SIMATIC S7-300具有多种不同的通讯接口:
多种通讯处理器用来连接AS-i接口、PROFIBUS 和工业以太网总线系统。
通讯处理器用来连接点到点的通讯系统。
多点接口(MPI) 集成在CPU中,用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATIC S7/M7/C7等自动化控制系统。
---- 用户可以方便的使用Step7软件进行通讯组态。
---- CPU 支持下列通讯类型:
过程通讯
通过总线(AS-i或PROFIBUS)对I/O模块周期寻址(过程映象交换) 。
数据通讯
在自动控制系统之间或人机界面(HMI)和几个自动控制系统之间,数据通讯会周期地进行或被用户程序或功能块调用。
通过PROFIBUS的过程通讯
-- -- S7-300通过通讯处理器,或通过集成在CPU上的 PROFIBUS-DP接口连接到PROFIBUS-DP网络上。
---- 带有PROFIBUS-DP主站/从站接口的CPU可以使用户能够方便高效地进行组态。
---- 而且,用户通过PROFIBUS-DP分布式I/O就像处理集中的I/O一样,具有相同的组态、地址和编程。
---- 下列设备可以作为通讯的主站:
SIMATIC S7-300
(通过带PROFIBUS-DP 接口CPU或通过 PROFIBUS-DP)
SIMATIC S7-400
(通过带PROFIBUS-DP 接口的CPU或通过PROFIBUS-DP CP)
SIMATIC C7
(通过带PROFIBUS-DP接口的C7或通过PROFIBUS-DP CP)
S5-115U/h,S5-135U和 带IM308的S5-155U/H
带PROFIBUS-DP接口的 S5-95U
SIMATIC 505
---- 需要说明的是,在一条线上不要连接2个以上的主站。
---- 下列设备可以作为从站:
ET200B/L/M/S/X分布式 I/O设备
通过CP342-5的S7-300
CPU315-2 DP,CPU316-2 DP 和CPU318-2 DP
C7-633/p CP,C7-633 DP,C7-634/P DP,C7-634 DP,C7-626 DP
虽然带有STEP7的编程器PG/PC或OP在总线中作为主站,但它们只使用部分通过PROFIBUS- DP运行的MPI功能。
通过AS-i的过程通讯
---- 对于AS-i接口总线,S7-300有合适的通讯处理器(CP342-2)用来连接现场设备。
数据通讯概述
---- S7-300 具有多样的通讯方式。
用全局数据通讯联网的CPU之间可以通过联网进行数据包的交换;
用通讯功能块对网络其他站点进行由事件驱动的通讯。
- 对于联网,可以使用MPI, PROFIBUS或工业以太网。
- 全局数据,通过全局数据通讯服务,联网的CPU可以相互之间周期性交换数据(大到4gd包,每包有22字节/周期)。例如:一个CPU可以访问另一个CPU的数据、存储位和过程映象。全局数据通讯只可以通过MPI进行。在Step7中的GD表中进行组态。
-通讯功能,对S7/M7/C7的通讯服务可以使用系统内部块建立起来。
通过MPI的标准通讯
扩展通讯通过MPI、K总线、PROFIBUS和工业以太网(S7-300只能作为服务器)
对于s5系列及第三方的通讯服务,可以使用非驻留块建立。
分布式IO的IO模板可分为可编程模板和不可编程模板,其中可编程模板以订货号后4个字母0AB0来表示,不可编程模板则以0AA0来表示。对于可编程的DI模板,可以通过Step7的硬件组态设置其属性相关的硬件中断参数。以ET200s的4DI模板6ES7131-4BD01-0AB0为例,如图1 DI可编程模板的硬件中断参数。
图1 DI可编程模板的硬件中断参数
这样对于该DI模板的通道0如果信号出现上升沿,将给CPU触发硬件中断。当CPU收到该中断,CPU会中断用户程序启动硬件中断组织块,例如OB40处理该通道的硬件中断。触发该中断的事件会出现在OB40的启动信息中。
但是在应用中断过程中,需要注意一些事项。
首先,来了解一下plc在PROFINET应用处理中断的原理。当IO设备产生报警会向PLC发送中断信息,此时的数据是PROFINET IO RTA(Real Time Alarm),与PROFINET IO RT数据相比,RTA数据具有两种优先等级,分别是5和6。对于优先等级是5的报警数据是诊断中断,插拔模块中断以及维护中断等;对于优先等级是6的报警数据是过程中断,即硬件中断。另外,与循环的PROFINET IO RT过程数据交换不同,非实时的报警协议需要控制器应用层的确认,即OB40的确认。参考图2 报警协议过程。
图2 报警协议过程
OB40的确认在这里是非常关键的。只有在OB40处理结束,应用层确认信息才发送给IO设备。IO设备得到该确认后,才能发送下一条报警信息,IO控制器才能进行再次处理。
所以控制OB40的处理时间T是非常重要的,该时间应该尽可能的短,也就是IO设备所产生的报警的周期Ti应尽可能的大于T,只有这样才能快速的响应下一个报警信息。
否则,在OB40处理时间T内,
同一模块上的同一通道所产生的新的报警信息会由于无法处理报警而导致中断信息丢失。
同一模块的其它通道所产生的新的报警信息会被接口模块缓存,当上一通道被应用层确认后,其它通道的报警信息会以一个报警信息发送给CPU。CPU只能一次响应全部的这些报警,而无法一一分开进行响应。
而不同模块上的通道产生新的报警也会被接口模块所缓存,发送报警的顺序以模块-槽为高优先级,这意味着假设存在A和B两个DI模板,且都具有4个通道,分别是0,1,2,3。OB40在处理A0报警的时间T内依次发生A1,A2,A3,B2,B3,接口模板会缓存上述报警信息。当处理完A0报警后,B模板的报警B2发送给CPU,CPU对该报警确认后,A模板的一个报警包含A1,A2,A3发送给CPU,再次确认后,B模板的报警B3才发送给CPU。
注意,分布式IO的接口模块缓存中断的数量是有限制的,这依赖于IO模块的数量和通讯负载的大小,以IM151-3PN(6ES7151-3BA23-0AB0)为例,如果1秒钟产生超过50个硬件中断,那么硬件中断可能会丢失。
注意,过程中断不适用于工艺模式,例如周期性的产生过程中断,高速计数等。
通过PROFIBUS和工业以太网实现S5兼容的通讯
通过PROFIBUS和工业以太网实现标准通讯 (第三方设备)
---- 与全局数据进行对比,必须为通讯功能建立通讯连接。
通过CP的数据通讯(点对点)
---- 用CP 340/CP 341通讯处理模块可以建立起经济而方便的点到点链接。在3种通讯接口的基础上,有多种通讯协议可以使用。
20 mA(TTY)
RS 232C/V.24
RS 422/RS 485
可连接下列设备:
S7 PLC和S5 PLC及第三方系统
打印机
机器人控制
扫描仪、条码阅读器等
通过多点接口(MPI) 的数据通讯
---- 多点接口(MPI)通讯口集成在 S7-300 CPU上。它可以用于简单联网。
MPI能同时连接几个带 STEP 7的编程器/PC、人机界面(HMI)
全局数据
联网的CPU可以利用全局数据(GD)服务,周期性地相互进行数据交换(每个程序周期多允许16个GD包,每包多64字节)。S7-300 cpu每次多可以交换4个含22个字节的数据包,而且多可以有16个CPU参与数据交换(用step7 v4.x以上版编程软件)。全局数据通讯只能通过MPI接口。
内部通讯总线(K-总线)
CPU的MPI是直接与S7-300的K总线连接。即可以用k总线接口从编程器直接通过MPI对FM/CP模块进行编址。
功能强大的通讯技术
- 多32个MPI站
- 每个CPU多有8个动态通
- 讯连接用于与SIMATIC S7/M7 300/ 400、C7进行标准通讯
- 每个CPU多有4个静态通讯连接用于与编程器、PC机、SIMATIC HMI系统和 SIMATIC S7/M7-300/ 400、C7进行扩展通讯 。
- 数据传输速度187.5千位/秒或12兆位/秒
灵活的扩展能力
用下列可靠的部件来配置MPI通讯:LAN电缆,LAN连接器和 RS 485中继器均采用PROFIBUS和"分布式 I/O"系列产品。这些部件保证了佳的配置。例如,在任意两个给定的MPI节点之间可串联多10个中继器来跨越长距离。
通过CP进行数据通讯(PROFIBUS或工业以太网)
---- 可通过CP 342/343通讯处理器将SIMATIC S7-300与 PROFIBUS 和工业以太网总线系统相连。
可连接的包括:
SIMATIC S7-300
数控系列
SIMATIC S7-400
机械手控制系统
SIMATIC S5-115U/H
工业PC机
编程器
个人计算机
驱动控制器
SIMATIC HMI
非西门子装置