3. TIA Portal项目创建与硬件组态
在编写任何一行灌溉控制程序之前，必须先让博途（TIA Portal）"认识"现场的硬件：有哪些PLC、挂了哪些信号模块、各模块装在什么位置、通过什么网络通信、IP地址是多少。这一步就是项目创建与硬件组态。硬件组态是PLC程序的"物理底稿"，程序中访问的每一个I/O地址、每一个模块诊断信息，都来源于组态结果。组态错了，程序写得再漂亮也无法驱动现场设备。本节以一台S7-1200（CPU 1214C DC/DC/DC）加一块SM 1223数字量模块、一块SM 1231模拟量模块的典型灌溉控制站为例，完整走一遍从新建项目到下载硬件组态的过程。
一、新建项目与设备选型
打开TIA Portal后，在起始界面选择"创建新项目"，填写项目名称（例如 Irrigation_Station01），指定保存路径，点击"创建"。随后进入项目视图，在左侧项目树中双击"添加新设备"，进入设备选型对话框。选型时按"控制器 → SIMATIC S7-1200 → CPU → CPU 1214C DC/DC/DC"逐级展开，注意订货号要与实物一致（例如 6ES7 214-1AG40-0XB0），固件版本尽量与实物匹配，否则下载时可能提示版本不一致。设备名称建议改为有工程含义的名字，如 PLC_Irrigation，这个名称后续会出现在PROFINET设备名中。
添加CPU后，博途会自动生成机架（导轨）视图，CPU占据1号槽。S7-1200的槽位规则是：1号槽为CPU，2～9号槽可插信号模块或通信模块，模块之间不能留空槽。本例在2号槽插入SM 1223（16DI/16DO），3号槽插入SM 1231（4AI），分别用于采集土壤湿度开关量、雨量传感器状态和输出电磁阀控制信号、采集4～20mA模拟量土壤湿度变送器信号。
二、模块参数与I/O地址规划
模块插入机架后，博途会按默认规则自动分配I/O地址。S7-1200的数字量输入从 I0.0 开始，数字量输出从 Q0.0 开始，模拟量输入从 IW64 开始。实际工程中不建议完全依赖默认地址，而应按功能规划，便于程序阅读和后期维护。双击模块打开"设备视图"下方的属性面板，在"常规 → 地址"中可修改起始地址。下表给出本例的地址规划示例（属于教学示例，实际项目应按现场接线调整）：
| 模块/槽位 | 信号类型 | 规划地址 | 用途示例 |
|---|---|---|---|
| CPU 1214C（1号槽） | DI | I0.0～I0.7 | 急停、手动/自动切换、启动按钮 |
| CPU 1214C（1号槽） | DO | Q0.0～Q0.7 | 主泵接触器、报警指示灯 |
| SM 1223（2号槽） | DI | I8.0～I9.7 | 雨量开关、阀位反馈 |
| SM 1223（2号槽） | DO | Q8.0～Q9.7 | 分区电磁阀1～8 |
| SM 1231（3号槽） | AI | IW64～IW70 | 土壤湿度、管道压力、流量 |
除地址外，模块参数同样需要设置。以SM 1231模拟量输入为例，在属性中可配置测量类型（电流/电压）、量程（如4～20mA）、干扰频率抑制（50Hz/60Hz，国内选50Hz）、超限诊断是否启用。若变送器输出4～20mA，必须选电流型量程，否则读数完全错误。数字量模块则需关注输入滤波时间（默认6.4ms，用于抑制触点抖动）和输出故障状态。CPU本身还要设置系统和时钟存储器：启用系统存储器字节（如MB0）和时钟存储器字节（如MB1），后者可提供1Hz、2Hz等时钟脉冲，灌溉程序中做定时闪烁报警非常方便。
三、PROFINET接口与IP地址配置
双击CPU进入属性，展开"PROFINET接口 → 以太网地址"，设置PLC的IP地址和子网掩码。本例设为 192.168.0.10，掩码 255.255.255.0。若项目中还有触摸屏、远程I/O或上位机，应处于同一网段，例如HMI设为 192.168.0.20。在"PROFINET"选项卡中可看到设备名称，默认与CPU名称一致，下载时博途会提示为设备分配该名称。IP地址是三层通信标识，而PROFINET设备名是二层识别标识，二者必须同时正确，设备才能被控制器正常寻址。
如果现场使用分布式I/O（如ET 200SP），还需在"网络视图"中把远程I/O拖到PROFINET总线上，连接控制器接口，并为其分配设备名和IP。本例为单机站，暂不涉及，但网络视图中的连接关系应保持清晰，避免出现未连接的设备。
四、编译与下载硬件组态
组态完成后，右键项目树中的PLC，选择"编译 → 硬件（完全重建）"。编译输出窗口会列出错误和警告：常见错误包括模块订货号与固件不匹配、槽位冲突、IP地址重复等。编译通过后，用网线连接编程电脑与CPU的PROFINET口，在"在线访问"中设置电脑网卡IP为同网段（如 192.168.0.100），然后点击"下载到设备"。下载对话框会依次执行：搜索可访问设备 → 选择目标CPU → 分配PROFINET设备名 → 下载硬件组态。首次下载时CPU可能处于停止状态，下载完成后需将CPU切换到RUN模式。
下载完成后，进入"在线和诊断"，查看CPU的模块信息：机架中各槽位模块应显示为"正常"，无红色故障标记；在"诊断缓冲区"中应无模块组态错误。此时可打开"监控与强制表"，对I8.0等输入点进行监视，确认模块通信正常。只有硬件组态在线状态全部正常，才具备进入下一步编写灌溉控制程序的条件。
至此，项目骨架、机架模块、地址规划、PROFINET接口参数和下载验证全部完成。硬件组态一旦确定，后续灌溉程序中的I/O符号、模拟量标定和诊断逻辑就有了可靠依据；若现场硬件有变更，应回到设备视图修改组态并重新编译下载，而不是在程序里"绕开"组态。