2. TIA Portal项目创建与多设备硬件组态
多设备协同控制系统的第一步，不是写程序，而是把“有哪些设备、它们叫什么、地址是多少、谁连到谁”这件事在TIA Portal里固定下来。这一步做错，后面写再漂亮的程序也会在下载或通信时反复报错。本节以一条典型的“S7-1500 + HMI + G120 + ET200SP”小型生产线为例，完整走一遍项目创建与硬件组态过程。
一、先规划，再动手
打开TIA Portal之前，建议先在纸上或表格里确定设备清单。示例系统包含：1台S7-1500 CPU（1516-3 PN/DP）作为主控；1台精智面板TP700 Comfort作为HMI；1台G120变频器（CU240E-2 PN）驱动输送电机；1套ET200SP远程IO（IM155-6 PN ST）采集现场按钮与传感器。四台设备全部通过PROFINET接入同一网段。
规划的核心是三件事：设备名称、IP地址、拓扑连接。设备名称是PROFINET通信的身份标识，必须唯一且符合DNS命名规则（字母开头，只含字母、数字、连字符，不含下划线、中文和空格）。IP地址建议统一规划在同一子网，例如192.168.0.0/24。示例分配如下：
| 设备 | PROFINET设备名 | IP地址 | 角色 |
|---|---|---|---|
| S7-1500 CPU | plc-line1 | 192.168.0.1 | IO控制器 |
| TP700 Comfort | hmi-line1 | 192.168.0.2 | HMI站 |
| G120 CU240E-2 PN | vfd-conveyor | 192.168.0.3 | IO设备 |
| ET200SP IM155-6 PN | io-station1 | 192.168.0.4 | IO设备 |
二、新建项目与添加设备
启动TIA Portal，在起始界面选择“创建新项目”，输入项目名称（如Line1_Project），设置存储路径，点击“创建”。进入项目视图后，在左侧项目树中双击“添加新设备”，依次完成四台设备的添加。
添加S7-1500时，在控制器目录下展开“SIMATIC S7-1500”，选择CPU 1516-3 PN/DP，确认订货号与实物一致，设备名可先保持默认，稍后统一修改。添加HMI时，在“SIMATIC HMI”下选择TP700 Comfort。添加G120时，在“驱动技术”→“SINAMICS”→“G120”下选择CU240E-2 PN，注意选择带PN接口的版本。添加ET200SP时，在“分布式IO”→“ET200SP”下选择IM155-6 PN ST接口模块，并为其配置电源模块和IO模块。
每添加一台设备，TIA Portal都会自动生成一个设备视图和对应的机架。CPU的机架中，电源、CPU、信号模块按槽位排列；ET200SP的机架中，接口模块在0号槽，IO模块从1号槽开始依次排列。添加IO模块时要核对模块型号与实物一致，例如DI 16x24VDC ST、DQ 16x24VDC/0.5A ST、AI 8xU/I HS等。
三、设备命名与IP地址分配
设备添加完成后，逐台修改设备名称。在项目树中右键设备，选择“属性”，在“常规”中修改名称。或者在设备视图中点击设备，在右侧属性面板的“常规”里修改。名称修改后，项目树中的显示会同步更新。
IP地址分配在设备属性的“PROFINET接口”→“以太网地址”中设置。以CPU为例，选中CPU的PN接口，在属性面板中设置IP地址为192.168.0.1，子网掩码255.255.255.0，并新建一个子网“PN/IE_1”。其他设备在设置IP时，选择“已存在的子网”PN/IE_1，这样四台设备就处于同一子网。
四、拓扑连接与设备视图
四台设备都设置好IP并加入同一子网后，需要在“网络视图”中建立连接。切换到网络视图，可以看到四台设备以方框形式排列。用鼠标从CPU的PN接口拖拽到HMI的PN接口，即可建立一条PROFINET连接线；同样方式连接CPU与G120、CPU与ET200SP。连接完成后，网络视图中会显示绿色的连线，表示通信关系已建立。
对于PROFINET IO系统，还需要在网络视图中将G120和ET200SP分配给CPU作为IO控制器。右键G120的PN接口，选择“分配给新IO控制器”，选择CPU。ET200SP同样操作。分配完成后，G120和ET200SP的方框上会显示“IO设备”标识，CPU上显示“IO控制器”。
拓扑连接不仅表示通信关系，还决定了PROFINET的端口互连。在网络视图中双击连线，可以查看端口属性。如果现场是线性拓扑，需要按实际端口顺序连接；如果是星型拓扑，通过交换机连接，则网络视图中也应体现交换机。示例系统采用星型拓扑，四台设备均连接到一台SCALANCE XB008交换机。
五、下载前的检查与设备名称分配
硬件组态完成后，不要急着下载程序。先做三项检查：第一，在网络视图中确认所有设备都在同一子网，连线无断开；第二，在设备视图中确认每个机架的模块型号、槽位与实物一致；第三，在“在线访问”中确认PG/PC接口选择的是正确的网卡。
下载硬件组态时，先下载CPU。编译项目，若无错误，选中CPU点击“下载到设备”。下载完成后，CPU的IP地址生效。接着为G120和ET200SP分配设备名称：在项目树中右键设备，选择“分配设备名称”，在弹出的对话框中，TIA Portal会搜索网络中所有未命名的PROFINET设备，根据MAC地址识别，选中目标设备，点击“分配名称”。分配成功后，设备名称写入设备，CPU即可通过名称找到该IO设备。
六、组态结果的验证
全部下载完成后，切换到“在线”视图。在网络视图中，正常通信的设备连线显示为绿色，故障设备显示为红色或黄色。点击CPU的“在线和诊断”，查看“PROFINET IO诊断”，可以看到G120和ET200SP的状态均为“正常”。若某台设备显示“不可用”，检查设备名称是否分配、IP是否冲突、网线是否连接。
此时，硬件组态阶段完成。项目树中四台设备均已就位，网络视图中拓扑清晰，CPU作为IO控制器管理两个IO设备，HMI通过PROFINET与CPU通信。后续的PLC程序、HMI画面和G120参数，都建立在这一套硬件组态基础之上。建议在此时保存项目并做一次归档，作为后续开发的基线版本。