西門子S7-300模塊6ES7317-2EK14-0AB0

通訊處理器用于把 S7-300 連接到不同的總線系統(tǒng)/通訊網(wǎng)絡(luò)上，以及進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)連接。根據(jù)應(yīng)用情況和模塊的不同協(xié)議，可以提供不同的總線系統(tǒng)，如 PROFIBUS DP 或工業(yè)以太網(wǎng)

通過處理器（CP）進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)連接是一種強(qiáng)大而低成本的中線系統(tǒng)替代方案。相對(duì)于總線系統(tǒng)，點(diǎn)到點(diǎn)鏈接的優(yōu)點(diǎn)在只有較少 (RS485) 設(shè)備需要連接到 SIMATIC S7 上時(shí)非常明顯。
CP 可以方便的把第三方系統(tǒng)連接到 SIMATIC S7 上。由于 CP 具有*的靈活性，可以實(shí)現(xiàn)多種不同的物理傳輸介質(zhì)、傳輸速率，甚至可以自定義傳輸協(xié)議。
對(duì)于每個(gè) CP，我們用 CD 光盤提供了組態(tài)軟件包和電子手冊(cè)，以及用于實(shí)現(xiàn) CPU 和 CP 之間通訊的參數(shù)化屏幕形式和標(biāo)準(zhǔn)的功能塊。

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組態(tài)的數(shù)據(jù)會(huì)存儲(chǔ)到 CPU 的系統(tǒng)塊中，并備份。因此更換模塊時(shí)新模塊可以立即投入使用。
S7-300 的接口模塊現(xiàn)有三種版本，每個(gè)都帶有用于不同物理傳輸介質(zhì)的接口。

SIMATIC S7-400

SIMATICS7-400 PNH系統(tǒng)可以根據(jù)具體應(yīng)用需求量身定制：性能可擴(kuò)展、的冗余度可靈活組態(tài)，安全功能易于集成。集成PROFINET接口，可冗余連接I/O設(shè)備，或者通過PROFIBUS連接I/O設(shè)備，實(shí)現(xiàn)工廠級(jí)通信。無論何種應(yīng)用，使用SIMATIC S7-400 PNH，均可在熟悉的STEP7 工程環(huán)境中，進(jìn)行便捷而有效的編程和組態(tài)。

有一系列從入門級(jí)CPU直到高性能CPU，用于配置控制器。所有CPU控制大量結(jié)構(gòu);多個(gè)CPU可以在一個(gè)多值計(jì)算配置中一起工作以提高性能。由于CPU的高處理速度和確定性的響應(yīng)時(shí)間，可縮短機(jī)器的循環(huán)周期。

不同的CPU具有不同性能，例如，工作存儲(chǔ)器，地址范圍，連接數(shù)量和執(zhí)行時(shí)間。十款款標(biāo)準(zhǔn)的CPU，集成PROFIBUS、PROFINET 總線接口。

信號(hào)模塊是控制器進(jìn)行過程操作的接口。許多不同的數(shù)字量和模擬量模塊根據(jù)每一項(xiàng)任務(wù)的要求，準(zhǔn)確提供輸入/輸出。數(shù)字量和模擬量模塊在通道數(shù)量、電壓和電流范圍、電絕緣、診斷和警報(bào)功能等方面都存在著差別。S7-400 信號(hào)模塊不僅是能夠在*機(jī)架擴(kuò)展，而且可以通過 PROFIBUS DP 連接到 S7-400 *控制器。支持熱插拔，這使更換模塊變得極其簡(jiǎn)單。

多種S7-400 系列 功能模板可以進(jìn)行模塊定制來滿足zui多變的任務(wù)。
除了帶有集成功能和接口的 CPU，還有豐富的采用 S7-400 設(shè)計(jì)的特殊模塊供技術(shù)使用。

通訊處理器用于將 S7-400 連接到不同的總線系統(tǒng)/通訊網(wǎng)絡(luò)，也用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接。

作為總線系統(tǒng)的替代品，借助通訊處理器 (CP) 實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接功能非常強(qiáng)大且成本較低。當(dāng)僅要將幾個(gè) (RS 485) 設(shè)備連接到 SIMATIC S7 時(shí)，與總線系統(tǒng)相比，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路的優(yōu)勢(shì)是極為明顯的。

通訊處理器也能夠輕松地將第三方系統(tǒng)連接至 SIMATIC S7-400 系統(tǒng)中。由于 CP 具有很高的靈活性，因此可以執(zhí)行不同的物理傳輸介質(zhì)、傳輸速度，甚至是自定義的傳輸協(xié)議。對(duì)每一個(gè) CP 都有一個(gè)組態(tài)包。組態(tài)包中帶有電子手冊(cè)、參數(shù)化屏幕表單和用于 CPU 和 CP 之間通訊的標(biāo)準(zhǔn)功能塊。組態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在系統(tǒng)塊中并在 CPU 中備份。因此，在更換模塊后，新模塊馬上就可以使用。

借助 S7-400 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路模塊，針對(duì)不同的物理傳輸介質(zhì)，只需要插入相關(guān)的接口子模塊，而無需外部轉(zhuǎn)換器。

SIMATIC S7-1200

新的模塊化 SIMATIC S7-1200 控制器是我們新推出產(chǎn)品的核心，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單卻高度***的自動(dòng)化任務(wù)。SIMATIC S7-1200 控制器實(shí)現(xiàn)了模塊化和緊湊型設(shè)計(jì)，功能強(qiáng)大、投資安全并且*適合各種應(yīng)用。

可擴(kuò)展性強(qiáng)、靈活度高的設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)zui高標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)通信的通信接口以及一整套強(qiáng)大的集成技術(shù)功能，使該控制器成為完整、全面的自動(dòng)化解決方案的重要組成部分。

SIMATIC HMI 基礎(chǔ)面板的性能經(jīng)過優(yōu)化，旨在與這個(gè)新控制器以及強(qiáng)大的集成工程組態(tài)*兼容，可確保實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化開發(fā)、快速啟動(dòng)、***監(jiān)控和zui高等級(jí)的可用性。正是這些產(chǎn)品之間的相互協(xié)同及其創(chuàng)新性的功能，幫助您將小型自動(dòng)化系統(tǒng)的效率提升到一個(gè)*的水平。

信號(hào)模塊可以連接到CPU的右側(cè)，進(jìn)一步擴(kuò)展數(shù)字或模擬輸入/輸出能力。CPU 1212C接受兩個(gè)，CPU1214C接受八個(gè)信號(hào)模塊。

大量不同的數(shù)字量和模擬量模塊可***提供每種任務(wù)所需的輸入/輸出。數(shù)字量和模擬量模塊在通道數(shù)目、電壓和電流范圍、隔離、診斷和報(bào)警功能等方面有所不同。 對(duì)于在此列舉的所有模塊系列，SIPLUS 部件也可應(yīng)用在擴(kuò)展溫度范圍 -25 - +60℃ 以及腐蝕性環(huán)境/冷凝環(huán)境中。

集成PROFINET接口

SimaticS7-1200的新CPU固件2.0版本支持與作為Profinet IO控制器的Profinet IO設(shè)備之間的通信。通過集成的Web服務(wù)器，可以通過CPU調(diào)用信息，通過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器處理數(shù)據(jù)，也可以在運(yùn)行時(shí)間從用戶程序中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔。

利用已建立的TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)，SIMATIC S7-1200集成的PROFINET接口可用于編程或者與HMI設(shè)備和額外的控制器之間的通信。作為PROFINET IO控制器，SIMATIC S7-1200現(xiàn)在支持與PROFINET IO設(shè)備之間的通信。西門子6ES71934CC200AA0

該接口包含一個(gè)具有自動(dòng)交叉功能的抗噪聲的RJ45連接器，它支持以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，其數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)10/100 Mbit/s。

與第三方設(shè)備之間的通訊

在SIMATIC S7-1200上采用集成PROFINET接口可以實(shí)現(xiàn)與其他制造商生產(chǎn)的設(shè)備之間的無縫集成。利用所支持的本地開放式以太網(wǎng)協(xié)議TCP/IP和TCP上的ISO，可以與多個(gè)第三方設(shè)備進(jìn)行連接和通訊。
這種通信能力與集成工程系統(tǒng)SIMATIC STEP 7 Basic支持的標(biāo)準(zhǔn)T-Send/T-Receive說明共同配置，為您在設(shè)計(jì)您的自動(dòng)化解決方案中提供更高水平的靈活性。

簡(jiǎn)易通訊模塊

在SIMATIC S7-1200的CPU上zui多可以增加3個(gè)通訊模塊。
RS485和RS232通訊模塊適用于串行、基于字符的點(diǎn)到點(diǎn)連接。在SIMATIC STEP 7 Basic工程系統(tǒng)內(nèi)部已經(jīng)包含了USS驅(qū)動(dòng)器協(xié)議以及Modbus RTU主、從協(xié)議的庫(kù)函數(shù)。

SIMATIC STEP 7 Basic 的設(shè)計(jì)理念是直觀、易學(xué)和易用。這種設(shè)計(jì)理念可以使您在工程組態(tài)中實(shí)現(xiàn)率。一些智能功能，例如直觀的編輯器、拖放功能和“InliSense”（智能檢測(cè)）工具，可讓您的工程組態(tài)進(jìn)行的更加迅速。

這款新軟件的體系結(jié)構(gòu)源于對(duì)未來創(chuàng)新的不斷追求，西門子在軟件開發(fā)領(lǐng)域已經(jīng)有很多年的經(jīng)驗(yàn)，因此 SIMATIC STEP 7 的設(shè)計(jì)是以未來為導(dǎo)向的。

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如果用戶程序的執(zhí)行時(shí)間超出硬件組態(tài)中所設(shè)定CPU的掃描周期監(jiān)控時(shí)間，則CPU會(huì)因看門狗超時(shí)而停機(jī)，同時(shí)觸發(fā)定時(shí)錯(cuò)誤OB80，診斷信息如圖1所示：

S7-300/400 CPU的循環(huán)掃描時(shí)間（看門狗時(shí)間）默認(rèn)為150ms（zui大可修改為6000ms），用戶程序的執(zhí)行時(shí)間必須在設(shè)定的掃描周期監(jiān)控時(shí)間范圍內(nèi)。zui大掃描周期設(shè)置如圖2所示：

2. 如何查看S7-300/400系統(tǒng)掃描循環(huán)時(shí)間？
如果工程師需要了解程序的掃描周期，可通過如下兩種方法查詢。
方法一、將程序下載到PLC后，進(jìn)行在線連接，查看CPU信息，如圖3所示：

方法二、通過將OB1相應(yīng)的臨時(shí)變量傳送到M區(qū)，即可讀取CPU掃描循環(huán)時(shí)間，如圖4、圖5所示：

3. 如何查看S7-300/400中一個(gè)子程序的大約執(zhí)行時(shí)間？
使用S7-300/400 CPU時(shí)，如果工程師需要了解某個(gè)子程序的大約執(zhí)行時(shí)間，可在該子程序前、后分別讀取CPU系統(tǒng)時(shí)鐘，然后使用時(shí)鐘相減指令FC34進(jìn)行編程計(jì)算，步驟如下：

1、設(shè)置PLC系統(tǒng)時(shí)鐘，按圖6所示的設(shè)置：

2、創(chuàng)建一個(gè)塊符號(hào)名為“time”的數(shù)據(jù)塊（DB1），并創(chuàng)建如下變量，如圖7所示：

3、在需要測(cè)試的子程序的***個(gè)網(wǎng)絡(luò)和zui后一個(gè)網(wǎng)絡(luò)讀取系統(tǒng)時(shí)鐘，然后運(yùn)用時(shí)鐘相減指令FC34進(jìn)行計(jì)算。
如下例程中測(cè)試了“FC1”子程序的執(zhí)行時(shí)間，如圖8所示：

4、通過變量監(jiān)控表查看該子程序的大約執(zhí)行時(shí)間，如圖9所示：

圖9子程序大約執(zhí)行時(shí)間
1多功能測(cè)量表SENTRON PAC3200簡(jiǎn)介
SENTRON PAC3200電能監(jiān)視設(shè)備可***提供系統(tǒng)特性，包括電壓和電流zui大值、zui小值和平均值，功率值、頻率、功率因數(shù)、對(duì)稱性、邏輯計(jì)算、負(fù)載趨勢(shì)、諧波和總諧波失真等。SENTRON PAC3200可檢測(cè) 50 多個(gè)基本數(shù)值，具有 10個(gè)電能計(jì)數(shù)器，可用于全面負(fù)載檢測(cè)。它們的測(cè)量準(zhǔn)確度滿足電能計(jì)數(shù)器標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的較高要求。PAC3200帶有MODBUS RTU-RS485接口、PROFIBUS-DP接口和MODBUS TCP 接口，可以很方便將PAC3200的數(shù)據(jù)上傳到PLC中進(jìn)行處理，也可以上傳到HMI中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理及歸檔。對(duì)于西門子系統(tǒng)可以輕松地將PAC3200集成到上位自動(dòng)化系統(tǒng)中，例如，集成到西門子 SIMATIC PCS 7 powerrate 和SIMATIC WinCC powerrate 軟件包中。

2 PAC3200通信接口對(duì)比
PAC3200可以通過MODBUS RTU RS485接口、MODBUS TCP 以太網(wǎng)接口以及現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS-DP接口與PLC和HMI通信。下面分別以連接S7-300 PLC為例，在通信性能、連接的個(gè)數(shù)、編程方面進(jìn)行對(duì)比：

1） 通信性能：PROFIBUS-DP使用令牌方式由主站依次訪問從站，是實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)總線，通信響應(yīng)快，通信的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)考慮PAC3200數(shù)據(jù)的刷新時(shí)間（自身刷新時(shí)間可能較PROFIBUS-DP刷新時(shí)間慢）；如果選擇以太網(wǎng)MODBUS TCP 通信，由于不是實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，通信性能次之，通信的響應(yīng)時(shí)間也應(yīng)考慮PAC3200數(shù)據(jù)的刷新時(shí)間（自身刷新時(shí)間可能較以太網(wǎng)刷新時(shí)間慢）；使用RS485 MODBUS RTU通信，由于基于串口，通信性能不能與以太網(wǎng)與PROFIBUS-DP相比較。
2） 連接個(gè)數(shù)：使用PROFIBUS-DP，基于主站的性能，zui多可以連接126個(gè)站點(diǎn)；以太網(wǎng)MODBUS TCP 通信，基于CP的連接個(gè)數(shù)，通常16個(gè)；使用RS485 MODBUS RTU，可以連接一個(gè)網(wǎng)段，典型值31個(gè)站點(diǎn)。
3） 編程：使用PROFIBUS-DP，不需要編寫通信程序；使用以太網(wǎng)MODBUS TCP 通信，需要編寫發(fā)送接收通信程序；使用RS485 MODBUS RTU通信，需要編寫從站輪詢程序，比較麻煩，如果沒有購(gòu)買MODBUS RTU的驅(qū)動(dòng)，還需要編寫通信程序。
4） 價(jià)格：PROFIBUS-DP與RS485 MODBUS RTU通信需要購(gòu)買選件網(wǎng)卡，而PAC3200本身集成以太網(wǎng)接口，支持MODBUS TCP 通信。
下面將介紹PAC3200的MODBUS TCP 通信。

3 MODBUS TCP 通信報(bào)文
MODBUS TCP 使MODBUS RTU協(xié)議運(yùn)行于以太網(wǎng)，MODBUS TCP使用TCP/IP和以太網(wǎng)在站點(diǎn)間傳送MODBUS報(bào)文，MODBUS TCP結(jié)合了以太網(wǎng)物理網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP以及以MODBUS作為應(yīng)用協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)表示方法。MODBUS TCP通信報(bào)文被封裝于以太網(wǎng)TCP/IP數(shù)據(jù)包中。與傳統(tǒng)的串口方式，MODBUS TCP插入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS報(bào)文到TCP報(bào)文中，不再帶有數(shù)據(jù)校驗(yàn)和地址，如圖1所示：

圖1：MODBUS TCP報(bào)文

由于使用以太網(wǎng)TCP/IP數(shù)據(jù)鏈路層的校驗(yàn)機(jī)制而保證了數(shù)據(jù)的完整性，MODBUS TCP 報(bào)文中不再帶有數(shù)據(jù)校驗(yàn)”CHECKSUM”，原有報(bào)文中的“ADDRESS”也被“UNIT ID”替代而加在MODBUS應(yīng)用協(xié)議報(bào)文頭中。

MODBUS TCP服務(wù)器使用502端口與客戶端進(jìn)行通信。

S7-300 與PAC3200 之間進(jìn)行MODBUS TCP 通信時(shí)，MODBUS應(yīng)為協(xié)議的報(bào)文頭賦值如下：
byte 0： transaction identifier (高字節(jié)) – 為0
byte 1：transaction identifier(低字節(jié)) - 為0
byte 2：protocol identifier(高字節(jié)) = 0
byte 3：protocol identifier (低字節(jié)) = 0
byte 4：length field (高字節(jié)) = 0 (因?yàn)樗械膱?bào)文小于256)
byte 5：length field (低字節(jié)) = 后面跟隨的字節(jié)數(shù)
byte 6：unit identifier -原從站地址，這里為0
byte 7：MODBUS 功能碼，通過功能碼發(fā)送通信命令
byte 8 ～：后續(xù)的字節(jié)數(shù)與功能碼相關(guān)