西門子S7-300模塊6ES7314-6EH04-0AB0

通訊

SIMATIC S7-300的CPU 支持以下通信類型：

• 過(guò)程通訊：
  對(duì)于通過(guò)總線（AS-接口、PROFIBUS DP 或者 PROFINET）實(shí)現(xiàn)循環(huán)尋址的I/O模塊（互換過(guò)程圖像）。從循環(huán)執(zhí)行層調(diào)用過(guò)程通訊。

• 數(shù)據(jù)通訊：
  用于自動(dòng)化系統(tǒng)間或多個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)與HMI之間的數(shù)據(jù)交換。數(shù)據(jù)通信循環(huán)地進(jìn)行，也可以基于事件驅(qū)動(dòng)通過(guò)塊由用戶程序發(fā)起。

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

數(shù)據(jù)通訊

SIMATIC S7-300擁有不同的數(shù)據(jù)通信機(jī)制：

• 使用MPI，通過(guò)全局?jǐn)?shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)CPU之間的數(shù)據(jù)包循環(huán)交換。

• 借助通信功能，與其它伙伴完成事件驅(qū)動(dòng)型通信。網(wǎng)絡(luò)連接通過(guò)MPI、PROFIBUS或PROFINET實(shí)現(xiàn)。

全局?jǐn)?shù)據(jù)

借助“全局?jǐn)?shù)據(jù)通信"服務(wù)，聯(lián)網(wǎng)CPU彼此之間可以循環(huán)地交換數(shù)據(jù)（最多可達(dá)8 GD 數(shù)據(jù)包，每周期22個(gè)字節(jié)）。據(jù)此，可以實(shí)現(xiàn)，例如，某個(gè)CPU訪問(wèn)另一個(gè)CPU的數(shù)據(jù)、位存儲(chǔ)單元和過(guò)程圖像等信息。只能通過(guò) MPI 進(jìn)行全局?jǐn)?shù)據(jù)交換。組態(tài)通過(guò)STEP 7的GD表完成。

通訊功能

使用系統(tǒng)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、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總線和PROFIBUS

• 用作服務(wù)器或客戶端時(shí)，使用集成式PROFINET接口

使用reloadable塊，可以建立與S5伙伴和非西門子設(shè)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(biāo)準(zhǔn)通訊（非西門子系統(tǒng)）。

與全局?jǐn)?shù)據(jù)不同的是，對(duì)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(xiàn)代化的信息技術(shù)世界。使用CP 343-1 Advanced，可以實(shí)現(xiàn)以下信息技術(shù)功能：

• IP 路由；
  借助IP訪問(wèn)列表，將IP V4報(bào)文以不低于Gigabit的速度轉(zhuǎn)發(fā)至受控PROFINET接口。

• WEB 服務(wù)器；
  使用標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)中的數(shù)據(jù)

• 標(biāo)準(zhǔn)診斷頁(yè)；
  無(wú)需額外工具，就可以在工廠內(nèi)完成插裝在安裝機(jī)架上的所有模塊的快速診斷工作。

直接從用戶程序中發(fā)送認(rèn)證電子郵件。電子郵件客戶端設(shè)計(jì)有通知功能，可以在控制程序中直接通知用戶。

• 通過(guò) FTP 進(jìn)行通訊；
  大多數(shù)操作系統(tǒng)平臺(tái)都可以使用的開放協(xié)議

• 設(shè)計(jì)有30 MB RAM文件系統(tǒng)，可以用作動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的中間存儲(chǔ)器

如何查看S7-300/400中一個(gè)子程序的大約執(zhí)行時(shí)間？
使用S7-300/400 CPU時(shí)，如果工程師需要了解某個(gè)子程序的大約執(zhí)行時(shí)間，可在該子程序前、后分別讀取CPU系統(tǒng)時(shí)鐘，然后使用時(shí)鐘相減指令FC34進(jìn)行編程計(jì)算，步驟如下：

1、設(shè)置PLC系統(tǒng)時(shí)鐘，按圖6所示的設(shè)置：

2、創(chuàng)建一個(gè)塊符號(hào)名為“time"的數(shù)據(jù)塊（DB1），并創(chuàng)建如下變量，如圖7所示：

3、在需要測(cè)試的子程序的***個(gè)網(wǎng)絡(luò)和zui后一個(gè)網(wǎng)絡(luò)讀取系統(tǒng)時(shí)鐘，然后運(yùn)用時(shí)鐘相減指令FC34進(jìn)行計(jì)算。
如下例程中測(cè)試了“FC1"子程序的執(zhí)行時(shí)間，如圖8所示：

4、通過(guò)變量監(jiān)控表查看該子程序的大約執(zhí)行時(shí)間，如圖9所示：

圖9子程序大約執(zhí)行時(shí)間
1多功能測(cè)量表SENTRON PAC3200簡(jiǎn)介
SENTRON PAC3200電能監(jiān)視設(shè)備可***提供系統(tǒng)特性，包括電壓和電流zui大值、zui小值和平均值，功率值、頻率、功率因數(shù)、對(duì)稱性、邏輯計(jì)算、負(fù)載趨勢(shì)、諧波和總諧波失真等。SENTRON PAC3200可檢測(cè) 50 多個(gè)基本數(shù)值，具有 10個(gè)電能計(jì)數(shù)器，可用于全面負(fù)載檢測(cè)。它們的測(cè)量準(zhǔn)確度滿足電能計(jì)數(shù)器標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的較高要求。PAC3200帶有MODBUS RTU-RS485接口、PROFIBUS-DP接口和MODBUS TCP 接口，可以很方便將PAC3200的數(shù)據(jù)上傳到PLC中進(jìn)行處理，也可以上傳到HMI中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、處理及歸檔。對(duì)于西門子系統(tǒng)可以輕松地將PAC3200集成到上位自動(dòng)化系統(tǒng)中，例如，集成到西門子 SIMATIC PCS 7 powerrate 和SIMATIC WinCC powerrate 軟件包中。

2 PAC3200通信接口對(duì)比
PAC3200可以通過(guò)MODBUS RTU RS485接口、MODBUS TCP 以太網(wǎng)接口以及現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS-DP接口與PLC和HMI通信。下面分別以連接S7-300 PLC為例，在通信性能、連接的個(gè)數(shù)、編程方面進(jìn)行對(duì)比：

1） 通信性能：PROFIBUS-DP使用令牌方式由主站依次訪問(wèn)從站，是實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)總線，通信響應(yīng)快，通信的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)考慮PAC3200數(shù)據(jù)的刷新時(shí)間（自身刷新時(shí)間可能較PROFIBUS-DP刷新時(shí)間慢）；如果選擇以太網(wǎng)MODBUS TCP 通信，由于不是實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，通信性能次之，通信的響應(yīng)時(shí)間也應(yīng)考慮PAC3200數(shù)據(jù)的刷新時(shí)間（自身刷新時(shí)間可能較以太網(wǎng)刷新時(shí)間慢）；使用RS485 MODBUS RTU通信，由于基于串口，通信性能不能與以太網(wǎng)與PROFIBUS-DP相比較。
2） 連接個(gè)數(shù)：使用PROFIBUS-DP，基于主站的性能，zui多可以連接126個(gè)站點(diǎn)；以太網(wǎng)MODBUS TCP 通信，基于CP的連接個(gè)數(shù)，通常16個(gè)；使用RS485 MODBUS RTU，可以連接一個(gè)網(wǎng)段，典型值31個(gè)站點(diǎn)。
3） 編程：使用PROFIBUS-DP，不需要編寫通信程序；使用以太網(wǎng)MODBUS TCP 通信，需要編寫發(fā)送接收通信程序；使用RS485 MODBUS RTU通信，需要編寫從站輪詢程序，比較麻煩，如果沒(méi)有購(gòu)買MODBUS RTU的驅(qū)動(dòng)，還需要編寫通信程序。
4） 價(jià)格：PROFIBUS-DP與RS485 MODBUS RTU通信需要購(gòu)買選件網(wǎng)卡，而PAC3200本身集成以太網(wǎng)接口，支持MODBUS TCP 通信。
下面將介紹PAC3200的MODBUS TCP 通信。

3 MODBUS TCP 通信報(bào)文
MODBUS TCP 使MODBUS RTU協(xié)議運(yùn)行于以太網(wǎng)，MODBUS TCP使用TCP/IP和以太網(wǎng)在站點(diǎn)間傳送MODBUS報(bào)文，MODBUS TCP結(jié)合了以太網(wǎng)物理網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP以及以MODBUS作為應(yīng)用協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)表示方法。MODBUS TCP通信報(bào)文被封裝于以太網(wǎng)TCP/IP數(shù)據(jù)包中。與傳統(tǒng)的串口方式，MODBUS TCP插入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS報(bào)文到TCP報(bào)文中，不再帶有數(shù)據(jù)校驗(yàn)和地址，如圖1所示：

圖1：MODBUS TCP報(bào)文

由于使用以太網(wǎng)TCP/IP數(shù)據(jù)鏈路層的校驗(yàn)機(jī)制而保證了數(shù)據(jù)的完整性，MODBUS TCP 報(bào)文中不再帶有數(shù)據(jù)校驗(yàn)"CHECKSUM"，原有報(bào)文中的“ADDRESS"也被“UNIT ID"替代而加在MODBUS應(yīng)用協(xié)議報(bào)文頭中。

MODBUS TCP服務(wù)器使用502端口與客戶端進(jìn)行通信。

S7-300 與PAC3200 之間進(jìn)行MODBUS TCP 通信時(shí)，MODBUS應(yīng)為協(xié)議的報(bào)文頭賦值如下：
byte 0： transaction identifier (高字節(jié)) – 為0
byte 1：transaction identifier(低字節(jié)) - 為0
byte 2：protocol identifier(高字節(jié)) = 0
byte 3：protocol identifier (低字節(jié)) = 0
byte 4：length field (高字節(jié)) = 0 (因?yàn)樗械膱?bào)文小于256)
byte 5：length field (低字節(jié)) = 后面跟隨的字節(jié)數(shù)
byte 6：unit identifier -原從站地址，這里為0
byte 7：MODBUS 功能碼，通過(guò)功能碼發(fā)送通信命令
byte 8 ～：后續(xù)的字節(jié)數(shù)與功能碼相關(guān)

4 PAC3200支持的MODBUS TCP 功能碼
在MODBUS TCP 的報(bào)文中，通過(guò)使用功能碼請(qǐng)求通信伙伴的數(shù)據(jù)，如對(duì)內(nèi)部寄存器的讀寫操作、讀輸入寄存器、寫輸出寄存器等