数据，并可选中输出数据进行数据设定

• 也可切换到 模块视图，只观察某一特定模块的IO 数据

PROFINET 非周期性数据读写

如果PN 设备有非周期数据用于设备的调试和诊断，可点击“Window-Parameter” 打开参数读写窗口，用于PN设备非周期数据的读写测试

• PN 设备需在手册中明确是否支持非周期数据，以及非周期数据的寻址路径（Slot, Sub slot和Index）, 以及数据的含义说明

Log 数据记录功能

主站仿真软件还支持Logging 功能，能够记录PN设备的操作记录和IO数据的记录功能，用于测试完成后的数据备份和审计功能

点击 “Window-Logging”, 可知道数据记录的路径和使能记录的类型

以下是部分数据记录的截图

• Logging 文件中的IN OUT 数据中包含每一个Slot/Subslot 数据的IOPS和IOCS状态值，如果为0x80 说明数据交换正常

对应的Wireshark 解析

结语

PROFINET 主站仿真工具提供了一种无需学习PLC组态软件的方式来进行PROFINET从站的调试和数据验证，上手快，效率高，非常适用于不熟悉自动化组态软件的人员使用。