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習一下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)全局數(shù)據(jù)（gd）服務(wù)，周期性地相互進行數(shù)據(jù)交換。
mpi通訊是當通信速率要求不高、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標準，通過網(wǎng)關(guān)來連接遠程網(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)備進行遠程管理。
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。可以用屏蔽的或非屏蔽的兩芯電纜，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. 6es7360-3aa01-0aa0simatic 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
2.6es7361-3ca01-0aa0simatic 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
3.6es7365-0ba01-0aa0simatic 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
4.6es7368-3bb01-0aa0simatic s7-300,連接電纜在 im 360/im 361,1m 之間
5. 6es7368-3bc51-0aa0simatic s7-300,連接電纜在 im 360/im 361,2.5m之間
6.6es7368-3bf01-0aa0simatic s7-300,連接電纜在 im 360/im 361,5m 之間
7.6es7368-3cb01-0aa0simatic s7-300,連接電纜在 im 360/im 361,10m 之間