西門子工業(yè)以太網(wǎng)通訊技術(shù).ppt

1、第十章 工業(yè)以太網(wǎng)通訊技術(shù),隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，信息交換技術(shù)覆蓋了各行各業(yè)。在自動(dòng)化領(lǐng)域，越來(lái)越多的企業(yè)需要建立包含從工廠現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層到控制層、管理層等各個(gè)層次的綜合自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)管控平臺(tái)，建立以工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)的企業(yè)信息化系統(tǒng)。 工業(yè)以太網(wǎng)提供了針對(duì)制造業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，利用了交換以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，有很高的網(wǎng)絡(luò)安全性、可操作性和實(shí)效性，最大限度地滿足了用戶和生產(chǎn)廠商的需求。工業(yè)以太網(wǎng)以其特有的第成本、高實(shí)效、高擴(kuò)展性及高智能的魅力，吸引著越來(lái)越多的制造業(yè)廠商。,10.1 工業(yè)以太網(wǎng)簡(jiǎn)介,10.1.1 以太網(wǎng)技術(shù) 以太網(wǎng)技術(shù)的思想淵源最早可以追溯到1968年。

2、以太網(wǎng)的核心思想是使用共享的公共傳輸信道，這個(gè)思想源于夏威夷大學(xué)。 在局域網(wǎng)家族中，以太網(wǎng)是指遵循IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)，可以在光纜和雙絞線上傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)。以太網(wǎng)也是當(dāng)前主要應(yīng)用的一種局域網(wǎng)（LANLocal Area Network，局域網(wǎng)）類型。目前的以太網(wǎng)按照傳輸速率大致分為以下四種： 10Base-T 以太網(wǎng)傳輸介質(zhì)是銅軸電纜，傳輸速率為10Mbit/s； 快速以太網(wǎng)傳輸速率為100Mbit/s，采用光纜或雙絞線作為傳輸介質(zhì)，兼容10Base-T 以太網(wǎng)； Gigabit 以太網(wǎng)擴(kuò)展的以太網(wǎng)協(xié)議，傳輸速率為1Gbit/s,采用光纜或雙絞線作為傳輸介質(zhì)，基于當(dāng)前的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，兼容10Mb

3、it/s以太網(wǎng)和100Mbit/s以太網(wǎng)的交換機(jī)和路由器設(shè)備； 10 Gigabit 以太網(wǎng)2002年6月發(fā)布，是一種速度更快的以太網(wǎng)技術(shù)。支持智能以太網(wǎng)服務(wù)，是未來(lái)廣域網(wǎng)（WANWide Area Network）和城域網(wǎng)（MANMetropolitan Area Network）的寬帶解決方案。 工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)是普通以太網(wǎng)技術(shù)在控制網(wǎng)絡(luò)延伸的產(chǎn)物，前者源于后者但不同與前者。以太網(wǎng)技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展，特別是它在Internet中廣泛應(yīng)用，使得它的技術(shù)更為成熟，并得到了廣大開發(fā)商與用戶的認(rèn)同。因此無(wú)論從技術(shù)上還是產(chǎn)品價(jià)格上，以太網(wǎng)較之其他類型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。另為，隨著技術(shù)的發(fā)展，控制

4、網(wǎng)絡(luò)與普通計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、Internet的聯(lián)系更為密切?？刂凭W(wǎng)絡(luò)技術(shù)需要考慮與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接的一致性，需要提高對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信能力的要求，這些都是控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的開發(fā)者與制造商把目光轉(zhuǎn)向以太網(wǎng)技術(shù)的重要原因。,10.1.2 工業(yè)以太網(wǎng)與傳統(tǒng)以太網(wǎng)絡(luò)的比較,工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)辦公室網(wǎng)絡(luò)相比，有一些不同之處，如表10-1所示。,表10-1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)辦公室網(wǎng)絡(luò)的比較,工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造必須充分考慮并滿足工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需要。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品的要求包括： 工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的高溫、潮濕、空氣污濁以及腐蝕性氣體的存在，要求工業(yè)級(jí)的產(chǎn)品具有氣候環(huán)境適應(yīng)性，并要求耐腐蝕、防塵和防水。 工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的粉

5、塵、易燃易爆和有毒性氣體的存在，需要采取防爆措施保證安全生產(chǎn)。 工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的振動(dòng)、電磁干擾大，工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)必須具有機(jī)械環(huán)境適應(yīng)性（如耐振動(dòng)、耐沖擊）、電磁環(huán)境適應(yīng)性或電磁兼容性（EMCElectro Magnetic Compatibility）等。 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)器件的供電，通常是采用柜內(nèi)低壓直流電源標(biāo)準(zhǔn)，大多的工業(yè)環(huán)境中控制柜內(nèi)所需電源為低壓24V直流。 采用標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝，安裝方便，適用于工業(yè)環(huán)境安裝的要求。工業(yè)網(wǎng)絡(luò)器件要能方便地安裝在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制柜內(nèi)，并容易更換。,10.1.3 工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化中的關(guān)鍵問題,1、通信實(shí)時(shí)性問題 以太網(wǎng)采用的CSMA/CD的介質(zhì)訪問控制方式，其本質(zhì)上

6、是非實(shí)時(shí)的。平等競(jìng)爭(zhēng)的介質(zhì)訪問控制方式不能滿足工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域?qū)νㄐ诺膶?shí)時(shí)性要求。因此以太網(wǎng)一直被認(rèn)為不適合在底層工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中使用。需要有針對(duì)這一問題的切實(shí)的解決方案。 2、對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性與可靠性的問題 以太網(wǎng)是按辦公環(huán)境設(shè)計(jì)的，將它用于工業(yè)控制環(huán)境，其環(huán)境適應(yīng)能力、抗干擾能力等是許多從事自動(dòng)化的專業(yè)人士所特別關(guān)心的。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)要特別注重材質(zhì)、元器件的選擇。使產(chǎn)品在強(qiáng)度、溫度、濕度、振動(dòng)、干擾、輻射等環(huán)境參數(shù)方面滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的要求。還要考慮到在工業(yè)環(huán)境下的安裝要求，例如采用DIN導(dǎo)軌式安裝等。像RJ45一類的連接器，在工業(yè)上應(yīng)用太易損壞，應(yīng)該采用帶鎖緊機(jī)構(gòu)的連接件，使設(shè)備具有更好抗振動(dòng)、抗疲勞

7、能力。,3、總線供電 在控制網(wǎng)絡(luò)中，現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備的位置分散性使得它們對(duì)總線有提供工作電源的要求?，F(xiàn)有的許多控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都可以利用網(wǎng)線對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電。工業(yè)以太網(wǎng)目前沒有對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)供電做出規(guī)定。一種可能的方案是利用現(xiàn)有的5類雙絞線中另一對(duì)空閑線對(duì)供電。一般在工業(yè)應(yīng)用環(huán)境下，要求采用直流1036V低壓供電。 4、本質(zhì)安全 工業(yè)以太網(wǎng)如果要用在一些易燃易爆的危險(xiǎn)工業(yè)場(chǎng)所，就必須考慮本安防爆問題。這是在總線供電解決之后要進(jìn)一步解決的問題。 在工業(yè)數(shù)據(jù)通信與控制網(wǎng)絡(luò)中，直接采用以太網(wǎng)作為控制網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)只是工業(yè)以太網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)方面，現(xiàn)有的許多現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)都提出了與以太網(wǎng)結(jié)合，用以太網(wǎng)作為現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)

8、的高速網(wǎng)段，使控制網(wǎng)絡(luò)與Internet融為一體的解決方案。 在控制網(wǎng)絡(luò)中采用以太網(wǎng)技術(shù)無(wú)疑有助于控制網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，使控制網(wǎng)絡(luò)無(wú)需經(jīng)過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換即可直接連至互聯(lián)網(wǎng)，使測(cè)控節(jié)點(diǎn)有條件成為互聯(lián)網(wǎng)上的一員。在控制器、PLC、測(cè)量變送器、執(zhí)行器、I/O卡等設(shè)備中嵌入以太網(wǎng)通訊接口，嵌入TCP/IP協(xié)議嵌入Web Server便可形成支持以太網(wǎng)、TCP/IP協(xié)議和Web服務(wù)器的Internet現(xiàn)場(chǎng)節(jié)點(diǎn)。在應(yīng)用層協(xié)議尚未統(tǒng)一的環(huán)境下，借助IE等通用的網(wǎng)絡(luò)瀏覽器實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)視與控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，也是人們提出且正在實(shí)現(xiàn)的一個(gè)有效的解決方案。,10.1.4 西門子工業(yè)以太網(wǎng),西門子公司在工業(yè)以太

9、網(wǎng)領(lǐng)域有著非常豐富的經(jīng)驗(yàn)和領(lǐng)先的解決方案。其中SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)基于經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證的技術(shù)，符合IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)并提供10Mbit/s以及100Mbit/s快速以太網(wǎng)技術(shù)。經(jīng)過多年的實(shí)踐，SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用已多于400000個(gè)節(jié)點(diǎn)，偏布世界各地，用于嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境，并包括有高強(qiáng)度電磁干擾的地區(qū)。,1、基本類型,（1）10Mbit/s工業(yè)以太網(wǎng) 應(yīng)用基帶傳輸技術(shù)，基于IEEE 802.3，利用CSMA/CD介質(zhì)訪問方法的單元級(jí)、控制級(jí)傳輸網(wǎng)絡(luò)。傳輸速率為10Mbit/s，傳輸介質(zhì)為同軸電纜、屏蔽雙絞線或光纖。 （2）100Mbit/s快速以太網(wǎng) 基于以太網(wǎng)技

10、術(shù)，傳輸速率為100Mbit/s，傳輸介質(zhì)為屏蔽雙絞線或光纖。,2、網(wǎng)絡(luò)硬件,（1）傳輸介質(zhì) 網(wǎng)絡(luò)的物理傳輸介質(zhì)主要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接距離、數(shù)據(jù)安全以及傳輸速率來(lái)選擇。通常在西門子網(wǎng)絡(luò)中使用的傳輸介質(zhì)包括： 2芯電纜，無(wú)雙絞，無(wú)屏蔽（例如：AS-interface bus） 2芯雙絞線，無(wú)屏蔽 2芯屏蔽雙絞線（例如：PROFIBUS） 同軸電纜（例如：Industrial Etherenet） 光纖（例如：PROFIBUS/ Industrial Etherenet） 無(wú)線通信（例如：紅外線和無(wú)線電通信） 在西門子工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)中，通常使用的物理傳輸介質(zhì)時(shí)屏蔽雙絞線（TPTwisted pair）、工

11、業(yè)屏蔽雙絞線（ITPIndustrial Twisted pair）以及光纖。,（2）網(wǎng)絡(luò)部件 工業(yè)以太網(wǎng)鏈路模塊OLM、ELM 依照IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)，利用電纜和光纖技術(shù)，SIMATIC NET連接模塊使得工業(yè)以太網(wǎng)的連接變得更為方便和靈活。 OLM（光鏈路模塊）有3個(gè)ITP接口和兩個(gè)BFOC接口。ITP接口可以連接3個(gè)終端設(shè)備或網(wǎng)段，BFOC接口可以連接兩個(gè)光路設(shè)備（如OLM等），速度為10Mbit/s。如圖10-1所示。 ELM（電氣鏈路模塊）有個(gè)ITP接口和1個(gè)AUI接口。通過AUI接口，可以將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接至LAN上，速度為10Mbit/s。,圖10-1 工業(yè)以太網(wǎng)OLM,工業(yè)以

12、太網(wǎng)交換機(jī)OSM、ESM OSM的產(chǎn)品包括：OSM TP62、OSM TP22、OSM ITP62、OSM ITP62-LD和OSM BC08。從型號(hào)就可以確定OSM的連接端口類型及數(shù)量，如：OSM ITP62-LD，其中ITP表示OSM上有ITP電纜接口，“6”代表電氣接口數(shù)量，“2”代表光纖接口數(shù)量，LD代表長(zhǎng)距離，如圖10-2所示。 ESM的產(chǎn)品包括：ESM TP40、ESM TP80和ESM ITP80，命名規(guī)則和OSM相同。圖10-3所示為ESM TP80。,圖10-2 OSM ITP62-LD,圖10-3 ESM TP80,（3）通信處理器 常用的工業(yè)以太網(wǎng)通信處理器（CPComm

13、unicaton Processer，通信處理單元），包括用在S7 PLC站上的處理器CP243-1系列、CP343-1系列、CP443-1系列等。 CP243-1是為S7-200系列PLC設(shè)計(jì)的工業(yè)以太網(wǎng)通信處理器，通過CP243-1模塊，用戶可以很方便地將S7-200系列PLC通過工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行連接，并且支持使用STEP7-Micro/WIN 32軟件，通過以太網(wǎng)對(duì)S7-200進(jìn)行遠(yuǎn)程組態(tài)、編程和診斷。同時(shí)，S7-200也可以同S7-300、S7-400系列PLC進(jìn)行以太網(wǎng)的連接。如圖10-4所示。 S7-300系列PLC的以太網(wǎng)通信處理器是CP343-1系列，按照所支持協(xié)議的不同，可以分

14、為CP343-1、CP343-1 ISO、CP343-1 TCP、CP343-1 IT和CP343-1 PN，如圖10-5所示。,圖10-4 CP243-1,圖10-5 CP343-1,S7-400 PLC的以太網(wǎng)通信處理器是CP443-1系列，按照所支持協(xié)議的不同，可以分為CP443-1、CP443-1 ISO、CP443-1 TCP和CP443-1 IT，如圖10-6所示。,圖10-6 CP443-1,10.2掌握S7300PLC的工業(yè)以太網(wǎng)通信方法,10.2.1 西門子支持的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和服務(wù) 網(wǎng)絡(luò)通信需要遵循一定的協(xié)議，表10-2種列出了西門子公司不同的網(wǎng)絡(luò)可以運(yùn)行的服務(wù)。,表10-2 西

15、門子公司的網(wǎng)絡(luò)服務(wù),1、標(biāo)準(zhǔn)通信（Standard Communication）,標(biāo)準(zhǔn)通信運(yùn)行于OSI參考模型第7層的協(xié)議，包括表10-3所示的協(xié)議。 MAP（Manufacturing Automation Protocol，制造業(yè)自動(dòng)化協(xié)議）提供MMS服務(wù)，主要用于傳輸結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。MMS是一個(gè)符合ISO/IES 9506-4的工業(yè)以太網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)，MAP3.0的版本提供了開放統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)，可以連接各個(gè)廠商的產(chǎn)品，現(xiàn)在很少應(yīng)用。,表10-3 標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議,2、S5兼容通信（S5-compatible Communication）,SEND/RECEIVE是SIMATIC S5通信的接口，在

16、S7系統(tǒng)中，將該協(xié)議進(jìn)一步發(fā)展為S5兼容通信“S5-compatible Communication”。該服務(wù)包括如下，見表10-4所示的協(xié)議。,表10-4 S5兼容通信,ISO傳輸協(xié)議： ISO傳輸協(xié)議支持基于ISO的發(fā)送和接收，使得設(shè)備（例如SIMATIC S5或PC）在工業(yè)以太網(wǎng)上的通信非常容易，該服務(wù)支持大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)傳輸（最大8KB）。 ISO數(shù)據(jù)接收有通信方確認(rèn)，通過功能塊可以看到確認(rèn)信息。 TCP： TCP即TCP/IP中傳輸控制協(xié)議，提供了數(shù)據(jù)流通信，但并不將數(shù)據(jù)封裝成消息塊，因而用戶并不接收到每一個(gè)任務(wù)的確認(rèn)信號(hào)。TCP支持面向TCP/IP的Socket。 TCP支持給予TC

17、P/IP的發(fā)送和接收，使得設(shè)備（例如PC或非西門子設(shè)備）在工業(yè)以太網(wǎng)上的通信非常容易。該協(xié)議支持大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)傳輸（最大8KB），數(shù)據(jù)可以通過工業(yè)以太網(wǎng)或TCP/IP網(wǎng)絡(luò)（撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)或因特網(wǎng)）傳輸。 通過TCP，SIMATIC S7可以通過建立TCP連接來(lái)發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。,ISO-on-TCP： ISO-on-TCP提供了S5兼容通信協(xié)議，通過組態(tài)連接來(lái)傳輸數(shù)據(jù)和變量長(zhǎng)度。ISO-on-TCP符合TCP/IP，但相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP，還附加了RFC 1006協(xié)議，RFC 1006是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，該協(xié)議描述了如何將ISO映射到TCP上去。 UDP： UDP（User Datagram Prot

18、ocol，用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）提供了S5兼容通信協(xié)議，適用于簡(jiǎn)單的、交叉網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸，沒有數(shù)據(jù)確認(rèn)報(bào)文，不檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。屬于OSI參考模型第4層的協(xié)議。 UDP支持基于UDP的發(fā)送和接收，使得設(shè)備（例如PC或非西門子公司設(shè)備）在工業(yè)以太網(wǎng)上的通信非常容易。該協(xié)議支持較大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)傳輸（最大2KB），數(shù)據(jù)可以通過工業(yè)以太網(wǎng)或TCP/IP網(wǎng)絡(luò)（撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)或因特網(wǎng)）傳輸。 通過UDP，SIMATIC S7通過建立UDP連接，提供了發(fā)送/接收通信功能，與TCP不同，UDP實(shí)際上并沒有在通信雙方建立一個(gè)固定的連接。 除了上述協(xié)議，F(xiàn)ETCH/WRITE還提供了一個(gè)接口，使得SIMATIC S5或其

19、他非西門子公司控制器可以直接訪問SIMATIC S7 CPU。,3、S7通信（S7 Communication）,S7通信集成在每一個(gè)SIMATIC S7/M7和C7的系統(tǒng)中，屬于OSI參考模型第7層應(yīng)用層的協(xié)議，它獨(dú)立于各個(gè)網(wǎng)絡(luò)，可以應(yīng)用于多種網(wǎng)絡(luò)（MPI、PROFIBUS、工業(yè)以太網(wǎng)）。S7通信通過不斷地重復(fù)接收數(shù)據(jù)來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)報(bào)文的正確。在SIMATIC S7中，通過組態(tài)建立S7連接來(lái)實(shí)現(xiàn)S7通信，在PC上，S7通信需要通過SAPI-S7借口函數(shù)或OPC（過程控制用對(duì)象鏈接與嵌入）來(lái)實(shí)現(xiàn)。 在STEP7中，S7通信需要調(diào)用功能塊SFB（S7-400）或FB（S7-300），最大的通信數(shù)據(jù)可

20、以達(dá)64KB。對(duì)于S7-400，可以使用系統(tǒng)功能塊SFB來(lái)實(shí)現(xiàn)S7通信，對(duì)于S7-300，可以調(diào)用相應(yīng)得FB功能塊進(jìn)行S7通信，如表10-5所示。,表10-5 S7通信功能塊,4、PG/OP通信,PG/OP通信分別是PG和OP與PLC通信來(lái)進(jìn)行組態(tài)、編程、監(jiān)控以及人機(jī)交互等操作的服務(wù)。,圖10-7 S7-300/400 PLC的以太網(wǎng)通信,10.2.2 S7-300PLC進(jìn)行工業(yè)以太網(wǎng)通信所需的硬件與軟件,1、硬件： （1）CPU （3）CP 343-1 IT/CP 343-1 （4）PC（帶網(wǎng)卡） 2、軟件： STEP 7 V5.2 說明：為了便于選擇硬件，請(qǐng)保持軟件的更新?？梢缘轿鏖T子（中

21、國(guó)）自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)的官方網(wǎng)站上去下載所需的補(bǔ)丁和升級(jí)包。,3、PG/PC Interface的設(shè)定 在“SIMATIC Manger”界面中，選擇“Options”“Set PG/PC Interface”，進(jìn)入“Set PG/PC Interface”界面，選定“TCP/IP（Auto）Realtek RTL8193/810”為通信協(xié)議，見圖10-8所示。,圖10-8 “Set PG/PC Interface”界面,10.2.3 S7-300PLC利用S5兼容的通信協(xié)議進(jìn)行工業(yè)以太網(wǎng)通信,1、TCP （1）新建項(xiàng)目 在STEP7中創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，取名為“TCP of IE”。點(diǎn)擊右鍵，再?gòu)?/p>

22、出的菜單中選擇“Insert New Object”“SIMATIC 300 Station”，插入一個(gè)300站，取名為“313C-2DP”。用同樣的方法在項(xiàng)目“TCP of IE”下插另一個(gè)300站，取名為“315-2DP”。如圖10-9所示。,圖10-9 建立項(xiàng)目,（2）硬件組態(tài) 首先對(duì)“313C-2DP”站進(jìn)行硬件組態(tài)，雙擊“Hardware”進(jìn)入“HW Config”界面。在機(jī)架上加入CPU 313C-2DP、SM 323和CP 343-1 IT，如圖10-10所示。,圖10-10 “313C-2DP”站的硬件組態(tài),同時(shí)把CPU的MPI地址設(shè)為“4”，CP模塊的MPI地址設(shè)為“5”。C

23、P 343-1 IT可以在“SIMATIC 300”“CP300”“Industrial Ethernet”下找到，見圖10-11。,圖10-11 CP 343-1 IT的硬件位置,當(dāng)把CP 343-1 IT插入機(jī)架時(shí)，會(huì)彈出一個(gè)“CP 343-1 IT的屬性對(duì)話框”，新建以太網(wǎng)“Ethernet（1）”，因?yàn)橐褂肨CP，故只需設(shè)置CP模塊的IP地址，如圖10-12所示。本例中CP 343-1 IT的IP地址為：10.10.3.28，子網(wǎng)掩碼：255.255.255.192。 用同樣的方法，建立“315-2DP”站的硬件組態(tài)。CPU的MPI地址設(shè)為“2”，CP模塊的MPI地址設(shè)為“3”。CP

24、模塊的IP地址為：10.10.3.58，子網(wǎng)掩碼：255.255.255.192。 硬件組態(tài)好后保存編譯，分別下載到兩臺(tái)PLC中。,圖10-12 CP 343-1 IT的屬性對(duì)話框,（3）網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置 與做一般的項(xiàng)目不同，在做工業(yè)以太網(wǎng)通信的項(xiàng)目時(shí)，除了要組態(tài)硬件，還要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的配置，以便于在編寫程序時(shí)，可以方便的調(diào)用功能塊。 在“SIMATIC Manger”界面中點(diǎn)擊“Configure Network” 鍵，打開“NetPro”設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。此時(shí)可以看到兩臺(tái)PLC已經(jīng)掛入了工業(yè)以太網(wǎng)中，選中一CPU，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“Insert New Connection”建立新的連接，如圖1

25、0-13所示。,圖10-13 建立新的連接,在連接類型中，選擇“TCP connection”連接，如圖10-14所示。,圖10-14 選擇“TCP connection”連接,然后點(diǎn)擊“OK”，設(shè)置連接屬性，見圖10-15。“General”屬性中ID=1，是通信的連接號(hào)；LADDR=W#16#0110，是CP模塊的地址，這兩個(gè)參數(shù)在后面的編程時(shí)會(huì)用到。 通信雙方其中一個(gè)站（本例中為CPU 315-2DP）必須激活“Active connection establishment”選項(xiàng)，以便在通信連接初始化中起到主動(dòng)連接的作用。,圖10-15 TCP連接屬性,“Address”屬性中可以看到通

26、信雙方的IP地址，占用的端口號(hào)可以自定義，也可以使用默認(rèn)值，如2000，如題10-16所示。 參數(shù)設(shè)置好后編譯保存，再下載到PLC中就完成了。,圖10-16 設(shè)定TCP/IP端口,（4）編寫程序 在進(jìn)行工業(yè)以太網(wǎng)通信編程時(shí)需要調(diào)用功能FC5“AG_SEND”和FC6“AG_RECV”，該功能塊在指令庫(kù)“Libraries”“SIMATIC_NET_CP”“CP 300”中可以找到，如圖10-17所示。,圖10-17 指令庫(kù),其中發(fā)送方（本例中為CPU 315-2DP）調(diào)用發(fā)送功能FC5，程序如圖10-18所示。,圖10-18 發(fā)送方程序,當(dāng)M0.0為“1”時(shí)，觸發(fā)發(fā)送任務(wù)，將“SEND”數(shù)據(jù)區(qū)

27、中的20個(gè)字節(jié)發(fā)送出去，發(fā)送數(shù)據(jù)“LEN”的長(zhǎng)度不大于數(shù)據(jù)區(qū)的長(zhǎng)度。下表10-6所示為功能FC5的各個(gè)管腳參數(shù)說明。,表10-6 功能FC5的參數(shù)說明,同樣在接收方（本例為CPU 313C-2DP）接收數(shù)據(jù)需要調(diào)用接收功能FC6，如圖10-19所示。,圖10-19 接收方程序,功能FC6的各個(gè)管腳參數(shù)說明如表10-7所示。,表10-7 功能FC6的參數(shù)說明,程序編寫好后保存下載，這樣就可以把發(fā)送方CPU 315-2DP內(nèi)的20個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)發(fā)送給接收方CPU 313C-2DP。 正常情況下，功能塊FC5“AG_SEND”和FC6“AG_RECV”的最大數(shù)據(jù)通信量為240個(gè)字節(jié)，如果用戶數(shù)據(jù)大于2

28、40個(gè)字節(jié)，則需要通過硬件組態(tài)在CP模塊的硬件屬性中設(shè)置數(shù)據(jù)長(zhǎng)度大于240個(gè)字節(jié)（最大8KB），如圖10-20所示。如果數(shù)據(jù)長(zhǎng)度小于240個(gè)字節(jié)，不要激活此選項(xiàng)以減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。,圖10-20 通信數(shù)據(jù)量的設(shè)置,2、ISO_on_TCP ISO_on_TCP是在TCP上加上了ISO的校驗(yàn)機(jī)制，故本例中所使用的CP模塊需要支持TCP。 （1）新建項(xiàng)目 在STEP 7中創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，取名為“ISO_on_TCP of IE”。再?gòu)棾龅牟藛沃羞x擇“Insert New Object”“SIMATIC 300 Station”，插入一個(gè)300站，取名為“313C-2DP”。用同樣的方法在項(xiàng)目“TCP

29、of IE”下插另一個(gè)300站，取名為“315-2DP”。如圖10-21所示。,圖10-21 建立項(xiàng)目,（2）硬件組態(tài) 首先對(duì)“313C-2DP”站進(jìn)行硬件組態(tài)，雙擊“Hardware”進(jìn)入“HW Config”界面。在機(jī)架上加入CPU 313C-2DP、SM 323和CP 343-1 IT，如圖10-22所示。,圖10-22 “313C-2DP”站的硬件組態(tài),同樣把CPU的MPI地址設(shè)為“4”，CP模塊的MPI地址設(shè)為“5”。當(dāng)把CP 343-1 IT插入機(jī)架時(shí)，仍然會(huì)彈出一個(gè)“CP 343-1 IT的屬性對(duì)話框”，新建以太網(wǎng)“Ethernet（1）”，因?yàn)橐褂肐SO_on_TCP，故只需

30、設(shè)置CP模塊的IP地址，如圖10-23所示。本例中CP 343-1 IT的IP地址為：10.10.3.28，子網(wǎng)掩碼：255.255.255.192。 建立“315-2DP”站的硬件組態(tài)方法與上面例子一樣，這里不再詳細(xì)講述。,圖10-23 CP 343-1 IT的屬性對(duì)話框,（3）網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置 與上面例子相同，打開“NetPro”設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。在連接類型中，選擇“ISO_on_TCP connection”連接，如圖10-24所示。,圖10-24選擇“ISO_on_TCP connection”連接,然后點(diǎn)擊“OK”，設(shè)置連接屬性，見圖10-25?！癎eneral”屬性中ID=1，是通信的連接

31、號(hào)；LADDR=W#16#0110，是CP模塊的地址，這兩個(gè)參數(shù)在后面的編程時(shí)會(huì)用到。 通信雙方其中一個(gè)站（本例中為CPU 315-2DP）必須激活“Active connection establishment”選項(xiàng)，以便在通信連接初始化中起到主動(dòng)連接的作用。,圖10-25 ISO_on_TCP連接屬性,“Address”屬性中可以看到通信雙方的IP地址，TSAP可以自定義，也可以使用默認(rèn)值，如“TCP-1”，如圖10-26所示。 參數(shù)設(shè)置好后編譯保存，再下載到PLC中，這樣網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置就完成了。 （4）通信程序的編寫與TCP連接相同，這里不再重復(fù)。,圖10-26 TSAP設(shè)置,3、UDP

32、UDP的組態(tài)和編程方法同TCP基本相同，只需在網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置里選擇“UDP connection”連接即可，這里不再詳述。,4、IOS傳輸協(xié)議 本例中需要支持ISO傳輸協(xié)議的CP模塊，在選擇硬件時(shí)應(yīng)當(dāng)注意。 （1）新建項(xiàng)目 在STEP 7中創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目，取名為“IE_IOS ”, 點(diǎn)擊右鍵，再?gòu)棾龅牟藛沃羞x擇“Insert New Object”“SIMATIC 300 Station”，插入一個(gè)300站。用同樣的方法在項(xiàng)目“IE_IOS”下插另一個(gè)300站，如圖10-27所示。,圖10-27建立項(xiàng)目,（2）硬件組態(tài) 單擊“SIMATIC 300（1）”，雙擊“Hardware”進(jìn)入“HW C

33、onfig”界面。在機(jī)架中插入所需的CPU和CP模塊，見圖10-28。,圖10-28 “SIMATIC 300（1）”的硬件組態(tài),當(dāng)插入CP模塊后，會(huì)自動(dòng)彈出一個(gè)“CP 343-1 IT的屬性對(duì)話框”。新建以太網(wǎng)“Ethernet（1）”，因?yàn)橐褂肐SO傳輸協(xié)議，故選擇“Set MAC address/use ISO protocol”,本例中設(shè)置該CP模塊的MAC地址為08.00.06.71.6D.D0，IP地址為：10.10.3.28，子網(wǎng)掩碼：255.255.255.192，如圖10-29所示。 每個(gè)CP模塊的MAC地址都不一樣，MAC地址一般標(biāo)注在CP模塊的外殼上，使用時(shí)注意查找。

34、用同樣的方法，建立另一個(gè)S7-300站，CP模塊為CP 343-1，設(shè)置CP模塊的MAC地址，連接到同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)“Ethernet（1）”上。,圖10-29 CP 343-1 IT的屬性對(duì)話框,（3）網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置 與前面的例子同樣的方法打開“NetPro”設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，選中一CPU，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“Insert New Connection”建立新的連接，如圖10-30所示。,圖10-30建立新的連接,在連接類型中，選擇“ISO transport connection”連接，如圖10-31所示。,圖10-31選擇“ISO transport connection”連接,然后點(diǎn)擊“OK”，設(shè)

35、置連接屬性，見圖10-32?！癎eneral”屬性中ID=1，是通信的連接號(hào)；LADDR=W#16#0100，是CP模塊的地址，這兩個(gè)參數(shù)在后面的編程時(shí)會(huì)用到。 通信雙方的其中一個(gè)站（本例中為CPU 314C-2DP）為Client端, 激活“Active connection establishment”選項(xiàng)；另一個(gè)站（本例中為CPU 314C-2PtP）為Server端，在相應(yīng)屬性中不激活。,圖10-32 ISO連接屬性,“Addresses”屬性中可以看到通信雙方的MAC地址，TSAP可以自定義，也可以使用默認(rèn)值，如“ISO-1”。如圖10-33所示。 然后保存編譯，下載到PLC中。 （

36、4）通信程序的編寫與TCP連接相同，這里不再重復(fù)。,圖10-33 TSAP設(shè)置,10.2.4 S7-300PLC利用S7通信協(xié)議進(jìn)行工業(yè)以太網(wǎng)通信,1、新建項(xiàng)目 在STEP 7中創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目，取名為“IE_S7” ，點(diǎn)擊右鍵，再?gòu)棾龅牟藛沃羞x擇“Insert New Object”“SIMATIC 300 Station”，插入一個(gè)300站。用同樣的方法在項(xiàng)目“IE_S7”下插另一個(gè)300站，如圖10-34所示。,圖10-34建立項(xiàng)目,2、硬件組態(tài) 單擊“SIMATIC 300（1）”，雙擊“Hardware”進(jìn)入“HW Config”界面。在機(jī)架中插入所需的CPU和CP模塊，見圖10-35。

37、,圖10-35 “SIMATIC 300（1）”的硬件組態(tài),與ISO傳輸協(xié)議一樣，當(dāng)插入CP模塊后，會(huì)自動(dòng)彈出一個(gè)“CP 343-1 IT的屬性對(duì)話框”。新建以太網(wǎng)“Ethernet（1）”，因?yàn)橐褂肐SO傳輸協(xié)議，故選擇“Set MAC address/use ISO protocol”,本例中設(shè)置該CP模塊的MAC地址為08.00.06.71.6D.D0，IP地址為：192.168.1.10，子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0。 用同樣的方法，建立另一個(gè)S7-300站，CP模塊為CP 343-1，設(shè)置CP模塊的MAC地址，連接到同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)“Ethernet（1）”上。,3、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置 打開“NetPro”設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，選中一CPU，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“Insert New Connection”建立新的連接，在連接類型中，選擇“S7 connection”連接，如圖10-36