S7-300/400 PLC的通信网络

    1．工业以太网    工业以太网( Industrial Ethernet)用于工厂管理和单元层的通信系统，它符合IEEE 802.3国际标准，用于对时间要求不太严格，需要传送大量数据的通信场合。可以通过网关来连接远程网络。西门子的工业以太网传输速率为10Mb/s或100Mb/s，最多1024个网络节点，网络的最大范围为150km。    采用交换式局域网，每个网段都能达到网络的整体性能和数据传输速率，电气交换模块与光纤交换模块将网络划分为若干个网段，在多个网段中可以同时传输多个报文。本地数据通信在本地网段进行，只有指定的数据包可以超出本地网段的范围。全双工模式使一个站能同时发送和接收数据，不会发生冲突。传输速率到20Mb/s和200Mb/s。可以构建环形冗余工业以太网。最大的网络重构时间为0. 3s。自适应功能自动检测出信号传输速率（10Mb/s或100Mb/s）。自协商是高速以太网的配置协议，通过协商确定数据传输速率和工作方式。    2．多点接口MPI    MPI是多点接口(Multi-Point Interface)的简称，S7-300/400CPU都集成了MPI通信协议，MPI的物理层是RS-485，最大传输速率为12Mb/s。PLC通过MPI能同时连接运行STEP 7的编程器、计算机、人机界面(HMI)及其他SIMATIC S7、M7和C7等。连接在MPI网上的CPU可以通过MPI接口实现全局数据(GD)服务，周期性地相互进行数据交换。每个CPU可以使用的MPI连接总数与CPU的型号有关，一般为6至64个。    3．PROFIBUS    工业现场总线PROFIBUS是用于车间级监控和现场层的通信系统，它符合IEC61158标准，具有开放性，凡是符合该标准的设备都可以接入同一网络中。S7-300/400 CPU可以通过通信处理器或集成在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能够实现高速和便捷的分布式I/O控制。对于用户来说分布式I/O和集中式I/O一样，系统组态和编程的方法完全相同。    PROFIBUS的物理层是RS-485，最大传输速率为12Mb/s。最多可以与127个网络上的节点进行数据交换。网络中最多可以串接10个中继器来延长通信距离。使用光纤作通信介质，通信距离可达90km。    4．点对点连接    可以连接S7 PLC和其他串口设备。使用CP340、CP341、CP440、CP441通信处理模块，或CPU31xC-2PtP集成的通信接口。接口有20mA (TTY)，RS-232C和RS-422A/RS-485。通信协议有ASCⅡ驱动器、3964 (R)和RK512（只适用于部分CPU）。使用通信软件PRODAVE和编程用的PC/MPI适配器，通过PLC的MPI编程接口，可以实现计算机与S7 -300/400的通信。    5．AS-i网络的过程通信    西门子SIMATIC NET网络系统（如图7- 11所示）将执行器和传感器单独分为一层，主要使用AS-i网络。AS-i是执行器，传感器接口(Actuator Sensor Interface)的简称，位于最底层。AS-i每个网段只能有一个主站。AS-i所有分支电路的最大总长度为lOOm，可以用中继器延长。可以用屏蔽的或非屏蔽的两芯电缆，支持总线供电。DP/AS-i网关(Gate-way)用来连接PROFIBUS-DP和AS-i网络。CP342-2最多可以连接62个数字量或31个模拟量AS-i从站。最多可以访问248个DI和186个DO。通过内部集成的模拟量处理程序，可以像处理数字量值那样非常容易地处理模拟量值。西门子提供各种各样的AS-i产品，西门子的“LOGO！”微型控制器可以接入AS-i网络。
    图7-11    SIMATIC NET网络结构示意图