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通過(guò) PROFINET IO 進(jìn)行過(guò)程通信

SIMATIC S7-300 通過(guò)通信處理器或通過(guò)配備集成 PROFINET 接口的 CPU 連接到 PROFINET IO 總線(xiàn)系統。通過(guò)帶有 PROFIBUS 接口的 CPU,可構建一個(gè)高速的分布式自動(dòng)化系統，并且使得操作大大簡(jiǎn)化。

從用戶(hù)的角度來(lái)看，PROFINET IO 上的分布式I/O處理與集中式I/O處理沒(méi)有區別（相同的組態(tài)，編址及編程）。

可將下列設備作為 IO 控制器進(jìn)行連接：

• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• SIMATIC ET 200
  （使用配備 PROFINET 接口的 CPU）
• SIMATIC S7-400
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）

可將下列設備作為 IO 設備進(jìn)行連接：

• ET 200 分布式 I/O 設備
• ET 200S IM151-8 PN/DP CPU, ET 200pro IM154-8 PN/DP CPU
• SIMATIC S7-300
  （使用配備 PROFINET 接口或 PROFINET CP 的 CPU）
• 現場(chǎng)設備

通過(guò) AS-Interface 進(jìn)行過(guò)程通信

S7-300 所配備的通信處理器 (CP 342-2) 適用于通過(guò) AS-Interface 總線(xiàn)連接現場(chǎng)設備（AS-Interface 從站）。

更多信息，請參見(jiàn)通信處理器。

通過(guò) CP 或集成接口（點(diǎn)對點(diǎn)）進(jìn)行數據通信

通過(guò) CP 340/CP 341 通信處理器或 CPU 313C-2 PtP 或 CPU 314C-2 PtP 的集成接口，可經(jīng)濟有效地建立點(diǎn)到點(diǎn)連接。有三種物理傳輸介質(zhì)支持不同的通信協(xié)議：

• 20 mA (TTY)（僅 CP 340/CP 341）
• RS 232C/V.24（僅 CP 340/CP 341）
• RS 422/RS 485

可以連接以下設備：

• SIMATIC S7、SIMATIC S5 自動(dòng)化系統和其他公司的系統
• 打印機
• 機器人控制
• 掃描器，條碼閱讀器，等

特殊功能塊包括在通信功能手冊的供貨范圍之內。

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。

很多大型項目既復雜又缺乏透明度。當這類(lèi)項目愈發(fā)不被接受時(shí)，讓市民參與決策過(guò)程的透明、合理、有組織的程序可以改變局面——就像瑞士和巴西的項目所展示的那樣。

回溯到1970年，如果海灣廢水處理局德州分部知道將會(huì )發(fā)生什么，那它很可能就不會(huì )輕易放棄自己的計劃了。該局原本打算在加爾維斯頓灣（Galveston Bay）地區建立一個(gè)石化工業(yè)廢水處理廠(chǎng)。雖然這個(gè)項目從未開(kāi)工，卻讓該局花掉1000萬(wàn)美元處理相關(guān)和當地民眾各種莫名其妙的倡議。

上圖：斯圖加特近期發(fā)生的針對鐵路工程的在全德國引發(fā)了民眾更多參與決策的呼聲。

經(jīng)過(guò)長(cháng)達15年的法律戰爭和無(wú)數次的居民勝訴，政府官員終于決定邀請居民小組參加調停會(huì )議，地點(diǎn)在著(zhù)名的沖突調解機構——位于科羅拉多州丹佛的基斯通會(huì )議中心（Keystone Center）。但這已經(jīng)無(wú)濟于事了。那個(gè)時(shí)候，居民已經(jīng)怒不可遏了——造成的傷害已經(jīng)赫然在目。又過(guò)了五年，居民倡議活動(dòng)中的幾名成員被選入海灣廢水處理局的執行委員會(huì )。NIMBY（“別將垃圾放在我家后院”）的原則依然有效，而廢水處理項目已經(jīng)成為歷史。

但是只要看看瑞士和巴西，就可以明白這種沖突的結局會(huì )大相徑庭。2011年的一個(gè)冬日，幾架直升機將20個(gè)重金屬零部件運往瑞士東部的一個(gè)井場(chǎng)，這里將要建立一座地熱發(fā)電站。圣加侖市（St. Gallen）計劃在2050年將其能源構成中礦物燃料的占比降至25%，并為全市44000名居民中的一半提供地熱。這種能源對大氣無(wú)污染，而且易于獲取，因為從地下4500米的深處提取這些能源不需要大型工廠(chǎng)，也不會(huì )有礙市容。

不過(guò)，對這一技術(shù)并非沒(méi)有爭議。瑞士第三大城市巴塞爾（Basel）一個(gè)類(lèi)似的項目就被擱置了，原因是2006年由于采取灌水作業(yè)開(kāi)采地熱而引發(fā)了一次輕微地震。圣加侖市公用事業(yè)公司項目總經(jīng)理Marco Huwiler 表示：“因此對我們而言，和當地居民溝通十分重要。我們還確保了我們的項目植根于廣泛的基層民主程序。”

2009年，該公用事業(yè)公司攜手獨立機構風(fēng)險對話(huà)基金（Risk Dialogue Foundation）通過(guò)訪(fǎng)問(wèn)的方式對50個(gè)利益集團和當地民眾進(jìn)行了調查。

風(fēng)險對話(huà)基金項目經(jīng)理Matthias Holenstein 指出：“圣加倫是一個(gè)相對較小的城市，這里的人一般相互認識。因此，我們*輪討論的對象是本地各種協(xié)會(huì )的負責人、消防隊員、社區的長(cháng)期居民、行業(yè)和政黨官員、年輕居民和教師，因為這些團體能夠很好地體現民意。我們還通過(guò)抽樣調查了解普通市民的看法。結果發(fā)現大家基本上對我們的計劃持積極的態(tài)度。當然，這次調查還設置了一些開(kāi)放式財務(wù)和技術(shù)問(wèn)題。”

上圖：在瑞士圣加侖的一場(chǎng)特殊展覽中，一部電梯將觀(guān)眾“虛擬”帶入地表以下4400米的深處——地熱供暖項目的施工現場(chǎng)。

圣加侖市開(kāi)展了一系列活動(dòng)來(lái)討論這些問(wèn)題，并向市民提供更為詳細的信息。主要活動(dòng)是由大約四百人參與的公眾大會(huì )，內容包括封閉研討會(huì )、公眾演示、與媒體一道探討項目爭議較大的地方、題為《地球深處之旅》的有關(guān)地熱項目的特殊展覽等。風(fēng)險對話(huà)基金以幾乎沒(méi)有引起入會(huì )者注意的中立觀(guān)察者角色參與了整個(gè)過(guò)程，并針對該項目發(fā)表了不同觀(guān)點(diǎn)。“由于初期就考慮了這些問(wèn)題，所以公用事業(yè)公司無(wú)需就項目再與利益群體進(jìn)行斡旋。”Holenstein解釋道。

2010年夏天，圣加倫市議會(huì )分析了這一階段公眾參與的結果，并在秋天舉行全民公決，其中80%的選民贊成該項目。在瑞士，諸如倡議和全民公決這類(lèi)基層民主參與工具，確保一旦后期對某個(gè)項目提出任何質(zhì)疑，馬上就可以采取改正措施。而且，瑞士的市民知道在必要情況下，可以采取這種手段來(lái)保護自己，這樣，他們就可以獲得一種安全感，并能保證政治體系有效運轉。“過(guò)去幾百年來(lái)，我們一直都參與這種基層民主活動(dòng)，所以，這絲毫不足為奇。”Holenstein說(shuō)道。

但是為什么美國基斯通會(huì )議中心的對話(huà)失敗了呢？“要讓公民參與一個(gè)已被決定的項目，這種嘗試是徒勞無(wú)益的。此外，這時(shí)候雙方已經(jīng)劃清了界限。” Ortwin Renn教授說(shuō)道。他是德國斯圖加特對話(huà)機構（Dialogik）的負責人，也是公共項目爭議的調停者。

該怎么做呢？幾年前，Renn及其團隊成功解決了瑞士阿爾高州（Aargau）廢水處理廠(chǎng)的沖突，并用這個(gè)例子說(shuō)明在這種情況下哪些措施是正確的。“現在，大家都深知高效處理廢物的重要性，但是居住在廢物處理廠(chǎng)附近的居民，卻覺(jué)得當地地表水存在被污染的風(fēng)險。”供職于Dialogik的Piet Sellke說(shuō)道。“阿爾高地區有11個(gè)備選廠(chǎng)址，州政府讓公民們自己決定最終應該將工廠(chǎng)建在哪里。”

為此，Renn及其團隊從阿爾高地區的12個(gè)市中挑選了90名居民，組成了四個(gè)公民委員會(huì )。他們還要求備選廠(chǎng)址清單中列出的每個(gè)城市，分別向四個(gè)委員會(huì )派遣兩名代表。“與其他公眾參與形式不同的是，市政府選擇愿意參加的市民加入委員會(huì )。”Sellke解釋道。委員會(huì )成員包括家庭主婦、教師、大自然保護協(xié)會(huì )代表、農民、市議員等。“每個(gè)人的知識背景各不相同，因此項目團隊首先給每個(gè)人提供信息以及書(shū)面資料。”Renn說(shuō)。

然后他們要求委員會(huì )成員草擬出評估指標圖，對備選廠(chǎng)址進(jìn)行可持續性和風(fēng)險方面的評估。在這個(gè)過(guò)程中，他們可以向專(zhuān)家提問(wèn)，聽(tīng)取專(zhuān)家意見(jiàn)，并參觀(guān)備選廠(chǎng)址。他們提出的指標——比如環(huán)境影響、項目的經(jīng)濟效率——可以幫助他們比較不同的廠(chǎng)址。然后，再舉辦封閉研討會(huì )，會(huì )上，廢物處理專(zhuān)家會(huì )對他們提出的指標進(jìn)行評估，說(shuō)明自己的推薦方案。最后將結果呈現給市民。

“四個(gè)公民委員會(huì )分別召開(kāi)研討會(huì )，對推薦的選址進(jìn)行最終評估。”Renn說(shuō)。“在小組會(huì )議以及全體大會(huì )上，與會(huì )者將討論根據擬定指標對備選廠(chǎng)址進(jìn)行評估的結果，對每個(gè)廠(chǎng)址進(jìn)行投票。”最終，Eriwies獲得了每個(gè)小組的多數投票。之后，項目組再從每個(gè)委員會(huì )中選出五名成員組成一個(gè)“超級委員會(huì )”，調整推薦方案并以公民報告的形式向政府呈遞最終結果。“剛開(kāi)始，80%的成員認為不適合在自己居住的城市建立這個(gè)廢物處理廠(chǎng)。”Renn說(shuō)。“但是，在這個(gè)過(guò)程結束時(shí)，甚至連Eriwies的居民都說(shuō)工廠(chǎng)應該建在Eriwies。”整個(gè)過(guò)程持續了大約兩年時(shí)間，最終市政府同意了公民的決定。

巴西：公眾參與式預算的發(fā)源地。眼下市民參與決策的范圍大大擴展，已經(jīng)不再局限于大型項目，而開(kāi)始延伸到之前認為不可接觸的領(lǐng)域：預算。1989年源于巴西的“公眾參與式預算”，現在也變成了一種廣受歐洲市民歡迎的公眾參與手段。這種參與可以使市民在公共資金的去向問(wèn)題上享有話(huà)語(yǔ)權，其形式也是五花八門(mén)的。巴西港口城市累西腓（Recife）擁有160萬(wàn)人口，因其預算政策而于2011年榮獲由貝塔斯曼基金會(huì )(Bertelsmann)授予的萊因哈特•摩恩獎(Reinhard Mohn Prize)。貝塔斯曼項目經(jīng)理Christina Tillmann 說(shuō)：“我們在全球范圍內尋找可提高社會(huì )各界參與可能性的*項目。累西腓的市民每年有權決定全市10%的預算如何分配。有十多萬(wàn)人參與了這個(gè)過(guò)程，2010年提議約600項。”

上圖：巴西累西腓居民已經(jīng)有權決定未來(lái)十年的市政預算。

這個(gè)過(guò)程側重于需要市民獻言獻策的城市發(fā)展項目。市政府提前在各地散發(fā)傳單，這樣市民就知道議事日程上有哪些內容，他們需要做什么。為此，累西腓被分成了18個(gè)“小片區”，這樣確保每個(gè)地區的民眾都能夠暢所欲言。“一旦至少有十個(gè)人提出某個(gè)提案，那么政府就要分析其技術(shù)和經(jīng)濟可行性。”Tillmann解釋說(shuō)。

這個(gè)過(guò)程的下一步就是公眾論壇，在此，市民從每個(gè)片區內選出十條提案，然后選出自己的代表，后者將接受預算知識培訓，并完善選出的提案。“不能到現場(chǎng)參加論壇的人可以在線(xiàn)參與。”Tillmann說(shuō)。代表們和市議會(huì )就這些提案展開(kāi)討論，然后市議會(huì )可以就適當的措施作出決策。“敲定的預算計劃將分發(fā)給各個(gè)片區，居民選出代表監督項目的實(shí)施過(guò)程。”Tillmann解釋說(shuō)。自2001年開(kāi)始實(shí)施參與式預算以來(lái)，市民贊成并落實(shí)的措施大約有5000項，涉及廢水處理、醫療、教育等。

瑞士作家弗里德里希•迪倫馬特（Friedrich Durrenmatt）在其劇作《物理學(xué)家》中宣稱(chēng)：“影響每個(gè)人的問(wèn)題必須由每個(gè)人來(lái)解決。”今天，這句話(huà)看起來(lái)比以往更加貼近實(shí)際。