发表于：2013/7/29 9:43:22
#0楼
在上一篇文章中(http://bbs.gkong.com/archive.aspx?id=365906)，本人从功能强大的CPU模块、 CPU集成的工艺功能、硬件方面的特点以及全面的安全保护机制这四方面介绍了S7-1500的性能大幅提升，今天继续介绍S7-1500的通信功能的特点：
2 通信功能
S7-1500在通信方面有以下特点：
1）遵循通信领域的国际标准。
2）基于以太网的PROFINET作为主要的通信网络。
2.1 以PROFINET为主导的通信网络
以太网广泛地用于企业内部互联网（Intranet）、外部互联网（Extranet）和因特网（Internet）。可以采用冗余的网络拓扑结构，可靠性高。通过有线电话网和无线电话网，可以用以太网实现远程数据交换。
为了满足实时性应用的需要，各大公司和标准化组织纷纷提出了各种提升工业以太网实时性的解决方案，从而产生了实时以太网。2007年出版的IEC 61158第4版的20种现场总线中，实时以太网占了10种，实时以太网已成为现场总线发展的主要方向。
工控产品使用以太网通信已经成为一种潮流，西门子的小型PLC S7-1200、S7-200 SMART和高性价比的触摸屏SMART 700/1000 IE都有集成的以太网接口。
西门子基于以太网的现场总线PROFINET（见图2）是IEC 61158标准的类型10，S7-300/400推出了多款带PROFINET接口的CPU。S7-1500将PROFINET作为CPU的标准配置，同时还推出了使用PROFINET的分布式I/O ET 200MP和ET 200SP，标志着PROFINET已进入普遍使用的成熟期。
![附件]()
图2 PROFINET网络
2.2 CPU的以太网接口的功能
S7-1500的3种CPU都集成了1个带双端口交换机的PROFINET接口，CPU 1516-3PN还有另外一个以太网接口。PROFINET接口集成了等时同步实时（IRT）功能，可作PROFINET IO控制器、PROFINET IO设备（分布式现场设备）和Web服务器，可实现SIMATIC通信和开放式IE通信，有介质冗余功能。
通过一个标准的网络浏览器，就能随时查询CPU的状态。图形化的过程量和用户自定义的网页简化了信息的采集。
PROFINET可提供的通信服务有PG/OP（编程器/操作员面板）通信、S7路由、等时同步模式、开放式IE通信、IRT（等时同步实时）、MRP（介质冗余协议）和PROFIenergy。IRT功能用于高性能的同步运动控制，响应时间最小为250 μs。
PROFIenergy通过启用或禁用设备的暂停功能来实现节能。
开放式IE通信可使用TCP、IP /ISO-on-TCP（RFC 1006）、DHCP、SNMP、DCP和LLDP。
动态主机配置协议DHCP用于自动分配IP地址，可在设备正在运行时分配IP地址。
SNMP是用于网络参数分配和诊断的简单网络管理协议。
DCP（发现和基本组态协议）用于检测网络中的节点，并为其分配基本参数，例如IP地址和系统名称等。
LLDP（链路层发现协议）用于在相邻设备之间交换信息。
CPU作为Web服务器，可使用HTTP（超文本传输协议）和HTTPS（安全超文本传输协议）。
PROFINET的“优先化启动”功能在下列应用场合可以大幅缩短循环用户数据交换的启动时间：在“通电”之后或站故障/站恢复之后，或者在启动IO设备时。
用户程序可用指令TMAIL_C通过电子邮件发送过程报警。带有PROFINET接口的CP（通信处理器）可通过FTP（文件传输协议）进行文件管理和文件访问，CP既能作FTP客户端，也可以作FTP服务器。
S7-1516的通信接口的最大连接数为256，集成接口的连接数为128，为ES/HMI/Web预留了10个连接。支持DP和以太网（通过网络时间协议NTP）的时间同步。
2.3 其他通信功能和通信模块
2.3.1 集成的PROFIBUS接口
CPU 1516-3PN有一个集成的PROFIBUS接口，可作PROFIBUS-DP主站或从站，可提供的通信服务有PG/OP通信、S7路由、等式同步模式、恒定总线循环时间、激活/取消激活DP 从站。
2.3.2 带安全功能的工业以太网模块
S7-1500最多可插入8块PROFIBUS、PROFINET和以太网通信模块。
CP 1543-1是带安全功能的工业以太网模块。除了CPU密码保护之外，还可以通过状态检测防火墙确保工业以太网连接的安全性，可以分别组态本地访问权限和远程访问权限，通过电子邮件实现简单报警，并通过FTP文件传输协议将产品数据传输到控制计算机中。可灵活集成在基于IPV6的架构中，支持网络分段，可构建具有同一IP地址的相同设备，可在博途中构建包含安全功能在内的整体项目。
2.3.3 PROFIBUS模块
CM 1542-5模块支持PROFIBUS-DP主站功能和PROFIBUS-DP从站功能。发生故障时，网络分隔技术可降低模块替换成本。
2.3.4 点对点通信模块
S7-1500可连接的PtP（点对点）通信模块的数量仅受可用插槽的限制，4种PtP模块分别有RS-232和RS-422/485两种接口。支持自由口协议和3964（R）协议，有两种模块支持Modbus RTU主站协议和Modbus RTU从站协议。
相关链接：
S7-1500引领现代PLC发展趋势（一） http://bbs.gkong.com/archive.aspx?id=365906
2 通信功能
S7-1500在通信方面有以下特点：
1）遵循通信领域的国际标准。
2）基于以太网的PROFINET作为主要的通信网络。
2.1 以PROFINET为主导的通信网络
以太网广泛地用于企业内部互联网（Intranet）、外部互联网（Extranet）和因特网（Internet）。可以采用冗余的网络拓扑结构，可靠性高。通过有线电话网和无线电话网，可以用以太网实现远程数据交换。
为了满足实时性应用的需要，各大公司和标准化组织纷纷提出了各种提升工业以太网实时性的解决方案，从而产生了实时以太网。2007年出版的IEC 61158第4版的20种现场总线中，实时以太网占了10种，实时以太网已成为现场总线发展的主要方向。
工控产品使用以太网通信已经成为一种潮流，西门子的小型PLC S7-1200、S7-200 SMART和高性价比的触摸屏SMART 700/1000 IE都有集成的以太网接口。
西门子基于以太网的现场总线PROFINET（见图2）是IEC 61158标准的类型10，S7-300/400推出了多款带PROFINET接口的CPU。S7-1500将PROFINET作为CPU的标准配置，同时还推出了使用PROFINET的分布式I/O ET 200MP和ET 200SP，标志着PROFINET已进入普遍使用的成熟期。
2.2 CPU的以太网接口的功能
S7-1500的3种CPU都集成了1个带双端口交换机的PROFINET接口，CPU 1516-3PN还有另外一个以太网接口。PROFINET接口集成了等时同步实时（IRT）功能，可作PROFINET IO控制器、PROFINET IO设备（分布式现场设备）和Web服务器，可实现SIMATIC通信和开放式IE通信，有介质冗余功能。
通过一个标准的网络浏览器，就能随时查询CPU的状态。图形化的过程量和用户自定义的网页简化了信息的采集。
PROFINET可提供的通信服务有PG/OP（编程器/操作员面板）通信、S7路由、等时同步模式、开放式IE通信、IRT（等时同步实时）、MRP（介质冗余协议）和PROFIenergy。IRT功能用于高性能的同步运动控制，响应时间最小为250 μs。
PROFIenergy通过启用或禁用设备的暂停功能来实现节能。
开放式IE通信可使用TCP、IP /ISO-on-TCP（RFC 1006）、DHCP、SNMP、DCP和LLDP。
动态主机配置协议DHCP用于自动分配IP地址，可在设备正在运行时分配IP地址。
SNMP是用于网络参数分配和诊断的简单网络管理协议。
DCP（发现和基本组态协议）用于检测网络中的节点，并为其分配基本参数，例如IP地址和系统名称等。
LLDP（链路层发现协议）用于在相邻设备之间交换信息。
CPU作为Web服务器，可使用HTTP（超文本传输协议）和HTTPS（安全超文本传输协议）。
PROFINET的“优先化启动”功能在下列应用场合可以大幅缩短循环用户数据交换的启动时间：在“通电”之后或站故障/站恢复之后，或者在启动IO设备时。
用户程序可用指令TMAIL_C通过电子邮件发送过程报警。带有PROFINET接口的CP（通信处理器）可通过FTP（文件传输协议）进行文件管理和文件访问，CP既能作FTP客户端，也可以作FTP服务器。
S7-1516的通信接口的最大连接数为256，集成接口的连接数为128，为ES/HMI/Web预留了10个连接。支持DP和以太网（通过网络时间协议NTP）的时间同步。
2.3 其他通信功能和通信模块
2.3.1 集成的PROFIBUS接口
CPU 1516-3PN有一个集成的PROFIBUS接口，可作PROFIBUS-DP主站或从站，可提供的通信服务有PG/OP通信、S7路由、等式同步模式、恒定总线循环时间、激活/取消激活DP 从站。
2.3.2 带安全功能的工业以太网模块
S7-1500最多可插入8块PROFIBUS、PROFINET和以太网通信模块。
CP 1543-1是带安全功能的工业以太网模块。除了CPU密码保护之外，还可以通过状态检测防火墙确保工业以太网连接的安全性，可以分别组态本地访问权限和远程访问权限，通过电子邮件实现简单报警，并通过FTP文件传输协议将产品数据传输到控制计算机中。可灵活集成在基于IPV6的架构中，支持网络分段，可构建具有同一IP地址的相同设备，可在博途中构建包含安全功能在内的整体项目。
2.3.3 PROFIBUS模块
CM 1542-5模块支持PROFIBUS-DP主站功能和PROFIBUS-DP从站功能。发生故障时，网络分隔技术可降低模块替换成本。
2.3.4 点对点通信模块
S7-1500可连接的PtP（点对点）通信模块的数量仅受可用插槽的限制，4种PtP模块分别有RS-232和RS-422/485两种接口。支持自由口协议和3964（R）协议，有两种模块支持Modbus RTU主站协议和Modbus RTU从站协议。
相关链接：
S7-1500引领现代PLC发展趋势（一） http://bbs.gkong.com/archive.aspx?id=365906
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我是廖常初，是一个高校的老师，曾在企业从事机械、电气技术工作，长期从事工业控制和PLC应用的教学、科研和工程应用工作。博客中的日志除注明外均为原创。愿意在此与大家探讨工控的问题！
廖常初工控博客地址：http://blog.gkong.com/blog.asp?name=liaochangchu
我曾写过几本小书： 《PLC编程及应用》第3版(S7-200)、《S7-300/400 PLC应用技术》第3版、《FX系列PLC编程及应用》第2版、《S7-200 PLC编程及应用》、《PLC基础及应用》第2版（FX系列大专教材）、《西门子人机界面（触摸屏）组态与应用技术》、《西门子工业通信网络组态编程与故障诊断》、《S7-1200 PLC编程及应用》第2版、《跟我动手学S7-300/400 PLC》、《跟我动手学FX系列PLC》
机械工业出版社廖常初图书专题：http://www.gkong.com/zt/liaochangchu/
廖常初工控博客地址：http://blog.gkong.com/blog.asp?name=liaochangchu
我曾写过几本小书： 《PLC编程及应用》第3版(S7-200)、《S7-300/400 PLC应用技术》第3版、《FX系列PLC编程及应用》第2版、《S7-200 PLC编程及应用》、《PLC基础及应用》第2版（FX系列大专教材）、《西门子人机界面（触摸屏）组态与应用技术》、《西门子工业通信网络组态编程与故障诊断》、《S7-1200 PLC编程及应用》第2版、《跟我动手学S7-300/400 PLC》、《跟我动手学FX系列PLC》
机械工业出版社廖常初图书专题：http://www.gkong.com/zt/liaochangchu/
