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SIMATIC PLC 以太網(wǎng)處理器,簡稱以太網(wǎng) CP 模塊,是西門子 PLC 家族的重要組成部分,以太網(wǎng) CP 可以為 CPU 擴展出一個新的網(wǎng)絡,來連接不同網(wǎng)絡的設備,同時對于 CPU 的連接資源和通信協(xié)議會做出擴展,大大豐富了SIMATIC PLC 的通信能力
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更新時間:2023-07-19 18:24:10瀏覽次數(shù):596
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SIMATIC PLC 以太網(wǎng)處理器,簡稱以太網(wǎng) CP 模塊,是西門子 PLC 家族的重要組成部分,以太網(wǎng) CP 可以為 CPU 擴展出一個新的網(wǎng)絡,來連接不同網(wǎng)絡的設備,同時對于 CPU 的連接資源和通信協(xié)議會做出擴展,大大豐富了SIMATIC PLC 的通信能力。
西門子全系列的 PLC,從 S7-300/400 到 S7-1200/1500,都提供了多種類的 CP 模塊,面對種類繁多的 CP 模塊,該如何選擇呢?
接下來,我們就帶大家一起來探秘 SIMATIC PLC 以太網(wǎng) CP 。
二、SIMATIC PLC 以太網(wǎng) CP
SIMATIC PLC 以太網(wǎng) CP 是對 CPU 通信能力的一個補充,擴展一個以太網(wǎng) CP,就是給 CPU 增加了一個網(wǎng)卡,也增加了 CPU 的通信能力??傮w來說,增加 CP 卡的功能主要有以下幾方面:
S7-300 CP 卡
S7-300 系列的 CPU 很多型號本體并沒有集成以太網(wǎng)接口,即使有些型號的 CPU 本身有以太網(wǎng)接口,但是這些接口的通信資源和通信能力也比較弱,因此以太網(wǎng) CP 的應用非常普遍。
S7-300 的 CP 卡有三種型號,下面的表格列出了三種模塊支持的通信協(xié)議和連接資源數(shù)量。
從表格中不難看出三種模塊的區(qū)別和應用場合。
CP 343-1 Lean 是一個輕量級的模塊,它可以為 S7-300 系統(tǒng)擴展以太網(wǎng)接口,但是連接資源比較少,通信的能力有限制(S7 只能作為服務器,PROFINET 只能做智能從站),因此應用上有一定的局限性。
CP 343-1 是性能居中的模塊,通信資源和通信能力都比較全面,適合絕大多數(shù)工業(yè)設備間的通信。
如下圖所示, CP 343-1、CP343-1 Lean 適合連接工業(yè)現(xiàn)場層級的設備。
CP 343-1 Adv 從功能上可以看出,除了兼容 CP 343-1 的基本功能外,增加了 IT 的通信協(xié)議和安全功能,雙網(wǎng)卡接口適合作為連接工業(yè)現(xiàn)場設備和工廠管理層的橋梁,同時1G 的接口可以確保提供足夠的帶寬連接工廠 IT 系統(tǒng)。通過下圖,可以看出CP 343-1 Adv 在工廠層級中適合的位置。
S7-400 CP 卡
S7-400 CPU 通信資源比較多,因此 S7-400 CP 卡一般不作為通信資源的擴展使用,更多的是為CPU 擴展接口和提供其他通信服務來使用。
下面的表格列出了 S7-400 以太網(wǎng) CP 卡的功能區(qū)別。
CP 443-1 通信能力都比較全面,適合絕大多數(shù)工業(yè)設備間的通信,因此是作為連接工業(yè)現(xiàn)場設備通信擴展的首。
CP 443-1 Adv 最大的特點就是增加了 IT 的通信協(xié)議和安全功能,更適合作為工業(yè)現(xiàn)場層和控制層之間的連接,安全功能可以確保工業(yè)設備的運行安全。
CP 443-1 RNA 支持 PRP 并行冗余協(xié)議,設計的初衷主要是為了將S7-400 接入到PRP 的環(huán)網(wǎng)這樣特殊的應用。
CP 443-1 OPC UA 主要是為S7-400 系統(tǒng)擴展了OPC UA 的服務。這款模塊主要是為了特殊的應用場景而設計的,雖然在功能上也兼容一些常用的應用,但是拿來做一般的通信不免有點大材小用 。
S7-1200 CP 卡
當西門子 PLC 發(fā)展到 S7-1200/1500 ,由于 CPU 集成以太網(wǎng)接口的普及以及通信能力的大幅度提高,集成以太網(wǎng)接口基本已經(jīng)滿足絕大多數(shù)常用的 IT 服務應用。因此 CP 卡的作用主要作為擴展網(wǎng)段和擴展特殊通信服務使用。
S7-1200 CP 卡是一個龐大的家族,除了有線設備外,還有能夠提供移動通信服務的模塊,但是由于入網(wǎng)許可證的原因,國內(nèi)的應用只考慮有線模塊 CP 1243-1。
S7-1200 CP1243-1 模塊經(jīng)過多年的發(fā)展,已經(jīng)進化成為當前的 “全能戰(zhàn)士“。如下圖所示,它支持 S7/TCP/UDP 這樣常用的通信協(xié)議;還支持通過集成的安全功能提供防火墻和 VPN 服務;最后還支持通過遠程通信協(xié)議 DNP3、TCSB 將現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳到數(shù)據(jù)中心。
正因為有“全能戰(zhàn)士“ 的存在,S7-1200 CP 卡的選擇不需要太多的猶豫,一卡在手走遍天下。
S7-1500 CP/CM 卡
由于S7-1500 CPU 接口已經(jīng)具備了強大的通信能力,S7-1500 CP 卡主要作為擴展接口隔離現(xiàn)場生產(chǎn)網(wǎng)絡來使用。
下面的表格中列出了 S7-1500 主要 CP 模塊的功能區(qū)別。
CM1542-1 除了支持常用的工業(yè)現(xiàn)場通信協(xié)議外,還具備了常用的 IT 服務,因此既適合作為現(xiàn)場總線的擴展和也可以用于連接工廠控制層。
而與之相比,CP1543-1 最主要的區(qū)別是增加了安全功能,通過防火墻和VPN 為現(xiàn)場工業(yè)網(wǎng)絡提供保護。
CP1545-1 雖然也具備絕大多數(shù)的通信服務,但是最主要的亮點是可以支持MQTT 協(xié)議,可以作為一個邊緣設備將數(shù)據(jù)上傳到云平臺,為后期的應用提供數(shù)據(jù)的支持。
ET200SP CP 卡
ET200 SP CP 卡的設計可以說是兼顧了 S7-1500 CP 卡的特點,下表列出了當前的 CP 卡和支持的通信服務。
不難看出,ET200SP CP 都不支持 PROFINET,因此不是用來擴展現(xiàn)場 IO 設備的。ET200SP CP 的定位和 S7-1500 CP 非常相似,CP 1542SP-1 適合向下連接工業(yè)現(xiàn)場總線的設備,而與之相比,CP 1543SP-1最主要的區(qū)別是增加了安全功能,通過防火墻和 VPN 為現(xiàn)場工業(yè)網(wǎng)絡提供保護。比較特殊的一款模塊 CP 1542SP-1 IRC,支持當前主流的遠程通信協(xié)議,更適合于遠程數(shù)據(jù)采集的應用場合。
三、結 語
順應 IT-OT 融合的大趨勢,S7-1200/S7-1500/ET200SP PLC CP 卡也與時俱進不斷推出新的功能和模塊。有了 CP 卡的加持,SIMATIC PLC 的通信能力能夠得到不斷地完善和加強。雖然 S7-300 系統(tǒng)逐漸走出了我們的視線,但是本文帶著大家再次回顧 S7-300 CP 卡,也是對經(jīng)典的回顧,致敬傳奇!
對于 SIMATIC PLC CP 卡的介紹,相信大家或多或少已經(jīng)有了一些概念。最后小編為大家分享一個選擇 CP 卡的方法。如果你還在為選擇哪款 CP 卡猶豫,想一個簡單的問題,你就會得到合適的答案。這個問題是:CP 卡通信的對象所在的位置是“上“?-"中“?還是"下“?
我們就以 S7-1500 系列的三種 CP 卡為例:
“下"-指的是通信對象是常見的工業(yè)現(xiàn)場設備,PROFINET/S7/TCP 這樣的協(xié)議。CM 1542-1 肯定是最合適的選擇。
“中"-指的是工廠 IT 層級的應用,比如各種 IT 服務和SCADA等。S7-1500 的三種模塊雖然都可以適合絕大多數(shù)的應用,但是如果有安全功能的要求 CP 1543-1、CP1545-1 都可以使用,但是考慮性價比,CP 1543-1肯定是最的選擇。
“上"-指的數(shù)據(jù)需要走出工廠,遠程通信、數(shù)據(jù)上云等應用場景。顯而易見,CP 1543-1、CP1545-1 都比較適合。但是如果有數(shù)據(jù)和云端通信這樣的特殊應用,CP1545-1 應該是最佳的選擇。
明確了這個問題,我們再去回顧不同 CP 卡的通信服務,秉著物盡其用的原則,相信大家一定可以選出最合適的模塊!
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