西门子工业-毕业设计报告3.docVIP

第3章 工业以太网 3.1 工业以太网简介 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，如图3.1所示： 图3.1 工业以太网 3.1.1基本类型 1.10Mbit/s工业以太网 应用基带传输技术，基于IEEE 802.3，利用CSMA/CD介质访问方法的单元级、控制级传输网络。传输速率为10Mbit/s，传输介质为同轴电缆、屏蔽双绞线或光纤。 2.100Mbit/s快速以太网 基于以太网技术，传输速率为100Mbit/s，传输介质为屏蔽双绞线或光纤。 3.1.2网络硬件 1.传输介质 网络的物理传输介质主要根据网络连接距离、数据安全以及传输速率来选择。通常在西门子网络中使用的传输介质包括：1）2芯电缆，无双绞，无屏蔽（例如：AS-interface bus）。2）2芯双绞线，无屏蔽。3）2芯屏蔽双绞线（例如：PROFIBUS）。4）同轴电缆（例如：Industrial Etherenet）。5）光纤（例如：PROFIBUS/ Industrial Etherenet）。6）无线通信（例如：红外线和无线电通信）。在西门子工业以太网络中，通常使用的物理传输介质时屏蔽双绞线（TP——Twisted pair）、工业屏蔽双绞线（ITP——Industrial Twisted pair）以及光纤。 2.网络部件 1）工业以太网链路模块OLM、ELM（图3.1.2所示）。依照IEEE 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。如图所示。ELM（电气链路模块）有３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。 图3.1.2 工业以太网OLM 图3.1.3 OSM ITP62-LD 2）工业以太网交换机OSM、ESM。OSM的产品包括：OSM TP62（图3.1.3所示）、OSM TP22、OSM ITP62、OSM ITP62-LD和OSM BC08。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。ESM的产品包括：ESM TP40、ESM TP80和ESM ITP80，命名规则和OSM相同。所图3.1.4示为ESM TP80。 图3.1.4 ESM TP80 3.通信处理器 常用的工业以太网通信处理器（CP——Communicaton Processer，通信处理单元），包括用在S7 PLC站上的处理器CP243-1（图3.1.5所示）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。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CP343-1 PN，如图3.1.6所示 图3.1.5 CP243-1 图3.1.6 CP343-1 S7-400 PLC的以太网通信处理器是CP443-1系列，按照所支持协议的不同，可以分为CP443-1、CP443-1 ISO、CP443-1 TCP和CP443-1 IT，如下图3.1.7所示。 图3.1.7 CP443-1 3.2工业以太网通信方法 西门子支持的网络协议和服务 网络通信需要遵循一定的协议，表3.