在工业自动化领域，PROFINET 作为主流的工业以太网标准，凭借高速实时的数据传输能力，成为工厂自动化系统中设备互联的核心纽带。在 PROFINET 网络中，及时获取设备的 IP 地址、MAC 地址以及 MRP（介质冗余协议）环状态等关键数据，对系统的监控、故障诊断和维护至关重要。本文以 S7-1200 连接 ET200SP 为例，详细介绍如何利用 PROFINET 数据记录库中的功能块，实现对这些关键数据的读取，附详细操作步骤与实战要点。
一、前期准备：硬件与软件清单
在开始操作之前，需确保以下硬件设备和软件工具准备就绪，这是顺利完成数据获取的基础。
硬件设备
- CPU 1215C DC/DC/DC（固件版本 V4.5）：作为主控制器，负责发起数据读取请求并处理返回结果。
- ET200SP PN/2 HF（固件版本 V4.2）：分布式 IO 设备，通过 PROFINET 与 S7-1200 通信。
- SCALANCE X204IRT（固件版本 V5.4）：工业以太网交换机，支持 MRP 功能，用于构建冗余网络。
- 网线：用于连接各设备，确保 PROFINET 网络通畅。
软件工具
- TIA PORTAL V17：西门子全集成自动化软件，用于项目创建、设备组态和程序编写。
- PROFINET 数据记录库：可从 SIOS 网站下载，包含用于读取 PROFINET 设备数据的功能块。
二、读取 IP 地址和 MAC 地址：LPNDR_ReadGlobalInfo 函数块的应用
IP 地址和 MAC 地址是 PROFINET 设备在网络中的 “身份标识”，通过 LPNDR_ReadGlobalInfo 函数块可轻松获取这些信息。
项目创建与设备组态
- 打开 TIA PORTAL V17，创建一个新项目。在项目中依次添加 CPU 1215C 和 ET200SP PN/2 HF 设备，完成初步的硬件组态，如图所示。
- 对 CPU 1215C 进行参数设置，在 “属性” 窗口中配置其 PROFINET 接口的 IP 地址和设备名称，例如将 IP 地址设为 192.168.0.15，设备名称设为 “S7-1215C”，如图 所示。
- 同样地，为 ET200SP PN/2 HF 设置参数，配置其 IP 地址（如 192.168.0.10）和设备名称（如 “ET200SP”），如图 3所示。完成配置后，将项目下载到 PLC 中。
编程调用 LPNDR_ReadGlobalInfo 函数块
- 在 TIA PORTAL V17 的库选项中，打开全局库，找到已下载并添加的 PROFINET 数据记录库。从库中拖拽 LPNDR_ReadGlobalInfo 函数块到程序编辑区，如图所示。
- LPNDR_ReadGlobalInfo 函数块的各引脚功能如下：
参数 声明 数据类型 说明 execute IN Bool 读数据记录 hwId IN HW_IO PROFINET 接口硬件标识符 mode IN Int 允许值：
1： 接口信息
2： MRP 信息
3： 端口信息
4：端口连接状态
5：端口统计busy OUT Bool 命令执行中 done OUT Bool 命令执行完成 error OUT Bool 发生错误 status OUT Word 错误说明 DataRecord IN_OUT Version 将信息读取到的目标区域根据“mode”参数选择数据类型声明目标区域 - “execute”：输入参数，数据类型为 Bool，用于触发读数据记录操作，当该引脚为 “1” 时，函数块开始执行读取操作。
- “hwId”：输入参数，数据类型为 HW_IO，用于指定 PROFINET 接口的硬件标识符，可在设备的硬件配置中查找对应接口的硬件标识符。
- “mode”：输入参数，数据类型为 Int，用于选择读取的信息类型，其中 1 表示接口信息，2 表示 MRP 信息，3 表示端口信息，4 表示端口连接状态，5 表示端口统计。
- “busy”：输出参数，数据类型为 Bool，当函数块正在执行命令时，该引脚为 “1”。
- “done”：输出参数，数据类型为 Bool，当命令执行完成且成功时，该引脚为 “1”。
- “error”：输出参数，数据类型为 Bool，当执行过程中发生错误时，该引脚为 “1”。
- “status”：输出参数，数据类型为 Word，用于显示错误说明，当 “error” 为 “0” 时，该参数无实际意义。
- “DataRecord”：输入输出参数，数据类型为 Version，根据 “mode” 参数的选择，用于存储读取到的信息，当 “mode” 为 1 时，需选择 “LPNDR_typeInterfaceInformation” 数据类型。
- 在程序段 1 中，若要读取 CPU 1215C 的接口信息，需将 “hwId” 设置为 CPU PROFINET 接口的硬件标识符，“mode” 设为 1，“DataRecord” 选择 “LPNDR_typeInterfaceInformation” 数据类型。
- 在程序段 2 中，读取 ET200SP 的接口信息时，设置方法类似，只需将 “hwId” 改为 ET200SP PROFINET 接口的硬件标识符。
测试结果
分别触发程序段 1 和程序段 2 中 LPNDR_ReadGlobalInfo 函数块的 “execute” 引脚，待函数块执行完成后，在 “DataRecord” 所连接的变量中，可读取到相应设备的 IP 地址和 MAC 地址等接口信息，。
读取 CPU 1215C 的接口信息如下
读取 ET200SP 的接口信息
三、读取 MRP 环状态：LPNDR_ReadMRPState 函数块的应用
MRP 环状态对于保障 PROFINET 网络的冗余性至关重要，通过 LPNDR_ReadMRPState 函数块可实时监测 MRP 环的状态。
组态编程
- 在 TIA PORTAL V17 中创建新项目，组态 CPU S7-1200、ET200SP 以及 SCALANCE X204IRT 交换机，形成 PROFINET 网络。
- 进入拓扑视图进行组态，。分别设置各设备的介质冗余角色：将 S7-1200 和 ET200SP 组态为介质冗余客户端；
- 将 SCALANCE X204IRT 组态为介质冗余管理员。
编程调用 LPNDR_ReadMRPState 函数块
- 从 PROFINET 数据记录库中调用 LPNDR_ReadMRPState 函数块到程序编辑区。
- 该函数块各引脚功能如下：
参数 声明 数据类型 说明 execute IN Bool 读数据记录 hwId IN HW_IO MRP 管理员接口硬件标识符 busy OUT Bool 命令执行中 done OUT Bool 命令执行完成 error OUT Bool 发生错误 mrpRingState OUT Word MRP 环状态 status OUT Word 错误说明 - “execute”：输入参数，Bool 类型，用于触发读 MRP 环状态操作。
- “hwId”：输入参数，HW_IO 类型，为 MRP 管理员接口的硬件标识符。
- “busy”：输出参数，Bool 类型，函数块执行命令时为 “1”。
- “done”：输出参数，Bool 类型，命令执行成功完成时为 “1”。
- “error”：输出参数，Bool 类型，执行出错时为 “1”。
- “mrpRingState”：输出参数，Word 类型，用于表示 MRP 环状态，“1” 表示环闭合，“0” 表示环打开。
- “status”：输出参数，Word 类型，用于显示错误说明。
测试结果
当 MRP 环处于闭合状态时，触发 LPNDR_ReadMRPState 函数块的 “execute” 引脚，函数块执行完成后，“mrpRingState” 输出为 1；
当 MRP 环处于打开状态时，“mrpRingState” 输出为 0。
通过上述方法，利用 PROFINET 数据记录库中的功能块，能够便捷地获取 PROFINET 设备的关键数据，为工业自动化系统的高效运行和维护提供有力支持。在实际应用中，需严格按照操作步骤进行组态和编程，并注意函数块参数的正确设置，以确保数据获取的准确性和可靠性。
（注：文档部分内容可能由 AI 生成）