西门子工业以太网

1、工业以太网、Profibus现场总线网络调试与维护,西门子工业以太网 2016/7,西门子工业以太网,西门子公司在工业以太网领域有着非常丰富的经验和领先的解决方案。其中SIMATIC NET工业以太网基于经过现场验证的技术，符合IEEE 802.3标准并提供10Mbit/s以及100Mbit/s快速以太网技术。经过多年的实践，SIMATIC NET工业以太网的应用已多于400000个节点，偏布世界各地，用于严酷的工业环境，并包括有高强度电磁干扰的地区。,西门子工业以太网,1.1 SIMATIC NET工业以太网基本类型和网络硬件 SIMATIC NET工业以太网有2种类型，分别为10Mbit/

2、s工业以太网和100Mbit/s工业以太网。它是利用带传输技术，基于IEEE802.3利用CSMA/CD介质访问方法的单元级和控制级传输网络。在西门子工业以太网中，通常使用的的物理传输介质是屏蔽双绞线（TP），工业屏蔽双绞线（ITP）以及光纤。,ST-Connector,SC-Connector,典型的光纤连接头,FDDI-Connector,FSMA-Connector,西门子工业以太网,1.2 SIMATIC NET工业以太网网络部件 SIMATIC NET工业以太网网络部件包括工业以太网链路模板OLM，ELM和工业以太网交换机OSM/ESM和ELS以及工业以太网链路模块OMC。 依照IE

3、EE 802.3标准，利用电缆和光纤技术，SIMATIC NET连接模块使得工业以太网的连接变得更为方便和灵活。 OLM（光链路模块）有3个ITP接口和两个BFOC接口。ITP接口可以连接3个终端设备或网段，BFOC接口可以连接两个光路设备（如OLM等），速度为10Mbit/s。如图10-1所示。 ELM（电气链路模块）有个ITP接口和1个AUI接口。通过AUI接口，可以将网络设备连接至LAN上，速度为10Mbit/s。,西门子OLM,西门子工业以太网,工业以太网交换机OSM、ESM OSM的产品包括：OSM TP62、OSM TP22、OSM ITP62、OSM ITP62-LD和OSM B

4、C08。从型号就可以确定OSM的连接端口类型及数量，如：OSM ITP62-LD，其中ITP表示OSM上有ITP电缆接口，“6”代表电气接口数量，“2”代表光纤接口数量，LD代表长距离，如图10-2所示。 ESM的产品包括：ESM TP40、ESM TP80和ESM ITP80，命名规则和OSM相同。图10-3所示为ESM TP80。,图10-2 OSM ITP62-LD,图10-3 ESM TP80,西门子工业以太网,通信处理器(Simatic S7 网卡) 常用的工业以太网通信处理器（CPCommunicaton Processer，通信处理单元），包括用在S7 PLC站上的处理器CP24

5、3-1系列、CP343-1系列、CP443-1系列等。 CP243-1是为S7-200系列PLC设计的工业以太网通信处理器，通过CP243-1模块，用户可以很方便地将S7-200系列PLC通过工业以太网进行连接，并且支持使用STEP7-Micro/WIN 32软件，通过以太网对S7-200进行远程组态、编程和诊断。同时，S7-200也可以同S7-300、S7-400系列PLC进行以太网的连接。如图10-4所示。 S7-300系列PLC的以太网通信处理器是CP343-1系列，按照所支持协议的不同，可以分为CP343-1、CP343-1 ISO、CP343-1 TCP、CP343-1 IT和CP3

6、43-1 PN，如图10-5所示。,CP243-1,CP343-1,CP443-1,西门子工业以太网,PC网卡 标准化、高速、安全网卡，节约 时间和成本； 可在标准Windows NT和Windows 2000 操作系统中使用支持即插即拔功能； 数据以100 Mbit/s的速度传输。,CP 1512,CP 1612,CP 1515,CP 1612,CP 1613,西门子工业以太网,1.3 西门子常用以太网附件介绍 接头 西门子提供多种工业以太网接头，其设计用于工业环境，金属材质并且具有快速连接技术。,RJ-45 180度出线接头 普通应用（可用屏蔽或非屏蔽水晶头代替）,RJ-45 90度出线接

7、头 ET200s等,RJ-45 145度出线接头 用于SIMOTION and SINAMICS等,西门子工业以太网,2 网线及剥线工具 西门子工业以太网网线是设计用于工业以太网通信场合的超5类双绞线。 一般情况下，可用其他品牌五类双绞线替代。 右图：利用剥线工具进行快速安装,西门子工业以太网,3 西门子工业以太网接头针脚定义,针序定义,以太网设备分成两大类：终端设备-例如CP243-1、CP343-1或者计算机，网络设备例如交换机，路由器等。RJ45的电缆针对使用的不同类型设备，有两种连接方式：交叉连接和直通连接。交叉连接用于同等类型设备间通信，例如PLC与PLC之间连接或者PLC与计算机网

8、卡连接需要使用交叉连接电缆，直通连接是用于不同类型设备间通信，例如PLC与交换机连接或者计算机网卡与交换机连接。,西门子工业以太网,交叉线接法,直连线接法,西门子工业以太网,安装后BF灯常亮如何处理？有什么可能？LINK/P1/P2指示灯有什么作用？ BF指示灯如果常亮有三种可能： 未插入以太网网线 网络中的IP/MAC地址有冲突 Device Name冲突 因此，如果出现BF常亮的现象后首先应检查网线是否故障，即检查LINK灯或者相应端口的P1(第一个网口)或者P2(第二个网口)是否亮起，如果没有亮说明端口没有连接至工业以太网则应检查网线。其次检查网络中是否有IP地址或者MAC地址冲突，如果

9、都排除后，可通过对CP进行固件更新来尝试解决。 以太网线通讯距离的限制？ 在使用普通网线通讯时，如果通讯长度超过100m需要考虑使用交换机进行扩展或者使用光纤进行通信,西门子工业以太网,1.4 西门子工业以太网通信功能 PG/OP 功能: PG/OP通讯用于通过STEP7 软件下载程序和组态数据，用于运行测试和诊断功能，以及通过HMI设备监视和控制PLC内数据。 S7 通信：使用通讯功能块，S7通信功能可以在SIMATIC S7-300站，SIMATIC S7-400站以及PG/PC之间形成简单、有效的接口。可以通过此功能可以在S7-300,400以至S7-200或者S7-1200之间通信。

10、S5兼容通信：ISO、 TCP/IP、ISO-on-TCP连接(RFC 1006)、TCP连接以及UDP数据报服务(包括广播/多点传送)。可以通过TCP、UDP通信实现与第三方标准TCP通信设备进行数据交换。 PROFINET IO：支持PROFINET IO控制器模式的S7 CP允许通过工业以太网直接访问PROFINET IO设备。- PROFINET IO设备通过支持PROFINET IO设备模式的S7 CP，S7站可在工业以太网上作为“智能的”PROFINET IO设备进行操作。 PROFINET CBA: 配有可使用PROFINET CBA的CP的S7站在SIMATIC iMap中可作

11、为PROFINET组件进行互连。在PROFINET CBA中，使用的是与周期性和非周期性传送之间的互连。,西门子工业以太网,西门子工业以太网,结点点可能的通讯方式,西门子工业以太网,西门子通讯与ISO模型,S7-通信,Send/Receive通信,西门子工业以太网,PG/OP通讯 PG/OP通信分别是PG和OP与PLC通信来进行组态、编程、监控以及人机交互等操作的服务。,S7-300/400 PLC的以太网通讯,西门子工业以太网,S5-compatible communication service（S5兼容通讯功能） SEND/RECEIVE interface 源于SIMATIC S5 ，

12、而在SIMATIC C7中为“S5-compatible communication”的一部分。通过SEND/RECEIVE interface 可以实现一个SIMATIC S7 站与SIMATIC S7 站、SIMATIC S5 站、PG/PC 以及其他站点之间的通讯。由于SEND/RECEIVE interface 基于ISO模型14层所有的协议，因而也被认为是一种开放式的通讯（open communication）。通讯数据量可以达到8K bytes。,西门子工业以太网,ISO-Communication（ISO通讯） ISO 传输服务通过组态连接提供SEND/RECEIVE inter

13、face服务在以太网上传输数据。组态的连接自动的被ISP传输服务所监视。最大传输数据量为8K 字节。 数据自动重发功能和基于第2层的CRC校验保证了数据传输的完整性和可靠性，通讯方可以进行接收数据的确认 选择建立ISO连接只需要在Netpro下新建连接，类型选择为“ISO transport connection”即可。此时该服务使用的协议为ISO协议。 ISO通讯速度较快，可是不能实现网络路由，只能用于局域网通讯。,西门子工业以太网,ISO-on-TCP RFC1006 标准用于将数据打包，同时实现将ISO协议映射到TCP协议上，从而使网络连接突破了局域网的限制，可以路由到公网上去。 同样，

14、数据自动重发功能和基于第2层的CRC校验保证了数据传输的完整性和可靠性，通讯方可以进行接收数据的确认。数据的最大传输量为8K字节。 选择建立ISO-on-TCP连接只需要在Netpro下新建连接，类型选择为“ISO-on-TCP connection”即可。此时该服务使用的协议为ISO-on-TCP协议。,西门子工业以太网,TCP/IP communication TCP/IP 提供面向连接的数据通讯，数据并不会被打包因而并没有数据包确认位，再者TCP服务提供了统一的socket 接口到每一个终端，因而数据块（最大8K字节）可以整体发送，这和ISO-on-TCP 不同，因为ISO-on-TCP

15、在这里要花费较多的时间。 选择建立TCP连接只需要在Netpro下新建连接，类型选择为“TCP connection”即可。可以看到此时的通讯通过IP地址和PORT号来收发数据，此时该服务使用的协议为TCP协议。,西门子工业以太网,UDP communication UDP提供简单数据传输，无需确认，与TCP同属第4层协议。通过IP地址进行寻址，最大发送数据量为2K字节。同TCP相比，UDP属于无连接的协议，数据报文无需确认 选择建立UDP连接只需要在Netpro下新建连接，类型选择为“UDP”即可。可以看到此时的通讯通过IP地址和PORT号来收发数据, 此时该服务使用的协议为UDP协议。,西

16、门子工业以太网,什么是S7 通讯功能 SIMATIC S7通讯协议使用S7-应用接口的通信不依赖特定的总线系统(Ethernet, PROFIBUS, MPI). 通信接口位于ISO-OSI-参考模型的第7 层 S7-通信分为以下两种关系 客户机服务器关系(单边)： PUT / GET 客户机客户机关系(双边): USEND / URCV BSEND / BRCV,西门子工业以太网,S7-Communication 我们可以通过建立S7的连接在工业以太网上使用S7通讯服务。而S7通讯服务使用的是通过ISO通讯协议和ISO-On-TCP通讯协议来实现的。 这就意味着，我们在选择CP模板时，该模板

17、必须支持ISO协议，否则无法建立S7的连接。 PN接口虽已不支持ISO协议，但依旧可以建立S7的连接，因为它支持ISO-on-TCP。 如图，我们在NetPro下新建连接，连接类型为“S7 connection”,西门子工业以太网,S7-Communication,不选择“TCP/IP”，则通过MAC地址来寻址建立连接。继续选择“Address Details ”，可以看到该连接是通过“TSAP”号来传输数据的，此时S7服务是利用ISO协议来完成的。,西门子工业以太网,S7-Communication,选择“TCP/IP”，则通过IP地址来寻址建立连接。继续选择“Address Details

18、 ”，可以看到该连接仍然是通过“TSAP”号来传输数据的，此时S7服务是利用ISO-on-TCP协议来完成的。,西门子工业以太网,1.5 常见问题及处理方式 为什么有时以太网通信十分缓慢？ 通信缓慢一般有几种可能 使用了错误的编程方式，发送块执行速度过快，接收块执行速度慢于发送，导致数据的通信较长延迟，因此如果通信时间长首先应降低发送块速度，例如把发送块放到OB35中执行，提高接收速度。 使用了TCP通信，容易出现数据延迟，数据错位，数据丢失等问题，西门子设备间通信，建议使用S7通信，或者使用ISO on TCP通信协议。 网络质量差，通信设备间延迟过高，通信不稳定也可能导致。,西门子工业以太

19、网,以太网模块无法通过Step7和PST工具扫描到？或者无法分配IP地址？ 首先需要检查计算机和PLC的网线是否正确连接，其次应检查防火墙是否禁止Step7或者PST软件访问以太网，最后检查当前计算机网卡协议是否包含并选择了必要的协议：,西门子工业以太网,希望通过internet访问PLC 如何实现？ 可以考虑使用VPN功能， VPN就是虚拟专用网，顾名思义其作用是通过internet把能上网的机器组到一个局域网内，实现互联互通，对应于西门子的PLC，通过VPN就可以实现监控编程下载等功能。 什么是多路复用，有什么注意事项？ 新的S7-300 CP支持多路复用，也就是所有组态的双向S7连接或O

20、P连接只占用CPU中的一个连接资源。 做多路复用的时候屏或者双边连接需要指定的是CP模块的地址和槽号。 1个多路复用功能会占用一个CPU的S7连接资源，无论是否有屏连接在CP上。 PG功能（包含路由）和WinCC不支持多路复用。 S7-400不支持多路复用，S7-300的CP343-1 Lean 以及旧的CP343-1也不支持（版本低于11）。,西门子工业以太网,连接的计算机数目很少就连接不上了，例如仅能连接3台计算机监控 为了能够使用更多的通信连接，必须减少为S7基本通信（S7 basic Communication ）所预留的资源。 执行以下步骤： 打开硬件组态 双击打开CPU属性 选择Communication（通信） 将S7基本通信（S7 basic Communication ）的值设置为0 保存编译并下载 因为S7通信的最大连接数是连接资源的最大数减去S7基本通信数，OP通信数和PG通信数。有些CPU的S7基本通信的缺省预留值设置是很高的，因此S7通信大概只有3个连接可用。在这种情况下是不能有第4个连接的。因此应该减少S7标准通信的数值。,西门子工业以太网,为什么一编译带有以太网模块的项目就报SDB error？ 通常此现象的原因为Step7软件错误，可以新建一个项目仅组态CPU和以太网模块即可。如果问题依然存在，如下图所示： 出现