西門(mén)子S7-300接口模塊接口連接模塊       西門(mén)子S7-300接口模塊接口連接模塊

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深入淺出西門(mén)子PLC連載一：西門(mén)子S7-300/400通信功能

SIMATIC S7-300/400系列可編程控制器是西門(mén)子全集成自動(dòng)化系統(tǒng)中的控制核心，是其集成與開(kāi)放特性的重要體現(xiàn),。該系列PLC繼承了西門(mén)子上一代PLC SIMATIC S5系列的穩(wěn)定,、可靠和故障率低的精髓，將*控制思想,、現(xiàn)代通信技術(shù)和IT技術(shù)的發(fā)展集于一身,。今天我們就來(lái)好好學(xué)習(xí)一下SIMATIC S7-300/400系列可編程控制器的精髓——通信功能，本篇文章為連載*篇,，我們來(lái)看看SIMATIC S7-300/400系列可編程控制器有哪些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),，以及通信網(wǎng)絡(luò)。

一,、 工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1. 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層主要功能是連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,，例如分布式I/O、傳感器,、驅(qū)動(dòng)器,、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和開(kāi)關(guān)設(shè)備等，完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制及設(shè)備間連鎖控制,。

2. 車(chē)間監(jiān)控層

車(chē)間監(jiān)控層又稱(chēng)為單元層,，用來(lái)完成車(chē)間主生產(chǎn)設(shè)備之間的連接，包括生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)的在線(xiàn)監(jiān)控,、設(shè)備故障報(bào)警及維護(hù)等,。還有生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)、生產(chǎn)調(diào)度等功能。傳輸速度不是重要的,，但是應(yīng)能傳送大容量的信息,。

3. 工廠(chǎng)管理層

車(chē)間操作員工作站通過(guò)集線(xiàn)器與車(chē)間辦公管理網(wǎng)絡(luò)連接，將車(chē)間生產(chǎn)數(shù)據(jù)送到車(chē)間管理層,。車(chē)間管理網(wǎng)作為工廠(chǎng)主網(wǎng)的一個(gè)子網(wǎng),，連接到工廠(chǎng)骨干網(wǎng)，將車(chē)間數(shù)據(jù)集成到工廠(chǎng)管理層,。

S7-300/400有很強(qiáng)的通信功能,，CPU模塊集成有MPI和DP通信接口、PROFIBUS-DP,、工業(yè)以太網(wǎng)的通信模塊以及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信功能,。通過(guò)PROFIBUS-DP或AS-i現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，CPU與分布式I/O模塊之間可以周期性地自動(dòng)交換數(shù)據(jù)（過(guò)程映像數(shù)據(jù)交換）,，在自動(dòng)化系統(tǒng)之間,，PLC與計(jì)算機(jī)和HMI（人機(jī)接口）站之間，均可以交換數(shù)據(jù),。數(shù)據(jù)通信可以周期性地自動(dòng)進(jìn)行,，或基于事件驅(qū)動(dòng)（由用戶(hù)程序塊調(diào)用）。

一,、 S7-300/400的通信網(wǎng)絡(luò)

1. 通過(guò)多點(diǎn)接口（MPI）協(xié)議的數(shù)據(jù)通信

MPI是多點(diǎn)接口(Multi Point Interface)的簡(jiǎn)稱(chēng),。MPI的物理層是RS485，通過(guò)MPI能同時(shí)連接運(yùn)行STEP 7的編程器,、計(jì)算機(jī),、人機(jī)界面（HMI）以及其他SIMATIC S7、M7和C7,。

通過(guò)MPI接口實(shí)現(xiàn)全局?jǐn)?shù)據(jù)（GD）服務(wù),，周期性地相互進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

MPI通訊是當(dāng)通信速率要求不高,、通信數(shù)據(jù)量不大時(shí),，可以采用的一種簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的通訊方式。,。MPI網(wǎng)絡(luò)的通信速率為19.2Kbps~12Mbps,，多可以連接32個(gè)節(jié)點(diǎn)，大通訊距離為50m,，但是可以通過(guò)中繼器來(lái)擴(kuò)展長(zhǎng)度,。

1. PROFIBUS

PROFIBUS是程序總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)（PROcess FIeld BUS）的簡(jiǎn)稱(chēng)。用于車(chē)間監(jiān)控和現(xiàn)場(chǎng)層的通信系統(tǒng)和開(kāi)放性,。PROFIBUS-DP與分布式I/O,，多可以與127個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,。網(wǎng)絡(luò)中多可以串接10個(gè)中繼器來(lái)延長(zhǎng)通信距離。使用光纖作通信介質(zhì),，通信距離可達(dá)90km,。

2. 工業(yè)以太網(wǎng)

西門(mén)子的工業(yè)以太網(wǎng)符合IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)網(wǎng)關(guān)來(lái)連接遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò),。傳輸速率為10Mbit/s或100Mbit/s,，多1024個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)的大范圍為150km,。

采用交換機(jī)式局域網(wǎng),，每個(gè)網(wǎng)段都能達(dá)到網(wǎng)絡(luò)的整體性能和數(shù)據(jù)傳輸速率，電氣交換模塊與光纖交換模塊將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個(gè)網(wǎng)段,，在多個(gè)網(wǎng)段中可以同時(shí)傳輸多個(gè)報(bào)文,。本地?cái)?shù)據(jù)通信在本網(wǎng)段進(jìn)行,，只有的數(shù)據(jù)包可以超出本地網(wǎng)段的范圍,。

全雙工模式使一個(gè)站能同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，不會(huì)發(fā)生沖突,。其傳輸速度到20Mbit/s和200Mbit/s,。可以構(gòu)建環(huán)形冗余工業(yè)以太網(wǎng),。大的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)時(shí)間為0.3秒,。

自適應(yīng)功能自動(dòng)檢測(cè)出信號(hào)傳輸速率（10Mbit/s或100Mbit/s）。

自協(xié)商是高速以太網(wǎng)的配置協(xié)議,，通過(guò)協(xié)議確定數(shù)據(jù)傳輸速率和工作方式,。

使用SNMP-OPC服務(wù)器對(duì)支持SNMP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程管理。

1. 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接（Point-to-Point Connections）可以連接S7 PLC和其他串口設(shè)備,。使用CP340,、CP341、CP440,、CP441通信處理模塊,，或CPU31xC-2PtP集成的通信接口。

接口有20mA（TTA）,，RS232C和RS422A/RS485,。通信協(xié)議有ASCII驅(qū)動(dòng)器、3964(R)和RK512（只適用于部分CPU）,。

使用通信軟件PRODAVE和編程用的PC/MPI適配器,，通過(guò)PLC的MPI編程接口，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與S7-300/400的通信,。

2. 通過(guò)AS-i網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程通信

AS-i是執(zhí)行器-傳感器接口（Actuator Sensor Interface）的簡(jiǎn)

AS-i中每個(gè)網(wǎng)段只能有一個(gè)主站,。AS-i中所有分支的電路的大總長(zhǎng)度為100m，可以用中繼器使其延長(zhǎng)?？梢杂闷帘蔚幕蚍瞧帘蔚膬尚倦娎|,，支持總線(xiàn)供電。

DP/AS-i網(wǎng)關(guān)（Gateway）用來(lái)連接PROFIBUS-DP和AS-i網(wǎng)絡(luò),。

CP 342-2多可以連接32個(gè)數(shù)字量或31個(gè)模擬量AS-i從站,，多可以訪(fǎng)問(wèn)248個(gè)DI和186個(gè)DO，可以處理模擬量值,。

西門(mén)子S7-300接口模塊,，接口連接模塊訂貨號(hào)

1. 6ES7360-3AA01-0AA0 SIMATIC S7-300,中心架上的接口模塊IM 360  用于連接MAX.3擴(kuò)展架,帶有 K-BUS  

2. 6ES7361-3CA01-0AA0 SIMATIC S7-300,接口 模塊IM 361 IN 擴(kuò)展架，用于連接中心架(IM360),24 V DC 電源電壓

3. 6ES7365-0BA01-0AA0 SIMATIC S7-300,接口 模塊IM 365 用于連接擴(kuò)展架, W/O K-BUS,2 模塊 + 連接電纜 1M  

4. 6ES7368-3BB01-0AA0 SIMATIC S7-300,連接電纜在 IM 360/IM 361,1M 之間

5. 6ES7368-3BC51-0AA0  SIMATIC S7-300,連接電纜在  IM 360/IM 361,2.5M之間  

6. 6ES7368-3BF01-0AA0 SIMATIC S7-300,連接電纜在 IM 360/IM 361,5M 之間

7. 6ES7368-3CB01-0AA0 SIMATIC S7-300,連接電纜在 IM 360/IM 361,10M 之間