說明

S7-300 以太網(wǎng)模塊在 Profinet 網(wǎng)絡中既可以作為控制器也可以作為設備，當 Profinet 連接中斷時，可以使用下面的方法來判斷。本文以 CP343-1 作為控制器為例，如圖1，兩個設備分別為ET200SP和ET200M。

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圖01

Profinet 通訊中現(xiàn)場設備作為數(shù)據(jù)的提供者，會向控制器發(fā)送數(shù)據(jù)到 I 區(qū)。在發(fā)送的 PN 的報文中，按照槽位的順序添加內(nèi)容，輸入模塊槽位：輸入數(shù)據(jù)+IOPS；輸出模塊槽位：IOCS。IOPS 表示 IO 數(shù)據(jù)的提供狀態(tài)（數(shù)據(jù)是好的還是壞的）；IOCS表示IO 數(shù)據(jù)的消費狀態(tài)（Q 數(shù)據(jù)使用狀況）。如圖2，CP 的PN 通訊程序塊 FC11 "PNIO_SEND"和 FC12 "PNIO_RCIV" 提供了IOCS/IOPS 的輸出管腳，可以用于通訊狀態(tài)的評估。

圖02
IOCS/IOPS 的有效長度和通訊的數(shù)據(jù)長度有關，每個字節(jié)的輸入/輸出，對應一位IOCS/IOPS 輸出。如圖3，ET200SP 站點，輸入地址0-7 8個字節(jié)，對應 IOPS 8位，即MB202；輸出地址0，一個字節(jié)，對應IOCS 一位，即M200.0。

圖03
如圖4，ET200M 站點，輸入地址8 ，1個字節(jié)，對應 IOPS 1位，順序后延即M203.0；輸出地址1，一個字節(jié)，對應IOCS 一位，順序后延即M200.1。

圖04
如圖5-6，如果現(xiàn)場設備只是發(fā)生故障，通訊沒有中斷，例如 ET200SP  AI模塊被拔出，只有相應的 IOPS 位置位，即MB202。

圖05

圖06
如果此時現(xiàn)場設備和控制器的連接中斷，則現(xiàn)場設備相應的所有 IOPS/IOCS 都會置位，如圖7。此時，ET200M IOPS/IOCS 位全部置位，ET200M 此時可能掉站。

圖07

注意！某些極端情況，例如 ET200SP 所有的IO 模塊都被拔出，IOPS/IOCS 也會全部置位，但是此時通訊連接并沒有中斷。因此要根據(jù)現(xiàn)場實際情況來判斷。

組態(tài)注意事項：
SIMATIC S7-300 系列工業(yè)以太網(wǎng) CP 模塊在硬件接口和包括數(shù)量框架在內(nèi)的通信功能方面有所區(qū)別。

具體區(qū)別如下表所示：

 IE_CP_S7300.pdf ( 14 KB )

不同協(xié)議的描述： 

ISO 傳輸協(xié)議：
ISO 傳輸連接用于 S7 站之間的數(shù)據(jù)交換以及與 PC 站，S5 站和第三方系統(tǒng)之間的通信。   

ISO 傳輸連接的屬性： 

• 站間的通信是基于 MAC 地址的。 
• 使用數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)傳輸適用于最大 8 Kbytes 的數(shù)據(jù)。 
• 可使用 “SEND/RECEIVE”和“FETCH/WRITE” 服務實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。 
• 數(shù)據(jù)接收由對方通過 ISO 參考模型第 4 層進行確認。 
• 數(shù)據(jù)無法通過路由器傳遞。(ISO 不支持路由，因為此協(xié)議是基于 MAC 地址而不是 IP 地址。)

ISO-on-TCP 協(xié)議：
ISO-on-TCP 連接用于 S7 站之間的數(shù)據(jù)交換以及與 PC 站，S5 站和第三方系統(tǒng)之間的通信。 

ISO-on-TCP 連接的屬性：

• 站間通信是基于 IP 地址的。 
• 使用數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)傳輸適用于最大 8 Kbytes 的數(shù)據(jù)。 
• 可使用 “SEND/RECEIVE”和“FETCH/WRITE” 服務實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。 
• 數(shù)據(jù)接收由對方通過 ISO 參考模型第 4 層進行確認。
• 數(shù)據(jù)可以通過路由器(有路由功能的協(xié)議)傳遞。
• 符合 TCP/IP 標準的 RFC1006 擴展與 ISO 參考模型的第 4 層相一致。關于 RFC 1006 協(xié)議擴展的更多信息可參見條目號：15048962。 

TCP/IP 協(xié)議：
通過配置 TCP 連接實現(xiàn)站間(包括第三方的站)的數(shù)據(jù)交換。 

TCP 連接屬性： 

• 符合 TCP/IP 標準。 
• 使用數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)傳輸適用于最大 8 Kbytes 的數(shù)據(jù)。 
• 可使用 “SEND/RECEIVE”和“FETCH/WRITE” 服務實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。 
• 操作系統(tǒng)中已存在的 TCP/IP 實現(xiàn)通?？捎迷?PC 上。 
• 數(shù)據(jù)可以通過路由器(有路由功能的協(xié)議)傳遞。

UDP 協(xié)議：
通過 UDP 連接的配置實現(xiàn)兩個站之間的數(shù)據(jù)交換。 

UDP 連接屬性 

• UDP 協(xié)議。  
• 兩個節(jié)點 (一個 2048 字節(jié)的數(shù)據(jù)塊被分為 2 個包 (MaxTpduSize =1496)) 之間相關數(shù)據(jù)塊的不可靠傳輸。 
• 支持組播。 
  通過建立組播環(huán)，組播允許站組一起接受信息和發(fā)送信息到這個組。 
• 通過 “SEND/RECEIVE”服務進行數(shù)據(jù)傳輸。  
• 數(shù)據(jù)可以通過路由器(有路由功能的協(xié)議)傳遞。

S7 通信：
通過 S7 連接的配置實現(xiàn) S7 站和 PC 站之間的數(shù)據(jù)交換。 

S7 連接屬性：

• 該連接可用于所有 S7 / M7 設備。 
• 可用于所有子網(wǎng) (MPI，PROFIBUS，工業(yè)以太網(wǎng))。
• 通過工業(yè)以太網(wǎng)的 S7 通信是基于 ISO 傳輸協(xié)議和 ISO-on-TCP 協(xié)議。 
• SIMATIC S7/M7-300/400 站之間數(shù)據(jù)的可靠傳輸 (使用 “BSEND/BRCV”或 “PUT/GET” SFBs)。
• 高速，不可靠數(shù)據(jù)傳輸取決于對方與時間相關的操作(使用“USEND/URECV” SFB)。
• 在通過 SFBs “BSEND/BRCV”和“PUT/GET”進行可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，對方的數(shù)據(jù)傳輸通過 ISO 參考模型的第 7 層進行確認。
• 在通過“USEND/URCV” FB的高速、不可靠數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，數(shù)據(jù)傳輸不在第7層確認。 

IT 通信： 

• E-mail 功能：
  S7 站可以發(fā)送事件觸發(fā)郵件。通常郵件包括發(fā)件欄，接收欄，標題欄和正文幾個部分。二進位的數(shù)據(jù)也可以添加到正文的結尾部分。一封郵件的最大長度為 8192 字節(jié)，包括所有以上定義的欄。 
• HTTP / HTTPS 功能：
  CPs 具有 web 服務器。其他的如 JavaBeans 同樣可用于提供和查看帶有 S7 變量的 HTML 頁。JAVA 編寫的應用程序可通過 JavaBeans 使用 HTTP 協(xié)議訪問 S7 變量。  
• FTP / FTPS  功能 (作為服務器和客戶端)： 
  FTP 服務器功能可用來保存 CP 文件系統(tǒng)中的文件 (HTML 頁，映像文件，...) 。也可以直接從數(shù)據(jù)塊中 直接讀出值或通過文件直接把值寫到數(shù)據(jù)塊中。 
  作為 FTP 客戶端，IE CP 與 FTP 服務器建立連接，用于保存或取回存在于 FTP 服務器文件中的數(shù)據(jù)。
  使用  CP343-1 GX31 時，可使能通過FTPS協(xié)議的加密數(shù)據(jù)傳輸。
• 網(wǎng)頁診斷
  多方面信息，如診斷緩沖區(qū)和連接狀態(tài)等都可通過 HTTP / HTTPS 從 CP 中讀取。

IP 訪問保護 (IP-ACL)
IP訪問保護允許用戶限制在通過本地S7 站上的CP到指定IP地址的通信伙伴間的通信

IP 組態(tài)
此外，連接組態(tài)既可通過STEP 7，也可在用戶程序的塊接口(FB55: "IP_CONFIG")分配給CP。
注：不適用于S7 連接

PG/OP 通信：
通過以太網(wǎng)用 STEP 7 編程和組態(tài) S7 站。編程設備連接到以太網(wǎng)。 

• S7 路由：
  從 STEP 7 V5.0 SP3 HF3 開始，PG/PC 可以跨越網(wǎng)絡實現(xiàn) S7 站的在線功能，例如，下載用戶數(shù)據(jù)或硬件組態(tài)，或者執(zhí)行測試和診斷功能。在網(wǎng)絡中的任何位置都可以連接 PG 并且可以在線連接到網(wǎng)關到達的任何站點。在項目編譯時 ，路由數(shù)據(jù)就由 STEP 7 中的 S7 項目網(wǎng)絡組態(tài)自動生成并且存儲于系統(tǒng)數(shù)據(jù) SDB999 中。必須在 STEP 7 項目中組態(tài)位于開始設備和PLC之間的所有站點。

SNMP (Simple Network Management Protocol，簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議)
SNMP 代理
CP支持通過SNMP Version V1 上的數(shù)據(jù)查詢。這里，它提供了符合標準 MIB II, LLDP MIB, 自動化系統(tǒng)MIB 和 MRP 監(jiān)視 MIB的指定MIB對象的內(nèi)容。

當安全使能時，CP343-1 GX31 支持SNMPv3 的網(wǎng)絡分析功能的安全傳輸。

PROFINET 通信：
PROFINET 是 PROFIBUS 用戶組織 (PNO) 使用的標準，它定義了跨制造商通信和工程模型。   

• PROFINET IO
  PROFINET IO 系統(tǒng)有如下設備的分布式配置：

• PROFINET 控制器
  PROFINET IO 控制器就是可以對自動化任務進行控制的控制系統(tǒng) (PLC, PC)。 
• PROFINET 設備
  PROFINET IO 設備是指可以被 PROFINET IO 控制器所監(jiān)視和控制的現(xiàn)場設備。一個 PROFINET IO 設備由多個模塊和子模塊組成 (例如 ET200S)。

• PROFINET CBA
  一個 PROFINET CBA 系統(tǒng)由不同的自動化組件組成的。一個組件包括所有的機械、電氣和 IT 變量。組件可能已由常規(guī)的編程工具創(chuàng)建，如 STEP 7。 PROFINET 組件描述(PCD) 文件的格式為 XML。 一個規(guī)劃工具裝載這些描述文件，并允許創(chuàng)建各個組件之間的邏輯連接，從而達到創(chuàng)建一個工廠布局的目的。

時間同步
工業(yè)以太網(wǎng)上的時間同步按照以下可組態(tài)的處理方法。

• SIMATIC 處理方法
  CP接收MMS時間消息，并同步它的本地時間。用戶可選擇是否將時間傳遞給CPU。此外，可傳遞方向決定。
• NTP 處理方法 (Network Time Protocol，網(wǎng)絡時間協(xié)議)
  CP每隔一定時間傳輸時間查詢命令給NTP服務器來同步它的本地時間。此外，時間信號可自動地被傳遞到S7站的CPU，從而同步整個S7站的時間。
  當使能安全時，CP343-1 GX31 支持NTP協(xié)議（安全）用于安全的時間同步。

圖1.（RS485）和圖2.（RS422）

• ET 200SP CM PtP

圖3.（RS485）和圖4.（RS422）

• S7-1500 CM PtP RS485/RS422 BA/HF
• CP 340 / CP 341
• CP440/CP 441-1 / CP 441-2

圖5.（RS485）和圖6.（RS422）

• ET 200S 1SI

圖7.和圖8.（RS485）

• CM1241
• CB1241

注意：

如果使用了超過 50m 的 RS485 連接線或 RS422 連接線，需要加約 330Ω 的終端電阻。

CM 1241 和 CB 1241 的模塊使用其它的終端電阻。

終端和偏置在 RS485 網(wǎng)絡的兩端設置，中間的設備不需要增加終端和偏置。

ET200SP CM PtP

圖1 .顯示了 RS485 接口通訊的端子分配。
   

圖. 1
 

圖 2.顯示了 RS422 接口通訊的端子分配。
  

圖. 2
  

圖 5.顯示了 RS485 接口通訊的端子分配。
   

圖. 5

圖 6.顯示了 RS422 接口通訊的端子分配。
   

圖 7 顯示了 RS485 接口通訊的端子分配。
可以使用西門子9-針的 PROFIBUS  DP 頭連接 CM1241。

使用 RS 485 公頭連接器可以在一個 RS485 網(wǎng)絡中連接多個設備，連接器可以在終端網(wǎng)絡選擇終端電阻。更多的信息參考下列鏈接中 S7-1200 手冊的第13.2 章節(jié)。

注意：下面的特性用于自己設計連接器使用。

Fig. 7

CB 1241

Fig. 8顯示了 RS485 連接通訊的端子分配.

 CB1241 提供了內(nèi)部的終端電阻，不具備 9-針的母 D 型連接器。

連接終端電阻時，將 TRA 和 TA 短接，TRB 和 TB 短接。

Fig. 8

更多信息
通過 RS485 和 RS422 接口通訊的詳細信息參考下列手冊。

• SIMATIC ET 200SP Manual Collection
• CM PtP - Configurations for Point-to-Point Connections
• SIMATIC S7-1500 CM PtP RS422/485 BA
• SIMATIC S7-1500 CM PtP RS422/485 HF
• SIMATIC S7-300 Point-to-Point Connection CP 340 Setup and Parameters
• SIMATIC S7-300 Point-to-Point Connection CP 341 Setup and Parameters
• SIMATIC S7-400 Point-to-point connection CP 440 Installation and Parameter 
• Point-to-Point Connection CP 441 Setup and Parameters
• SIMATIC ET 200S Serial Interface Modules
• SIMATIC S7-1200 Automation System