1、工業(yè)以太網(wǎng)、Profibus現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)調(diào)試與維護(hù),西門子工業(yè)以太網(wǎng) 2016/7,西門子工業(yè)以太網(wǎng),西門子公司在工業(yè)以太網(wǎng)領(lǐng)域有著非常豐富的經(jīng)驗和領(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)場驗證的技術(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)過多年的實踐，SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用已多于400000個節(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)。,西門子工業(yè)以太網(wǎng),1.1 SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)基本類型和網(wǎng)絡(luò)硬件 SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)有2種類型，分別為10Mbit/

2、s工業(yè)以太網(wǎng)和100Mbit/s工業(yè)以太網(wǎng)。它是利用帶傳輸技術(shù)，基于IEEE802.3利用CSMA/CD介質(zhì)訪問方法的單元級和控制級傳輸網(wǎng)絡(luò)。在西門子工業(yè)以太網(wǎng)中，通常使用的的物理傳輸介質(zhì)是屏蔽雙絞線（TP），工業(yè)屏蔽雙絞線（ITP）以及光纖。,ST-Connector,SC-Connector,典型的光纖連接頭,FDDI-Connector,FSMA-Connector,西門子工業(yè)以太網(wǎng),1.2 SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)部件 SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)部件包括工業(yè)以太網(wǎng)鏈路模板OLM，ELM和工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)OSM/ESM和ELS以及工業(yè)以太網(wǎng)鏈路模塊OMC。 依照IE

3、EE 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ITP接口和兩個BFOC接口。ITP接口可以連接3個終端設(shè)備或網(wǎng)段，BFOC接口可以連接兩個光路設(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ITP接口和1個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。,西門子OLM,西門子工業(yè)以太網(wǎng),工業(yè)以太網(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 B

4、C08。從型號就可以確定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,西門子工業(yè)以太網(wǎng),通信處理器(Simatic S7 網(wǎng)卡) 常用的工業(yè)以太網(wǎng)通信處理器（CPCommunicaton Processer，通信處理單元），包括用在S7 PLC站上的處理器CP24

5、3-1系列、CP343-1系列、CP443-1系列等。 CP243-1是為S7-200系列PLC設(shè)計的工業(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S7-200進(jìn)行遠(yuǎn)程組態(tài)、編程和診斷。同時，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，可以分為CP343-1、CP343-1 ISO、CP343-1 TCP、CP343-1 IT和CP3

6、43-1 PN，如圖10-5所示。,CP243-1,CP343-1,CP443-1,西門子工業(yè)以太網(wǎng),PC網(wǎng)卡 標(biāo)準(zhǔn)化、高速、安全網(wǎng)卡，節(jié)約 時間和成本； 可在標(biāo)準(zhǔn)Windows NT和Windows 2000 操作系統(tǒng)中使用支持即插即拔功能； 數(shù)據(jù)以100 Mbit/s的速度傳輸。,CP 1512,CP 1612,CP 1515,CP 1612,CP 1613,西門子工業(yè)以太網(wǎng),1.3 西門子常用以太網(wǎng)附件介紹 接頭 西門子提供多種工業(yè)以太網(wǎng)接頭，其設(shè)計用于工業(yè)環(huán)境，金屬材質(zhì)并且具有快速連接技術(shù)。,RJ-45 180度出線接頭 普通應(yīng)用（可用屏蔽或非屏蔽水晶頭代替）,RJ-45 90度出線接

7、頭 ET200s等,RJ-45 145度出線接頭 用于SIMOTION and SINAMICS等,西門子工業(yè)以太網(wǎng),2 網(wǎng)線及剝線工具 西門子工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)線是設(shè)計用于工業(yè)以太網(wǎng)通信場合的超5類雙絞線。 一般情況下，可用其他品牌五類雙絞線替代。 右圖：利用剝線工具進(jìn)行快速安裝,西門子工業(yè)以太網(wǎng),3 西門子工業(yè)以太網(wǎng)接頭針腳定義,針序定義,以太網(wǎng)設(shè)備分成兩大類：終端設(shè)備-例如CP243-1、CP343-1或者計算機(jī)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備例如交換機(jī)，路由器等。RJ45的電纜針對使用的不同類型設(shè)備，有兩種連接方式：交叉連接和直通連接。交叉連接用于同等類型設(shè)備間通信，例如PLC與PLC之間連接或者PLC與計算機(jī)網(wǎng)

8、卡連接需要使用交叉連接電纜，直通連接是用于不同類型設(shè)備間通信，例如PLC與交換機(jī)連接或者計算機(jī)網(wǎng)卡與交換機(jī)連接。,西門子工業(yè)以太網(wǎng),交叉線接法,直連線接法,西門子工業(yè)以太網(wǎng),安裝后BF燈常亮如何處理？有什么可能？LINK/P1/P2指示燈有什么作用？ BF指示燈如果常亮有三種可能： 未插入以太網(wǎng)網(wǎng)線 網(wǎng)絡(luò)中的IP/MAC地址有沖突 Device Name沖突 因此，如果出現(xiàn)BF常亮的現(xiàn)象后首先應(yīng)檢查網(wǎng)線是否故障，即檢查LINK燈或者相應(yīng)端口的P1(第一個網(wǎng)口)或者P2(第二個網(wǎng)口)是否亮起，如果沒有亮說明端口沒有連接至工業(yè)以太網(wǎng)則應(yīng)檢查網(wǎng)線。其次檢查網(wǎng)絡(luò)中是否有IP地址或者M(jìn)AC地址沖突，如果

9、都排除后，可通過對CP進(jìn)行固件更新來嘗試解決。 以太網(wǎng)線通訊距離的限制？ 在使用普通網(wǎng)線通訊時，如果通訊長度超過100m需要考慮使用交換機(jī)進(jìn)行擴(kuò)展或者使用光纖進(jìn)行通信,西門子工業(yè)以太網(wǎng),1.4 西門子工業(yè)以太網(wǎng)通信功能 PG/OP 功能: PG/OP通訊用于通過STEP7 軟件下載程序和組態(tài)數(shù)據(jù)，用于運(yùn)行測試和診斷功能，以及通過HMI設(shè)備監(jiān)視和控制PLC內(nèi)數(shù)據(jù)。 S7 通信：使用通訊功能塊，S7通信功能可以在SIMATIC S7-300站，SIMATIC S7-400站以及PG/PC之間形成簡單、有效的接口?？梢酝ㄟ^此功能可以在S7-300,400以至S7-200或者S7-1200之間通信。

10、S5兼容通信：ISO、 TCP/IP、ISO-on-TCP連接(RFC 1006)、TCP連接以及UDP數(shù)據(jù)報服務(wù)(包括廣播/多點(diǎn)傳送)?？梢酝ㄟ^TCP、UDP通信實現(xiàn)與第三方標(biāo)準(zhǔn)TCP通信設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 PROFINET IO：支持PROFINET IO控制器模式的S7 CP允許通過工業(yè)以太網(wǎng)直接訪問PROFINET IO設(shè)備。- PROFINET IO設(shè)備通過支持PROFINET IO設(shè)備模式的S7 CP，S7站可在工業(yè)以太網(wǎng)上作為“智能的”PROFINET IO設(shè)備進(jìn)行操作。 PROFINET CBA: 配有可使用PROFINET CBA的CP的S7站在SIMATIC iMap中可作

11、為PROFINET組件進(jìn)行互連。在PROFINET CBA中，使用的是與周期性和非周期性傳送之間的互連。,西門子工業(yè)以太網(wǎng),西門子工業(yè)以太網(wǎng),結(jié)點(diǎn)點(diǎn)可能的通訊方式,西門子工業(yè)以太網(wǎng),西門子通訊與ISO模型,S7-通信,Send/Receive通信,西門子工業(yè)以太網(wǎng),PG/OP通訊 PG/OP通信分別是PG和OP與PLC通信來進(jìn)行組態(tài)、編程、監(jiān)控以及人機(jī)交互等操作的服務(wù)。,S7-300/400 PLC的以太網(wǎng)通訊,西門子工業(yè)以太網(wǎng),S5-compatible communication service（S5兼容通訊功能） SEND/RECEIVE interface 源于SIMATIC S5 ，

12、而在SIMATIC C7中為“S5-compatible communication”的一部分。通過SEND/RECEIVE interface 可以實現(xiàn)一個SIMATIC S7 站與SIMATIC S7 站、SIMATIC S5 站、PG/PC 以及其他站點(diǎn)之間的通訊。由于SEND/RECEIVE interface 基于ISO模型14層所有的協(xié)議，因而也被認(rèn)為是一種開放式的通訊（open communication）。通訊數(shù)據(jù)量可以達(dá)到8K bytes。,西門子工業(yè)以太網(wǎng),ISO-Communication（ISO通訊） ISO 傳輸服務(wù)通過組態(tài)連接提供SEND/RECEIVE inter

13、face服務(wù)在以太網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)。組態(tài)的連接自動的被ISP傳輸服務(wù)所監(jiān)視。最大傳輸數(shù)據(jù)量為8K 字節(jié)。 數(shù)據(jù)自動重發(fā)功能和基于第2層的CRC校驗保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院涂煽啃?，通訊方可以進(jìn)行接收數(shù)據(jù)的確認(rèn) 選擇建立ISO連接只需要在Netpro下新建連接，類型選擇為“ISO transport connection”即可。此時該服務(wù)使用的協(xié)議為ISO協(xié)議。 ISO通訊速度較快，可是不能實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路由，只能用于局域網(wǎng)通訊。,西門子工業(yè)以太網(wǎng),ISO-on-TCP RFC1006 標(biāo)準(zhǔn)用于將數(shù)據(jù)打包，同時實現(xiàn)將ISO協(xié)議映射到TCP協(xié)議上，從而使網(wǎng)絡(luò)連接突破了局域網(wǎng)的限制，可以路由到公網(wǎng)上去。 同樣，

14、數(shù)據(jù)自動重發(fā)功能和基于第2層的CRC校驗保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾院涂煽啃裕ㄓ嵎娇梢赃M(jìn)行接收數(shù)據(jù)的確認(rèn)。數(shù)據(jù)的最大傳輸量為8K字節(jié)。 選擇建立ISO-on-TCP連接只需要在Netpro下新建連接，類型選擇為“ISO-on-TCP connection”即可。此時該服務(wù)使用的協(xié)議為ISO-on-TCP協(xié)議。,西門子工業(yè)以太網(wǎng),TCP/IP communication TCP/IP 提供面向連接的數(shù)據(jù)通訊，數(shù)據(jù)并不會被打包因而并沒有數(shù)據(jù)包確認(rèn)位，再者TCP服務(wù)提供了統(tǒng)一的socket 接口到每一個終端，因而數(shù)據(jù)塊（最大8K字節(jié)）可以整體發(fā)送，這和ISO-on-TCP 不同，因為ISO-on-TCP

15、在這里要花費(fèi)較多的時間。 選擇建立TCP連接只需要在Netpro下新建連接，類型選擇為“TCP connection”即可?？梢钥吹酱藭r的通訊通過IP地址和PORT號來收發(fā)數(shù)據(jù)，此時該服務(wù)使用的協(xié)議為TCP協(xié)議。,西門子工業(yè)以太網(wǎng),UDP communication UDP提供簡單數(shù)據(jù)傳輸，無需確認(rèn)，與TCP同屬第4層協(xié)議。通過IP地址進(jìn)行尋址，最大發(fā)送數(shù)據(jù)量為2K字節(jié)。同TCP相比，UDP屬于無連接的協(xié)議，數(shù)據(jù)報文無需確認(rèn) 選擇建立UDP連接只需要在Netpro下新建連接，類型選擇為“UDP”即可?？梢钥吹酱藭r的通訊通過IP地址和PORT號來收發(fā)數(shù)據(jù), 此時該服務(wù)使用的協(xié)議為UDP協(xié)議。,西

16、門子工業(yè)以太網(wǎng),什么是S7 通訊功能 SIMATIC S7通訊協(xié)議使用S7-應(yīng)用接口的通信不依賴特定的總線系統(tǒng)(Ethernet, PROFIBUS, MPI). 通信接口位于ISO-OSI-參考模型的第7 層 S7-通信分為以下兩種關(guān)系 客戶機(jī)服務(wù)器關(guān)系(單邊)： PUT / GET 客戶機(jī)客戶機(jī)關(guān)系(雙邊): USEND / URCV BSEND / BRCV,西門子工業(yè)以太網(wǎng),S7-Communication 我們可以通過建立S7的連接在工業(yè)以太網(wǎng)上使用S7通訊服務(wù)。而S7通訊服務(wù)使用的是通過ISO通訊協(xié)議和ISO-On-TCP通訊協(xié)議來實現(xiàn)的。 這就意味著，我們在選擇CP模板時，該模板

17、必須支持ISO協(xié)議，否則無法建立S7的連接。 PN接口雖已不支持ISO協(xié)議，但依舊可以建立S7的連接，因為它支持ISO-on-TCP。 如圖，我們在NetPro下新建連接，連接類型為“S7 connection”,西門子工業(yè)以太網(wǎng),S7-Communication,不選擇“TCP/IP”，則通過MAC地址來尋址建立連接。繼續(xù)選擇“Address Details ”，可以看到該連接是通過“TSAP”號來傳輸數(shù)據(jù)的，此時S7服務(wù)是利用ISO協(xié)議來完成的。,西門子工業(yè)以太網(wǎng),S7-Communication,選擇“TCP/IP”，則通過IP地址來尋址建立連接。繼續(xù)選擇“Address Details

18、 ”，可以看到該連接仍然是通過“TSAP”號來傳輸數(shù)據(jù)的，此時S7服務(wù)是利用ISO-on-TCP協(xié)議來完成的。,西門子工業(yè)以太網(wǎng),1.5 常見問題及處理方式 為什么有時以太網(wǎng)通信十分緩慢？ 通信緩慢一般有幾種可能 使用了錯誤的編程方式，發(fā)送塊執(zhí)行速度過快，接收塊執(zhí)行速度慢于發(fā)送，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的通信較長延遲，因此如果通信時間長首先應(yīng)降低發(fā)送塊速度，例如把發(fā)送塊放到OB35中執(zhí)行，提高接收速度。 使用了TCP通信，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)延遲，數(shù)據(jù)錯位，數(shù)據(jù)丟失等問題，西門子設(shè)備間通信，建議使用S7通信，或者使用ISO on TCP通信協(xié)議。 網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量差，通信設(shè)備間延遲過高，通信不穩(wěn)定也可能導(dǎo)致。,西門子工業(yè)以太

19、網(wǎng),以太網(wǎng)模塊無法通過Step7和PST工具掃描到？或者無法分配IP地址？ 首先需要檢查計算機(jī)和PLC的網(wǎng)線是否正確連接，其次應(yīng)檢查防火墻是否禁止Step7或者PST軟件訪問以太網(wǎng)，最后檢查當(dāng)前計算機(jī)網(wǎng)卡協(xié)議是否包含并選擇了必要的協(xié)議：,西門子工業(yè)以太網(wǎng),希望通過internet訪問PLC 如何實現(xiàn)？ 可以考慮使用VPN功能， VPN就是虛擬專用網(wǎng)，顧名思義其作用是通過internet把能上網(wǎng)的機(jī)器組到一個局域網(wǎng)內(nèi)，實現(xiàn)互聯(lián)互通，對應(yīng)于西門子的PLC，通過VPN就可以實現(xiàn)監(jiān)控編程下載等功能。 什么是多路復(fù)用，有什么注意事項？ 新的S7-300 CP支持多路復(fù)用，也就是所有組態(tài)的雙向S7連接或O

20、P連接只占用CPU中的一個連接資源。 做多路復(fù)用的時候屏或者雙邊連接需要指定的是CP模塊的地址和槽號。 1個多路復(fù)用功能會占用一個CPU的S7連接資源，無論是否有屏連接在CP上。 PG功能（包含路由）和WinCC不支持多路復(fù)用。 S7-400不支持多路復(fù)用，S7-300的CP343-1 Lean 以及舊的CP343-1也不支持（版本低于11）。,西門子工業(yè)以太網(wǎng),連接的計算機(jī)數(shù)目很少就連接不上了，例如僅能連接3臺計算機(jī)監(jiān)控 為了能夠使用更多的通信連接，必須減少為S7基本通信（S7 basic Communication ）所預(yù)留的資源。 執(zhí)行以下步驟： 打開硬件組態(tài) 雙擊打開CPU屬性 選擇Communication（通信） 將S7基本通信（S7 basic Communication ）的值設(shè)置為0 保存編譯并下載 因為S7通信的最大連接數(shù)是連接資源的最大數(shù)減去S7基本通信數(shù)，OP通信數(shù)和PG通信數(shù)。有些CPU的S7基本通信的缺省預(yù)留值設(shè)置是很高的，因此S7通信大概只有3個連接可用。在這種情況下是不能有第4個連接的。因此應(yīng)該減少S7標(biāo)準(zhǔn)通信的數(shù)值。,西門子工業(yè)以太網(wǎng),為什么一編譯帶有以太網(wǎng)模塊的項目就報SDB error？ 通常此現(xiàn)象的原因為Step7軟件錯誤，可以新建一個項目僅組態(tài)CPU和以太網(wǎng)模塊即可。如果問題依然存在，如下圖所示： 出現(xiàn)