Главная страница
qrcode

Предисловие Краткий обзор содержания книги


Скачать 12.75 Mb.
НазваниеПредисловие Краткий обзор содержания книги
Дата24.10.2019
Размер12.75 Mb.
Формат файлаpdf
Имя файлаBerger_Step7-STLSCL_r.pdf
оригинальный pdf просмотр
ТипУказатель
#38220
страница6 из 87
Каталог
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   87
PROFIBUS-DP/RS 232C link) является конвертором для соединения интерфейса RS 232C (V.24) и PROFIBUS-DP.
Посредством соединителя DP/RS 232C устройства с интерфейсом RS 232C могут быть подключены к PROFIBUS-DP. Соединитель DP/RS 232C поддерживает протоколы 3964R и ASCII.
Соединитель DP/RS 232C обеспечивает подключение приборов способом "точка к точке". Данные передаются с сохранением консистентности в обоих направлениях. В фрейме передается до 224 байт данных пользователя.
Скорость передачи данных по PROFIBUS-DP достигает 12 Мбит/сек; RS 232C обеспечивает скорость передачи данных до 38,4 кбит/с без контроля по четности, с проверкой на четность или нечетность, 8 битов данных плюс 1 стоп-бит.
1.3 Коммуникации (Сommunications)
Коммуникации обеспечивают обмен данными между программируемыми модулями - это встроенный компонент SIMATIC S7. Почти все коммуникационные функции управляются операционной системой. Обмен данными может быть организован без какого-либо дополнительного оборудования посредством только одного соединительного кабеля между двумя CPU. При использовании модулей CP можно создавать мощные сети и с легкостью подключать к ним системы сторонних (кроме SIEMENS) производителей оборудования.
SIMATIC NET - более широкое понятие, включающее в себя понятие коммуникаций SIMATIC. SIMATIC NET представляет собой информационный обмен между программируемыми контроллерами, а также между программируемыми контроллерами и устройствами HMI (человеко-машинный интерфейс). С SIMATIC могут быть реализованы различные варианты функций связи в зависимости от поставленной задачи.
1.3.1 Введение
На рисунке 1.5 показаны наиболее важные объекты связи. Может возникнуть задача реализации обмена данными между станциями SIMATIC или аппаратами сторонних (отличных от SIEMENS) производителей. В этом случае необходимы модули с функцией связи. С помощью SIMATIC S7 все
CPU обеспечиваются MPI интерфейсом, с помощью которого они могут связываться друг с другом. Кроме того, для связи могут быть применены коммуникационные процессоры (CP), выполняющие обмен данными с высокой пропускной способностью и с различными протоколами обмена.
1. Программируемый контроллер SIMATIC S7-300/400
Automating with STEP 7 in STL and SCL
1- 19
Автоматизация посредством STEP 7 с использованием STL и SCL
Модули могут быть связаны сетью. Сеть - это аппаратное соединение между узлами связи (коммуникационными узлами).
Обмен данными происходит посредством "соединения" в соответствии со специальным планом обработки данных ("служба обмена"), который основывается на специальной процедуре ("протокол"). Например, S7соединение является стандартом для S7-модулей с функциями связи.
Рис. 1.5 Обмен данными между двумя станциями SIMATIC S7
Сеть
Сеть - это соединение между несколькими устройствами с целью их связи друг с другом. Она состоит из одной или нескольких идентичных или разных подсетей, связанных друг с другом.
Подсеть
В подсети все коммуникационные узлы связаны с помощью аппаратных соединений, обладающих одинаковыми физическими характеристиками и параметрами передачи, такими как скорость передачи; кроме того, обмен данными в подсети происходит в соответствии с единой процедурой передачи данных. В системе SIMATIC применяются несколько типов подсетей: MPI, PROFIBUS, Industrial Ethernet и PTP ("point-to-point"
[соединение "точка к точке"]).
Служба обмена (communications service)
Служба обмена (communications service) определяет, как происходит обмен данными между коммуникационными узлами, и как эти данные обрабатываются. Служба обмена базируется на протоколе обмена, который помимо всего прочего описывает процедуру координации работы между коммуникационными узлами.
CPU
Программа ID соеди- Системная пользователя нения память
SFB
ID
SD
DB
Коммуникационная функция
Данные для пере- сылки
Соединение
Ресурсы соединения
Шинный интер- фейс модуля
CPU
Программа ID соеди- Системная пользователя нения память
SFB
ID
RD
DB
Коммуникационная функция
Принимаемые данные
Станция SIMATIC S7
Станция SIMATIC S7
Подсеть (Subnet)
1. Программируемый контроллер SIMATIC S7-300/400 1- 20
Automating with STEP 7 in STL and SCL
Автоматизация посредством STEP 7 с использованием STL и SCL
В SIMATIC различают следующие разновидности организации службы обмена: через функции S7, PROFIBUS-DP, PROFIBUS-FMS, PROFIBUS-FDL
(SDA), ISO transport, ISO-on-TSP и связь через глобальные данные.
Соединение (connection)
Соединение определяет коммуникационные отношения между двумя узлами связи (коммуникационными узлами). Это есть логическое назначение двух узлов для выполнения специфических коммуникационных функций (службы обмена) и, кроме того, содержит специальные характеристики, такие как тип соединения
(динамический, статический) и каким образом оно устанавливается.
В SIMATIC различают следующие разновидности соединений: S7- соединение, S7-соединение (отказоустойчивое), "point-to-point" [соединение "точка к точке"], FMS- и FDL-соединение, "ISO transport"-соединение, "ISO-onTSP"- и TSP-соединение, UDP-соединение и E-mail-соединение.
Коммуникационные функции (communications functions)
Коммуникационные функции играют роль интерфейса между программой пользователя и службой обмена подсети. Используемые для внутренних соединений в SIMATIC S7 коммуникационные функции встроены в операционную систему CPU и вызываются с помощью системных блоков.
Загружаемые блоки позволяют создавать соединение с устройствами сторонних производителей (кроме Siemens) с помощью коммуникационных процессоров.
Краткий обзор коммуникационных объектов
В таблице 1.1 показано соответствие между подсетями, службами обмена данными и модулями с функцией связи.
1.3.2 Подсети
Подсети - это часть средств связи с одинаковыми физическими характеристиками и одинаковой процедурой обработки данных. Подсети являются центральными объектами в системе связи для утилиты SIMATIC
Manager.
Подсети отличаются своими рабочими характеристиками:
• MPI экономичный способ создания сетей для небольшого количества устройств SIMATIC с обменом малыми количествами данных.
• PROFIBUS высокоскоростной обмен малыми и средними объемами данных; используется прежде всего для работы с системами распределенных входов/выходов.
• Industrial Ethernet связь между компьютерами и PLC для высокоскоростного обмена большими объемами данных.
• PTP ("Точка к точке") последовательная связь между двумя коммуникационными партнерами по специальным протоколам.
1. Программируемый контроллер SIMATIC S7-300/400
Automating with STEP 7 in STL and SCL
1- 21
Автоматизация посредством STEP 7 с использованием STL и SCL
Таблица 1.1 Коммуникационные объекты
Подсеть
Модули
Служба обмена данными
Конфигурация, интерфейс
Связь через глобальные данные (GD)
GD-таблица
Связь между станциями посредством
SFC
Вызовы SFC
MPI
Все CPU
Связь посредством SFB
(только при активной S7-400)
Таблица соединений, вызовы SFB
PROFIBUS-DP
(ведущее или ведомое устройство)
Конфигурация оборудования, входы/ выходы, вызовы SFC
CPU с ведущим
DP-устройством
Связь внутри станции посредством SFC
Вызовы SFC
PROFIBUS-DP
(ведущее или ведомое устройство)
Конфигурация оборудования, входы/ выходы, вызовы SFC
IM 467
Связь внутри станции посредством SFC
Вызовы SFC
PROFIBUS-FDL,
PROFIBUS-DP
(ведущее или ведомое устройство)
NCM, таблица соединений,
SEND / RECEIVE
Связь внутри станции посредством SFC
Вызовы SFC
CP 342-5
CP 443-5
Extended
(расширенный)
Связь посредством SFB
(только при активной S7-400)
Таблица соединений, вызовы SFB
PROFIBUS-FMS,
PROFIBUS-FDL
NCM, FMS-интерфейс таблица соединений,
SEND / RECEIVE
Связь внутри станции посредством SFC
Вызовы SFC
PROFIBUS
CP 343-5
CP 443-5
Basic
(базовый)
Связь посредством SFB
(только при активной S7-400)
Таблица соединений, вызовы SFB
Транспортные протоколы ISO и
TCP / IP
NCM, таблица соединений,
SEND / RECEIVE
CP 343-1
CP 443-1
Связь посредством SFB
(только при активной S7-400)
Таблица соединений, вызовы SFB
Транспортные протоколы ISO и
TCP / IP
IT-связь
NCM, таблица соединений,
SEND / RECEIVE
Industrial
Ethernet
CP 343-1 IT
CP 443-1 IT
Связь посредством SFB
(только при активной S7-400)
Таблица соединений, вызовы SFB
NCM - программное обеспечение для конфигурирования CP; NCM может применяться для
PROFIBUS и для Industrial Ethernet.
Посредством STEP 7 V.5 Вы можете использовать программатор для получения доступа к станциям SIMATIC S7 с помощью подсетей, чтобы, например, задать параметры или изменить программу. Шлюзы (переходы) между подсетями должны быть расположены в станции S7 с возможностью программирования.
MPI
Каждый CPU имеет интерфейс для многоточечного подключения ("multipoint interface", MPI ["многоточечный интерфейс"]). Он позволяет создать подсеть для обмена данными между CPU, PG, устройствами HMI (человекомашинный интерфейс) согласно оригинальному протоколу обмена Siemens.
1. Программируемый контроллер SIMATIC S7-300/400 1- 22
Automating with STEP 7 in STL and SCL
Автоматизация посредством STEP 7 с использованием STL и SCL
Линии передачи MPI могут иметь два типа исполнения: экранированный кабель "витая пара" или пластмассовый оптико-волоконный кабель. Длина кабеля в шинном сегменте может достигать 50 м. При этом максимальная длина может быть увеличена до 1100 м в случае применения повторителей
RS485 или может даже превышать 100 км в случае применения модулей оптической связи (optical link modul). Скорость передачи данных обычно составляет 187,5 кбит/с.
Максимальное число узлов составляет 32 единицы. Каждый узел имеет доступ к шине в течение определенного отрезка времени и может в это время посылать фреймы данных. По прошествии этого промежутка времени узел передает право доступа к шине следующему узлу (процедура доступа "token passing" [передача маркера или "токена"]).
Посредством сети MPI может быть организован обмен данными между CPU с помощью установления одного из следующих типов связи: связи через глобальные данные, связи между станциями посредством SFC или связи посредством SFB. При этом не требуется применять дополнительные модули.
PROFIBUS
PROFIBUS ("PROcess FIeldBUS") используется как "шина полевого уровня для автоматизации". PROFIBUS является общим стандартом, совместимым с
EN 50170, для связывания в единую сеть устройств полевого уровня.
Линии передачи PROFIBUS могут иметь следующие типы исполнения: экранированный кабель "витая пара" и стеклянный или пластмассовый оптико-волоконный кабель. Максимальная длина кабеля в шинном сегменте зависит от скорости передачи данных; она может достигать 100 м при наибольшей скорости передачи (12 Мбит/с) и может достигать 1000 м при наименьшей скорости передачи (9,6 кбит/с). Длина сети может наращиваться в случае применения повторителей или модулей оптической связи (optical link modul).
Максимальное число узлов составляет 127 единицы. Различают активные и пассивные узлы. Активные узлы имеют доступ к шине в течение определенного отрезка времени и могут в это время посылать фреймы данных. По прошествии этого промежутка времени активный узел передает право доступа к шине следующему узлу (процедура доступа "token passing"
[передача "токена"]). Если пассивные узлы (slaves) были назначены активному узлу (master), последний будет выполнять обмен данными с назначенными ему пассивными узлами, пока имеет доступ к шине. Пассивные узлы не получают доступа к шине.
Вы можете осуществлять связь с распределенной периферией посредством сети PROFIBUS; при этом используется соответствующая служба обмена
PROFIBUS-DP. Вы можете использовать или CPU со встроенным или вставляемым ведущим DP-устройством или использовать подходящий коммуникационный процессор. В сетях PROFIBUS можно также использовать связь внутри станции посредством SFC или связь посредством SFB.
При использовании соответствующих CP возможен обмен данными посредством служб PROFIBUS-FMS и PROFIBUS-FDL. Как интерфейс для программы пользователя используются загружаемые блоки (FMS-интерфейс или SEND/RESEIVE-интерфейс).
1. Программируемый контроллер SIMATIC S7-300/400
Automating with STEP 7 in STL and SCL
1- 23
Автоматизация посредством STEP 7 с использованием STL и SCL
Industrial Ethernet
Industrial Ethernet - это подсеть для обмена данными между компьютерами и программируемыми контроллерами преимущественно в промышленности в соответствии с международным стандартом IEEE 802.3.
Физически линии передачи Industrial Ethernet могут быть в виде коаксиального кабеля с двойным экранированием, в виде кабеля "витая пара" ("industrial") или в виде стеклянного оптико-волоконного кабеля. Длина электрокабеля в сети может достигать 1,5 км, тогда как длина кабеля оптической связи достигает 4,5 км. Скорость передачи данных составляет 10 Мбит/с.
Максимальное число узлов сети Industrial Ethernet может превышать 1000 единиц. Каждый узел, получающий доступ к шине, прежде всего проверяет, не посылает ли данные в это же время другой узел. Если другой узел использует в текущий момент шину, то узел, получающий доступ к шине, ожидает в течение случайным образом выбранного промежутка времени, после чего совершает новую попытку доступа к шине (процедура доступа "CSMA/CD"). Все узлы сети имеют равные права доступа.
Посредством сети Industrial Ethernet может быть также организован обмен данными с помощью установления одного из следующих типов связи: связи через S7-функции или связи посредством SFB. Если использовать для сети
Industrial Ethernet соответствующие CP, то тогда есть возможность использовать связь ISO transport или ISO-on-TCP, а также использовать интерфейс SEND/RESEIVE.
Point-to-point
Интерфейс для подключения "точка к точке" ("Point-to-point", PTP) позволяет создать подсеть для обмена данными последовательной связи. Соединение "point-to-point" легко конфигурируется и обеспечивает управление как подсеть с помощью SIMATIC Manager.
Интерфейсные разъемы соединяются посредством электрокабеля. В качестве интерфейсов могут использоваться RS 232C (V.24), 20мА (TTY) и RS
422/485. Скорость передачи данных для интерфейса 20 мА составляет от 300 бит/с до 19,2 кбит/с, а для интерфейсов RS 232C и RS 422/485 - 76,8 кбит/с.
Максимальная длина кабеля зависит от физического интерфейса и от скорости передачи данных; она может достигать 10 м для RS 232C, 1000 м для интерфейса 20 мА при скорости передачи 9,6 кбит/с и 1200 м для интерфейса RS 422/485 при скорости передачи 19,2 кбит/с.
3964 (R), RK 512, драйверы для принтеров и ASCII драйвер могут использоваться как протоколы (процедуры), а также последние версии пользовательских протоколов. Отдельные приложения могут потребовать использования особых драйверов.
AS-интерфейс
AS-интерфейс ("AS-Interface", AS-i) позволяет создать подсеть для обмена данными в соответствии со спецификацией IEC TG 178 для AS-интерфейса c соответствующим образом сконструированными двоичными датчиками и приводами. AS-интерфейс не рассматривается как подсеть в SIMATIC
Manager; только ведущее устройство AS-i (AS-I master) может быть сконфигурировано процедурами конфигурирования аппаратной части и сети.
1. Программируемый контроллер SIMATIC S7-300/400 1- 24
Automating with STEP 7 in STL and SCL
Автоматизация посредством STEP 7 с использованием STL и SCL
Линии передачи AS-Interface представляют собой неэкранированный кабель "витая пара", по которому одновременно обеспечиваются передача данных и электропитание датчиков и приводов (такая сеть требует наличия отдельного блока питания). Максимальная длина кабеля в случае применения повторителей может достигать 300 м. Скорость передачи при этом составляет 167 кбит/с.
Ведущее устройство AS-I (master) может управлять максимум 31 ведомым устройством (slave) в цикле сканирования и обеспечивая определенное время отклика.
1.3.3 Службы обмена (communications services)
Обменом данными в подсетях управляют так называемые службы обмена, тип которых определяется типом соединения. Эти службы используются преимущественно для целей, изложенных ниже:
S7-функции - это главная служба обмена в SIMATIC. S7-функции интегрированы в операционную систему CPU, и обеспечивают связь
(коммуникации) между центральными процессорами, устройствами HMI и программаторами.
Ниже представлен краткий обзор их функций:
• Функции для программатора (PG): тестирование, запуск и сервисные функции; в PG они используются, например, для выполнения функции мониторинга переменных "monitor variables" или для чтения буфера диагностики или для запуска программ пользователя.
• Функции для человеко-машинного интерфейса (HMI): используется подключенными панелями оператора (OP), например, для выполнения функции чтения/записи переменных.
• SFB-коммуникации (SFB-communications): управляемые событиями функции для обмена большими объемами данных; запускаются вызовом SFB в программе пользователя с функциями модификации и мониторинга; статические, для сконфигурированных соединений.
• SFC-коммуникации (SFC-communications): управляемые событиями функции для обмена данными объемом до 76 байт за передачу; запускаются вызовом SFC в программе пользователя с функциями модификации и мониторинга; динамические, для несконфигурированных соединений.
S7-функции могут выполняться в подсетях MPI, PROFIBUS и Industrial
Ethernet.
Связь через глобальные данные (Global data communications) позволяет осуществлять обмен небольшими объемами данных между несколькими CPU без дополнительного усложнения программы пользователя. Передача данных может выполняться циклически или запускаться событиями.
Связь через глобальные данные как процедура носит характер "вещания"
(распространения данных); получение данных не квитируется. Состояние соединения подтверждается.
Связь через глобальные данные возможна только с MPI-шиной и К-шиной.
1. Программируемый контроллер SIMATIC S7-300/400
Automating with STEP 7 in STL and SCL
1- 25
Автоматизация посредством STEP 7 с использованием STL и SCL
С
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   87

перейти в каталог файлов


связь с админом