西門子S7-300接口模塊接口連接模塊       西門子S7-300接口模塊接口連接模塊

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深入淺出西門子PLC連載一：西門子S7-300/400通信功能

SIMATIC S7-300/400系列可編程控制器是西門子全集成自動化系統(tǒng)中的控制核心，是其集成與開放特性的重要體現(xiàn)。該系列PLC繼承了西門子上一代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)自動化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1. 現(xiàn)場設(shè)備層

現(xiàn)場設(shè)備層主要功能是連接現(xiàn)場設(shè)備，例如分布式I/O、傳感器、驅(qū)動器、執(zhí)行機構(gòu)和開關(guān)設(shè)備等，完成現(xiàn)場設(shè)備控制及設(shè)備間連鎖控制。

2. 車間監(jiān)控層

車間監(jiān)控層又稱為單元層，用來完成車間主生產(chǎn)設(shè)備之間的連接，包括生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)的在線監(jiān)控、設(shè)備故障報警及維護(hù)等。還有生產(chǎn)統(tǒng)計、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. 工廠管理層

車間操作員工作站通過集線器與車間辦公管理網(wǎng)絡(luò)連接，將車間生產(chǎn)數(shù)據(jù)送到車間管理層。車間管理網(wǎng)作為工廠主網(wǎng)的一個子網(wǎng)，連接到工廠骨干網(wǎng)，將車間數(shù)據(jù)集成到工廠管理層。

S7-300/400有很強的通信功能，CPU模塊集成有MPI和DP通信接口、PROFIBUS-DP、工業(yè)以太網(wǎng)的通信模塊以及點對點通信功能。通過PROFIBUS-DP或AS-i現(xiàn)場總線，CPU與分布式I/O模塊之間可以周期性地自動交換數(shù)據(jù)（過程映像數(shù)據(jù)交換），在自動化系統(tǒng)之間，PLC與計算機和HMI（人機接口）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進(jìn)行，或基于事件驅(qū)動（由用戶程序塊調(diào)用）。

一、 S7-300/400的通信網(wǎng)絡(luò)

1. 通過多點接口（MPI）協(xié)議的數(shù)據(jù)通信

MPI是多點接口(Multi Point Interface)的簡稱。MPI的物理層是RS485，通過MPI能同時連接運行STEP 7的編程器、計算機、人機界面（HMI）以及其他SIMATIC S7、M7和C7。

通過MPI接口實現(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，可以采用的一種簡單經(jīng)濟的通訊方式。。MPI網(wǎng)絡(luò)的通信速率為19.2Kbps~12Mbps，多可以連接32個節(jié)點，大通訊距離為50m，但是可以通過中繼器來擴展長度。

1. PROFIBUS

PROFIBUS是程序總線網(wǎng)絡(luò)（PROcess FIeld BUS）的簡稱。用于車間監(jiān)控和現(xiàn)場層的通信系統(tǒng)和開放性。PROFIBUS-DP與分布式I/O，多可以與127個網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。網(wǎng)絡(luò)中多可以串接10個中繼器來延長通信距離。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)

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

采用交換機式局域網(wǎng)，每個網(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)劃分為若干個網(wǎng)段，在多個網(wǎng)段中可以同時傳輸多個報文。本地數(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。

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

自適應(yīng)功能自動檢測出信號傳輸速率（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)器對支持SNMP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程管理。

1. 點對點連接

點對點連接（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PLC的MPI編程接口，可以實現(xiàn)計算機與S7-300/400的通信。

2. 通過AS-i網(wǎng)絡(luò)的過程通信

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

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

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

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

西門子S7-300接口模塊，接口連接模塊訂貨號

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

2. 6ES7361-3CA01-0AA0 SIMATIC S7-300,接口 模塊IM 361 IN 擴展架，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