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使用多點(diǎn)接口 (MPI) 進(jìn)行數據通信

MPI（多點(diǎn)接口）是集成在 SIMATIC S7-300 CPU 上的通信接口。它可用于簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò )任務(wù)。

• MPI 可以同時(shí)連接多個(gè)配有 STEP 7 的編程器/PC、HMI 系統（OP/OS）、S7-300 和 S7-400。
• 全局數據：
  “全局數據通信”服務(wù)可以在聯(lián)網(wǎng)的 CPU 間周期性地進(jìn)行數據交換。 一個(gè) S7-300 CPU 可與多達 4 個(gè)數據包交換數據，每個(gè)數據包含有 22 字節數據，可同時(shí)有 16 個(gè) CPU 參與數據交換（使用 STEP 7 V4.x）。
  例如，可以允許一個(gè) CPU 訪(fǎng)問(wèn)另一個(gè) CPU 的輸入/輸出。只可通過(guò) MPI 接口進(jìn)行全局數據通信。
• 內部通信總線(xiàn)(C-bus)：
  CPU 的 MPI 直接連接到 S7-300 的 C 總線(xiàn)。因此，可以通過(guò) MPI 從編程器直接找到與 C 總線(xiàn)連接的 FM/CP 模塊的地址。
• 功能強大的通信技術(shù)：
  • 多達 32 個(gè) MPI 節點(diǎn)。
  • 使用 SIMATIC S7-300/-400 的 S7 基本通信的每個(gè) CPU 有多個(gè)通信接口。
  • 使用編程器/PC、SIMATIC HMI 系統和 SIMATIC S7-300/400 的 S7 通信的每個(gè) CPU 有多個(gè)通信接口。
  • 數據傳輸速率 187.5 kbit/s 或 12 Mbit/s
• 靈活的組態(tài)選項：
  可靠的組件用于建立 MPI 通信： PROFIBUS 和“分布式 I/O”系列的總線(xiàn)電纜、總線(xiàn)連接器和 RS 485 中繼器。使用這些組件，可以根據需求實(shí)現設計的優(yōu)化調整。例如，任意兩個(gè)MPI節點(diǎn)之間最多可以開(kāi)啟10個(gè)中繼器，以橋接更大的距離。

通過(guò) CP 進(jìn)行數據通信

SIMATIC S7-300 通過(guò) CP 342 和 CP 343 通信處理器可以連接到 PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線(xiàn)系統。

可以連接以下設備：

• SIMATIC S7-300
• SIMATIC S7-400
• SIMATIC S5-115U/H、S5-135U 和 S5-155U/H
• 編程器
• PC 機
• SIMATIC HMI 人機界面系統
• 數控裝置
• 機器人控制
• 工業(yè)PC
• 驅動(dòng)控制器
• 其它廠(chǎng)商設備

S7-300F

S7-300F 能夠以?xún)煞N I/O 設計的方式運行：

• ET 200M 中的 I/O 設計：
  故障安全數字量/模擬量輸入和輸出模塊用于集中式或分布式應用（Cat.4/SIL3 只能與隔離模塊一起使用）
• ET 200S PROFIsafe 中的 I/O 設計：
  故障安全數字量輸入和輸出模塊可用于分布式應用

功能

S7-300

提供有大量功能，支持用戶(hù)的S7-300編程、調試和維護等工作。

• 高速執行指令：
  指令執行時(shí)間最低可達0.01 µs，為中低端性能設備開(kāi)創(chuàng )了全新的應用方案。
• 浮點(diǎn)數運算：
  可以高效率地使用浮點(diǎn)運算甚至復數運算功能。
• 用戶(hù)友好的參數賦值：
  僅需一個(gè)帶有統一操作界面的軟件工具，就可以完成所有模塊的參數化工作。這降低了入職門(mén)檻和培訓費用。
• 人機界面（HMI）：
  S7-300的操作系統已經(jīng)集成了用戶(hù)友好的人機界面服務(wù)。這些功能不再需要成本高昂的編程工作：SIMATIC HMI系統向SIMATIC S7-300請求過(guò)程數據， S7-300在期望的更新時(shí)間完成這些數據的傳輸工作。SIMATIC S7-300的操作系統可以自主地完成傳輸過(guò)程。并且*使用相同的符號和數據庫。
• 診斷功能：
  CPU 的智能診斷系統持續不斷地檢測系統的功能、記錄故障信息和特定的系統事件（例如，時(shí)間錯誤、模塊故障等）。采用環(huán)境緩沖區記錄事件信息，并帶有時(shí)間截，以利于今后的故障排除。
• 口令保護:
  使用密碼保護功能高效、可靠地保護用戶(hù)信息，以防受到非授權復制與更改。

SIMATIC S7-300符合的國家標準和國際標準有：

• DIN
• UL 認證
• CSA 認證
• FM class 1 div. 2；組別：A、B、C 和 D （溫度組別：T4（≤135°C））
• ATEX 認證
• 澳大利亞標志
• 以下船級社資格認證
  • 美國船級社
  • 法國船級社
  • 挪威船級社
  • 德國船級社
  • 英國勞氏船級社
  • 日本船級社（NK）
• 抗震

通訊

SIMATIC S7-300的CPU 支持以下通信類(lèi)型：

• 過(guò)程通訊：
  對于通過(guò)總線(xiàn)（AS-接口、PROFIBUS DP 或者 PROFINET）實(shí)現循環(huán)尋址的I/O模塊（互換過(guò)程圖像）。從循環(huán)執行層調用過(guò)程通訊。
• 數據通訊：
  用于自動(dòng)化系統間或多個(gè)自動(dòng)化系統與HMI之間的數據交換。數據通信循環(huán)地進(jìn)行，也可以基于事件驅動(dòng)通過(guò)塊由用戶(hù)程序發(fā)起。

STEP 7的操作界面極為友好，顯著(zhù)地簡(jiǎn)化了用戶(hù)的通信功能組態(tài)工作。

數據通訊

SIMATIC S7-300擁有不同的數據通信機制：

• 使用MPI，通過(guò)全局數據通信，實(shí)現聯(lián)網(wǎng)CPU之間的數據包循環(huán)交換。
• 借助通信功能，與其它伙伴完成事件驅動(dòng)型通信。網(wǎng)絡(luò )連接通過(guò)MPI、PROFIBUS或PROFINET實(shí)現。

全局數據

借助“全局數據通信”服務(wù)，聯(lián)網(wǎng)CPU彼此之間可以循環(huán)地交換數據（最多可達8 GD 數據包，每周期22個(gè)字節）。據此，可以實(shí)現，例如，某個(gè)CPU訪(fǎng)問(wèn)另一個(gè)CPU的數據、位存儲單元和過(guò)程圖像等信息。只能通過(guò) MPI 進(jìn)行全局數據交換。組態(tài)通過(guò)STEP 7的GD表完成。

通訊功能

使用系統已經(jīng)集成的塊，可以建立S7/C7伙伴之間的通信服務(wù)。

這些服務(wù)是：

• 通過(guò) MPI 進(jìn)行 S7 基本通訊。
• 通過(guò) MPI、C 總線(xiàn)、PROFIBUS 和 PROFINET/工業(yè)以太網(wǎng)的 S7 通訊。
  S7-300 可以用于：
  • 用作服務(wù)器時(shí)，使用MPI、C總線(xiàn)和PROFIBUS
  • 用作服務(wù)器或客戶(hù)端時(shí)，使用集成式PROFINET接口

使用reloadable塊，可以建立與S5伙伴和非西門(mén)子設備之間的通信服務(wù)。

這些服務(wù)是：

• 通過(guò) PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的 S5 兼容通訊。
• 通過(guò) PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的標準通訊（非西門(mén)子系統）。

與全局數據不同的是，對于通信功能，必須為其建立通信連接。

集成到 IT 領(lǐng)域中

借助自動(dòng)化工程組態(tài)，使用S7-300，可以更加方便地接入現代化的信息技術(shù)世界。使用CP 343-1 Advanced，可以實(shí)現以下信息技術(shù)功能：

• IP 路由；
  借助IP訪(fǎng)問(wèn)列表，將IP V4報文以不低于Gigabit的速度轉發(fā)至受控PROFINET接口。
• WEB 服務(wù)器；
  使用標準瀏覽器，可以瀏覽大至30 MB可自由定義的HTML網(wǎng)頁(yè)；通過(guò)FTP處理自己的文件系統中的數據
• 標準診斷頁(yè)；
  無(wú)需額外工具，就可以在工廠(chǎng)內完成插裝在安裝機架上的所有模塊的快速診斷工作。
• E-mail；
  直接從用戶(hù)程序中發(fā)送認證電子郵件。電子郵件客戶(hù)端設計有通知功能，可以在控制程序中直接通知用戶(hù)。
• 通過(guò) FTP 進(jìn)行通訊；
  大多數操作系統平臺都可以使用的開(kāi)放協(xié)議
• 設計有30 MB RAM文件系統，可以用作動(dòng)態(tài)數據的中間存儲器。

S7-300 PROFINET CPU集成有Web服務(wù)器。因此，標準Web瀏覽器可以讀出S7-300站中的信息：

• CPU 一般信息
• 診斷緩沖區的內容
• 變量表
• 標簽狀態(tài)
• 模塊的狀態(tài)
• 報文
• 工業(yè)以太網(wǎng)的相關(guān)信息
• PROFINET 節點(diǎn)的拓撲結構

等時(shí)模式

使用系統功能“同步模式”，可以同步耦合

• 分布式信號采集、
• PROFIBUS 信號傳輸和
• 程序執行

總線(xiàn)周期時(shí)間的程序運行。

創(chuàng )建了自動(dòng)化解決方案，可以以固定間隔時(shí)間（常量總線(xiàn)周期時(shí)間）捕捉并處理輸入和輸出信號。同時(shí)創(chuàng )建了前后*的部分過(guò)程圖像。

借助常量總線(xiàn)周期時(shí)間和分布式I/O同步信號處理技術(shù)，S7-300確?？梢跃_地重現規定的過(guò)程響應時(shí)間。

為同步模式系統功能提供了極為豐富的支持組件，可以處理運動(dòng)控制、測量值采集和高速控制等領(lǐng)域的苛刻任務(wù)。

在分布式自動(dòng)化解決方案中，目前的SIMATIC S7-300開(kāi)始涉足重要的高速加工處理應用領(lǐng)域，并確?？梢垣@得最高的精度和可重現性。這意味著(zhù)可以以穩定的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品不斷地擴大生產(chǎn)數量。

模塊的診斷和過(guò)程監視

SIMATIC S7-300的大量輸入/輸出模塊都具有智能功能：

• 信號采用的監控（診斷）。
• 監控來(lái)自過(guò)程的信號（硬件中斷）。

診斷

診斷功能可以用來(lái)判斷模塊的信號采集（針對數字量模塊）或者模擬量處理（針對模擬模塊）是否工作于*狀態(tài)。在診斷分析中，必須區分可參數化和非參數化診斷消息：

• 可參數賦值的診斷報文：
  僅由合適的設定參數啟用之后才會(huì )發(fā)出診斷消息。
• 不可參數賦值的診斷報文：
  這些消息的發(fā)出是一個(gè)常規事件，即該過(guò)程與參數化無(wú)關(guān)。

如果某個(gè)診斷消息處于激活狀態(tài)（例如“無(wú)傳感器輸入”），則模塊會(huì )發(fā)起一個(gè)診斷中斷（若已經(jīng)為該診斷消息設置了參數，則僅在相應的參數化過(guò)程之后才會(huì )產(chǎn)生中斷）。CPU會(huì )中斷用戶(hù)程序或較低優(yōu)先級任務(wù)的執行，并接下來(lái)執行相關(guān)的診斷中斷塊（OB 82）。