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1、虽然我国人民的健康水平显著提高，但依然面临着心脑血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病和慢性呼吸系统疾病等慢性病带来的挑战。那些可防可控的慢性病危险因素，如吸烟、过量饮酒、身体活动不足和膳食不合理等不健康生活方式仍未得到有效控制。 第 4 章 S7-1200 PLC的通信 1 虽然我国人民的健康水平显著提高，但依然面临着心脑血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病和慢性呼吸系统疾病等慢性病带来的挑战。那些可防可控的慢性病危险因素，如吸烟、过量饮酒、身体活动不足和膳食不合理等不健康生活方式仍未得到有效控制。 4.1 计算机通信的国际标准开放式互联模型 国际化标准化组织(ISO)提出了开放系统互联模型(OSI)，作为通 信
2、网络国际标准化的参考模型： 物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用 层。 2 虽然我国人民的健康水平显著提高，但依然面临着心脑血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病和慢性呼吸系统疾病等慢性病带来的挑战。那些可防可控的慢性病危险因素，如吸烟、过量饮酒、身体活动不足和膳食不合理等不健康生活方式仍未得到有效控制。 4.1 计算机通信的国际标准IEEE 802国家标准 IEEE(国际电工与电子工程师学会)的802委员会于1982年颁布了 一系列计算机局域网分层通信协议标准草案，总称为IEEE 802 标准。 3 虽然我国人民的健康水平显著提高，但依然面临着心脑血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病和慢性呼吸
3、系统疾病等慢性病带来的挑战。那些可防可控的慢性病危险因素，如吸烟、过量饮酒、身体活动不足和膳食不合理等不健康生活方式仍未得到有效控制。 现场总线(FieldBus)技术是实现现场级设备数字化通信的一种工 业现场层的网络通信技术。 按照国际电工委员会IEC61158的定义，现场总线是“安装在过程 区域的现场设备、仪表与控制室内的自动控制装置系统之间的一 种串行、数字式、多点通信的数据总线。” 也就是说基于现场总线的系统是以单个分散的、数字化、智能化 的测量和控制设备作为网络的节点，用总线相连，实现信息的相 互交换，使得不同网络、不同现场设备之间可以信息共享。 现场设备的各种运行参数、状态信息及故
4、障信息等通过总线传输 到远离现场的控制中心，而控制中心又可以将各种控制、维护、 组态命令又送往相关的设备，从而建立起具有自动控制功能的网 络。 4.1 计算机通信的国际标准现场总线 1/2 4 虽然我国人民的健康水平显著提高，但依然面临着心脑血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病和慢性呼吸系统疾病等慢性病带来的挑战。那些可防可控的慢性病危险因素，如吸烟、过量饮酒、身体活动不足和膳食不合理等不健康生活方式仍未得到有效控制。 由于历史的原因，现在有多种现成总线标准并存： 基金会现场总线(Foundation Fieldbus) PROFIBUS (Process Field Bus，过程现场总线) PROFI
5、NET 实时以太网 LonWorks (Local Operating Network，局域操作网络) CAN (Controller Area Network，控制器局域网络) 一些主要的PLC厂家将现场总线作为PLC控制系统中的底层网络 ，例如S7-200系列PLC配备相应的通信模块后可以介入 PROFOBUS网络和AS-i网络。 PLC与现场总线相结合，可以组成价格便宜、功能强大的分布式 控制系统。 4.1 计算机通信的国际标准现场总线 2/2 5 虽然我国人民的健康水平显著提高，但依然面临着心脑血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病和慢性呼吸系统疾病等慢性病带来的挑战。那些可防可控的慢性病危险因素
6、，如吸烟、过量饮酒、身体活动不足和膳食不合理等不健康生活方式仍未得到有效控制。 4.2 西门子的工业自动化通信网络简介 1/2 为了快速应对最新的市场需求，缩短产品面世的时间，需要提供 从生产现场到工厂控制层和公司管理层的连续信息流，用于战略 决策。现代生产对工厂纵向集成的要求越来越高，工业通信在自 动化领域中的地位越来越重要。 PLC的通信包括PLC之间、PLC与上位计算机之间，以及PLC与 其他智能设备之间的通信。 PLC与计算机可以直接或通过通信处理器、通信链接器相连构成 网络，以实现信息的交换，可以构成“集中管理、分散控制”的分 布式控制系统，满足工厂自动化系统发展的需要，各PLC或远
7、程 I/O模块按功能各自放置在生产现场进行分散控制，然后用网络 连接起来，构成集中管理的分布式网络系统。 6 虽然我国人民的健康水平显著提高，但依然面临着心脑血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病和慢性呼吸系统疾病等慢性病带来的挑战。那些可防可控的慢性病危险因素，如吸烟、过量饮酒、身体活动不足和膳食不合理等不健康生活方式仍未得到有效控制。 4.2 西门子的工业自动化通信网络简介 2/2 按照国际和国家标准，以ISO/OSI为参考模型，西门子提供了各 种开放的、应用于不同控制级别的工业环境的通信系统，统称为 SIMATIC NET。 SIMATIC NET定义了如下的内容： 网络通信的物理传输介质、传输元件
8、以及相关的传输计数； 在物理介质上传输数据所需的协议和服务； PLC及PC机联网所需的通信模块(通信处理器CP， Communication Processor)； 7 虽然我国人民的健康水平显著提高，但依然面临着心脑血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病和慢性呼吸系统疾病等慢性病带来的挑战。那些可防可控的慢性病危险因素，如吸烟、过量饮酒、身体活动不足和膳食不合理等不健康生活方式仍未得到有效控制。 4.2 西门子的工业自动化通信网络全集成自动化 Totally Integrated Automation (TIA) with SIMATIC and Drives TIA是西门子公司提出的自动化任务的一种创
9、新解决方案，仅在 一个平台下就可以提供全部功能。 通过西门子公司提供的TIA概念，拥有共同的数据管理、组态、 编程和通信，利用开放式的产品结构将功能各异的产品整合在 一起，更加轻松、安全地实现生产及过程自动化，可为客户量 身定制解决方案。 8 虽然我国人民的健康水平显著提高，但依然面临着心脑血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病和慢性呼吸系统疾病等慢性病带来的挑战。那些可防可控的慢性病危险因素，如吸烟、过量饮酒、身体活动不足和膳食不合理等不健康生活方式仍未得到有效控制。 4.2 西门子的工业自动化通信网络金字塔结构 1/3 由于厂房、设备安装位置的不同以及运行环境的不同造成了不 同的网络环境； 不同的自动
10、化组件也对通信系统有不同的要求； 为了满足这些需求，SIMATIC NET提供了不同的通信网络，组 成了网络通信的金字塔结构。 9 虽然我国人民的健康水平显著提高，但依然面临着心脑血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病和慢性呼吸系统疾病等慢性病带来的挑战。那些可防可控的慢性病危险因素，如吸烟、过量饮酒、身体活动不足和膳食不合理等不健康生活方式仍未得到有效控制。 Cell level PROFIBUS Industrial Ethernet Actuator- sensor level Actuator- Sensor Interface PROFIBUS Field level Industrial Et
11、hernet Management level 4.2 西门子的工业自动化通信网络金字塔结构 2/3 10 虽然我国人民的健康水平显著提高，但依然面临着心脑血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病和慢性呼吸系统疾病等慢性病带来的挑战。那些可防可控的慢性病危险因素，如吸烟、过量饮酒、身体活动不足和膳食不合理等不健康生活方式仍未得到有效控制。 4.2 西门子的工业自动化通信网络金字塔结构 3/3 ASI PROFIBUS-DP S7- 200 S7-300S7-400 OP.OS Standard Tools Engineering Tools Runtime Software SIMATIC SOFTWARE
12、 WIN CCPCS 7 SIMATIC NET ET200 FM SV Industrial Ethernet PROFIBUS MPI Network SIMATIC PG SIMATIC PC SIMATIC Controller SIMATIC HMI SIMATIC DP WinAC 11 虽然我国人民的健康水平显著提高，但依然面临着心脑血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病和慢性呼吸系统疾病等慢性病带来的挑战。那些可防可控的慢性病危险因素，如吸烟、过量饮酒、身体活动不足和膳食不合理等不健康生活方式仍未得到有效控制。 4.2 西门子的工业自动化通信网络工业以太网 SIMATIC NET的顶层为工
13、业以太网，它是基于国际标准 IEEE802.3的开放式网络。 以太网可以实现管理-控制网络的一体化，可以集成到互联网， 为全球联网提供了条件。 以太网在局域网(LAN)领域的市场占有率极高，通过广域网(例 如ISDN或Internet)，可以实现全球性的远程通信。 S7-1200的CPU集成了一个PROFINET以太网接口，可以与编程 计算机、人机界面和其他S7 PLC通信。 12 虽然我国人民的健康水平显著提高，但依然面临着心脑血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病和慢性呼吸系统疾病等慢性病带来的挑战。那些可防可控的慢性病危险因素，如吸烟、过量饮酒、身体活动不足和膳食不合理等不健康生活方式仍未得到有效控
14、制。 4.2 西门子的工业自动化通信网络PROFINET PROFINET是PROFIBUS国际组织推出的基于工业以太网的开发 的现场总线标准。使用PROFINET，可以将分布式I/O设备直接 连接到工业以太网。 PROFINET可以用于对实时性要求更高的自动化解决方案，例如 运动控制。 PROFINET吸纳了多年积累的PROFIBUS和工业以太网的技术诀 窍，采用开发的IT标准，与以太网的TCP/IP标准兼容，并提供了 实时功能，能满足所有自动化的需求。 PROFINET能与现有的现场总线系统(例如PROFIBUS)有机地集 成，无需改动现有设备的组态和编程。 PROFINET通过工业以太网
15、，连接从现场层到管理层的设备，可 以实现从公司管理层到现场层的直接、透明的访问， PROFINET 融合了自动化世界和IT世界。 13 虽然我国人民的健康水平显著提高，但依然面临着心脑血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病和慢性呼吸系统疾病等慢性病带来的挑战。那些可防可控的慢性病危险因素，如吸烟、过量饮酒、身体活动不足和膳食不合理等不健康生活方式仍未得到有效控制。 4.2 西门子的工业自动化通信网络现场总线PROFIBUS 西门子通信网络的中间层为开放式工业现场总线PROFIBUS，它 是用于车间级和现场级的国际标准。于2006年成为我国首个现场 总线国家标准(GB/T 20540-2006)。 PROF
16、IBUS提供了3种通信协议： (1) PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification，现场总线 报文规范)主要用于系统级和车间级的不同供应商的自动化系统之 间的传输数据。现基本已被以太网取代。 (2) PROFIBUS-DP (Decentralized Periphery，分布式外部设备) 适合于PLC与现场级的分布式I/O设备之间的通信。 (3) PROFIBUS-PA (Process Automation，过程自动化）用于过程 自动化的现场传感器和执行器的低速数据传输。由于采用了IEC 1158-2标准，确保了本质安全，可以用于防爆区域的传感器和执 行器与重要控制系统的通信。 14 虽然我国人民的健康水平显著提高，但依然面临着心脑血管疾病、恶性肿瘤、糖尿病和慢性呼吸系统疾病等慢性病带来的挑战。那些可防可控的慢性病危险因素，如吸烟、过量饮酒、身体活动不足和膳食不合理等不健康生活方式仍未得到有效控制。 4.2 西门子的工业自动化通信网络现场总线AS-i 西门子通信网络
